51单片机-控制数码管

1.硬件设计

1.1.LED数码管介绍

1.2.原理图设计

2.软件设计

2.1.静态数码管显示

2.2.动态数码管显示

2.3.模块化编程（头文件）

3.知识点

3.1.数组

3.2.子函数

3.3.switch函数

3.4.模块化编程介绍

1.硬件设计

1.1.LED数码管介绍

数码管是一种简单、廉价的显示器，是由多个发光二极管封装在一起组成“8”字型的器件；如下：

1.2.原理图设计

译码器：此处用的是38线译码器，其工作原理是3个输入端通过二进制转十进制的方式去控制8个输出管脚；如ABC管脚输入000，那对应的输出管脚即为Y0；如果输出010，即为Y2；

缓冲器U2：这是个双向数据缓冲器，其作用是提高其驱动能力，读写功能主要由LE是否接高电平决定（通过跳线帽J21决定LE是接VCC高电平，还是P10低电平），此处用的是缓冲器的写入功能

2.软件设计

2.1.静态数码管显示

功能需求：一个输出接口，只显示一个数字

程序设计：分析原理图，程序设计主要要做的事就是选择数码管位置【位选】，以及选择想要的数字【段选】

#include <REGX52.H>unsigned char Nixietable[]={0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F,0x77,0x7C,0x39,0x5E,0x79,0x71,0x00};
void Nixie(unsigned char Location,Number)//子函数，位选Location，段选Number
{
/*switch也是一种分支语句，常用于多分支的情况*/switch(Location){case 1:P2_4=1;P2_3=1;P2_2=1;break;//LED1case 2:P2_4=1;P2_3=1;P2_2=0;break;//LED2case 3:P2_4=1;P2_3=0;P2_2=1;break;//LED3case 4:P2_4=1;P2_3=0;P2_2=0;break;//LED4case 5:P2_4=0;P2_3=1;P2_2=1;break;//LED5case 6:P2_4=0;P2_3=1;P2_2=0;break;//LED6case 7:P2_4=0;P2_3=0;P2_2=1;break;//LED7case 8:P2_4=0;P2_3=0;P2_2=0;break;//LED8}P0=Nixietable[Number];}void main()//主函数
{while(1){Nixie(1,1);//数码管1，显示1}
}

2.2.动态数码管显示

功能需求：显示一串数字，怎么实现呢？一个输出接口，显示多个数字

由于数码管在同一时间只能静态显示一个数字，那么如果我们让多个数字同时显示，该怎么办呢？
我们可以让这些LED按顺序以极高的频率快速闪烁，在人眼看来就是同时显示

程序设计：

首先，使用段码表，初始化一个数组NixieTable，后面可以直接调用，显示数字---段选
其次，用分支语句（Switch-Case语句）写出所有数码光发光的情况/P2端口---位选
最后，消影，如果是[位选-->段选-->位选-->段选]，段选和位选之间，因单片机的运行速度很快，会有显示数据串位的问题，为解决此问题，需消音[位选-->段选-->清零-->位选-->段选]

#include <REGX52.H>void Delay(unsigned char xms)//子函数，Delay函数
{unsigned char i, j;while(xms--){i = 2;j = 239;do{while (--j);} while (--i);}
}unsigned char Nixietable[]={0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F,0x77,0x7C,0x39,0x5E,0x79,0x71,0x00};void Nixie(unsigned char Location,Number)//子函数，位选Location，段选Number
{
/*switch也是一种分支语句，常用于多分支的情况*/switch(Location){case 1:P2_4=1;P2_3=1;P2_2=1;break;//LED1case 2:P2_4=1;P2_3=1;P2_2=0;break;//LED2case 3:P2_4=1;P2_3=0;P2_2=1;break;//LED3case 4:P2_4=1;P2_3=0;P2_2=0;break;//LED4case 5:P2_4=0;P2_3=1;P2_2=1;break;//LED5case 6:P2_4=0;P2_3=1;P2_2=0;break;//LED6case 7:P2_4=0;P2_3=0;P2_2=1;break;//LED7case 8:P2_4=0;P2_3=0;P2_2=0;break;//LED8}P0=Nixietable[Number];Delay(1);//延时1msP0=0x00;//消音，P0口清零
}void main()//主函数
{while(1){Nixie(1,1);//数码管1，显示1Nixie(2,2);//数码管2，显示2Nixie(3,3);//数码管3，显示3}
}

2.3.模块化编程（头文件）

传统编程：所有的函数均放在main.c里，若使用的模块比较多，则一个文件内会有很多的代码，不利于代码的组织和管理，而且很影响编程者的思路
模块化编程：把各个模块的代码放在不同的.c文件里，在.h文件里提供外部可调用函数的声明，其它.c文件想使用其中的代码时，只需要#include "XXX.h"文件即可。使用模块化编程可极大的提高代码的可阅读性、可维护性、可移植性等

#include <REGX52.H>
#include"Delay.H"
/*延时函数模块化后，调用*/
#include"Nixie.H"
/*动态数码管函数模块化后，调用*/void main()
{while(1){Nixie(1,1);Nixie(2,2);Nixie(3,3);}
}

3.知识点

3.1.数组

数组：把相同类型的一系列数据统一编制到某一个组别中，可以通过数组名+索引号简单快捷的操作大量数据

int x[3];            //定义一组变量（3个）
int x[]={1,2,3};   //定义一组变量并初始化x[0]        //引用数组的第0个变量
x[1]        //引用数组的第1个变量
x[2]            //引用数组的第2个变量
引用x[3]时，数组越界，读出的数值不确定，应避免这种操作

3.2.子函数

子函数：将完成某一种功能的程序代码单独抽取出来形成一个模块，在其它函数中可随时调用此模块，以达到代码的复用和优化程序结构的目的

/*------------------------------------------------
返回值 函数名（形参）
{函数体
}
------------------------------------------------*/
void Function(unsigned char x, y)
{}

3.3.switch函数

/*------------------------------------------------
将变量与case后的各个常量对比
若有相等，则执行相应的语句体
若没有一个相等，则执行default后的语句体(default可以不写)
------------------------------------------------*/
switch(变量)
{case 常量1:语句体1;break;case 常量2:语句体2;break;(...)default:语句体x;break;
}

3.4.模块化编程介绍

include的作用：在include的地方，把头文件里的内容原封不动的复制到引用该头文件的地方。
头文件的引用：有两种形式，#include < stdio.h> 和 include "main.h “。

1.用< >引用的一般是编译器提供的头文件，编译时会在指定的目录中去查找头文件。具体是哪个目录，编译器知道，我们不用关心。

2.用” “引用的一般是自己写的头文件，编译时，编译器会在项目所在的文件夹中进行查找，如果还才存在子文件夹，则在Makefile中用-I（大写i）来指定头文件搜索目录。
3.总结：系统提供的头文件用< >引用，自己写的用” "引用。

头文件的内容：头文件里一般包括宏定义，全局变量，函数原型声明。
头文件的组成：含.c和.h文件，如：Delay.h和Delay.c

/*.........Delay.h.........*/
#ifndef _DELAY_H_    //如果没有定义头文件Dealy.h，则执行下面的代码。这是防止重复定义
#define _DELAY_H_   //定义头文件//下面的代码是头文件的内容
void Delay(unsigned char xms);//函数声明#endif  //表示头文件结束

/*.........Delay.c.........*/
void Delay(unsigned char xms)
{unsigned char i, j;while(xms--){i = 2;j = 239;do{while (--j);} while (--i);}
}