AutoLeaders控制组——C51单片机学习笔记--数码管矩阵键盘LCD液晶屏

目录

1.数码管连接原理图

2. 动态数码管实验

3. LCD液晶屏的操作

4. 矩阵键盘的连接原理图

5. 模块化编程

6. 密码锁实验

1.数码管连接原理图

由上述原理图可以看出，8位数码管采用共阴极方式连接，8位数码管通过公共端口COM按顺序接入到138译码器中。138译码器中的G1到G2B三个引脚为使能端，通过接入VCC和GND输出使能电平，若使能电平有效则138译码器正常工作。

其中138译码器通过P2_2到P2_4三个引脚的输入来判断输出端Y0到Y7哪个有效，比如说输入端为二进制的101，则转化为十进制5后就在Y5引脚输出低电平，其他引脚输出高电平，而对应到数码管就是LED6的COM端输出低电平，其他LED的COM端输出高电平。

再来看到74HC245单片机驱动芯片，这个芯片相当一个电压缓冲器，通过直接连接VCC和GND来提高输出的电流来使数码管更亮。我们给P0_0到P0_7这8个引脚输入由二进制高低电平转化为十六进制的数来控制每个数码管显示的数字，8个控制位按a~dp对应8个二进制的高低电平来点亮，比如说P0=0x7D就会在数码管上显示数字6。

2.动态数码管实验

按照上述原理，我们先给对应的138译码器输入三个引脚的高低电平值来激活对应的数码管的COM端，然后通过给P0引脚赋值来实现数码管显示对应数字。值得注意的是，动态数码管是利用数码管的快速切换显示和视觉暂留原理来使数码管显示多位数字。

# include <stdio.h>
# include <regx52.h>
# include <intrins.h>
# include "delay.h"//调用之前声明的延时函数模块int Number[12]={0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F,0x40,0x48};//用来使数码管输出对应的数字
void Numberdisplay(int location,int number)
{switch(location)//用来激活对应位置的数码管{case 1:P2_4=1;P2_3=1;P2_2=1;break;case 2:P2_4=1;P2_3=1;P2_2=0;break;case 3:P2_4=1;P2_3=0;P2_2=1;break;case 4:P2_4=1;P2_3=0;P2_2=0;break;case 5:P2_4=0;P2_3=1;P2_2=1;break;case 6:P2_4=0;P2_3=1;P2_2=0;break;case 7:P2_4=0;P2_3=0;P2_2=1;break;case 8:P2_4=0;P2_3=0;P2_2=0;break;}P0=Number[number];delay(1);P0=0x00;}void main()
{while(1)
{	Numberdisplay(1,6);Numberdisplay(2,4);Numberdisplay(3,10);Numberdisplay(4,5);Numberdisplay(5,3);Numberdisplay(6,11);Numberdisplay(7,1);Numberdisplay(8,1);}   }	

 上述程序用到了自己声明的delay函数用于时间延迟，延迟是以1ms为间隔的。通过对138译码器和驱动芯片两个控制模块的封装，我们可以将数码管显示声明成一个独立函数。

3.LCD液晶屏的操作

LCD液晶屏有一份源代码对它的操作进行了函数的封装，里面声明了初始化函数和各种显示数字和字符串的函数，大大简便了我们操作LCD的方式，详见b站江科大自化协的51单片机教程下的LCD源代码。

4.矩阵键盘的连接原理图

由上述原理图可知，矩阵键盘类似于独立按键，它将每行每列的按钮通过并联方式来读取每个按键的状态，矩阵键盘由P1_0~P1_7八个引脚来控制，所以我们要给P1_0到P1_3的引脚赋低电平0，然后通过判断P1_4到P1_7这四个引脚的电平状态来确认按键是否被按下。

5.模块化编程

 模块化编程就是就不同执行语句封装成模块的形式进行声明和调用，我们要分别创建.c文件和.h文件，其中.c文件用于函数功能的定义，.h文件用于模块的的声明方便以后调用模块。

.c文件和main.c文件的写法相近，下面会给出.h文件声明的一般格式。

#ifndef _____
#define _____；//这里将函数定义的第一句复制过来
#endif

定义和声明好模块后就可以像头文件一样在main.c开头调用该模块了，格式为# include “  ”。

6.密码锁实验

 密码锁实验需要利用到矩阵键盘和LCD液晶屏，通过读取对应按键的高低电平来返回一个数字值，所以我们可以将矩阵键盘封装成一个模块Matrix用来返回数字。返回数字后我们调用已经封装好的LCD模块来显示数字，依次键盘输入返回数字然后进位形成4位密码。

# include <REGX52.H>
# include <stdio.h>
# include "delay.h"
# include <math.h>
# include "LCD1602.h"void main()
{unsigned int Num,a,b,c=0;unsigned int password=0,password_1=0;unsigned int count=0;LCD_Init();while(c==0){LCD_ShowString(1,1,"reset password");Num=Matrix();if (Num!=a){if (Num<=10&&count<4){ password_1*=10;		  password_1+=Num;count++;}LCD_ShowNum(2,2,password_1,4);a=Num;if (Num==12){password_1/=10;count--;LCD_ShowNum(2,2,password_1,4);}if (Num==11){c=1;}}}while(c==1){Num=Matrix();LCD_ShowString(1,1,"input password");if (Num!=b&&4<=count<8){if (Num<=10){ password*=10;		  password+=Num;count++;}LCD_ShowNum(2,2,password,4);b=Num;if (Num==11&&4<count){if(password==password_1){LCD_ShowString(2,10,"Welcome");delay(5000);}else{LCD_ShowString(2,10,"NO");delay(1000);}password=0;count=4;}if (Num==12){password/=10;count--;LCD_ShowNum(2,2,password,4);}} }	}

这个是主函数程序的入口，通过调用模块实现密码初始化和密码的比对。 

# include <REGX52.H>
# include "delay.h"int  Matrix()
{int number;P1=0xFF;P1_3=0;if(P1_7==0){delay(20);while(P1_7==0);delay(20);number=1;}if(P1_6==0){delay(20);while(P1_6==0);delay(20);number=5;}if(P1_5==0){delay(20);while(P1_5==0);delay(20);number=9;}if(P1_4==0){delay(20);while(P1_4==0);delay(20);number=13;}P1=0xFF;P1_2=0;if(P1_7==0){delay(20);while(P1_7==0);delay(20);number=2;}if(P1_6==0){delay(20);while(P1_6==0);delay(20);number=6;}if(P1_5==0){delay(20);while(P1_5==0);delay(20);number=0;}if(P1_4==0){delay(20);while(P1_4==0);delay(20);number=14;}P1=0xFF;P1_1=0;if(P1_7==0){delay(20);while(P1_7==0);delay(20);number=3;}if(P1_6==0){delay(20);while(P1_6==0);delay(20);number=7;}if(P1_5==0){delay(20);while(P1_5==0);delay(20);number=11;}if(P1_4==0){delay(20);while(P1_4==0);delay(20);number=15;}P1=0xFF;P1_0=0;if(P1_7==0){delay(20);while(P1_7==0);delay(20);number=4;}if(P1_6==0){delay(20);while(P1_6==0);delay(20);number=8;}if(P1_5==0){delay(20);while(P1_5==0);delay(20);number=12;}if(P1_4==0){delay(20);while(P1_4==0);delay(20);number=16;}return number;
}

上述程序是对矩阵键盘读取模块的封装，实现了从键盘上按下按键返回数字的功能。

void delay(int xms)		//@12.000MHz
{unsigned char i, j;while(xms--){i = 2;j = 239;do{while (--j);} while (--i);}
}

上述程序是对延迟函数的封装。

将不同功能模块化封装后，我们会发现程序变得更加简洁，思路也更加清晰。综合以上程序，我们就可以完成了密码锁实验。