（三）51单片机基础——独立按键与数码管

       

        从小就对电器元件比较感兴趣吧，经常拿坏的电器里面的芯片拆下来玩，甚至那些没坏的电器，比如我家的电视，也会希望它能坏掉，我好去看看里面是什么样子的，为什么能播放节目……，所以我第一眼看到51单片机的时候，更多的是兴奋。

        但是在学习的时候，遇到了许多的困难和问题，在此记录一下，看看能不能帮到需要的人。首先就是关于软件的，相比于其他语言的集成编译环境的安装，我觉得Keil5的安装更为困难，并且需要破解使用，并且需要选择合适的型号，一旦选错，代码就不能运行，还要在每个项目编写的时候勾选生成hex文件；还有安装CH341SER串口，安装好了好久都没能成功，后来发现是数据线的问题，在更换了几根数据线的情况下终于成功了，所以以后遇到类似的情况，可以选择换数据线；还有stc-isp-v6.88R烧录软件，同样需要选择型号，选错了同样不能找到单片机，自然不能成功烧录，并且每次烧录的时候要重启一下单片机（冷启动），才能烧录成功。还有一个就是关于芯片的问题，之前乱玩的时候，不小心把芯片接反了，导致芯片烧坏，还是自己重新买了一块芯片安装上去，才恢复正常，所以一定要注意正反。

         之前学会了有关控制LED亮灭的知识点，接下来我们来看一下如何通过独立按键来控制LED灯的亮灭，还是一样的步骤，我们需要来学习一些有关独立按键的电路知识。

        首先独立按键就是控制电路的连通，GND是电源负极，后面四个接口都是接在单片机的CPU上，而单片机接通电源时默认就是高电平，当按键被按下的时候，就变成了低电平，而这个变化可以通过寄存器来获取到（按键松开的时候，寄存器是高电平，按键按下的时候是低电平），再结合代码来解释一下。

#include 

void main()
{
	while(1)
	{
		if(P3_1==0 || P3_0==0)	//P3_1是K1，P3_0是K2，如果K1按键或K2按键按下
		{
			P2_0=0;		//通过P2_0来控制一个LED灯，就不需要像上节那样通过向每个接口赋值来操控
           //LED1输出0，点亮
		}
		else
		{
			P2_0=1;		//LED1输出1，熄灭
		}
	}
}

运行结果如下所示：

独立按键0

        接下来我们来看一下通过独立按键来控制LED显示二进制的代码吧,不过可能需要一点C语言基础，要知道取反和基本运算符。

在这之前，还是需要了解一个电路知识，就是消抖，不过我们先来了解一下按键的抖动吧！

按键的抖动：对于机械开关，当机械触点断开、闭合时，由于机械触点的弹性作用，一个开关在闭合时不会马上稳定地接通，在断开时也不会一下子断开，所以在开关闭合及断开的瞬间会伴随一连串的抖动

        对于消抖，大概有两种方法，第一是通过硬件消抖，在次不做介绍，第二种就是通过软件来操作，通过延时来消抖。 

#include 

void Delay(unsigned int xms)
{
	unsigned char i, j;    //八位二进制的数，便于我们操控单片机
	while(xms--)
	{
		i = 2;
		j = 239;
		do
		{
			while (--j);
		} while (--i);
	}
}

void main()
{
	unsigned char LEDNum=0;
	while(1)
	{
		if(P3_1==0)			//如果K1按键按下
		{
			Delay(20);		//延时消抖
			while(P3_1==0);	//松手检测
			Delay(20);		//延时消抖
			
			LEDNum++;		//变量自增
			P2=~LEDNum;		//变量取反输出给LED
		}
	}
}

运行结果如下所示：

独立按键1

        这个代码是控制LED灯位移，大家可以试着分析一下，知识点和之前类似，就是加了一个移位的操作来实现LED的位移。

#include 
void Delay(unsigned int xms);

unsigned char LEDNum;

void main()
{
	P2=~0x01;				//上电默认LED1点亮
	while(1)
	{
		if(P3_1==0)			//如果K1按键按下
		{
			Delay(20);
			while(P3_1==0);
			Delay(20);
			
			LEDNum++;		//LEDNum自增
			if(LEDNum>=8)	//限制LEDNum自增范围
				LEDNum=0;
			P2=~(0x01<

运行结果如下所示：

独立按键2

这就是独立按键的一些知识了，就先介绍到这！

 接下来就是介绍数码管了，相对于前面的知识来说，数码管对于电路的要求更多，所以比较难理解。首先，我们来介绍一下数码管的构造。

        首先，我们先来研究一个数码管，右图是两种连接方式，一种是共阴极的连接方法， 另一种是共阳极的连接方法，开发板就是共阴极连接的，所以我们只讲解共阴极，共阳极的原理也是一样的，就不细细讲解。首先，负极接地（位选），再对各个引脚赋值（和LED那章类似），就可以显示出相应的数字了。

        之后，我们就要开始研究四位一体的数码管了，四位一体的数码管并不是单纯的把四个数码管拼接在一起，那样引脚数码过多，不利与操作。个人认为这个四位一体数码管设计的十分巧妙，仅仅使用了12个引脚就解决了（一个数码管是10个引脚，就加了2个引脚，却能多控制3个数码管），让我们来看看四位一体的数码管的构造吧！

        这个数码管点亮的方式，和 一个数码管类似，就是需要去控制4个位选端，其他的引脚和之前的类似，但是呢，有人可能有疑问了，这样只能显示一个数字啊，如果要显示1234，明显是做不到的，确实是这样的，但是我们有办法解决这个问题。

在这之前，还要介绍一个东西——译码器。

        译码器，可以用3个io口去控制8个io口，进一步减少了需要操作的引脚数。左下角是使能端，可以理解为电源。控制原理就是，用3位二进制，通过转换成十进制，操控对应的端口（低电平有效）。

这个是缓冲器 ，可以理解为提高驱动能力，传输电位信号（双向）。

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电路知识介绍完毕，于是，我们现在开始点亮数码管了。

#include 

//数码管段码表
unsigned char NixieTable[]={0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F};   
//数组，默认大家都会

//数码管显示子函数
void Nixie(unsigned char Location,Number)
{
	switch(Location)		//位码输出，也就是译码器的那三个接口
	{
		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=NixieTable[Number];	//段码输出，就是后面那8个引脚
}

void main()
{
	Nixie(2,3);	//在数码管的第2位置显示3
	while(1)
	{
		
	}
}

运行结果如下所示：

        我们还要一个问题没有解决，那就是，如何在数码管上显示不同数字，答案就是，反复刷新，因为单片机频率比较快，所以通过反复刷新，人眼是看不出来的。 但是在刷新的过程中，数码管显示不是特别清楚，有残影（如下图所示），是因为在位选和段选切换的时候，就会发生数据篡位，所以我们需要消影，具体做法就是，在一次位选和段选结束之后，选择清零，这样就可以了，代码如下所示。

---

#include 

//数码管段码表
unsigned char NixieTable[]={0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F};

//延时子函数
void Delay(unsigned int xms)
{
	unsigned char i, j;
	while(xms--)
	{
		i = 2;
		j = 239;
		do
		{
			while (--j);
		} while (--i);
	}
}

//数码管显示子函数
void Nixie(unsigned char Location,Number)
{
	switch(Location)		//位码输出
	{
		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=NixieTable[Number];	//段码输出
	Delay(1);		//显示一段时间
	P0=0x00;		//段码清0，消影
}

void main()
{
	while(1)
	{
		Nixie(1,1);		//在数码管的第1位置显示1
//		Delay(20);
		Nixie(2,2);		//在数码管的第2位置显示2
//		Delay(20);
		Nixie(3,3);		//在数码管的第3位置显示3
//		Delay(20);
	}
}

运行结果如下所示：

        如果想要显示多位数字，可以修改一下延时时间，就可以实现了。好了，这就是有关数码管的知识点了。