1. I/O 口的結構及特點
Atmega8 有23 個I/O 引腳,分成3 個8 位的端口B、C 和D,其中C 口只有7 位
Atmega8 采用3個8位寄存器來控制I/O端口,它們分別是:方向寄存器DDRx、數據寄存器PORTx、輸入引腳寄存器PINx
x為B或C 或D,分別代表B口、C口或D 口;
n為0~7,代表寄存器中的位置;
其中DDRx 和PORTx 是可讀寫寄存器,而PINx 為只讀寄存器;
每個I/O引腳內部都有獨立的上拉電阻電路,可通過程序設置內部上拉電阻是否有效。
方向寄存器DDRx中的每個位用于控制I/O口一個引腳的輸入輸出方向,即控制I/O口的工作模式為輸出模式還是輸入模式。
當DDRxn=1 時,I/O 的Pxn 引腳處于輸出模式。此時
若PORTxn=1時,I/O引腳呈高電平,同時可提供輸出20mA 的電流;
若PORTxn=0時,I/O引腳呈低電平,同時可吸收20mA 的電流。
當 DDRxn=0 時,I/O 的Pxn 引腳處于輸入模式。此時
引腳寄存器PINxn 中的數據就是外部引腳的實際電平;
此時可通過PORTxn 的設置可控制內部的上拉電阻使用或不使用。
注意事項:
使用AVR的I/O 口,首先應正確設置其工作模式(輸入模式還是輸出模式),設置DDRx;
當I/O工作在輸入模式(DDRxn=0)時,讀取引腳上的電平應取PINxn的值,而不是PORTxn的值;
當I/O口工作在輸入模式(DDRxn=0)時,應根據實際情況設置內部上拉電阻,利用內部上拉電阻可以節省外部上拉電阻;
將I/O空工作模式由輸出模式設置為輸入模式后,必須等待一個時鐘周期后才能正確的讀到外部引腳的值
2. 跑馬燈程序控制發光二極管
我們選擇用PD0~PD7來控制8個發光二極管循環點亮,從而實現“跑馬燈”
所以電路圖如圖所示:
問:如果改變 delay_ms 的時間會變的怎樣呢?
=> 跑馬燈的變換速度改變。
問:如果直接讓 PORTD = ( 1<
=>PORTD = ~( 1<
=>PORTD = ( 1<
問:能不能添加或修改程序,改變燈亮的順序和時間呢?
=> 改變循環條件就可以改變亮燈的順序,如把i++改為i+=2,即可實現隔一盞燈亮一個;
=> 亮燈時間改變延遲時間delay_ms()的傳入參數即可。
3. 單個LED數碼管練習
給數碼管的a、b、c、d、e、f、g七個發光二極管加不同的電平,二極管顯示不同亮暗的組合就可以顯示不同的字形;
以1為高電平,0為低電平,給出字形碼表:
即0x3F表示的就是字型‘0’,0x06表示的就是字型‘1’......;
所以直接把這種對應關系存到一個Char型數組里(一個Char型是8位);
想要對應的a、b、c、d、e、f、g七個發光二極管展示亮與暗,我們選用PD0~7這8位來控制;
如:想要展示字型‘0’=>‘0’對應字形碼是0x3F=>其中發光二極管的a~f均為亮狀態=>PD0~5均為低電平(低電平亮燈)。
我們用一個LED數碼管顯示數字0~9,仍然使用PD口控制,循環顯示數字
電路圖如圖所示:
了解理論知識后便可以開始編程:(延時函數與上面相同)
單個LED數碼管
問:想顯示A~F 怎么辦呢?
=> num[] 數組再添加多幾個元素,分別是A~F對應的字形碼。
問:能不能顯示像H,L 一類的字母呢?
=> 能,想要顯示字母H,只需要二極管的b、c、e、f、g亮即可;
=> 想要顯示字母L,只需要二極管的d、e、f亮即可。
問:改變了delay_ms 函數的延時時間會怎樣呢?
=> 數字之間的顯示間隔邊長。
問:要顯示小數點我們應該怎么辦呢?
=> 在字形碼表中可以看出,最高位h是沒有作用的,所以可以用h位來控制小數點,當最高位為1時小數點亮,為0時不亮;
=> 如0x5B表示‘2’,那么0x5B + 0x80表示‘2.’。
4.多個LED數碼管實驗
靜態顯示:3小節的內容便是靜態展示
動態顯示:采用各數碼管循環輪流的顯示的方法,當循環頻率較高時,利用人眼的暫留特性,感覺不到數碼管的閃爍,就像看到數碼管在同時發光一樣,類似電影的原理。
兩者對比:動態顯示比靜態顯示占用資源少,耗電少;但是穩定性卻差,程序設計也更為復雜,MCU負擔重。
動態顯示需要一個接口完成字形碼的輸出,另外一個接口完成各數碼管的輪流顯示;
我們要實現從“000.0”到“999.9”的數字變化顯示過程;
用PB口做字形碼的輸出口,用PC0~PC3控制數碼管的輪轉流顯示;
從左數起,其中PC0表示第0個數,PC1表示第1個數,PC2表示第3個數(該數顯示小數點),PC3表示第4個數;所以只有第三個數是特殊的;
參考原理圖如下:
編程實現代碼
1 void main()
2 {
3 //PB口做字形碼的輸出口,PC0~PC3控制數碼管的輪流顯示
4 unsigned char i,j;
5 stat
ic unsigned char LedNum[10] = {0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F};
6 //顯示小數點要加0x80
7 unsigned char CountNum[4] = {0,0,0,0}; //計數的百、十、個位和十分位
8 DDRB = 0xFF; //設置B口為輸出模式
9 PORTB = 0xFF; //置高電平
10 DDRC = 0x0F;
11 PORTC = 0xFF;
12
13 while(1)
14 {
15 i=0; //用于PC0~PC3的輪轉
16 f
or(j=0;j<10;j++) //依次顯示4S"000.0"
17 {
18 i = ++i%4;
19 PORTC&=~(1<
20 if(2==i) //如果是第三個數字則加個小數點顯示
21 PORTB = LedNum[0] + 0x80;
22 else //其余情況都沒有小數點顯示
23 PORTB = LedNum[0];
24 delay_ms(10);
25 PORTC|= 0xFF;//復位,切換到下一個輸出口
26 }
27 CountNum[0] = CountNum[1] = CountNum[2] = CountNum[3] = 0; //用于實現4位數的加一變化
28 while(1)
29 {
30 //計數加1,滿9進位、后置0
31 if(CountNum[3]++==9)
32 {
33 CountNum[3] = 0;
34 if(9 == CountNum[2]++)
35 {
36 CountNum[2] = 0;
37 if(9 == CountNum[1]++)
38 {
39 CountNum[1] = 0;
40 CountNum[0]++;
41 }
42 }
43 }
44 //顯示計數值
45 for(i=0;i<4;i++)
46 {
47 PORTC&=~(1<
48 if(2 == i)
49 PORTB = LedNum[CountNum[i]] + 0x80;
50 else
51 PORTB = LedNum[CountNum[i]];
52 delay_ms(10);
53 PORTC|=0xFF;
54 }
55 //999.9的時候退出
56 if(CountNum[0]==9 && CountNum[1]==9 && CountNum[2]==9 && CountNum[3]==9)
57 break;
58 }
59 }
60 }
多個LED數碼管
編輯:hfy
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