51单片机---编程实现流水灯----键盘控制数码管显示--利用74LS164扩展并行输出口---定时中断方式驱动一个数码管

刺骨的言语ヽ痛彻心扉 2024-03-17 16:00 11阅读 0赞

**目录**

基于51单片机，用c语言编程实现流水灯

代码：

使用C语言编写的基于51单片机的键盘控制数码管显示

代码：

基于51单片机，用c语言编程实现利用74LS164扩展并行输出口

代码：

基于51单片机，用c语言编程实现定时中断方式驱动一个数码管

代码：

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## 基于51单片机，用c语言编程实现流水灯 ##

### 代码： ###

#include <reg51.h>
    
    // 定义延时时间（单位：毫秒）
    #define DELAY_TIME 500
    
    // 左往右亮流水灯
    void leftToRight() {
        unsigned char pattern = 0x01;
        
        while (1) {
            P1 = pattern;
            pattern <<= 1;
            
            if (pattern == 0x00) {
                pattern = 0x01;
            }
            
            delay();
        }
    }
    
    // 右往左亮流水灯
    void rightToLeft() {
        unsigned char pattern = 0x80;
        
        while (1) {
            P1 = pattern;
            pattern >>= 1;
            
            if (pattern == 0x00) {
                pattern = 0x80;
            }
            
            delay();
        }
    }
    
    // 左往右亮然后右往左亮流水灯
    void leftThenRight() {
        unsigned char pattern = 0x01;
        unsigned char direction = 0;  // 0表示左往右，1表示右往左
        
        while (1) {
            P1 = pattern;
            
            if (direction == 0) {
                pattern <<= 1;
                
                if (pattern == 0x00) {
                    pattern = 0x80;
                    direction = 1;
                }
            } else {
                pattern >>= 1;
                
                if (pattern == 0x00) {
                    pattern = 0x01;
                    direction = 0;
                }
            }
            
            delay();
        }
    }
    
    // 延时函数
    void delay(){
        unsigned int i, j;
        for(i=0; i<DELAY_TIME; i++){
            for(j=0; j<1000; j++);
        }
    }
    
    int main() {
        while(1) {
            // 从左往右亮流水灯
            leftToRight();
            
            // 从右往左亮流水灯
            rightToLeft();
            
            // 从左往右亮然后从右往左亮流水灯
            leftThenRight();
        }
        return 0;
    }

#include <reg51.h> // 包含51单片机的寄存器定义和常量
    
    // 定义延时函数
    void delay(unsigned int time) {
      unsigned int i, j;
      for (i = 0; i < time; i++) {
        for (j = 0; j < 125; j++) {
          // 延时一段时间
        }
      }
    }
    
    void main() {
      unsigned char pattern = 0x01; // 流水灯的显示模式，初始为第一个LED亮，其余LED灭
    
      while (1) {
        P1 = pattern; // 将当前模式的值写入P1口控制LED灯亮灭
        delay(500); // 延时一段时间，控制流水灯移动速度
    
        pattern <<= 1; // 模式左移一位，实现流水灯效果
    
        // 如果已经移到最后一颗LED，重新回到第一个LED
        if (pattern == 0x00) {
          pattern = 0x01;
        }
      }
    }

> 上述代码中，使用P1口控制了8颗LED灯，通过将不同的模式值写入P1口，实现了流水灯灯光在8颗LED之间的移动。delay函数用于延时一定的时间，控制流水灯移动的速度。流水灯效果通过将模式值左移一位并判断是否移到最后一颗LED来实现。

## 使用C语言编写的基于51单片机的键盘控制数码管显示 ##

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最终版：

#include <reg51.h>
    sbit key1 = P2^0;
    sbit key2 = P2^1;
    
    // 定义数码管显示的数字
    unsigned char code digit[] = {
        0xC0,  // 0
        0xF9,  // 1
        0xA4,  // 2
        0xB0,  // 3
        0x99,  // 4
        0x92,  // 5
        0x82,  // 6
        0xF8,  // 7
        0x80,  // 8
        0x90   // 9
    };
    
    // 定义延时函数
    void delay(unsigned int ms) {
        unsigned int i, j;
        for (i = 0; i < ms; i++) {
            for (j = 0; j < 120; j++);
        }
    }
    
    void main() {
        unsigned char i = 0;
        unsigned char direction = 1;  // 1表示从小到大，0表示从大到小
    
        // 设置P1口为输出
        P1 = 0xFF;
        while (1) 
    	{
            if (key1 == 0) {  // 第一个按键按下
    			delay(200);
    			if(key1 == 0)
                	direction = 1;  // 从小到大
            }
            if (key2 == 0) {  // 第二个按键按下
    			delay(200);
    			if(key2 == 0)
                	direction = 0;  // 从大到小
            }
    
            if (direction) {  // 从小到大
    			i=0;
                P1 = digit[i];
                i++;
                if (i == 8) {
                    i = 0;
                }
            } else {  // 从大到小
    			i = 8;
                P1 = digit[i];
                i--;
                if (i == 0) {
                    i = 8;
                }
            }
    
            delay(500);  // 延时500ms
        }
    }

#include <reg52.h>
    
    // 数码管显示函数
    void displayDigit(unsigned char digit) {
        unsigned char digitMap[] = {
            0b00111111,  // 数字0的7段码
            0b00000110,  // 数字1的7段码
            0b01011011,  // 数字2的7段码
            0b01001111,  // 数字3的7段码
            0b01100110,  // 数字4的7段码
            0b01101101,  // 数字5的7段码
            0b01111101,  // 数字6的7段码
            0b00000111,  // 数字7的7段码
            0b01111111,  // 数字8的7段码
            0b01101111   // 数字9的7段码
        };
    
    // 延时函数
    void delay() {
        // 延时逻辑
        // ...
    }
    
    int main() {
        unsigned char number = 0; // 初始数字为0
    
        while (1) {
            if (P1 == 0xFE) { // 第一个按键按下
                // 从大到小变化
                for (unsigned char i = number; i >= 0; i--) {
                    number = i;
                    displayDigit(number);
                    delay();
                }
            }
    
            if (P1 == 0xFD) { // 第二个按键按下
                // 从小到大变化
                for (unsigned char i = number; i <= 9; i++) {
                    number = i;
                    displayDigit(number);
                    delay();
                }
            }
        }
    
        return 0;
    }

### 用于基于51单片机实现键盘控制数码管的显示（共阳极显示）： ###

#include <reg51.h>
    
    // 定义键盘引脚和数码管引脚连接方式
    #define KEYPAD_PORT P1
    #define DISPLAY_PORT P2
    
    // 声明函数
    void delay(unsigned int ms);
    unsigned char readKeypad();
    void displayDigit(unsigned char digit);
    
    // 全局变量
    unsigned char displayNumber = 0;
    
    // 主函数
    void main() {
      unsigned char key;
      
      while(1) {
        key = readKeypad(); // 检测键盘按键状态
        
        // 检测数字键
        if(key >= '0' && key <= '9') {
          displayNumber = key - '0'; // 更新显示数字
        }
        // 检测按下第一个键
        else if(key == 'A') {
          if(displayNumber > 0) {
            displayNumber--; // 更新显示数字
          }
        }
        // 检测按下第二个键
        else if(key == 'B') {
          if(displayNumber < 9) {
            displayNumber++; // 更新显示数字
          }
        }
        
        displayDigit(displayNumber); // 显示数字到数码管
      }
    }
    
    // 延时函数
    void delay(unsigned int ms) {
      unsigned int i, j;
      for(i = 0; i < ms; i++) {
        for(j = 0; j < 123; j++);
      }
    }
    
    // 读取键盘状态
    unsigned char readKeypad() {
      unsigned char row, col;
      
      // 设置列为输入，行为输出
      KEYPAD_PORT = 0xF0;
      P0 = 0xFF;
      
      // 检测哪一行被按下
      row = KEYPAD_PORT & 0xF0;
      
      // 如果无按键按下
      if(row == 0xF0) {
        return 0; // 返回0表示无按键按下
      }
      
      // 延时，等待按键稳定
      delay(10);
      
      // 检测列是否有响应
      col = KEYPAD_PORT & 0xF0;
      
      // 检测按下的键值
      if(col == 0xE0) return '1';
      if(col == 0xD0) return '2';
      if(col == 0xB0) return '3';
      if(col == 0x70) return 'A';
      if(col == 0xD0) return '4';
      if(col == 0xB0) return '5';
      if(col == 0x70) return '6';
      if(col == 0xE0) return 'B';
      if(col == 0xB0) return '7';
      if(col == 0x70) return '8';
      if(col == 0xE0) return '9';
      if(col == 0xD0) return '0';
      
      return 0; // 返回0表示无按键按下
    }
    
    // 数码管显示函数
    void displayDigit(unsigned char digit) {
      unsigned char digitPattern;
      switch(digit) {
        case 0: digitPattern = 0xC0; break; // 共阳极的编码方式，可根据具体数码管更改
        case 1: digitPattern = 0xF9; break;
        case 2: digitPattern = 0xA4; break;
        case 3: digitPattern = 0xB0; break;
        case 4: digitPattern = 0x99; break;
        case 5: digitPattern = 0x92; break;
        case 6: digitPattern = 0x82; break;
        case 7: digitPattern = 0xF8; break;
        case 8: digitPattern = 0x80; break;
        case 9: digitPattern = 0x98; break;
        default: digitPattern = 0xFF;
      }
      
      DISPLAY_PORT = digitPattern; // 输出到数码管
    }

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#### 代码： ####

#include <reg51.h> // 包含51单片机的寄存器定义和常量
    
    // 定义延时函数
    void delay(unsigned int time) {
      unsigned int i, j;
      for (i = 0; i < time; i++) {
        for (j = 0; j < 125; j++) {
          // 延时一段时间
        }
      }
    }
    
    void main() {
      unsigned char seg_code[10] = {0x3F, 0x06, 0x5B, 0x4F, 0x66, 0x6D, 0x7D, 0x07, 0x7F, 0x6F}; // 数码管的段码值
      unsigned char keys[4][4] = {
       {0x01, 0x02, 0x03, 0x0F},
                                  {0x04, 0x05, 0x06, 0x0E},
                                  {0x07, 0x08, 0x09, 0x0D},
                                  {0x00, 0x00, 0x00, 0x0C}}; // 键盘矩阵映射
    
      unsigned char keycode, row, col, digit;
    
      P2 = 0xFF; // 设置P2口为输入模式
      P0 = 0x00; // 初始化P0口
    
      while (1) {
        for (row = 0; row < 4; row++) {
          P2 = ~(0x01 << row); // 设置当前行为低电平
          delay(10); // 延时一段时间，等待稳定
    
          col = P2 & 0x0F; // 获取当前列的键值
    
          if (col != 0x0F) { // 如果当前列有按键按下
            // 查找按下的键值
            if (col == 0x0E) {
              digit = 0; // 1键按下
            } else if (col == 0x0D) {
              digit = 1; // 2键按下
            } else if (col == 0x0B) {
              digit = 2; // 3键按下
            } else if (col == 0x07) {
              digit = 3; // 4键按下
            }
    
            // 显示按键对应的数字
            if (keys[row][digit] != keycode) {
              keycode = keys[row][digit];
              P0 = seg_code[keycode]; // 数码管显示对应的数字
            }
          }
        }
      }
    }

> 上述代码中，使用P2口作为键盘的输入引脚，并通过设置相应的行和列的电平状态，来判断按下的键值。根据按下的键值，在数码管上显示对应的数字。`seg_code`数组中存储了数码管的段码值，`keys`数组中存储了键盘矩阵的映射。

## 基于51单片机，用c语言编程实现利用74LS164扩展并行输出口 ##

#### 代码： ####

#include <reg51.h>
    
    // 延时函数
    void delay(unsigned int time) {
      unsigned int i, j;
      for (i = 0; i < time; i++) {
        for (j = 0; j < 125; j++) {
          // 延时一段时间
        }
      }
    }
    
    // 数据写入74LS164
    void writeData(unsigned char data) {
      unsigned char i;
      P1 = data; // 将数据写入P1口
      for (i = 0; i < 8; i++) {
        P2 &= ~0x02; // 将74LS164的DS引脚置低
        P2 |= 0x02; // 将74LS164的DS引脚置高，写入数据
        data >>= 1; // 数据右移1位，准备写入下一位
      }
      P2 &= ~0x01; // 将74LS164的ST_CP引脚置低
      P2 |= 0x01; // 将74LS164的ST_CP引脚置高，数据锁存到输出端口
    }
    
    void main() {
      while (1) {
        // 输出的数据
        unsigned char data = 0xFF; // 11111111
    
        // 将数据写入74LS164
        writeData(data);
    
        // 延时一段时间
        delay(100); // 延时100ms
    
        // 输出的数据
        data = 0x00; // 00000000
    
        // 将数据写入74LS164
        writeData(data);
    
        // 延时一段时间
        delay(100); // 延时100ms
      }
    }

> 上述代码中，利用P2口控制74LS164扩展并行输出，通过P1口向74LS164输入数据，然后通过控制P2口的引脚（DS和ST\_CP），将P1口输入的数据从74LS164并行输出端口传输到外部设备（例如LED等）。

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最终：

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74LS164 是一个 8 位串行输入并行输出的移位寄存器，可以用来扩展单片机的输出口。下面是一个基于 51 单片机，用 C 语言编程实现利用 74LS164 扩展并行输出口的例子：

#include<reg51.h>
    #define uchar unsigned char
    #define uint unsigned int
    
    sbit DS=P2^0;
    sbit SHCP=P2^1;
    sbit STCP=P2^2;
    
    void delay(uint z)
    {
        uint x,y;
        for(x=z;x>0;x--)
            for(y=110;y>0;y--);
    }
    
    void main()
    {
        uchar i;
        while(1)
        {
            for(i=0;i<8;i++)
            {
                DS=0;
                SHCP=0;
                SHCP=1;
                DS=(P1>>i)&0x01;
                SHCP=0;
            }
            STCP=1;
            STCP=0;
            delay(100);
        }
    }

>  *  在这个例子中，使用了三个 IO 口来控制 74LS164。DS 口用来输入数据，SHCP 口用来控制数据的移位，STCP 口用来控制数据的锁存。
>  *  在主函数中，使用一个循环来控制数据的输出。首先将 DS 口置为低电平，然后将 SHCP 口置为低电平。接着将 SHCP 口置为高电平，然后将 DS 口设置为需要输出的数据。最后将 SHCP 口置为低电平。这样就完成了一次数据的移位。
>  *  当移位完成后，将 STCP 口置为高电平，然后再置为低电平。这样就完成了一次数据的锁存。

>  *  这个例子中，使用了三个 IO 口来控制 74LS164。DS 口用来输入数据，SHCP 口用来控制数据的移位，STCP 口用来控制数据的锁存。
>  *  在主函数中，使用一个循环来控制数据的输出。首先将 DS 口置为低电平，然后将 SHCP 口置为低电平。接着将 SHCP 口置为高电平，然后将 DS 口设置为需要输出的数据。最后将 SHCP 口置为低电平。这样就完成了一次数据的移位。
>  *  当移位完成后，将 STCP 口置为高电平，然后再置为低电平。这样就完成了一次数据的锁存。
>  *  在这个例子中，使用了 74LS164 来扩展单片机的输出口。DS 口用来输入数据，SHCP 口用来控制数据的移位，STCP 口用来控制数据的锁存。在主函数中，使用一个循环来控制数据的输出。首先将 DS 口置为低电平，然后将 SHCP 口置为低电平。接着将 SHCP 口置为高电平，然后将 DS 口设置为需要输出的数据。最后将 SHCP 口置为低电平。这样就完成了一次数据的移位。当移位完成后，将 STCP 口置为高电平，然后再置为低电平。这样就完成了一次数据的锁存。

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## 基于51单片机，用c语言编程实现定时中断方式驱动一个数码管 ##

### 方一： ###

1--

#include <reg52.h>
    #define uchar unsigned char
    #define uint unsigned int
    
    sbit SDA = P1 ^ 0; //定义IIC总线数据线
    sbit SCL = P1 ^ 1; //定义IIC总线时钟线
    
    uchar code digit[] = {0xC0, 0xF9, 0xA4, 0xB0, 0x99, 0x92, 0x82, 0xF8, 0x80, 0x90}; //定义数码管显示的数字
    
    void delay(uint z) //延时函数
    {
        uint x, y;
        for (x = z; x > 0; x--)
            for (y = 110; y > 0; y--)
                ;
    }
    
    void write_byte(uchar dat) //写入一个字节
    {
        uchar i;
        for (i = 0; i < 8; i++)
        {
            SDA = dat >> (7 - i);
            SCL = 1;
            delay(1);
            SCL = 0;
        }
    }
    
    void write_data(uchar addr, uchar dat) //写入一个字节数据到指定地址
    {
        SDA = 0;
        SCL = 0;
        SCL = 1;
        write_byte(0xa0);
        SCL = 1;
        write_byte(addr);
        SCL = 1;
        write_byte(dat);
        SCL = 1;
    }
    
    void timer() interrupt 1 //定时器中断函数
    {
        static uchar cnt = 0; //静态变量，只初始化一次，每次调用保留上次的值
        TH0 = (65536 - 50000) / 256; //重新赋初值，定时50ms
        TL0 = (65536 - 50000) % 256;
        cnt++;
        if (cnt == sizeof(digit))
            cnt = 0;
        write_data(cnt + 1, digit[cnt]); //显示下一个数字
    }
    
    void main()
    {
        TMOD |= 0x01; //设置定时器T0为模式1（16位自动重装载）
        TH0 = (65536 - 50000) / 256; //赋初值，定时50ms
        TL0 = (65536 - 50000) % 256;
        ET0 = 1; //开启定时器T0中断
        EA = 1; //开启总中断
        TR0 = 1; //启动定时器T0
    
        while (1)
            ;
    }

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2--

#### 代码： ####

#include <reg51.h>
    
    // 数码管显示表，从0到9
    unsigned char displayTable[] = {
      0xC0,   // 0
      0xF9,   // 1
      0xA4,   // 2
      0xB0,   // 3
      0x99,   // 4
      0x92,   // 5
      0x82,   // 6
      0xF8,   // 7
      0x80,   // 8
      0x90    // 9
    };
    
    // 共阴极数码管引脚连接的IO口
    sbit digit1 = P1^0;  // 第一位数码管
    sbit digit2 = P1^1;  // 第二位数码管
    sbit digit3 = P1^2;  // 第三位数码管
    sbit digit4 = P1^3;  // 第四位数码管
    
    // 数码管显示的值
    volatile unsigned char displayValue = 0;
    
    // 定时器中断处理函数
    void timerInterrupt() interrupt 1 {
      static unsigned char digit = 0;  // 当前显示的位数
      
      // 设置当前要显示的数码管
      switch (digit) {
        case 0:
          digit1 = 1;
          digit2 = 0;
          digit3 = 0;
          digit4 = 0;
          P0 = displayTable[displayValue % 10];  // 显示个位数
          break;
        case 1:
          digit1 = 0;
          digit2 = 1;
          digit3 = 0;
          digit4 = 0;
          P0 = displayTable[displayValue / 10 % 10];  // 显示十位数
          break;
        case 2:
          digit1 = 0;
          digit2 = 0;
          digit3 = 1;
          digit4 = 0;
          P0 = displayTable[displayValue / 100 % 10];  // 显示百位数
          break;
        case 3:
          digit1 = 0;
          digit2 = 0;
          digit3 = 0;
          digit4 = 1;
          P0 = displayTable[displayValue / 1000];  // 显示千位数
          break;
      }
      
      digit++;  // 切换到下一个要显示的数码管
      if (digit >= 4) {
        digit = 0;
      }
    }
    
    void main() {
      TMOD = 0x01;      // 设置定时器0为模式1
      TH0 = 0xFC;      // 设置定时器0的初值，定时100us
      TL0 = 0x67;
      ET0 = 1;         // 允许定时器0中断
      EA = 1;          // 允许总中断
      TR0 = 1;         // 启动定时器0
      
      while (1) {
        // 更新数码管显示的值，可以通过其他方式改变displayValue的值
        // 这里只简单地每隔一段时间递增displayValue，模拟数码管的显示
        displayValue++;
        if (displayValue > 9999) {
          displayValue = 0;
        }
      }
    }

> 上述代码中，使用定时器0和定时中断驱动数码管的显示，通过计时中断的方式实现数码管的动态显示。其中，P0口用于连接数码管对应的引脚，需要根据实际连接情况进行修改。数码管共阴极连接的IO口通过sbit定义，根据具体的引脚连接情况进行修改。
> 
> 定时器0的初始值根据实际需求进行调整，设置定时器0的初值和模式来控制定时器中断的频率。在定时器中断处理函数中，根据当前要显示的数码管位数和显示的值，设置对应的IO口和数码管段码进行显示。

### 方法二： ###

#### 代码： ####

#include<reg51.h>
    #define uchar unsigned char
    #define uint unsigned int
    
    uchar code table[]={
        0x3f,0x06,0x5b,0x4f,
        0x66,0x6d,0x7d,0x07,
        0x7f,0x6f,0x77,0x7c,
        0x39,0x5e,0x79,0x71
    };
    
    uchar num=0;
    uint cnt=0;
    
    void delay(uint z)
    {
        uint x,y;
        for(x=z;x>0;x--)
            for(y=110;y>0;y--);
    }
    
    void main()
    {
        TMOD=0x01;
        TH0=(65536-45872)/256;
        TL0=(65536-45872)%256;
        EA=1;
        ET0=1;
        TR0=1;
        while(1)
        {
            P1=table[num];
            delay(100);
            P1=0xff;
            delay(100);
        }
    }
    
    void timer_0() interrupt 1
    {
        TH0=(65536-45872)/256;
        TL0=(65536-45872)%256;
        cnt++;
        if(cnt==100)
        {
            cnt=0;
            num++;
            if(num==16)
                num=0;
        }
    }

>  这个例子使用定时器 T0 的中断实现长时间定时，驱动一个数码管。在这个例子中，使用了一个计数器 cnt 来计算定时器 T0 中断的次数，当计数器 cnt 等于 100 时，就将计数器清零，并将 num 加一。当 num 等于 16 时，将 num 清零。在主函数中，使用 P1 来控制数码管的显示。

>  *  首先，需要了解一下 51 单片机的定时器。51 单片机有两个定时器，分别是定时器 T0 和定时器 T1。这两个定时器都可以用来产生中断。
>  *  在这个例子中，使用了定时器 T0 来产生中断。在主函数中，首先设置了定时器 T0 的工作模式为模式 1（TMOD=0x01），这表示定时器 T0 工作在 16 位自动重装载模式。然后设置了定时器 T0 的初值（TH0 和 TL0）为 (65536-45872)，这样就可以让定时器 T0 每隔一段时间产生一次中断。
>  *  在主函数的 while 循环中，使用 P1 来控制数码管的显示。每隔一段时间，就将 num 加一，并将 num 显示在数码管上。当 num 等于 16 时，将 num 清零。
>  *  在 timer\_0() 函数中，首先重新设置了定时器 T0 的初值（TH0 和 TL0），然后将计数器 cnt 加一。当计数器 cnt 等于 100 时，就将计数器清零，并将 num 加一。当 num 等于 16 时，将 num 清零。

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### 使用定时中断方式驱动一个数码管 ###