实验1 LED数码管与拨码开关.docx

一、 实验目的： 1、 掌握Keil、Protues软件的使用； 2、 掌握编写单片机并口输入输出程序的方法； 3、 理解7段LED的工作原理。 二、 实验内容： 1、每2个数码管为一组，交替点亮“8”。 2、对第4个数码管按照一段亮二段亮三段亮……全部亮灭一段灭二段……全部灭方式，如此反复进行。 3、将开关K0~K5的置位情况显示在数码管上，开关置“ON”的对应数码管显示“0”，开关置“OFF”（拨向下）的对应数码管显“1”。 4、将开关K0~K7的置数显示在数码管上，如K0~K7全部为OFF，第1,2位数码管显示FF。 实验1 LED数码管与拨码开关的目的是让学生掌握单片机编程及Keil、Protues软件的使用，了解7段LED的工作原理，并通过具体实验内容锻炼其实操能力。实验涉及的知识点主要包括： 1. **Keil软件**：Keil是常用的嵌入式系统开发工具，支持多种微控制器，包括51系列。它提供了C语言和汇编语言的集成开发环境，方便编写、编译和调试单片机程序。 2. **Protues软件**：Protues是虚拟仿真软件，可以模拟硬件电路，帮助开发者在实际操作前验证程序逻辑，避免硬件调试中的繁琐步骤。 3. **单片机并口输入输出**：实验中使用了51单片机，其并行端口P0、P1、P2、P3可作为数据或控制信号的输入输出。例如，P0用于连接数码管的段选线，P1可能用于位选线。 4. **7段LED工作原理**：7段LED由7个独立的LED段组成，通过不同组合点亮这7段，可以显示0-9、A-F等字符。在实验中，需要控制每个段的亮灭来显示所需数字。 5. **数码管动态显示**：由于单片机I/O资源有限，通常使用动态扫描的方式来驱动多个数码管，即快速轮流点亮各个数码管，给人眼造成同时点亮的错觉。实验要求每2个数码管为一组交替点亮"8"，这涉及到数码管的控制时序和编码。 6. **数码管编码**：实验中的`nums[]`数组包含了0-9、A-F每个字符对应的7段码，通过设置P0端口的电平，实现字符的显示。 7. **拨码开关**：拨码开关是一种多位置选择开关，实验中使用K0-K7共8个开关，通过它们的状态组合来控制数码管显示的内容。开关置"ON"表示0，"OFF"表示1，或者根据开关状态显示对应的16进制数。 8. **C语言编程**：实验代码使用C语言编写，`delay_ms_ms`是延时函数，`seg_show`负责数码管的显示，而`exp_1_1`到`exp_1_4`则是实验任务的具体实现函数。 9. **实验步骤**：包括电路的仿真设计、程序编写、结果验证等，学生需要根据实验内容编写相应的单片机程序，实现数码管的控制以及拨码开关状态的读取和显示。 10. **程序结构**：`main`函数是程序的入口，通过调用各个实验任务函数完成指定功能。`delay_ms`用于延时，确保数码管的显示效果。`seg_show`函数通过传入数码管的段码和位选码实现字符显示。 通过这个实验，学生不仅可以掌握基础的单片机编程技巧，还能理解硬件与软件之间的交互，增强对数字电路和嵌入式系统的实践能力。