STM32程序设计是嵌入式系统开发中的一个重要环节，特别是在数字显示应用中，74HC595芯片常被用来扩展微控制器的GPIO口，驱动4位数码管。74HC595是一个8位串行输入、并行输出的移位寄存器，具有三态输出功能，非常适合于驱动数码管或者LED矩阵等显示设备。 我们要理解74HC595的工作原理。该芯片有三个主要的数据接口：数据输入（DS）、时钟输入（SHCP）和存储器使能（ST_CP）。当ST_CP为高电平时，DS上的数据会被锁存到移位寄存器中；当ST_CP变为低电平时，这些数据会被并行输出到输出端Q0~Q7。另外，还有一个时钟使能端（SH_CP），在每个时钟脉冲上升沿，数据会被向右移动一位。通过这些特性，我们可以实现串行数据到并行数据的转换，有效地驱动数码管。 对于4位数码管的驱动，通常需要两片74HC595，因为4位数码管需要8个控制线（4个段控制和4个位选）。其中一片74HC595用于控制数码管的4个位选线，另一片用于控制4个段控制线。STM32通过SPI或简单的串行接口与74HC595通信，将相应的数据传送到74HC595，进而驱动数码管显示所需的数字或字符。 在STM32程序设计中，我们需要配置相应的GPIO口，设置为推挽输出模式，以便驱动74HC595的控制引脚。程序一般包括以下步骤： 1. 初始化GPIO：设置DS、SHCP、ST_CP和数码管的位选线对应的GPIO引脚，初始化为GPIO_OUTPUT_PP（推挽输出）模式，并设置初始电平。 2. 初始化时钟：确保SPI或者串行接口的时钟源已启用，以便进行数据传输。 3. 串行数据传输：编写函数，按照74HC595的协议，将4位数码管的段码和位选码通过DS引脚逐位发送出去，并在每个数据位发送后，控制SHCP产生一个上升沿，将数据移位到寄存器中。 4. 控制ST_CP和位选线：根据需要，设置ST_CP和位选线的电平，使得数据在合适的时候被锁存和输出。 5. 循环显示：通过循环更新数据，实现数码管的滚动显示或者动态更新。 在提供的压缩包中，可能包含以下内容： - `74hc595驱动4位数码管.c`：这是主要的C语言源代码文件，包含了上述的程序逻辑。 - `74hc595驱动4位数码管.h`：头文件，定义了相关函数的原型和常量。 - `stm32f1xx_hal_msp.c`或类似的文件：可能包含了STM32的HAL库对GPIO和时钟的初始化代码。 理解并掌握这个程序，可以让你在STM32项目中实现数字或字符的显示，从而为各种嵌入式系统的人机交互提供便利。在实际应用中，还需要根据具体的硬件连接和需求调整程序参数，例如延时函数的设置、数码管的极性选择等。同时，为了提高效率，还可以考虑采用硬件SPI接口或者DMA来实现数据传输，减少CPU的负担。

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。

在对分层思想、时间片轮转和状态机思想进行[简单应用] 二、主函数 主函数如下： 整个主函数的中心任务为功能选择切换任务，负责切换显示内容，控制ui变化等，其余任务函数除提醒任务外都是通过全局变量的形式给功能选择切换任务提供资源或从该任务获取内容。 ## 三、显示任务 由于显示任务涉及到了多个层级的函数，从最底层写命令、写数据，到中间层显示和初始化等函数。再到最顶层控制多行的显示。故使用了多级状态机的形式来完成lcd任务的状态机内容。由于C语言顺序执行的特性。规定同一层级使用同一个状态机，可以有效减少状态机的数量同时也能保证系统的稳定运行。

在电子工程领域，单片机是实现嵌入式系统的核心部件，51单片机作为其中的经典型号，广泛应用于各种控制系统。本项目聚焦于51单片机如何控制LCD1602显示器来显示4x4键盘的按键值，同时提供了Proteus仿真和Keil源码，为学习者提供了一套完整的实践方案。 LCD1602，全称是16字符×2行液晶显示器，是常用的字符型液晶屏，用于显示文本信息。它由16个字符组成，每个字符有5x8点阵，总计可以显示两行16个字符。51单片机通过I/O口与LCD1602进行通信，一般采用4线或8线接口，这里可能是4线接口，因为4x4键盘也需要占用一部分I/O资源。 4x4矩阵键盘是一种常见的键盘结构，由4行4列共16个按键组成。在单片机控制下，通过扫描行线和列线的电平变化，可以识别出被按下的按键。这种键盘设计节省了I/O端口，但需要编写智能的扫描算法来识别按键。 51单片机通过编程来控制LCD1602显示4x4键盘的按键值，首先需要初始化LCD1602，包括设置指令寄存器、数据寄存器、功能设置、显示控制等。接着，当检测到键盘有按键按下时，读取按键值并转换为16进制数。16进制数0-F的表示方法通常涉及ASCII编码，需要将16进制数值转换为对应的ASCII字符再送入LCD1602显示。 Proteus是一款强大的电子设计自动化软件，支持虚拟仿真，能将电路图与微控制器代码结合进行实时模拟。在51单片机项目中，Proteus可以帮助我们验证硬件连接和程序逻辑是否正确，无需实物硬件即可观察到运行效果，大大提高了开发效率。 Keil μVision是51单片机常用的开发环境，提供了集成开发环境（IDE）和C编译器。在Keil中，我们可以编写、编译、调试单片机程序。源码部分通常会包含主函数、LCD1602驱动函数、4x4键盘扫描函数等，通过这些函数实现了单片机对LCD和键盘的操作。 这个项目涵盖了单片机基础、LCD1602显示器接口、矩阵键盘扫描以及软件开发工具的使用。通过学习和实践这个项目，不仅可以理解单片机控制外设的基本原理，还能掌握Proteus仿真和Keil编程技巧，对于初学者或者电子爱好者来说，是一次宝贵的动手经验。

本设计旨在实现一个基于 51 单片机的蓝牙电子秤，能够精确测量物体的重量，并通过蓝牙模块将重量数据传输到手机或其他蓝牙设备上进行显示和处理。 其功能性、稳定性测试为下图： （1）分别测量不同重量的物体，检查电子秤的测量结果是否准确。 测试蓝牙通信功能，确保数据能够正确传输到手机等设备上。 （2）长时间运行电子秤，观察其测量结果是否稳定，有无异常波动。 以下是部分示例代码：

示波器显示正反转的占空比波形。 1、示波器的蓝色线：代表电机反转 2、示波器的黄色线：代表电机正转 3、外接电源可调 4、液晶显示不会乱码 5、程序有一定的注释 有完整的程序+仿真原件+仿真调试的过程说明！在附件！！！ Proteus仿真测试： 一、电机启动测试 仿真部分采用的是Proteus软件，如图1所示，程序在加载完之后系统处于静止的状态，液晶屏幕也不会有显示。在这时我们只需要按下仿真左下角的开始按键，但这时系统还不能完全工作，还需要手动按下开始按键，如图2所示，系统默认的脉冲是50%然后转速是968rpm/min。 二、 电机调速测试 电机的转速加快是通过脉冲波形的变化实现的，如图3所示，现在的脉冲是50%速度是927rpm/min，和上图的速度不一致是因为电机在运行过程中，即使电压一致也不能完全保障电机的速度不会发生变化，我们想要电机速度增加那么就要按下加速的按键，为了使电机的变化速度较为明显，我们以30%为一个加速标准值，如图4所示，当前屏幕显示的脉冲是80%，速度变成了1512rpm/min，速度是已经提升上去了。最大速度是占空比为100%，这时如图5所示，1877rp

【项目资源】： 包含前端、后端、移动开发、操作系统、人工智能、物联网、信息化管理、数据库、硬件开发、大数据、课程资源、音视频、网站开发等各种技术项目的源码。 包括STM32、ESP8266、PHP、QT、Linux、iOS、C++、Java、python、web、C#、EDA、proteus、RTOS等项目的源码。 【项目质量】： 所有源码都经过严格测试，可以直接运行。 功能在确认正常工作后才上传。 【适用人群】： 适用于希望学习不同技术领域的小白或进阶学习者。 可作为毕设项目、课程设计、大作业、工程实训或初期项目立项。 【附加价值】： 项目具有较高的学习借鉴价值，也可直接拿来修改复刻。 对于有一定基础或热衷于研究的人来说，可以在这些基础代码上进行修改和扩展，实现其他功能。 【沟通交流】： 有任何使用上的问题，欢迎随时与博主沟通，博主会及时解答。 鼓励下载和使用，并欢迎大家互相学习，共同进步。

前 言 频率是电子技术领域的一个基本参数，同时也是一个非常重要的参数，因此，频率测量已成为电子测量领域最基本最重要的测量之一。 随着科学技术的不断发展提高，人们对科技产品的要求也相应的提高，数字化的电子产品越来越受到欢迎。频率计作为比较常用和实用的电子测量仪器，广泛应用于科研机构、学校、家庭等场合，因此它的重要性和普遍性勿庸质疑。数字频率计具有体积小、携带方便；功能完善、测量精度高等优点，因此在以后的时间里，必将有着更加广阔的发展空间和应用价值。比如：将数字频率计稍作改进，就可制成既可测频率，又能测周期、占空比、脉宽等功能的多用途数字测量仪器。将数字频率计和其他电子测量仪器结合起来，制成各种智能仪器仪表，应用于航空航天等科研场所，对各种频率参数进行计量；应用在高端电子产品上，对其中的频率参数进行测量；应用在机械器件上，对机器振动产生的噪声频率进行监控；等等。研究数字频率计的设计和开发，有助于频率计功能的不断改进、性价比的提高和实用性的加强。以前的频率计大多采用TTL数字电路设计而成，其电路复杂、耗电多、体积大、成本高。随后大规模专用IC（集成电路）出现，如ICM7216，ICM722

【基于51单片机的万年历】项目是一份深度学习51系列单片机编程及硬件应用的实践案例。51单片机，全称为Intel 8051，是微控制器领域的一种经典型号，广泛应用于各种电子设备中。这个项目中，开发者通过编写C语言程序，实现了在51单片机上运行的万年历功能，可以显示当前日期和时间，具有较高的实用性和教学价值。 51单片机的内部结构包括CPU、存储器、I/O接口等，其工作原理是通过执行预存的指令来控制硬件系统。在本项目中，开发者需要了解并掌握51单片机的内存组织、指令系统以及中断系统，以便正确地编写和调试程序。 万年历功能的实现，涉及到时间的计算和显示。在C语言中，这通常需要处理年、月、日、时、分、秒的数据，并考虑到闰年规则。例如，根据格里高利历，每4年有一个闰年，但世纪年（如2100年）除非能被400整除，否则不是闰年。开发者需要编写算法来处理这些细节，确保日期的准确性。 同时，项目中还提及了"18B20"，这是DALLAS/Maxim公司生产的一种温度传感器，具有数字输出，可直接与单片机的串行接口进行通信。18B20的工作原理是利用热电偶效应测量温度，然后将数据转换为数字信号。在51单片机的程序中，需要添加相应的驱动代码，通过I2C或SPI协议读取温度值，并可能将其显示在万年历的界面上，提供实时的环境温度信息。 此外，"Proteus"是一个流行的电子设计自动化工具，支持模拟电路和数字电路的仿真，以及嵌入式系统的模拟。在本项目中，开发者使用Proteus创建了硬件模型，通过软件仿真验证了51单片机程序和18B20传感器的连接及交互。这种方式可以在实际硬件焊接前发现并修正设计中的问题，提高项目的成功率。 "基于51单片机的万年历"项目涵盖了单片机编程、硬件接口设计、时间计算、温度传感和电路仿真等多个方面的知识。它不仅锻炼了开发者对51单片机的控制能力，也提高了其解决实际问题的能力，是学习和提升嵌入式系统开发技能的一个理想实例。在实际操作中，开发者还需要理解硬件电路设计，如电源、时钟、复位电路，以及51单片机与外部设备的连接方式，例如使用GPIO引脚控制LED显示日期和时间，以及与18B20的通信接口。通过这个项目，学习者可以全面地提升自己的嵌入式系统开发能力。

【51单片机概述】 51单片机是微控制器的一种，由英特尔公司在1970年代末推出，属于8051系列。它以其简单易用、性价比高、资源丰富等特点，广泛应用于电子设备、家用电器、工业控制等领域。51单片机采用CISC（复杂指令集计算）架构，拥有8位数据总线和16位地址总线，内部集成有CPU、RAM、ROM、定时器/计数器以及串行通信接口等核心部件。 【DS1802芯片】 DS1802是一款专门用于时间显示的集成电路，常用于制作电子钟和万年历等设备。该芯片集成了实时时钟（RTC）功能，可以精确跟踪日期和时间，包括年、月、日、星期、小时、分钟和秒。DS1802通常通过I²C或SPI接口与单片机进行通信，提供了一种高效的方式来管理时间信息。 【1604液晶显示器】 1604液晶显示器是一种常见的字符型LCD（液晶显示屏），具有16列4行的字符显示能力，可以用来显示数字、字母和符号。在51单片机项目中，1604 LCD常用于数据显示，如时间、日期等。连接到51单片机时，需要设置数据线、RS（寄存器选择）、R/W（读写信号）和E（使能信号）等接口，并且可能需要使用I/O口模拟LCD的控制信号。 【万年历设计】 基于51单片机的万年历设计主要包括以下步骤： 1. **硬件连接**：将DS1802与51单片机正确连接，确保时钟信号、数据线和控制信号的连通。同时，连接1604液晶显示器，设定其电源、背光、数据线和控制信号。 2. **编程实现**：编写C语言程序或汇编程序，实现与DS1802的通信协议，读取和更新时间信息。同时，编写控制1604 LCD显示的代码，将获取的时间数据格式化后显示在屏幕上。 3. **实时时钟初始化**：设置DS1802的初始时间，通常是当前时间，以便开始准确计时。 4. **时间更新与显示**：设计一个周期性的中断服务程序，定时读取DS1802的时间并更新LCD显示。中断频率可以根据需求调整，以保持最佳显示效果和节能。 5. **错误处理**：考虑到电源中断或异常情况，程序应包含错误检查和恢复机制，以确保时间的正确性和连续性。 6. **PROTEUS仿真**：使用PROTEUS软件进行电路仿真，验证硬件连接和软件设计的正确性。在PROTEUS中，可以直观地看到电路的工作状态，观察LCD的显示内容，以及DS1802的时钟信号等，有助于调试和优化设计。 通过以上步骤，一个基于51单片机的万年历系统便得以构建完成。这种项目不仅锻炼了开发者对硬件接口和实时操作系统原理的理解，还提供了实践经验，对于学习嵌入式系统开发和单片机应用具有重要意义。