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1. I/O 口的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)

Atmega8 有23 個(gè)I/O 引腳，分成3 個(gè)8 位的端口B、C 和D，其中C 口只有7 位

Atmega8 采用3個(gè)8位寄存器來(lái)控制I/O端口，它們分別是：方向寄存器DDRx、數(shù)據(jù)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(xiě)寄存器，而PINx 為只讀寄存器；

每個(gè)I/O引腳內(nèi)部都有獨(dú)立的上拉電阻電路，可通過(guò)程序設(shè)置內(nèi)部上拉電阻是否有效。

方向寄存器DDRx中的每個(gè)位用于控制I/O口一個(gè)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(dāng)DDRxn=1 時(shí)，I/O 的Pxn 引腳處于輸出模式。此時(shí)

若PORTxn=1時(shí)，I/O引腳呈高電平，同時(shí)可提供輸出20mA 的電流；

若PORTxn=0時(shí)，I/O引腳呈低電平，同時(shí)可吸收20mA 的電流。

當(dāng) DDRxn=0 時(shí)，I/O 的Pxn 引腳處于輸入模式。此時(shí)

引腳寄存器PINxn 中的數(shù)據(jù)就是外部引腳的實(shí)際電平；

此時(shí)可通過(guò)PORTxn 的設(shè)置可控制內(nèi)部的上拉電阻使用或不使用。

注意事項(xiàng)：

使用AVR的I/O 口，首先應(yīng)正確設(shè)置其工作模式（輸入模式還是輸出模式），設(shè)置DDRx；

當(dāng)I/O工作在輸入模式(DDRxn=0)時(shí)，讀取引腳上的電平應(yīng)取PINxn的值，而不是PORTxn的值；

當(dāng)I/O口工作在輸入模式(DDRxn=0)時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置內(nèi)部上拉電阻，利用內(nèi)部上拉電阻可以節(jié)省外部上拉電阻；

將I/O空工作模式由輸出模式設(shè)置為輸入模式后，必須等待一個(gè)時(shí)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(fā)光二極管

我們選擇用PD0~PD7來(lái)控制8個(gè)發(fā)光二極管循環(huán)點(diǎn)亮，從而實(shí)現(xiàn)“跑馬燈”

所以電路圖如圖所示：

問(wèn)：如果改變 delay_ms 的時(shí)間會(huì)變的怎樣呢？

=> 跑馬燈的變換速度改變。

問(wèn)：如果直接讓 PORTD = ( 1<

=>PORTD = ~( 1<

=>PORTD = ( 1<

問(wèn)：能不能添加或修改程序，改變燈亮的順序和時(shí)間呢？

=> 改變循環(huán)條件就可以改變亮燈的順序，如把i++改為i+=2，即可實(shí)現(xiàn)隔一盞燈亮一個(gè)；

=> 亮燈時(shí)間改變延遲時(shí)間delay_ms()的傳入?yún)?shù)即可。

3. 單個(gè)LED數(shù)碼管練習(xí)

給數(shù)碼管的a、b、c、d、e、f、g七個(gè)發(fā)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(duì)應(yīng)關(guān)系存到一個(gè)Char型數(shù)組里（一個(gè)Char型是8位）；

想要對(duì)應(yīng)的a、b、c、d、e、f、g七個(gè)發(fā)光二極管展示亮與暗，我們選用PD0~7這8位來(lái)控制；

如：想要展示字型‘0’=>‘0’對(duì)應(yīng)字形碼是0x3F=>其中發(fā)光二極管的a~f均為亮狀態(tài)=>PD0~5均為低電平（低電平亮燈）。

我們用一個(gè)LED 數(shù)碼管顯示數(shù)字0~9，仍然使用PD口控制，循環(huán)顯示數(shù)字

電路圖如圖所示：

了解理論知識(shí)后便可以開(kāi)始編程：（延時(shí)函數(shù)與上面相同）

單個(gè)LED數(shù)碼管

問(wèn)：想顯示A~F 怎么辦呢？

=> num[] 數(shù)組再添加多幾個(gè)元素，分別是A~F對(duì)應(yīng)的字形碼。

問(wèn)：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(wèn)：改變了delay_ms 函數(shù)的延時(shí)時(shí)間會(huì)怎樣呢？

=> 數(shù)字之間的顯示間隔邊長(zhǎng)。

問(wèn)：要顯示小數(shù)點(diǎn)我們應(yīng)該怎么辦呢？

=> 在字形碼表中可以看出，最高位h是沒(méi)有作用的，所以可以用h位來(lái)控制小數(shù)點(diǎn)，當(dāng)最高位為1時(shí)小數(shù)點(diǎn)亮，為0時(shí)不亮；

=> 如0x5B表示‘2’，那么0x5B + 0x80表示‘2.’。

4.多個(gè)LED數(shù)碼管實(shí)驗(yàn)

靜態(tài)顯示：3小節(jié)的內(nèi)容便是靜態(tài)展示

動(dòng)態(tài)顯示：采用各數(shù)碼管循環(huán)輪流的顯示的方法，當(dāng)循環(huán)頻率較高時(shí)，利用人眼的暫留特性，感覺(jué)不到數(shù)碼管的閃爍，就像看到數(shù)碼管在同時(shí)發(fā)光一樣，類似電影的原理。

兩者對(duì)比：動(dòng)態(tài)顯示比靜態(tài)顯示占用資源少，耗電少；但是穩(wěn)定性卻差，程序設(shè)計(jì)也更為復(fù)雜，MCU負(fù)擔(dān)重。

動(dòng)態(tài)顯示需要一個(gè)接口完成字形碼的輸出，另外一個(gè)接口完成各數(shù)碼管的輪流顯示；

我們要實(shí)現(xiàn)從“000.0”到“999.9”的數(shù)字變化顯示過(guò)程；

用PB口做字形碼的輸出口，用PC0~PC3控制數(shù)碼管的輪轉(zhuǎn)流顯示；

從左數(shù)起，其中PC0表示第0個(gè)數(shù)，PC1表示第1個(gè)數(shù)，PC2表示第3個(gè)數(shù)（該數(shù)顯示小數(shù)點(diǎn)），PC3表示第4個(gè)數(shù)；所以只有第三個(gè)數(shù)是特殊的；

參考原理圖如下：

編程實(shí)現(xiàn)代碼

1 void main()

2 {

3 //PB口做字形碼的輸出口，PC0~PC3控制數(shù)碼管的輪流顯示

4 unsigned char i,j;

5 static unsigned char LedNum[10] = {0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F};

6 //顯示小數(shù)點(diǎn)要加0x80

7 unsigned char CountNum[4] = {0,0,0,0}; //計(jì)數(shù)的百、十、個(gè)位和十分位

8 DDRB = 0xFF; //設(shè)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(zhuǎn)

16 for(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(gè)數(shù)字則加個(gè)小數(shù)點(diǎn)顯示

21 PORTB = LedNum[0] + 0x80;

22 else //其余情況都沒(méi)有小數(shù)點(diǎn)顯示

23 PORTB = LedNum[0];

24 delay_ms(10);

25 PORTC|= 0xFF;//復(fù)位，切換到下一個(gè)輸出口

26 }

27 CountNum[0] = CountNum[1] = CountNum[2] = CountNum[3] = 0; //用于實(shí)現(xiàn)4位數(shù)的加一變化

28 while(1)

29 {

30 //計(jì)數(shù)加1，滿9進(jìn)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(jì)數(shù)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(shí)候退出

56 if(CountNum[0]==9 && CountNum[1]==9 && CountNum[2]==9 && CountNum[3]==9)

57 break;

58 }

59 }

60 }

多個(gè)LED數(shù)碼管

編輯：hfy

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發(fā)光二極管

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