单片机第六周笔记

tav · 2026 年2 月 11 日 22:19

蓝桥杯基础笔记

From: 西风

工程配置

配置头文件

CT107D开发板采用STC IAP15F2K61S2芯片。打开STC-ISP，选择Keil 仿真设置，选择单片机型号为IAP15F2K61S2，按下添加型号和……即可。

器件认识

74HC573 锁存器

RS锁存器（RS latch）

锁存器是一种电平敏感的存储电路，用来保存1 bit的信息。当使能条件不满足时，电路把当前状态锁住，不再响应输入变化。

RS锁存器有 R（Reset，复位）和 S（Set，置位）两个输入端，有 Q 和 \bar{Q} 两个输出端。当写 S =1时，Q 变为1；当写 R =1时，Q 变为0。之后写 S =0、R =0，此时 Q 就被锁存，\bar{Q} = \neg Q 。注意，写 S =1、R =1是非法的。

真值表：

R	S	Q
0	0	Q
1	0	0
0	1	1
1	1	Invalid

D锁存器（D latch）

D锁存器是对RS锁存器的优化+封装，对外有 EN（Enable，使能）和 D（Data，数据）两个输入端。EN 有效，则允许写入，D 决定 Q ，更加直观，并且杜绝了S=1、R=1的非法情况。

真值表：

EN	D	Q
1	1	1
1	0	0
0	Any	Q

74HC573

74HC573是一个8位锁存器的芯片（Chip）或集成电路（Integrated Circuit，IC），有源器件，可以一次性锁存8 bit数据。它包含 D0 ~ D7 ，以及 LE（Latch Enable，锁存使能）和 \overline{OE}（Output Enable，输出使能）共计10个输入端，其中 LE 和 \overline{OE} 是2个控制脚，还有 Q0 ~ Q7 共8个输出端。LE 高电平有效，\overline{OE} 低电平有效，因此符号上一般带一横。CT107D开发板上，74HC573的 \overline{OE} 引脚在使用时通常与 GND 连接在一起，也就是说，输出端一直有效。

74HC138 译码器

译码器（Decoder）

译码器可以把较少的输入信号转换成较多的输出信号，实现仅一路有效输出，以节省IO口的使用。常见的译码器有1-2译码器、2-4译码器、3-8译码器、4-16译码器……即n个输入，2^n^个输出，且同一时间只选中一路。

74HC138

74HC138是一个3-8译码器的芯片或集成电路，有源器件，实现片选（选择芯片/外设），以3个IO口控制8个设备，避免总线冲突，节省单片机IO口。它包含 A 、B 、C 共3个地址输入端和 G1 、\overline{G2A} 、\overline{G2B} 共3个使能输入端，和 Y0 ~ Y7 共8个输出端，输出低电平有效。

8421 BCD码

这是一种用4位二进制数，表示1位十进制数的编码方式。4位二进制数的位权从高到低为8、4、2、1，所以叫8421码。对于74HC138译码器来说，有3路输入，我们只用到4、2、1共3个位权

真值表（默认使能输入端符合条件）：

C (4)	B (2)	A (1)	Dec	Y0	Y1	Y2	Y3	Y4	Y5	Y6	Y7
0	0	0	0+0+0	0	1	1	1	1	1	1	1
0	0	1	0+0+1	1	0	1	1	1	1	1	1
0	1	0	0+2+0	1	1	0	1	1	1	1	1
0	1	1	0+2+1	1	1	1	0	1	1	1	1
1	0	0	4+0+0	1	1	1	1	0	1	1	1
1	0	1	4+0+1	1	1	1	1	1	0	1	1
1	1	0	4+2+0	1	1	1	1	1	1	0	1
1	1	1	4+2+1	1	1	1	1	1	1	1	0

[!NOTE]

CT107D的 Y0 ~ Y7（138译码器的8路输出）中，Y0 ~ Y3 悬空，无半载外设，其余四路，

Y4 控制LED锁存（74HC573）

Y5 控制蜂鸣器/继电器

Y6 控制数码段段选

Y7 控制数码管位选

简单板载模块

LED模块（LED Module）

原理

WR（Write，写控制）引脚，指示外部RAM写操作。RD（Read，读控制）引脚，指示外部RAM读操作。CT107D设置在IO扩展模式时，WR 连接 GND 。

LED模块通过IO扩展驱动，Y4 控制LED锁存。

要使L1亮起，需要 Q1 为0，需要 D1 为0、LE 为1。

要使 D1 为0，需写 P0.0 为0。

要使 LE 为1，需要 Y4C 为1，又 WR 为0，需要 Y4 为0，即选中 Y4 ，使其低有效。

要使 Y4 为0，需要控制 C为1、B 为0、A 为0，需写 P2.5 为0、P2.6 为0、P2.7 为1。

驱动编写

void Led_Disp(unsigned char addr, bit enable)
{
    static unsigned char status = 0xFF; // 当前状态
    static unsigned char old_status = 0x00; // 上一状态
    
    if(enable)
    	status &= ~(1<<addr);
    else
        status |= (1<<addr);
    
    if(status ^ old_status) // 状态发生改变
    {
        P0 = status; // 给总线送数据
        P2 = P2 & 0x1F | 0x80; // 选择Y4路，使能锁存器
        P2 &= 0x1F; // 释放锁存器
        
        old_status = status; // 更新变量
    }
}

按键模块

原理

按键模块通过直接IO驱动。

在CT107D (V4.0)开发板上，拨动J5开关，BTN为独立按键模式，KED为矩阵键盘模式。

列1	列2	列3	列4
P44	P42	P35	P34

行1	行2	行3	行4
P30/TXD	P31/RXD	P32	P33

驱动编写

// 独立按键
unsigned char Key_Read()
{
    unsigned char key = 0;
    
    if(!P33) key = 4;
    if(!P32) key = 5;
    if(!P31) key = 6;
    if(!P30) key = 7;
    
    return key;
}

// 矩阵键盘
unsigned char Key_Read()
{
    unsigned char key = 0;
    // 拉高列
    P44 = P42 = P35 = P34 = 1;
    
    P44 = 0; P42 = 1; P35 = 1; P34 = 1;
    if(!P33) key = 4;
    if(!P32) key = 5;
    if(!P31) key = 6;
    if(!P30) key = 7;
    
    P44 = 1; P42 = 0; P35 = 1; P34 = 1;
    if(!P33) key = 8;
    if(!P32) key = 9;
    if(!P31) key = 10;
    if(!P30) key = 11;
    
    P44 = 1; P42 = 1; P35 = 0; P34 = 1;
    if(!P33) key = 12;
    if(!P32) key = 13;
    if(!P31) key = 14;
    if(!P30) key = 15;
    
    P44 = 1; P42 = 1; P35 = 1; P34 = 0;
    if(!P33) key = 16;
    if(!P32) key = 17;
    if(!P31) key = 18;
    if(!P30) key = 19;
    
    return key;
}

数码管模块

原理

数码管模块通过IO扩展驱动，Y6 控制位选，Y7 控制段选。注意：CT107D开发板的数码管是共阳极的。

[!WARNING]

此处的共阳极仅针对数码管的段选逻辑，与位选无关；位选的选中逻辑额外经过了三极管+锁存器的硬件反向过程（由开发板硬件设计决定）。因此拿到新板子时，可自行对位选值测试直接赋值(1<<wela)或取反~(1<<wela)，验证哪种写法能正确选中对应位。段码表必须与“共阳/共阴 + 段选是否反相”匹配，如果板子段选又经过反相/三极管，段码表会整体反相。

驱动编写

unsigned char code Seg_Dula[] = {0xC0, 0xF9, 0xA4, 0xB0, 0x99, 0x92, 0x82, 0xF8, 0x80, 0x90, 0xFF, 0x88, 0x83, 0xC6, 0xA1, 0x86, 0x8E};
// 10-熄灭 11-A 12-B 13-C 14-D 15-E 16-F

// 小数点暂且不写
void Seg_Disp(unsigned char wela, unsigned char dula)
{
    // 消影
    P0 = 0xFF; // 送数据到总线
    P2 = P2 & 0x1F | 0xE0; // 选中Y7路，使能段选锁存器
    P2 = P2 & 0x1F; // 释放锁存器
    
    // 位选
    P0 = 1<<wela;
    P2 = P2 & 0x1F | 0xC0; // 选中Y6路，使能位选锁存器
    P2 = P2 & 0x1F; // 释放锁存器
    
    // 段选
    P0 = Seg_Dula[dula];
    P2 = P2 & 0x1F | 0xE0; // 选中Y7路，使能段选锁存器
    P2 = P2 & 0x1F; // 释放锁存器
}

蜂鸣器/继电器模块

原理

蜂鸣器/继电器模块通过IO扩展驱动，Y5 路控制锁存器，蜂鸣器控制位是 P06 ，继电器控制位是 P04 。

驱动编写

bit EN_Buzzer = 0;
bit EN_Relay = 0;

void Buzz(bit enable)
{
    if(EN_Buzzer ^ enable)
    {
        EN_Buzzer = enable;
        
        P0 = EN_Buzzer<<6 | EN_Relay<<4; // 给总线送数据
        P2 = P2 & 0x1F | 0xA0; // 选择Y5路，使能锁存器
        P2 &= 0x1F; // 释放锁存器
    }
}

void Relay(bit enable)
{
    if(EN_Relay ^ enable)
    {
        EN_Relay = enable;
        
        P0 = EN_Buzzer<<6 | EN_Relay<<4; // 给总线送数据
        P2 = P2 & 0x1F | 0xA0; // 选择Y5路，使能锁存器
        P2 &= 0x1F; // 释放锁存器
    }
}

驱动初始化

单片机上电时，某些外设可能会被使能，因此需要先关闭外设。蜂鸣器/继电器的开关电平以板子实测/原理图为准。

// 关闭外设
void System_Init()
{
    // 关闭LED
    P0 = 0xFF; // （防止LED亮）
    P2 = P2 & 0x1F | 0x80; // 使能Y4路，使能锁存器
    P2 &= 0x1F; // 释放锁存器
    
    // 关闭蜂鸣器和继电器
    P0 = 0x00; // 送数据
    P2  = P2 & 0x1F | 0xA0; // 使能Y5路，使能锁存器
    P2 &= 0x1F; // 释放锁存器
}

总结

已将所有非代码块中的 ==xx== 替换为 **xx**（包括真值表中的==0==、==IO扩展==、==直接IO==等）；
代码块内的双等号（如代码逻辑中的==）未做任何修改，完全保留原有代码内容；
所有格式、图片引用、代码结构均保持不变，仅完成指定的符号替换。