流水灯 独立键盘 共阴极数码管 考核内容 1：开机动画：八位LED灯左右各循环一次 (20分) 2：按下按键1：数码管显示自己学号后八位 （20分） 3：按下按键2：LED左移（每隔一个亮一个） （20分） 4：按下按键3：数码管左移显示自己学号最后一位 （20分） 5：按下按键4：实现数码管999累加 （20分） 额外加分项：按键按下可以实现实时中断 （20分）

### 编写STM32嵌入式C程序 对于所描述的需求，在基于STM32F103RCT6的开发环境中利用Keil C编译器来完成编程工作是一个合理的选择[^1]。下面提供一段简化版的代码框架用于实现指定的功能。 #### 初始化GPIO端口 为了操作LED和按键，首先需要初始化相应的GPIO端口： ```c #include "stm32f1xx.h" void GPIO_Init(void){ // 启动RCC时钟 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE); GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; // 配置D1,D4以及其他7个LED连接到PA口作为输出推挽模式 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1; // 假设D1=D0 D4=D1 GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_Init(GPIOA, &GPIO📐⚗ beğenmek için buraya tıklayın ``` 显然上述代码片段未完整展示全部逻辑，以下是更详细的说明与补充完整的部分功能模块。 #### 实现D1 LED闪烁效果 通过设置定时器中断服务函数中的计数值达到一定次数后改变D1的状态可实现该功能。这里假设使用TIM2定时器为例: ```c // 定义全局变量记录时间间隔 volatile uint8_t tick_count = 0; void TIM2_IRQHandler(void){ if (TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_Update) != RESET){ tick_count++; if(tick_count >= 50){ // 每隔半秒切换一次状态 GPIO_WriteBit(GPIOA, GPIO_Pin_0, !GPIO_ReadOutputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_0)); tick_count = 0; } TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update); } } ``` 此段代码实现了每经过设定的时间周期（此处为半个机器周期），就会反转D1引脚上的电平从而让外部接线的LED呈现闪烁的效果。 #### K1按钮取反D4灯状态 当检测到K1按下事件发生时，则立即读取并翻转D4当前的亮灭情况： ```c if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_2) == Bit_RESET){ // 假定K1=PB2 delay_ms(20); // 去抖处理 if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_2) == Bit_RESET){ GPIO_WriteBit(GPIOA, GPIO_Pin_1, !GPIO_ReadOutputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_1)); // 反转D4状态 } } ``` 这段代码展示了如何响应按键输入，并据此修改另一个LED的状态。注意实际应用中可能还需要加入去抖机制以确保信号稳定。 #### K2触发8颗LED流水灯效果 针对连续点亮多个LED形成流动光带的现象，可以通过循环遍历的方式依次激活各路输出通道： ```c uint8_t led_index = 0; while(1){ if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_3) == Bit_RESET){ // 假定K2=PB3 delay_ms(20); // 去抖延迟 if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_3) == Bit_RESET){ for(int i=0;i<8;i++){ GPIO_WriteBit(GPIOA, GPIO_Pin(i), ((led_index+i)%8)?Bit_RESET:Bit_SET); } led_index=(led_index+1)%8; delay_ms(200); // 控制流速 } } } ``` 以上伪码示意了怎样根据K2的动作启动一轮新的流水灯光效过程。每次迭代都会更新`led_index`指针指向下一个待开启的位置，同时关闭其余所有LED以便制造出逐一点亮的效果。 #### K3使数码管显示学号 要驱动共阴极七段显示器显示出具体的数字字符，通常会涉及到查表法转换ASCII编码至对应的字模图案再映射成合适的高低电平组合发送给相应段落。考虑到具体硬件连线方式的不同，这里仅给出概念性的指导而不涉及底层细节： ```c const char seven_seg_table[]={ 0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07, 0x7F,0x6F}; // 对应'0','1',...'9' char student_id[]="1234"; // 学生编号字符串形式存储 for(uint8_t pos=0;pos<strlen(student_id);++pos){ P0=seven_seg_table[student_id[pos]-'0']; // 将对应位置上数位送入P0端口(P0-P7) delay_ms(500); // 显示一段时间后再移向下一位置 } ``` 请注意这里的例子假定了存在名为`P0`的数据总线可以直接用来传输多位二进制值给外设；而在真实项目里往往还需考虑多工扫描等因素才能获得清晰稳定的视觉反馈。

<think>好的，我现在需要解决用户提出的多个单片机相关的问题，这些问题涉及延时函数编写、按键检测、LED控制、定时器应用、串口通信等多个方面。首先，我需要逐一分析每个问题，并按照用户的要求进行分类和解答。不过用户的问题列表有点混乱，可能存在重复或需要合并的情况，需要先梳理清楚。 首先，用户的问题分为几个部分，可能涉及不同的章节。我需要将相似的问题归类到同一章节下，比如所有关于外部中断的问题放在一起，定时器相关的问题放在另一个章节，串口通信的问题单独处理，LED控制如流水灯、数码管显示等也分别归类。 接下来，我需要逐个处理每个问题，确保符合用户给出的系统级指令，比如使用正确的中文回答，数学表达式用$...$格式，独立公式用$$...$$，同时保持结构清晰，步骤明确。对于需要电路图的部分，用户要求画出，但由于是文本回复，可能需要用文字描述电路结构，或者使用ASCII示意图，不过用户可能接受文字描述。 需要注意的是，用户的问题中有重复的部分，例如设置串行通信波特率的问题出现了多次，可能需要合并解答，但用户要求按章节分类，所以可能需要分别处理每个问题，即使有重复。此外，部分问题可能涉及编程，需要给出代码示例，但需注意用户可能使用的是8051单片机，因此代码应基于该架构，使用C语言或汇编。通常，用户可能更倾向于C语言，因为更易理解。 在处理每个问题时，需要确保LaTeX语法正确，例如变量和公式的格式。同时，回答要结构清晰，分步骤说明设计思路，并提供程序代码。例如，第一个问题中的延时函数，需要根据晶振频率计算定时器的初值，然后编写对应的代码。 对于需要电路图的部分，比如按键检测、LED连接等，需要描述如何连接单片机引脚，是否需要上拉电阻，按键是低电平有效还是高电平有效，LED是共阴还是共阳等。例如，检测按键通常需要接上拉电阻，按键另一端接地，当按下时引脚变为低电平。 在串口通信的问题中，设置波特率是关键，特别是使用12MHz晶振时，需要确定定时器1的重载值，以确保波特率准确。同时，使用中断或查询方式发送和接收数据，需要配置相应的寄存器和中断服务程序。 对于数码管显示的问题，需要明确是静态显示还是动态扫描，段码和位选信号如何控制。例如，显示“HELLO”可能需要多个数码管，但用户给出的段码有五个，可能需要动态扫描，但题目描述可能简化处理。 此外，部分问题可能存在关联，比如多个关于外部中断控制LED的问题，可以归类到同一章节，分别说明不同的应用场景。 现在，我需要逐一处理每个问题，确保每个解答符合要求，结构清晰，代码正确，电路描述准确。同时注意使用正确的中文术语，避免技术错误。例如，在延时函数中，使用定时器还是软件循环延时，用户的问题可能指定使用定时器，或者需要根据问题要求选择合适的方式。 最后，需要检查所有解答是否覆盖了用户的所有问题，没有遗漏，并且分类正确，章节分明。可能需要将问题重新组织，按主题分成章节，如“外部中断应用”、“定时器应用”、“串口通信”、“LED控制”等，每个章节下包含相关的问题解答。</think>以下按章节分类为您解答问题，包含设计思路、电路描述及示例代码（基于8051单片机，使用C51语法）： --- ### 一、延时函数与按键检测 #### 1. 编写延时10ms函数 ```c void Delay10ms() { unsigned int i, j; for (i = 0; i < 10; i++) for (j = 0; j < 120; j++); } ``` #### 2. 按键检测与正脉冲输出（电路描述） - **电路图**：P1.0接按键（另一端接地），P1.1接输出。按键需加上拉电阻。 - **程序**： ```c sbit KEY = P1^0; sbit OUT = P1^1; void main() { KEY = 1; // 上拉 while (1) { if (KEY == 0) { // 按键按下 OUT = 1; // 输出正脉冲 Delay10ms(); OUT = 0; while (!KEY); // 等待松开 } } } ``` --- ### 二、LED流水灯与中断控制 #### 1. 流水灯设计（500ms延时） ```c void Delay500ms() { unsigned int i, j; for (i = 0; i < 500; i++) for (j = 0; j < 120; j++); } void main() { unsigned char led = 0xFE; while (1) { P1 = led; Delay500ms(); led = (led << 1) | 0x01; // 左移流水 if (led == 0xFF) led = 0xFE; } } ``` #### 2. 外部中断控制LED移动 - **电路图**：P1.7接按键（INT0），P1.0~P1.7接LED。 - **程序**： ```c unsigned char led = 0xFE; void INT0_ISR() interrupt 0 { led = (led << 1) | 0x01; // 左移 if (led == 0xFF) led = 0xFE; P1 = led; while (!P1_7); // 等待按键释放 } void main() { IT0 = 1; // 边沿触发 EX0 = 1; EA = 1; P1 = led; while (1); } ``` --- ### 三、定时器应用 #### 1. T0计数50脉冲取反P1.0 ```c sbit LED = P1^0; void T0_ISR() interrupt 1 { static unsigned int count = 0; if (++count >= 50) { LED = ~LED; count = 0; } } void main() { TMOD = 0x05; // T0计数模式 TH0 = 0; TL0 = 0; ET0 = 1; EA = 1; TR0 = 1; while (1); } ``` #### 2. 400us脉冲输出（12MHz晶振） ```c sbit PULSE = P1^2; void T0_ISR() interrupt 1 { TH0 = 0xFF; // 重载值计算：400us-80us=320us TL0 = 0x30; PULSE = 1; Delay80us(); // 需精确计算 PULSE = 0; } void main() { TMOD = 0x02; // 自动重载模式 TH0 = 0x30; TL0 = 0x30; ET0 = 1; EA = 1; TR0 = 1; while (1); } ``` --- ### 四、串口通信 #### 1. 甲机发送（中断方式） ```c unsigned char xdata *src = 0x1000; void UART_ISR() interrupt 4 { if (TI) { TI = 0; SBUF = *src++; if (src > 0x1010) ES = 0; // 发送完成 } } void main() { TMOD = 0x20; // 定时器1模式2 TH1 = 0xFD; // 9600bps@12MHz SCON = 0x50; TR1 = 1; ES = 1; EA = 1; SBUF = *src++; // 启动发送 while (1); } ``` #### 2. 乙机接收（中断方式） ```c unsigned char xdata *dest = 0x30; void UART_ISR() interrupt 4 { if (RI) { RI = 0; *dest++ = SBUF; if (dest > 0x3F) ES = 0; } } ``` --- ### 五、数码管显示 #### 显示"HELLO" ```c unsigned char code SegCode[] = {0x48,0x49,0x50,0x50,0x51}; void DisplayHELLO() { unsigned char i; for (i = 0; i < 5; i++) { P1 = SegCode[i]; // 段码 P3_0 = 1; // 位选（假设共阴） Delay1ms(); P3_0 = 0; } } ``` --- ### 六、小夜灯设计 #### 设计思路 - 使用红外传感器检测人体，输出高电平触发单片机。 - 检测到信号时点亮LED，无信号时启动30秒定时器，超时熄灭。 #### 程序框架 ```c sbit Sensor = P3^2; sbit LED = P1^0; void main() { while (1) { if (Sensor) { LED = 1; // 重置30秒计时 } else { // 启动定时器，30秒后LED=0 } } } ``` --- ### 七、门铃设计 #### 电路图 - P3.7接蜂鸣器，定时器控制周期。 - **程序**： ```c void T1_ISR() interrupt 3 { static unsigned int count = 0; TH1 = 0x3C; // 50ms中断 TL1 = 0xB0; if (++count >= 20) { // 1秒 Buzzer = ~Buzzer; // 500ms响铃 if (count >= 24) count = 0; } } ``` --- 以上为部分核心代码和设计思路，完整实现需结合硬件电路。具体电路图因篇幅限制简化为文字描述，实际需按单片机引脚分配连接外设。