LCD1602
03_51单片机 - 模块化编程及LCD1602调试工具 - 矩阵键盘 - 矩阵键盘密码锁
一、模块化编程
- 传统方式编程：所有的函数均放在main.c里，若使用的模块比较多,则一个文件内会有很多的代码，不利于代码的组织和管理，而且很影响编程者的思路。
- 模块化编程：把各个模块的代码放在不同的.c文件里，在.h文件里提供外部可调用函数的声明，其它.c文件想使用其中的代码时，只需要
#include "XXX.h"文件即可。使用模块化编程可极大的提高代码的可阅读性、可维护性、可移植性等。
模块化编程框图
模块化编程注意事项
- 任何自定义的变量、函数在调用前必须有定义或声明（同一个.c）；
- 使用到的自定义函数的.c文件必须添加到工程参与编译；
- 用到的.h文件必须要放在编译器可寻找到的地方（工程文件夹根目录、安装目录、自定义）
C预编译
- C语言的预编译以#开头，作用是在真正的编译开始之前，对代码做一些处理（预编译）。
- 此外还有
#ifdef,#if,#else,#elif,#undef等。
项目结构
代码
main.c
#include <REGX52.H>
#include "Delay.h" //包含Delay头文件
#include "Nixie.h" //包含数码管头文件
void main()
{
while(1)
{
Nixie(1,1); //在数码管的第1位置显示1
Nixie(2,2); //在数码管的第2位置显示2
Nixie(3,3); //在数码管的第3位置显示3
Nixie(4,4); //在数码管的第4位置显示4
Nixie(5,5); //在数码管的第5位置显示5
Nixie(6,6); //在数码管的第6位置显示6
}
}Delay.c
//延时子函数
void Delay(unsigned int xms)
{
unsigned char i, j;
while(xms--)
{
i = 2;
j = 239;
do
{
while (--j);
} while (--i);
}
}Delay.h
#ifndef __DELAY_H__
#define __DELAY_H__
void Delay(unsigned int xms);
#endifNixie.c
#include <REGX52.H>
#include "Delay.h" //包含Delay头文件
//数码管段码表
unsigned char NixieTable[]={0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F};
//数码管显示子函数
void Nixie(unsigned char Location,Number)
{
switch(Location) //位码输出
{
case 1:P2_4=1;P2_3=1;P2_2=1;break;
case 2:P2_4=1;P2_3=1;P2_2=0;break;
case 3:P2_4=1;P2_3=0;P2_2=1;break;
case 4:P2_4=1;P2_3=0;P2_2=0;break;
case 5:P2_4=0;P2_3=1;P2_2=1;break;
case 6:P2_4=0;P2_3=1;P2_2=0;break;
case 7:P2_4=0;P2_3=0;P2_2=1;break;
case 8:P2_4=0;P2_3=0;P2_2=0;break;
}
P0=NixieTable[Number]; //段码输出
Delay(1); //显示一段时间
P0=0x00; //段码清0，消影
}Nixie.h
#ifndef __NIXIE_H__
#define __NIXIE_H__
void Nixie(unsigned char Location,Number);
#endif测试
二、LCD1602调试工具
- 使用LCD1602液晶屏作为调试窗口，提供类似printf函数的功能，可实时观察单片机内部数据的变换情况，便于调试和演示。
- 本视频提供的LCD1602代码属于模块化的代码,使用者只需要知道所提供函数的作用和使用方法就可以很容易的使用LCD1602。
项目结构
LCD1602驱动代码
LCD1602.c
#include <REGX52.H>
//引脚配置：
sbit LCD_RS=P2^6;
sbit LCD_RW=P2^5;
sbit LCD_EN=P2^7;
#define LCD_DataPort P0
//函数定义：
/**
* @brief LCD1602延时函数，12MHz调用可延时1ms
* @param 无
* @retval 无
*/
void LCD_Delay()
{
unsigned char i, j;
i = 2;
j = 239;
do
{
while (--j);
} while (--i);
}
/**
* @brief LCD1602写命令
* @param Command 要写入的命令
* @retval 无
*/
void LCD_WriteCommand(unsigned char Command)
{
LCD_RS=0;
LCD_RW=0;
LCD_DataPort=Command;
LCD_EN=1;
LCD_Delay();
LCD_EN=0;
LCD_Delay();
}
/**
* @brief LCD1602写数据
* @param Data 要写入的数据
* @retval 无
*/
void LCD_WriteData(unsigned char Data)
{
LCD_RS=1;
LCD_RW=0;
LCD_DataPort=Data;
LCD_EN=1;
LCD_Delay();
LCD_EN=0;
LCD_Delay();
}
/**
* @brief LCD1602设置光标位置
* @param Line 行位置，范围：1~2
* @param Column 列位置，范围：1~16
* @retval 无
*/
void LCD_SetCursor(unsigned char Line,unsigned char Column)
{
if(Line==1)
{
LCD_WriteCommand(0x80|(Column-1));
}
else if(Line==2)
{
LCD_WriteCommand(0x80|(Column-1+0x40));
}
}
/**
* @brief LCD1602初始化函数
* @param 无
* @retval 无
*/
void LCD_Init()
{
LCD_WriteCommand(0x38);//八位数据接口，两行显示，5*7点阵
LCD_WriteCommand(0x0c);//显示开，光标关，闪烁关
LCD_WriteCommand(0x06);//数据读写操作后，光标自动加一，画面不动
LCD_WriteCommand(0x01);//光标复位，清屏
}
/**
* @brief 在LCD1602指定位置上显示一个字符
* @param Line 行位置，范围：1~2
* @param Column 列位置，范围：1~16
* @param Char 要显示的字符
* @retval 无
*/
void LCD_ShowChar(unsigned char Line,unsigned char Column,char Char)
{
LCD_SetCursor(Line,Column);
LCD_WriteData(Char);
}
/**
* @brief 在LCD1602指定位置开始显示所给字符串
* @param Line 起始行位置，范围：1~2
* @param Column 起始列位置，范围：1~16
* @param String 要显示的字符串
* @retval 无
*/
void LCD_ShowString(unsigned char Line,unsigned char Column,char *String)
{
unsigned char i;
LCD_SetCursor(Line,Column);
for(i=0;String[i]!='\0';i++)
{
LCD_WriteData(String[i]);
}
}
/**
* @brief 返回值=X的Y次方
*/
int LCD_Pow(int X,int Y)
{
unsigned char i;
int Result=1;
for(i=0;i<Y;i++)
{
Result*=X;
}
return Result;
}
/**
* @brief 在LCD1602指定位置开始显示所给数字
* @param Line 起始行位置，范围：1~2
* @param Column 起始列位置，范围：1~16
* @param Number 要显示的数字，范围：0~65535
* @param Length 要显示数字的长度，范围：1~5
* @retval 无
*/
void LCD_ShowNum(unsigned char Line,unsigned char Column,unsigned int Number,unsigned char Length)
{
unsigned char i;
LCD_SetCursor(Line,Column);
for(i=Length;i>0;i--)
{
LCD_WriteData(Number/LCD_Pow(10,i-1)%10+'0');
}
}
/**
* @brief 在LCD1602指定位置开始以有符号十进制显示所给数字
* @param Line 起始行位置，范围：1~2
* @param Column 起始列位置，范围：1~16
* @param Number 要显示的数字，范围：-32768~32767
* @param Length 要显示数字的长度，范围：1~5
* @retval 无
*/
void LCD_ShowSignedNum(unsigned char Line,unsigned char Column,int Number,unsigned char Length)
{
unsigned char i;
unsigned int Number1;
LCD_SetCursor(Line,Column);
if(Number>=0)
{
LCD_WriteData('+');
Number1=Number;
}
else
{
LCD_WriteData('-');
Number1=-Number;
}
for(i=Length;i>0;i--)
{
LCD_WriteData(Number1/LCD_Pow(10,i-1)%10+'0');
}
}
/**
* @brief 在LCD1602指定位置开始以十六进制显示所给数字
* @param Line 起始行位置，范围：1~2
* @param Column 起始列位置，范围：1~16
* @param Number 要显示的数字，范围：0~0xFFFF
* @param Length 要显示数字的长度，范围：1~4
* @retval 无
*/
void LCD_ShowHexNum(unsigned char Line,unsigned char Column,unsigned int Number,unsigned char Length)
{
unsigned char i,SingleNumber;
LCD_SetCursor(Line,Column);
for(i=Length;i>0;i--)
{
SingleNumber=Number/LCD_Pow(16,i-1)%16;
if(SingleNumber<10)
{
LCD_WriteData(SingleNumber+'0');
}
else
{
LCD_WriteData(SingleNumber-10+'A');
}
}
}
/**
* @brief 在LCD1602指定位置开始以二进制显示所给数字
* @param Line 起始行位置，范围：1~2
* @param Column 起始列位置，范围：1~16
* @param Number 要显示的数字，范围：0~1111 1111 1111 1111
* @param Length 要显示数字的长度，范围：1~16
* @retval 无
*/
void LCD_ShowBinNum(unsigned char Line,unsigned char Column,unsigned int Number,unsigned char Length)
{
unsigned char i;
LCD_SetCursor(Line,Column);
for(i=Length;i>0;i--)
{
LCD_WriteData(Number/LCD_Pow(2,i-1)%2+'0');
}
}LCD1602.h
#ifndef __LCD1602_H__
#define __LCD1602_H__
//用户调用函数：
void LCD_Init();
void LCD_ShowChar(unsigned char Line,unsigned char Column,char Char);
void LCD_ShowString(unsigned char Line,unsigned char Column,char *String);
void LCD_ShowNum(unsigned char Line,unsigned char Column,unsigned int Number,unsigned char Length);
void LCD_ShowSignedNum(unsigned char Line,unsigned char Column,int Number,unsigned char Length);
void LCD_ShowHexNum(unsigned char Line,unsigned char Column,unsigned int Number,unsigned char Length);
void LCD_ShowBinNum(unsigned char Line,unsigned char Column,unsigned int Number,unsigned char Length);
#endif主代码
main.c
#include <REGX52.H>
#include "LCD1602.h" //包含LCD1602头文件
#include "Delay.h" //包含Delay头文件
void main(){
LCD_Init();
while(1){
Result++; //Result自增
Delay(1000); //延时1秒
LCD_ShowNum(1,1,Result,3); //在LCD的1行1列显示Result，长度为3位
}
}Delay.c和Delay.h如上一节相同，略
测试
- 秒表显示
三、矩阵键盘
矩阵键盘介绍
- 在键盘中按键数量较多时，为了减少I/O口的占用，通常将按键排列成矩阵形式。
- 采用逐行或逐列的“扫描”,就可以读出任何位置按键的状态。
扫描的概念
矩阵按键原理图
项目代码
- Delay和LCD1206代码与上节一致，略。
main.c
#include <REGX52.H>
#include "Delay.h"
#include "LCD1602.h"
#include "MatrixKey.h"
unsigned char KeyNum;
void main(){
LCD_Init();
LCD_ShowString(1,1,"Hello World");
while(1){
KeyNum = MatrixKey();
if(KeyNum){
LCD_ShowNum(2,1,KeyNum,2); //LCD显示键码
}
}
}新建MatrixKey.c
#include <REGX52.H>
#include "Delay.h"
/**
* @brief 矩阵键盘读取按键键码
* @param 无
* @retval KeyNumber 按下按键的键码值
如果按键按下不放，程序会停留在此函数，松手的一瞬间，返回按键键码，没有按键按下时，返回0
*/
unsigned char MatrixKey()
{
unsigned char KeyNumber=0;
P1=0xFF;
P1_3=0;
if(P1_7==0){Delay(20);while(P1_7==0);Delay(20);KeyNumber=1;}
if(P1_6==0){Delay(20);while(P1_6==0);Delay(20);KeyNumber=5;}
if(P1_5==0){Delay(20);while(P1_5==0);Delay(20);KeyNumber=9;}
if(P1_4==0){Delay(20);while(P1_4==0);Delay(20);KeyNumber=13;}
P1=0xFF;
P1_2=0;
if(P1_7==0){Delay(20);while(P1_7==0);Delay(20);KeyNumber=2;}
if(P1_6==0){Delay(20);while(P1_6==0);Delay(20);KeyNumber=6;}
if(P1_5==0){Delay(20);while(P1_5==0);Delay(20);KeyNumber=10;}
if(P1_4==0){Delay(20);while(P1_4==0);Delay(20);KeyNumber=14;}
P1=0xFF;
P1_1=0;
if(P1_7==0){Delay(20);while(P1_7==0);Delay(20);KeyNumber=3;}
if(P1_6==0){Delay(20);while(P1_6==0);Delay(20);KeyNumber=7;}
if(P1_5==0){Delay(20);while(P1_5==0);Delay(20);KeyNumber=11;}
if(P1_4==0){Delay(20);while(P1_4==0);Delay(20);KeyNumber=15;}
P1=0xFF;
P1_0=0;
if(P1_7==0){Delay(20);while(P1_7==0);Delay(20);KeyNumber=4;}
if(P1_6==0){Delay(20);while(P1_6==0);Delay(20);KeyNumber=8;}
if(P1_5==0){Delay(20);while(P1_5==0);Delay(20);KeyNumber=12;}
if(P1_4==0){Delay(20);while(P1_4==0);Delay(20);KeyNumber=16;}
return KeyNumber;
}新建MatrixKey.h
#ifndef __MATRIXKEY_H__
#define __MATRIXKEY_H__
unsigned char MatrixKey();
#endif测试
四、矩阵键盘密码锁
改造原有main代码
#include <REGX52.H>
#include "Delay.h"
#include "LCD1602.h"
#include "MatrixKey.h"
unsigned char KeyNum;
unsigned int Password,Count;
void main(){
LCD_Init();
LCD_ShowString(1,1,"Password");
while(1){
KeyNum = MatrixKey();
if(KeyNum){
if(KeyNum<=10) //如果S1~S10按键按下，输入密码
{
if(Count<4) //如果输入次数小于4
{
Password*=10; //密码左移一位
Password+=KeyNum%10; //获取一位密码
Count++; //计次加一
}
LCD_ShowNum(2,1,Password,4);//更新显示
}
if(KeyNum==11) //如果S11按键按下，确认
{
if(Password==2345) //如果密码等于正确密码
{
LCD_ShowString(1,14,"OK "); //显示OK
Password=0; //密码清零
Count=0; //计次清零
LCD_ShowNum(2,1,Password,4); //更新显示
}
else{
LCD_ShowString(1,14,"ERR"); //显示ERR
Password=0; //密码清零
Count=0; //计次清零
LCD_ShowNum(2,1,Password,4); //更新显示
}
}
if(KeyNum==12) //如果S12按键按下，取消
{
Password=0; //密码清零
Count=0; //计次清零
LCD_ShowNum(2,1,Password,4); //更新显示
}
}
}
}测试
按下2345和S11，显示OK，其他则显示err
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