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定時(shí)器工作模式
M1M0工作方式功能說(shuō)明00方式013位計(jì)數(shù)器01方式116位計(jì)數(shù)器10方式2自動(dòng)再裝入8位計(jì)數(shù)器11方式3定時(shí)器0:分成兩個(gè)8位計(jì)數(shù)器定時(shí)器1:停止計(jì)數(shù)模式0模式1模式2模式3定時(shí)器初始化過(guò)程1、確定并設(shè)定定時(shí)器工作模式
TMOD2、設(shè)置定時(shí)/計(jì)數(shù)器初值
TH0、TL0或TH1、TL13、開(kāi)啟定時(shí)器中斷
IE:ET0(ET1)和EA4、啟動(dòng)定時(shí)器
TCON:TR0(TR1)注:如果采用查詢方式控制定時(shí)器還需要判斷TF0(TF1)應(yīng)用舉例用定時(shí)器1方式0在P1.0上產(chǎn)生周期為2S的方波。晶振頻率為12MHz。
1、最大定時(shí)時(shí)間:8192×1s=8.192ms2、選定定時(shí)T=5ms3、
X=3192=C78H=00001100,01111000B4、C78H=0110001111000BT0初值=01100011,00011000B=6318HTH1=63H,TL1=18H#include<reg51.h>sbitP1_0=P1^0;main(){ unsignedchari=200; TMOD=0x00;//設(shè)定工作模式為0 TH1=0x63;//根據(jù)計(jì)算設(shè)定計(jì)數(shù)器初值 TL1=0x18; TR1=1;//啟動(dòng)定時(shí)器 while(1) { if(TF1==1)//判斷定時(shí)溢出標(biāo)志 {TH1=0x63;//設(shè)定計(jì)數(shù)器初值TL1=0x18; TF1=0;//清除標(biāo)志位 i=i-1;if(i==0)//判斷是否計(jì)滿200次,即定時(shí)1秒{ i=200; P1_0=!P1_0;//將P1.0電平翻轉(zhuǎn) } } }}程序(查詢方式--C)程序(中斷方式—C)#include<reg51.h>sbitP1_0=P1^0;unsignedchari=200;main(){ TMOD=0x00; TH1=0x63; TL1=0x18; TR1=1; IE=0x88; while(1){}}voidintT1()interrupt3//T1定時(shí)中斷處理函數(shù){ TH1=0x63;//定時(shí)器中斷時(shí)間間隔5ms TL1=0x18;i=i-1; if(i==0) { i=200; P1_0=!P1_0; }}應(yīng)用舉例用定時(shí)器1方式1在P1.0上產(chǎn)生周期為2S的方波。晶振頻率為12MHz。
1、最大定時(shí)時(shí)間:2、選定定時(shí)T=?3、T0初值X=?程序(中斷方式—C)#include<reg51.h>sbitP1_0=P1^0;unsignedchari=20;main(){ TMOD=
; TH1=
; TL1=
; TR1=
; IE=0x88; while(1){}}應(yīng)用舉例用定時(shí)器1方式1在P1.0上產(chǎn)生周期為2S的方波。晶振頻率為12MHz。
1、最大定時(shí)時(shí)間:65536×1s=65.536ms2、選定定時(shí)T=50ms3、
X=15536=3CB0H=00111100,10110000B4、T0初值=00111100,10110000B=3CB0HTH1=3CH,TL1=B0H程序(中斷方式—C)#include<reg51.h>sbitP1_0=P1^0;unsignedchari=20;main(){ TMOD=0x10; TH1=0x3C; TL1=0xB0; TR1=1; IE=0x88; while(1){}}voidintT1()interrupt3//T1定時(shí)中斷處理函數(shù){ TH1=0x3C;//定時(shí)器中斷時(shí)間間隔50ms TL1=0xB0;i=i-1; if(i==0) { i=20; P1_0=!P1_0; }}#include<reg51.h>sbitP1_0=P1^0;main(){ unsignedchari=20; TMOD=0x10;//設(shè)定工作模式為0 TH1=0x3C;//根據(jù)計(jì)算設(shè)定計(jì)數(shù)器初值 TL1=0xB0; TR1=1;//啟動(dòng)定時(shí)器 while(1) { if(TF1==1)//判斷定時(shí)溢出標(biāo)志 {TH1=0x3C;//設(shè)定計(jì)數(shù)器初值TL1=0xB0; TF1=0;//清除標(biāo)志位 i=i-1;if(i==0)//判斷是否計(jì)滿20次,即定時(shí)1秒{ i=20; P1_0=!P1_0;//將P1.0電平翻轉(zhuǎn) } } }}程序(查詢方式--C)17練習(xí)1定時(shí)器工作在中斷模式,請(qǐng)指出下列程序的錯(cuò)誤#include<reg51.h>main(){TMOD=0x10;TH0=25535/256;TL0=25535%256;TCON=0x40;ET0=1;ET1=0;EA=1;……}18練習(xí)2#include<reg51.h>main(){TMOD=0x10;TH1=25535/256;(25535>>8)TL1=25535%256;(25535的低8bit)TCON=0x40;ET1=1;EA=1;……}晶振12MHz,請(qǐng)寫(xiě)出定時(shí)器T1的中斷時(shí)間間隔單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)第五章單片機(jī):存儲(chǔ)器擴(kuò)展中南大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院程序存儲(chǔ)器ROM的擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM的擴(kuò)展第
章
單
片
機(jī)
系統(tǒng)擴(kuò)展
本章內(nèi)容SingleChipMicrocomputer1
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15RAM6264
存
儲(chǔ)
器80318751805189C51片內(nèi)RAM片內(nèi)ROM256B(字節(jié))4K64K64K(1)程序存儲(chǔ)器程序存儲(chǔ)器內(nèi)部外部0000H0FFFH(4K)0000HFFFFH(64K)0000H0FFFH(4K)0000H0001H0002H(PC)0000H是程序執(zhí)行的起始單元,
在這三個(gè)單元存放一條
無(wú)條件轉(zhuǎn)移指令中斷5中斷4中斷3中斷2中斷10003H000BH0013H001BH0023H002BH外部中斷0定時(shí)器0中斷外部中斷1定時(shí)器1中斷串行口中斷8位...0FFFH0FFEHEA=1EA=0程序存儲(chǔ)器資源分布中斷入口地址0000HFFFFH(64K)內(nèi)部外部(2)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器00HFFH7FH80H(高128B)(低128B)RAM專用
寄存器00H07H08H0FH10H17H18H1FH0區(qū)R0R7R0R7R0R7R0R71區(qū)2區(qū)3區(qū)工作寄存器區(qū)可位尋址區(qū)20H2FH7F78070030H7FH數(shù)據(jù)緩沖區(qū)/堆棧區(qū)內(nèi)部RAM存儲(chǔ)器
11第3區(qū)18H~1FH
01第1區(qū)08H~0FHRS1RS0寄存器區(qū)片內(nèi)RAM地址
00第0區(qū)00H~07H10第2區(qū)10H~17H工作寄存器區(qū)選擇位RS0、RS1PSW位地址CYACF0RS1RS0OVF1P⑴地址總線(AddressBus,簡(jiǎn)寫(xiě)AB)地址線A0~A15共16位,P2口提供高8位地址A8~A15,P0口經(jīng)地址鎖存器提供低8位地址A0~A7。片外存儲(chǔ)器可尋址范圍達(dá)64KB(即=65536個(gè)字節(jié))。⑵數(shù)據(jù)總線(DataBus,簡(jiǎn)寫(xiě)DB)
地址線D0-D7共8位,由P0口提供,分時(shí)輸送低8位地址(通過(guò)地址鎖存器鎖存)和8位數(shù)據(jù)信息。⑶控制總線(ControlBus,簡(jiǎn)寫(xiě)CB)
控制總線由P3口的第二功能(P3.6)、(P3.7)和3根獨(dú)立的控制線、ALE和組成。MCS-51單片機(jī)的片外三總線結(jié)構(gòu)所謂總線,就是連接單片機(jī)與系統(tǒng)中各部件的一組公共的信號(hào)線。5.1程序存儲(chǔ)器ROM的擴(kuò)展8051有片內(nèi)ROM的容量:4K片外最大可擴(kuò)展64KROM。有關(guān)的管腳:EA片內(nèi)資源可用來(lái)擴(kuò)展的存儲(chǔ)器芯片:EPROM:2716(2K*8),2732,2764,27256等EEPROM:2816(2K*8),2864,28128等還要用到鎖存器芯片:例74LS373。存儲(chǔ)器27162816其引腳功能如下:A0~Ai地址輸入線。Q1~Q8單向數(shù)據(jù)線;CE片選信號(hào)輸入線,低電平有效;OE讀選通信號(hào)輸入線,低電平有效;VCC工作電源,電壓為+5V;GND線路地。存儲(chǔ)器讀訪問(wèn)時(shí)序圖8-2689C51地址總線擴(kuò)展電路74LS373讀外部程序存儲(chǔ)器時(shí)序注意:上述時(shí)序是在取指令過(guò)程中自動(dòng)產(chǎn)生在8031單片機(jī)上擴(kuò)展單片EPROM在8031單片機(jī)上擴(kuò)展多片EPROM(片選法)在8031單片機(jī)上擴(kuò)展多片EPROM(片選法)在8031單片機(jī)上擴(kuò)展多片EPROM(譯碼法)在8031單片機(jī)上擴(kuò)展多片EPROM(譯碼法)5.2數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM的擴(kuò)展8051片內(nèi)RAM的容量:256B片外最大可擴(kuò)展64KRAM。片內(nèi)資源可用來(lái)擴(kuò)展的存儲(chǔ)器芯片:SRAM6116,6264,62256等也要用到鎖存器芯片:例74LS373。認(rèn)識(shí)芯片圖8-27常用靜態(tài)RAM芯片引腳圖其引腳功能如下:A0~Ai地址輸入線,i=10(6116),12(6264),14(62256)。D0~D7雙向數(shù)據(jù)線;CE片選信號(hào)輸入線,低電平有效,當(dāng)6264的26腳(CS)為高電平,且CE為低電平時(shí)。才選中該片;OE讀選通信號(hào)輸入線,低電平有效;WE寫(xiě)允許信號(hào)輸入線,低電平有效;VCC工作電源,電壓為+5V;GND線路地。讀/寫(xiě)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)序圖8-2889C51訪問(wèn)片外RAM操作時(shí)序圖單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)第五章單片機(jī):顯示及鍵盤(pán)中南大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院鍵盤(pán)接口顯示器接口第
章
單
片
機(jī)
接口技術(shù)
本章內(nèi)容SingleChipMicrocomputer7.1鍵盤(pán)接口按鍵的特點(diǎn)及輸入原理獨(dú)立式按鍵矩陣式按鍵按鍵的特點(diǎn)及輸入原理按鍵的分類:觸點(diǎn)式:機(jī)械;無(wú)觸點(diǎn)式:電氣鍵輸入原理:通過(guò)按鍵的接通與斷開(kāi),產(chǎn)生兩種相反的邏輯狀態(tài)低電平“0”與高電平“1”。鍵功能的實(shí)現(xiàn):對(duì)于一組鍵或一個(gè)鍵盤(pán),需通過(guò)接口電路與單片機(jī)相連??刹捎貌樵兓蛑袛喾绞綔y(cè)試有無(wú)鍵按下,再確定是哪一個(gè)鍵按下,將該鍵號(hào)送入累加器ACC,然后判斷是數(shù)字鍵還是功能鍵,若是數(shù)字鍵,則將鍵號(hào)對(duì)應(yīng)的數(shù)字送入相關(guān)輸入緩沖區(qū);若是功能鍵,則通過(guò)跳轉(zhuǎn)指令轉(zhuǎn)入執(zhí)行該鍵的功能程序,執(zhí)行完后再返回主程序。
鍵盤(pán)接口需要解決的問(wèn)題是否有鍵按下按鍵識(shí)別:鍵抖動(dòng)及消除:機(jī)械按鍵抖動(dòng)時(shí)間在5ms~10ms之間
硬件方案——雙穩(wěn)態(tài)去抖電路
軟件方案——延時(shí)10ms~20ms后再次判斷消除方法:求鍵號(hào)獨(dú)立式按鍵接口電路:特點(diǎn):一線一鍵,按鍵識(shí)別(編程)簡(jiǎn)單;但占用較多口線,適合8鍵以下使用。矩陣式按鍵關(guān)鍵:如何判斷鍵號(hào)?3210476511109815141312+5VP1.4P1.3P1.0MCS-51P1.7P1.6P1.5P1.2P1.1接口電路:特點(diǎn):按鍵識(shí)別應(yīng)采用掃描法編程較為復(fù)雜,節(jié)省口資源,8鍵以上使用鍵盤(pán)掃描子程序一般包括以下內(nèi)容:
1.判別有無(wú)鍵按下;
2.掃描獲取閉合鍵的行、列值;
3.用計(jì)算法或查表法得到鍵值;
4.判斷閉合鍵釋放否,如沒(méi)釋放則繼續(xù)等待;
5.保存閉合鍵號(hào)。按鍵識(shí)別——掃描法
流程:
當(dāng)?shù)?列處于低電平時(shí),逐行查找是否有行線變低,若有,則第0列與該行的交叉點(diǎn)按鍵按下;若無(wú),則表示第0列無(wú)鍵按下,再讓下一列處在低電平,依此循環(huán),這種方式稱為鍵盤(pán)掃描。
鍵號(hào)=行首鍵號(hào)(0、4、8、12)+列號(hào)(0、1、2、3)
原理:
在某一時(shí)刻只讓一條列線處于低電平,其余列線均處于高電平,則當(dāng)這一列有鍵按下時(shí),該鍵所在的行電平將會(huì)由高電平變?yōu)榈碗娖?,可判定該列相?yīng)的行有鍵按下。矩陣式按鍵3210476511109815141312+5VP1.4P1.3P1.0MCS-51P1.7P1.6P1.5P1.2P1.1接口電路:特點(diǎn):按鍵識(shí)別應(yīng)采用掃描法編程較為復(fù)雜,節(jié)省口資源,8鍵以上使用定時(shí)掃描方式
定時(shí)掃描方式就是每隔一段時(shí)間對(duì)鍵盤(pán)掃描一次,它利用單片機(jī)內(nèi)部的定時(shí)器產(chǎn)生一定時(shí)間(例如10ms)的定時(shí),當(dāng)定時(shí)時(shí)間到就產(chǎn)生定時(shí)器溢出中斷。CPU響應(yīng)中斷后對(duì)鍵盤(pán)進(jìn)行掃描,并在有鍵按下時(shí)識(shí)別出該鍵,再執(zhí)行該鍵的功能程序。中斷掃描方式
為提高CPU工作效率,可采用中斷掃描工作方式。其工作過(guò)程如下:當(dāng)無(wú)鍵按下時(shí),CPU處理自己的工作,當(dāng)有鍵按下時(shí),產(chǎn)生中斷請(qǐng)求,CPU轉(zhuǎn)去執(zhí)行鍵盤(pán)掃描子程序,并識(shí)別鍵號(hào)。7.2顯示器接口技術(shù)LED的結(jié)構(gòu)和顯示原理靜態(tài)顯示方式動(dòng)態(tài)顯示方式動(dòng)態(tài)顯示的實(shí)現(xiàn)問(wèn)題引入:
LED顯示器如何顯示出指定數(shù)字/字符?圖9-11LED7段顯示器
工作原理:以共陰極為例某各發(fā)光二極管陽(yáng)極加上高電平時(shí)點(diǎn)亮驅(qū)動(dòng)方式靜態(tài)驅(qū)動(dòng):每個(gè)數(shù)碼管用一個(gè)并口驅(qū)動(dòng)動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng):共一個(gè)并口,輪詢以節(jié)省資源
靜態(tài)顯示方式連接
所有LED的位選均共同連接到+VCC或GND,每個(gè)LED的8根段選線分別連接一個(gè)8位并行I/O口,從該I/O口送出相應(yīng)的字型碼顯示字型。
特點(diǎn)原理簡(jiǎn)單;顯示亮度強(qiáng),無(wú)閃爍;占用I/O資源較多。動(dòng)態(tài)顯示方式連接
所有LED的段選線共同連接在一起共用一個(gè)8位I/O口,而每個(gè)LED的位選分別由一根相應(yīng)的I/O口線控制。因此必須采用動(dòng)態(tài)掃描顯示方式,每一個(gè)時(shí)刻只選通其中一個(gè)LED,同時(shí)在段選口送出該位LED的字型碼。
單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)第五章單片機(jī):串行通信中南大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院基本概念RS-232接口MCS-51的串行接口單片機(jī)與單片機(jī)之間的通信編程練習(xí)第
章
串行口通信技術(shù)本章內(nèi)容SingleChipMicrocomputer什么是串行通信?串行通信和并行通信計(jì)算機(jī)1
GND計(jì)算機(jī)2
GND并行通信計(jì)算機(jī)1
GND計(jì)算機(jī)2
GND發(fā)送接收串行通信并行通信:數(shù)據(jù)的各位同時(shí)傳送;串行通信:數(shù)據(jù)一位一位順序傳送。發(fā)送時(shí)的并串轉(zhuǎn)換:接收時(shí)的串并轉(zhuǎn)換:串行通信的分類:異步(AsynchronousCommunication)同步(SynchronousCommunication)
串行通信制式:?jiǎn)喂?a)、半雙工(b)和全雙工(c)(simplexhalfduplexfullduplex)發(fā)送器A站接收器B站單工通信(a)發(fā)收A站發(fā)收B站發(fā)收A站發(fā)收B站(b)(c)同步通信異步通信的概念
同步和異步都屬于串行數(shù)據(jù)傳送方式,但二者的傳送格式有所不同。同步方式的一幀內(nèi)含有很多數(shù)據(jù)位,而異步方式一幀內(nèi)只含有幾個(gè)數(shù)據(jù)位。如果要傳送一大堆數(shù)據(jù),同步方式只給這串?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行一次外包裝(即添加“頭幀”、“尾幀”、“校驗(yàn)”幀),而異步方式在傳送這串?dāng)?shù)據(jù)時(shí)則要對(duì)數(shù)據(jù)的每一個(gè)字節(jié)分別加以包裝(即添加“頭”位、“尾”位和校驗(yàn))。
顯然在相同的數(shù)據(jù)傳輸波特率下,同步方式比異步方式的傳送速度快,但同步方式要求收發(fā)雙方在整個(gè)事件傳送過(guò)程中始終保持嚴(yán)格同步,這將增加硬件上的難度,而異步通信只要求每幀(字節(jié))的傳送中短時(shí)間保持同步即可,實(shí)現(xiàn)起來(lái)要容易得多。同步、異步數(shù)據(jù)通信格式數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)……數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)……同步字符同步字符1同步字符2圖6.1同步傳送的數(shù)據(jù)格式1100/10/10/10/10/10/10/10/10/1111起始位停止位奇偶校驗(yàn)8位數(shù)據(jù)空閑位空閑位第n個(gè)字符100/10/1起始位第n+1個(gè)字符0/10/1圖6.2異步通信數(shù)據(jù)幀格式MCS-51的串行接口概述有一個(gè)可編程全雙工串行通信接口(UART)(UniversalAsychronousReceiver/Transmitter)管腳:TXD(P3.1)、RXD(P3.0)可同時(shí)發(fā)送、接收數(shù)據(jù)(Transmit/Receive)有四種工作方式。波特率(Baudrate)可設(shè)置
波特率:每秒鐘傳送二進(jìn)制數(shù)碼的位數(shù),也叫比特?cái)?shù),單位為b/s,即位/秒。MCS-51串行接口的結(jié)構(gòu)SBUFSBUF發(fā)送控制接收控制發(fā)送端口接收端口≥1波特率控制TXDRXDDBDBTIRI串行中斷寫(xiě)SBUF讀SBUF1.數(shù)據(jù)緩沖寄存器SBUF兩個(gè)SBUF,一個(gè)用于發(fā)送(只寫(xiě));一個(gè)用于接收(只讀)。映象地址均為99H。2.數(shù)據(jù)發(fā)送與接收控制發(fā)送控制器在波特率作用下,將發(fā)送SBUF中的數(shù)據(jù)由并到串,一位位地傳輸?shù)桨l(fā)送端口;接收控制器在波特率作用下,將接收接收端口的數(shù)據(jù)由串到并,存入接收SBUF中。MCS-51串行接口的結(jié)構(gòu)MCS-51串行接口寄存器SBUF——串行口數(shù)據(jù)緩沖器共兩個(gè):一個(gè)發(fā)送寄存器SBUF,一個(gè)接收SBUF,二者共用一個(gè)地址99H。SCON——串行口控制寄存器PCON——電源及波特率選擇寄存器控制寄存器SCONSM0SM1SM2RENTB8RB8TIRI工作方式選擇多機(jī)通信控制位允許串行接收位接收數(shù)據(jù)的第9位發(fā)送數(shù)據(jù)的第9位接收中斷標(biāo)志發(fā)送中斷標(biāo)志9FH9EH9DH9CH9BH9AH99H98HSCON98HSM0SM1工作方式功能波特率00方式08位同步移位寄存器fosc/1201方式110位UART可變10方式211位UARTfosc/64或fosc/3211方式311位UART可變串行方式的定義例:設(shè)串行口工作在方式1,允許接收,則指令為:
MOVSCON,#01010000B串行通信只用該位,為1時(shí),方式1、2、3波特率×2;為0時(shí)不變。電源及波特率選擇寄存器PCONSMOD×××GF1GF0PDIDL87H串行口四種工作方式應(yīng)用比較方式的選擇由SM1、SM0實(shí)現(xiàn)。工作方式功能說(shuō)明波特率方式08位同步移位寄存器常用于擴(kuò)展I/O口fosc/12方式110位UART8位數(shù)據(jù)、起始位、結(jié)束位可變(取決于定時(shí)器1溢出率)方式211位UART8位數(shù)據(jù)、起始位0、結(jié)束位1和奇偶校驗(yàn)位fosc/64或fosc/32方式311位UART數(shù)據(jù)、起始、校驗(yàn)、結(jié)束位可變(取決于定時(shí)器1溢出率)方式0在方式0下,串行口作同步移位寄存器用,其波特率固定為fosc/12。串行數(shù)據(jù)從RXD(P3.0)端輸入或輸出,同步移位脈沖由TXD(P3.1)送出。這種方式常用于擴(kuò)展I/O口。方式0用于擴(kuò)展I/O口輸出方式0用于擴(kuò)展I/O輸出口原理串行數(shù)據(jù)從RXD引腳輸出,TXD引腳輸出移位脈沖。CPU將數(shù)據(jù)寫(xiě)入發(fā)送寄存器SBUF時(shí),立即啟動(dòng)發(fā)送,將8位數(shù)據(jù)以Fosc/12的固定波特率從RXD輸出,低位在前,高位在后。發(fā)送完一幀數(shù)據(jù)后,發(fā)送標(biāo)志TI由硬件置位。例:?jiǎn)纹瑱C(jī)串行口方式設(shè)為移位寄存器方式,外接6片74LS164作為6位LED顯示器的靜態(tài)顯示接口。方式0用于擴(kuò)展I/O口輸入方式0用于擴(kuò)展I/O輸入口原理方式0用于擴(kuò)展I/O輸入口原理輸入:RXD為串行輸入端,TXD仍為同步脈沖移位輸出端。當(dāng)(RI)=0且(REN)=1時(shí)開(kāi)始接收。當(dāng)接收到第8位數(shù)據(jù)時(shí),將數(shù)據(jù)移入接收寄存器,并由硬件置位RI。例:利用串行口擴(kuò)展了1片74LS165,從而實(shí)現(xiàn)了8個(gè)按鍵的輸入,在單片機(jī)的P1口連接了8個(gè)LED發(fā)光二極管,程序中實(shí)現(xiàn)了用按鍵控制發(fā)光二極管的亮與滅。流程為8路開(kāi)關(guān)-74165-3PIN數(shù)據(jù)線-8路指示燈。由此可以看出通過(guò)165傳輸,只用了3條數(shù)據(jù)線,就實(shí)現(xiàn)了8個(gè)開(kāi)關(guān)控制8個(gè)燈的目的。從而節(jié)約了控制的連線。
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