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单片机实验报告-小型定时开关控制系统设计.docx
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实 验 报 告
( 2017 / 2018 学年 第 学期)
课程名称
单片机原理及应用
实验名称
小型定时开关控制系统设计
实验时间
年
月
日
指导单位
指导教师
学生姓名
班级学号
学院(系)
专 业
2
实 验 报 告
实验名称
小型定时开关控制系统设计
指导教师
实验类型
课内实验
实验学时
2
实验时间
一、 实验目的和要求
1. 掌握行列式键盘、LED、数码管、蜂鸣器、继电器等人机接口和机电设备的工作原
理,以及使用单片机 C 语言对其进行控制的方法;
2. 掌握基于状态转移及定时调度的系统分析方法,并使用此方法对系统软件结构进
行分析和设计,实现所要求的功能;
3. 掌握使用集成开发环境 Keil 进行单片机程序的设计、开发及调试的方法和过程。
二、 实验要求
1. 通过单片机的 IO 端口控制人机接口及机电设备,完成一个定时开关的设计;
2. 定时开关的工作方式可设置为定时开或定时关;
3. 系统通过行列式键盘接受用户的按键输入,设置工作方式和定时时长;
4. 系统通过控制 LED、数码管及蜂鸣器对用户的操作提供反馈和提示;
5. 当用户控制计时启动时,系统对用户设定的时长进行倒计时;
6. 如用户设置系统工作在定时开方式,则倒计时结束(计数到 0)时控制继电器吸合;
7. 如用户设置系统工作在定时关方式,则倒计时开始时继电器吸合,倒计时结束(计
数到 0)时继电器断开。
三、 实验环境(实验设备)
PC 机、Keil C51 集成开发环境、STC 增强型 51 单片机,继电器。
图 3.1 硬件实物图
3
四、 实验原理及内容
4.1 程序主体流程分析
程序分析
程序可以分为两个大循环,一个是 main 函数的循环,一个是定时器 1 的定时中断任
务(T0ISR 函数)。
Main 函数的任务主要有 3 个:1、完成系统初始化。2、处理定时中断传来的按键任务。
3、处理定时结束的事件(开关继电器、蜂鸣器)。
定时中断任务主要有 5 个(1ms 的定时时长):1、根据任务减小当前剩余时间。2、刷
新键盘。3、刷新数码管。4、响蜂鸣器. 5、刷新 led 灯
main 函数和定时中断的流程如下:
图 4.1.1 主函数和定时中断函数流程图
4
代码设计
Main 函数代码:
void main()
{
//1、初始化 2、处理按键 3、处理定时结束事件
Init();
while(1)
{
if(keysolved==0) //有按键要处理
{
solveKey();
keysolved=1; //已处理
}
if(TimeOut==1) //定时事件结束
{
if(Timetype==0) //定时开
{
Open();
}
else if(Timetype==1) //定时关
{
Close();
}
TimeOut=0;
Laststate=0;
}
}
}
定时中断服务程序代码如下,其中 XXTH 通过宏定义为 0xFC,XXTL 通过宏定义为
0X18:
void T0ISR() interrupt 1 //1ms 一次
{
//1、根据任务减当前剩余时间 2、刷新键盘 3、刷新显示器 4、蜂鸣器
TH0=XXTH;
TL0=XXTL;
cnt++;
if(beepOn==1) //如果蜂鸣器开,响蜂鸣器
{
beep=~beep;
}
if(cnt==1000)
{
cnt=0;
5
if(state==2 || state==3)
{
second--;
if(second<0)
{
minite--;
second+=60;
if(minite<0)
{
hour--;
minite+=60;
if(hour<0)
{
TimeOut=1; //通知主程序处理
Laststate=state; //保存上一个状态,供主程序处理
state=0;
hour=minite=second=0;
}
}
}
}
}
RefreshKey();
RefreshBoard();
RefreshLedState(); //刷新 led
}
4.2 系统初始化
初始化分析
系统初始化主要为初始化定时器,打开定时器中断,初始化相关字段:
1、上一次的键盘按压状态和本次键盘按压状态为 0xf0。键盘有没有按压是通过相邻两
次定时中断的过程中,如果上一次定时中断没有检测到键盘按压,而本次定时中断
服务程序检测到了键盘的按压,则认为键盘被按压了。有没有检测到键盘的按压是
通过采集键盘的输入线状态来实现的,输入线为 P0 口的高 4 位。如果 P0 口高 4 位
全 1,则没有按压,如果高 4 位有一个是 0,则键盘被按压。采集 P0 口的时候注意
屏蔽低 4 位,通过与 0xf0 相与实现屏蔽低 4 位。
2、系统的初始化状态。刚刚进入系统后,系统初始化为状态 0.也就是空闲状态。
3、定时任务完成标识 TimeOut。此标识当定时任务计时完成后置 1(在中断服务程序
内).main 函数不断检测此标志,当 TimeOut 为 1 的时候,检测当前是定时开还是
定时关,并启动相应的函数。函数执行完成后,置 TimeOut 为 0,表示定时任务处
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oligaga
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