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Delay2us(); //2us(>1us) ReleaseDQ(); //(上述1-15) Delayus(12); //86us(45- x,总时间>60) }else { PullDownDQ(); Delayus(12); //86us(60-120) } ReleaseDQ(); Delay2us(); //2us(>1us) } /******************************************************** * 写Byte DS18B20 * ********************************************************/ void Ds18b20_WriteByte(uchar chrdata) { uchar ii; for(ii = 0; ii < 8; ii++) { Ds18b20_WriteBit(chrdata & 0x01); chrdata >>= 1; } } /******************************************************** * 写 DS18B20 * ********************************************************/ //void Ds18b20_Write(uchar *p_readdata, uchar bytes) //{ // while(bytes--) // { // Ds18b20_WriteByte(*p_readdata); // p_readdata++; // } //} /******************************************************** * 读bit From DS18B20 * ********************************************************/ bit Ds18b20_ReadBit(void) { bit bitdata; PullDownDQ(); Delay2us(); //2us( >1us) ReleaseDQ(); Delay8us(); //8us( <15us) bitdata = dq; Delayus(7); //86us(上述总时间要>60us) return bitdata; } /******************************************************** * 读Byte DS18B20 * ********************************************************/ uchar Ds18b20_ReadByte(void) { uchar ii,chardata; for(ii = 0; ii < 8; ii++) { chardata >>= 1; if(Ds18b20_ReadBit()) chardata |= 0x80; } return chardata; } /******************************************************** * 读 DS18B20 ROM * ********************************************************/ bit Ds18b20_ReadRom(uchar *p_readdata) //成功返0,失败返1 { uchar ii = 8; if(Ds18b20_Init()) return 1; Ds18b20_WriteByte(ReadROM); while(ii--) { *p_readdata = Ds18b20_ReadByte(); p_readdata++; } return 0; } /******************************************************** * 读 DS18B20 EE * ********************************************************/ bit Ds18b20_ReadEE(uchar *p_readdata) //成功返0,失败返1 { uchar ii = 2; if(Ds18b20_Init()) return 1; Ds18b20_WriteByte(SkipROM); Ds18b20_WriteByte(ReadScr); while(ii--) { *p_readdata = Ds18b20_ReadByte(); p_readdata++; } return 0; } /******************************************************** * 温度采集计算 * ********************************************************/ bit TempCal(float *p_wendu) //成功返0,失败返1 (温度范围-55 --- +128) { uchar temp[9],ii; uint tmp; float tmpwendu; TR1 = 0; TR0 = 0; //读暂存器和CRC值----------------------- if(Ds18b20_ReadEE(temp)) { TR1 = 1; TR0 = 1; return 1; } //------------------------------------- //CRC校验------------------------------ // //此处应加入CRC校验等 // // //------------------------------------- //使温度值写入相应的wendu[i]数组中----- for(ii = i; ii > 0; ii--) { p_wendu++; } i++; if(i > 4) i = 0; //------------------------------------- //温度正负数处理----------------------- // //------------------------------------- //温度计算----------------------------- tmp = temp[1]; // tmp <<= 8; // tmp |= temp[0]; //组成温度的两字节合并 tmpwendu = tmp; *p_wendu = tmpwendu / 16; //------------------------------------- //开始温度转换------------------------- if(Ds18b20_Init()) { TR1 = 1; TR0 = 1; return 1; } Ds18b20_WriteByte(SkipROM); Ds18b20_WriteByte(Convert); ReleaseDQ(); //寄生电源时要拉高DQ //------------------------------------ TR1 = 1; TR0 = 1; return 0; } //////////DS18B20.h///////////////////////// /******************************************************** * I/O口定义 * ********************************************************/ sbit dq = P1^3; sbit dv = P1^4; //DS18B20强上拉电源 /******************************************************** * 命令字定义 * ********************************************************/ #define uchar unsigned char #define uint unsigned int #define ReleaseDQ() dq = 1; //上拉/释放总线 #define PullDownDQ() dq = 0; //下拉总线 #define Delay2us() _nop_();_nop_(); //延时2us,每nop 1us #define Delay8us() _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_(); //设置重复检测次次数,超出次数则超时 #define ReDetectTime 20 //ds18b20命令 #define SkipROM 0xCC #define MatchROM 0x55 #define ReadROM 0x33 #define SearchROM 0xF0 #define AlarmSearch 0xEC #define Convert 0x44 #define WriteScr 0x4E #define ReadScr 0xBE #define CopyScr 0x48 #define RecallEE 0xB8 #define ReadPower 0xB4 /******************************************************** * 函数 * ********************************************************/ void Delayus(uchar us); //void Dog(void); bit Ds18b20_Init(void); //DS18B20初始化,存在返0,否则返1 void Ds18b20_WriteBit(bit bitdata); //写bit2DS18B20 void Ds18b20_WriteByte(uchar chrdata); //写Byte DS18B20 void Ds18b20_Write(uchar *p_readdata, uchar bytes); //写 DS18B20 bit Ds18b20_ReadBit(void); //读bit From DS18B20 uchar Ds18b20_ReadByte(void); //读Byte DS18B20 bit Ds18b20_ReadRom(uchar *p_readdata); //读 DS18B20 ROM:成功返0,失败返1 bit Ds18b20_ReadEE(uchar *p_readdata); //读 DS18B20 EE :成功返0,失败返1 bit TempCal(float *p_wendu); //成功返0,失败返1 (温度范围-55 --- +128) [目录] 第一章 前言 第二章 设计方案 第三章 数字温度传感器芯片特性 第四章 AT89S52单片机简介 第五章 单片机驱动蜂鸣器原理 第六章 单片机驱动继电器原理 第七章 按键设计 第八章 数码管显示电路 附录 1.源程序 2.电路图 [摘要] 应用数字温度传感器DS18B20设计的智能温度控制系统,实现方便、精度高、功耗低、微型化、抗干扰能力强,可根据不同需要用于各种温度监控及其他各种温度测控系统中。简单的外围电路主要依靠单片机的程序控制,实现温度的实时采集与比较,温度值的十进制数转换,-55°C ~125°C实时的温度显示及上下限温度值显示,键盘对上下限温度的设定,各种数据处理及报警温度的判断,单片机对继电器的驱动实现相应的加热、制冷控制。 在单片机程序的控制下,新一代的可编程数字温度传感器DS18B20完成其温度的转化和相应的数据处理与比较;选择简单的独立式按键,简化程序。大量应用PNP三极管的开关作用和电流的放大作用,实现单片机I/O口小电流的TTL电平对外围器件的控制。加热、制冷电机启动指示灯及各种保护,恒温指示灯,和各种报警声构成人性化智能温控系统。 [正文] 第一章 前言 本论文介绍单片机结合DS18B20设计的智能温度控制系统,系统用一种新型的“一总线”可编程数字温度传感器(DS18B20),不需复杂的信号调理电路和A/D转换电路能直接与单片机完成数据采集和处理,实现方便、精度高、功耗低、微型化、抗干扰能力强,可根据不同需要用于各种温度监控及其他各种温度测控系统中。 美国DALLAS最新单线数字温度传感器DS18B20,具有微型化低功耗、高性能、可组网等优点,新的“一线器件”体积更小、适用电压更宽、更经济 Dallas 半导体公司的数字化温度传感器DS1820是世界上第一片支持 “一线总线”接口的温度传感器。一线总线独特而且经济的特点,使用户可轻松地组建传感器网络,为测量系统的构建引入全新概念。DS18B20的测温分辨率较高,DS18B20可直接将温度转化成串行数字信号,因此特别适合和单片机配合使用,直接读取温度数据。目前DS18B20数字温度传感器已经广泛应用于恒温室、粮库、计算机机房。测量温度范围为 -55°C~+125°C,在-10~+85°C范围内,误差为±0.5°C。现场温度直接以“一线总线”的数字方式传输,大大提高了系统的抗干扰性。适合于恶劣环境的现场温度测量,如:环境控制、设备或过程控制、测温类消费电子产品等。新的产品支持3V~5.5V的电压范围,使系统设计更灵活、方便。而且新一代产品更便宜,体积更小。 DS18B20可以程序设定9~12位的分辨率,精度为0.0625°C。可选更小的封装方式,更宽的电压适用范围。分辨率设定,及用户设定的报警温度存储在EEPROM中,掉电后依然保存。DS18B20的性能是新一代产品中最好的!性能价格比也非常出色!DS18B20使电压、特性及封装有更多的选择,让我们可以构建适合自己的经济的测温系统。 在传统的模拟信号远距离温度测量系统中,需要很好的解决引线误差补偿问题、多点测量切换误差问题和放大电路零点漂移误差问题等技术问题,才能够达到较高的测量精度。另外一般监控现场的电磁环境都非常恶劣,各种干扰信号较强,模拟温度信号容易受到干扰而产生测量误差,影响测量精度。因此,在温度测量系统中,采用抗干扰能力强的新型数字温度传感器是解决这些问题的最有效方案,新型数字温度传感器DS18B20具有体积更小、精度更高、适用电压更宽、采用一线总线、可组网等优点,在实际应用中取得了良好的测温效果。传统的测温元件测出的一般都是电压,再转换成对应的温度,需要比较多的外部硬件支持,电路复杂,软件调试复杂,制作成本高。所以本人改用一种智能传感器DS18B20作为检测元件,可以直接读出被测温度值。1线制与单片机相连,减少了外部硬件电路,具有低成本和易使用的特点。 [参考文献] [1] 童诗白、华成英.模拟电子技术基础.高等教育出版社,2000 [2] 阉石.数字电子技术基础.高等教育出版社,1998 [3] 李朝青.单片机原理与接口技术.北京航空航天大学出版社,2000 [4] 楼然苗、李光飞.单片机课程设计指导.电子工业出版社,2007 [5] Intel. MCS-51 Family of Single Chip Microcomputers User’s Manual.1990 [6] Keil Software Company. Cx51 Compiler User’s Guide. 2001 [7] 李群芳.单片机微型计算机与接口技术.电子工业出版社,1997 [8] 全国大学生电子设计竞赛——1994年获奖作品选编 [9] 肖忠祥.数据采集原理.西北工业大学出版社,2001 [10] ATMEL公司 AT89S52的技术手册 [11] 吴金戌、沈庆阳、郭庭吉.单片机实践与应用.北京:清华大学出版社 [12] 王为青、邱文勋.51单片机应用开发案例精选.人民邮电出版社,2007 TS-18B20 数字温度传感器(www.ftco01.cn) 本公司最新推出TS-18B20数字温度传感器,该产品采用美国DALLAS公司生产的 DS18B20可组网数字温度传感器芯片封装而成,具有耐磨耐碰,体积小,使用方便,封装形式多样,适用于各种狭小空间设备数字测温和控制领域。 1: 技术性能描述 1.1 独特的单线接口方式,DS18B20在与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20的双向通讯。 1.2 测温范围 -55℃~+125℃,固有测温分辨率0.5℃。 1.3 支持多点组网功能,多个DS18B20可以并联在唯一的三线上,实现多点测温 1.4 工作电源: 3~5V/DC 1.5 在使用中不需要任何外围元件 1.6 测量结果以9~12位数字量方式串行传送 1.7 不锈钢保护管直径 Φ6 1.8 适用于DN15~25, DN40~DN250各种介质工业管道和狭小空间设备测温 1.9 标准安装螺纹 M10X1, M12X1.5, G1/2”任选 1.10 PVC电缆直接出线或德式球型接线盒出线,便于与其它电器设备连接。 2:应用范围 2.1 该产品适用于冷冻库,粮仓,储罐,电讯机房,电力机房,电缆线槽等测温和控制领域 2.2 轴瓦,缸体,纺机,空调,等狭小空间工业设备测温和控制。 2.3 汽车空调、冰箱、冷柜、以及中低温干燥箱等。 2.5 供热/制冷管道热量计量,中央空调分户热能计量和工业领域测温和控制 3:产品型号与规格 型 号 测温范围 安装螺纹 电缆长度 适用管道 TS-18B20 -55~125 无 1.5 m TS-18B20A -55~125 M10X1 1.5m DN15~25 TS-18B20B -55~125 1/2”G 接线盒 DN40~ 60 4:接线说明 特点 独特的一线接口,只需要一条口线通信 多点能力,简化了分布式温度传感应用 无需外部元件 可用数据总线供电,电压范围为3.0 V至5.5 V 无需备用电源 测量温度范围为-55 ° C至+125 ℃ 。华氏相当于是-67 ° F到257华氏度 -10 ° C至+85 ° C范围内精度为±0.5 ° C 温度传感器可编程的分辨率为9~12位 温度转换为12位数字格式最大值为750毫秒 用户可定义的非易失性温度报警设置 应用范围包括恒温控制,工业系统,消费电子产品温度计,或任何热敏感系统 描述该DS18B20的数字温度计提供9至12位(可编程设备温度读数。信息被发送到/从DS18B20 通过1线接口,所以中央微处理器与DS18B20只有一个一条口线连接。为读写以及温度转换可以从数据线本身获得能量,不需要外接电源。 因为每一个DS18B20的包含一个独特的序号,多个ds18b20s可以同时存在于一条总线。这使得温度传感器放置在许多不同的地方。它的用途很多,包括空调环境控制,感测建筑物内温设备或机器,并进行过程监测和控制。 8引脚封装 TO-92封装 用途 描述 5 1 接地 接地 4 2 数字 信号输入输出,一线输出:源极开路 3 3 电源 可选电源管脚。见"寄生功率"一节细节方面。电源必须接地,为行动中,寄生虫功率模式。 不在本表中所有管脚不须接线 。 概况框图图1显示的主要组成部分DS18B20的。DS18B20内部结构主要由四部分组成:64位光刻ROM、温度传感器、非挥发的温度报警触发器TH和TL、配置寄存器。该装置信号线高的时候,内部电容器 储存能量通由1线通信线路给片子供电,而且在低电平期间为片子供电直至下一个高电平的到来重新充电。 DS18B20的电源也可以从外部3V-5 .5V的电压得到。 DS18B20采用一线通信接口。因为一线通信接口,必须在先完成ROM设定,否则记忆和控制功能将无法使用。主要首先提供以下功能命令之一: 1 )读ROM, 2 )ROM匹配, 3 )搜索ROM, 4 )跳过ROM, 5 )报警检查。这些指令操作作用在没有一个器件的64位光刻ROM序列号,可以在挂在一线上多个器件选定某一个器件,同时,总线也可以知道总线上挂有有多少,什么样的设备。 若指令成功地使DS18B20完成温度测量,数据存储在DS18B20的存储器。一个控制功能指挥指示DS18B20的演出测温。测量结果将被放置在DS18B20内存中,并可以让阅读发出记忆功能的指挥,阅读内容的片上存储器。温度报警触发器TH和TL都有一字节EEPROM 的数据。如果DS18B20不使用报警检查指令,这些寄存器可作为一般的用户记忆用途。在片上还载有配置字节以理想的解决温度数字转换。写TH,TL指令以及配置字节利用一个记忆功能的指令完成。通过缓存器读寄存器。所有的数据都读,写都是从最低位开始。 DS18B20有4个主要的数据部件: (1)光刻ROM中的64位序列号是出厂前被光刻好的,它可以看作是该DS18B20的地址序列码。64位光刻ROM的排列是:开始8位(28H)是产品类型标号,接着的48位是该DS18B20自身的序列号,最后8位是前面56位的循环冗余校验码(CRC=X8+X5+X4+1)。光刻ROM的作用是使每一个DS18B20都各不相同,这样就可以实现一根总线上挂接多个DS18B20的目的。 (2) DS18B20中的温度传感器可完成对温度的测量,以12位转化为例:用16位符号扩展的二进制补码读数形式提供,以0.0625℃/LSB形式表达,其中S为符号位。 表1 DS18B20温度值格式表 4.3.1 DS18B20的管脚排列如图4.4所示。 图4.4DS18B20的管脚排列如图 DS18B20内部结构主要由四部分组成:64位光刻ROM,温度传感器,温度报警触发器TH和TL,配置寄存器。DS18B20内部结构图如图4.5所示。 图4.5 DS18B20内部结构图 4.3.2存储器 DS18B20的存储器包括高速暂存器RAM和可电擦除RAM,可电擦除RAM又包括温度触发器TH和TL,以及一个配置寄存器。存储器能完整的确定一线端口的通讯,数字开始用写寄存器的命令写进寄存器,接着也可以用读寄存器的命令来确认这些数字。当确认以后就可以用复制寄存器的命令来将这些数字转移到可电擦除RAM中。当修改过寄存器中的数时,这个过程能确保数字的完整性。 高速暂存器RAM是由8个字节的存储器组成;第一和第二个字节是温度的显示位。第三和第四个字节是复制TH和TL,同时第三和第四个字节的数字可以更新;第五个字节是复制配置寄存器,同时第五个字节的数字可以更新;六、七、八三个字节是计算机自身使用。用读寄存器的命令能读出第九个字节,这个字节是对前面的八个字节进行校验。存储器的结构图如图4.6所示。 图4.6 存储器的结构图 4.3.3 64-位光刻ROM 64位光刻ROM的前8位是DS18B20的自身代码,接下来的48位为连续的数字代码,最后的8位是对前56位的CRC校验。64-位的光刻ROM又包括5个ROM的功能命令:读ROM,匹配ROM,跳跃ROM,查找ROM和报警查找。64-位光刻ROM的结构图如图4.7所示。 图4.7位64-位光刻ROM的结构图 4.3.4 DS18B20外部电源的连接方式 DS18B20可以使用外部电源VDD,也可以使用内部的寄生电源。当VDD端口接3.0V—5.5V的电压时是使用外部电源;当VDD端口接地时使用了内部的寄生电源。无论是内部寄生电源还是外部供电,I/O口线要接5KΩ左右的上拉电阻。 连接图如图4.8、图4.9所示。 图4.8 使用寄生电源的连接图 图4.9外接电源的连接图 4.3.4 DS18B20温度处理过程 4.3.4.1配置寄存器 配置寄存器是配置不同的位数来确定温度和数字的转化。配置寄存器的结构图如图4.10所示。 图4.10 配置寄存器的结构图 由图4.9可以知道R1,R0是温度的决定位,由R1,R0的不同组合可以配置为9位,10位,11位,12位的温度显示。这样就可以知道不同的温度转化位所对应的转化时间,四种配置的分辨率分别为0.5℃,0.25℃,0.125℃和0.0625℃,出厂时以配置为12位。温度的决定配置图如图8所示。 图4.11 温度的决定配置图 4.3.4.2 温度的读取 DS18B20在出厂时以配置为12位,读取温度时共读取16位,所以把后11位的2进制转化为10进制后在乘以0.0625便为所测的温度,还需要判断正负。前5个数字为符号位,当前5位为1时,读取的温度为负数;当前5位为0时,读取的温度为正数。16位数字摆放是从低位到高位,温度的关系图如图4.12所示。 图4.12为温度的关系图 4.3.4.3.DS18B20控制方法 DS18B20有六条控制命令,如表4.1所示: 表4.1 为DS18B20有六条控制命令 指 令 约定代码 操 作 说 明 温度转换 44H 启动DS18B20进行温度转换 读暂存器 BEH 读暂存器9个字节内容 写暂存器 4EH 将数据写入暂存器的TH、TL字节 复制暂存器 48H 把暂存器的TH、TL字节写到E2RAM中 重新调E2RAM B8H 把E2RAM中的TH、TL字节写到暂存器TH、TL字节 读电源供电方式 B4H 启动DS18B20发送电源供电方式的信号给主CPU 4.3.4.4 DS18B20的初始化 (1) 先将数据线置高电平“1”。 (2) 延时(该时间要求的不是很严格,但是尽可能的短一点) (3) 数据线拉到低电平“0”。 (4) 延时750微秒(该时间的时间范围可以从480到960微秒)。 (5) 数据线拉到高电平“1”。 (6) 延时等待(如果初始化成功则在15到60毫秒时间之内产生一个由DS18B20所返回的低电平“0”。据该状态可以来确定它的存在,但是应注意不能无限的进行等待,不然会使程序进入死循环,所以要进行超时控制)。 (7) 若CPU读到了数据线上的低电平“0”后,还要做延时,其延时的时间从发出的高电平算起(第(5)步的时间算起)最少要480微秒。 (8) 将数据线再次拉高到高电平“1”后结束。 其时序如图4.13所示: 图4.13 初始化时序图 4.3.4.5 DS18B20的写操作 (1) 数据线先置低电平“0”。 (2) 延时确定的时间为15微秒。 (3) 按从低位到高位的顺序发送字节(一次只发送一位)。 (4) 延时时间为45微秒。 (5) 将数据线拉到高电平。 (6) 重复上(1)到(6)的操作直到所有的字节全部发送完为止。 (7) 最后将数据线拉高。 DS18B20的写操作时序图如图4.14所示。 图4.14 DS18B20的写操作时序图 4.3.4.6 DS18B20的读操作 (1)将数据线拉高“1”。 (2)延时2微秒。 (3)将数据线拉低“0”。 (4)延时15微秒。 (5)将数据线拉高“1”。 (6)延时15微秒。 (7)读数据线的状态得到1个状态位,并进行数据处理。 (8)延时30微秒。 DS18B20的读操作时序图如图4.15所示。 图1.15 DS18B20的读操作图DS18B20温度传感器 * * C51 * * yajou 2008-06-28 无CRC * ********************************************************/ #include "reg51.h" #include "intrins.h" #include "DS18B20.h" /******************************************************** * us延时程序 * ********************************************************/ void Delayus(uchar us) { while(us--); //12M,一次6us,加进入退出14us(8M晶振,一次9us) } /******************************************************** * DS18B20初始化 * ********************************************************/ bit Ds18b20_Init(void) //存在返0,否则返1 { bit temp = 1; uchar outtime = ReDetectTime; //超时时间 while(outtime-- && temp) { Delayus(10); //(250)1514us时间可以减小吗 ReleaseDQ(); Delay2us(); PullDownDQ(); Delayus(100); //614us(480-960) ReleaseDQ(); Delayus(10); //73us(>60) temp = dq; Delayus(70); //us } return temp; } /******************************************************** * 写bit2DS18B20 * ********************************************************/ void Ds18b20_WriteBit(bit bitdata) { if(bitdata) { PullDownDQ(); Delay2us(); //2us(>1us) ReleaseDQ(); //(上述1-15) Delayus(12); //86us(45- x,总时间>60) }else { PullDownDQ(); Delayus(12); //86us(60-120) } ReleaseDQ(); Delay2us(); //2us(>1us) } /******************************************************** * 写Byte DS18B20 * ********************************************************/ void Ds18b20_WriteByte(uchar chrdata) { uchar ii; for(ii = 0; ii < 8; ii++) { Ds18b20_WriteBit(chrdata & 0x01); chrdata >>= 1; } } /******************************************************** * 写 DS18B20 * ********************************************************/ //void Ds18b20_Write(uchar *p_readdata, uchar bytes) //{ // while(bytes--) // { // Ds18b20_WriteByte(*p_readdata); // p_readdata++; // } //} /******************************************************** * 读bit From DS18B20 * ********************************************************/ bit Ds18b20_ReadBit(void) { bit bitdata; PullDownDQ(); Delay2us(); //2us( >1us) ReleaseDQ(); Delay8us(); //8us( <15us) bitdata = dq; Delayus(7); //86us(上述总时间要>60us) return bitdata; } /******************************************************** * 读Byte DS18B20 * ********************************************************/ uchar Ds18b20_ReadByte(void) { uchar ii,chardata; for(ii = 0; ii < 8; ii++) { chardata >>= 1; if(Ds18b20_ReadBit()) chardata |= 0x80; } return chardata; } /******************************************************** * 读 DS18B20 ROM * ********************************************************/ bit Ds18b20_ReadRom(uchar *p_readdata) //成功返0,失败返1 { uchar ii = 8; if(Ds18b20_Init()) return 1; Ds18b20_WriteByte(ReadROM); while(ii--) { *p_readdata = Ds18b20_ReadByte(); p_readdata++; } return 0; } /******************************************************** * 读 DS18B20 EE * ********************************************************/ bit Ds18b20_ReadEE(uchar *p_readdata) //成功返0,失败返1 { uchar ii = 2; if(Ds18b20_Init()) return 1; Ds18b20_WriteByte(SkipROM); Ds18b20_WriteByte(ReadScr); while(ii--) { *p_readdata = Ds18b20_ReadByte(); p_readdata++; } return 0; } /******************************************************** * 温度采集计算 * ********************************************************/ bit TempCal(float *p_wendu) //成功返0,失败返1 (温度范围-55 --- +128) { uchar temp[9],ii; uint tmp; float tmpwendu; TR1 = 0; TR0 = 0; //读暂存器和CRC值----------------------- if(Ds18b20_ReadEE(temp)) { TR1 = 1; TR0 = 1; return 1; } //------------------------------------- //CRC校验------------------------------ // //此处应加入CRC校验等 // // //------------------------------------- //使温度值写入相应的wendu[i]数组中----- for(ii = i; ii > 0; ii--) { p_wendu++; } i++; if(i > 4) i = 0; //------------------------------------- //温度正负数处理----------------------- // //------------------------------------- //温度计算----------------------------- tmp = temp[1]; // tmp <<= 8; // tmp |= temp[0]; //组成温度的两字节合并 tmpwendu = tmp; *p_wendu = tmpwendu / 16; //------------------------------------- //开始温度转换------------------------- if(Ds18b20_Init()) { TR1 = 1; TR0 = 1; return 1; } Ds18b20_WriteByte(SkipROM); Ds18b20_WriteByte(Convert); ReleaseDQ(); //寄生电源时要拉高DQ //------------------------------------ TR1 = 1; TR0 = 1; return 0; } //////////DS18B20.h///////////////////////// /******************************************************** * I/O口定义 * ********************************************************/ sbit dq = P1^3; sbit dv = P1^4; //DS18B20强上拉电源 /******************************************************** * 命令字定义 * ********************************************************/ #define uchar unsigned char #define uint unsigned int #define ReleaseDQ() dq = 1; //上拉/释放总线 #define PullDownDQ() dq = 0; //下拉总线 #define Delay2us() _nop_();_nop_(); //延时2us,每nop 1us #define Delay8us() _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_(); //设置重复检测次次数,超出次数则超时 #define ReDetectTime 20 //ds18b20命令 #define SkipROM 0xCC #define MatchROM 0x55 #define ReadROM 0x33 #define SearchROM 0xF0 #define AlarmSearch 0xEC #define Convert 0x44 #define WriteScr 0x4E #define ReadScr 0xBE #define CopyScr 0x48 #define RecallEE 0xB8 #define ReadPower 0xB4 /******************************************************** * 函数 * ********************************************************/ void Delayus(uchar us); //void Dog(void); bit Ds18b20_Init(void); //DS18B20初始化,存在返0,否则返1 void Ds18b20_WriteBit(bit bitdata); //写bit2DS18B20 void Ds18b20_WriteByte(uchar chrdata); //写Byte DS18B20 void Ds18b20_Write(uchar *p_readdata, uchar bytes); //写 DS18B20 bit Ds18b20_ReadBit(void); //读bit From DS18B20 uchar Ds18b20_ReadByte(void); //读Byte DS18B20 bit Ds18b20_ReadRom(uchar *p_readdata); //读 DS18B20 ROM:成功返0,失败返1 bit Ds18b20_ReadEE(uchar *p_readdata); //读 DS18B20 EE :成功返0,失败返1 bit TempCal(float *p_wendu); //成功返0,失败返1 (温度范围-55 --- +128) [目录] 第一章 前言 第二章 设计方案 第三章 数字温度传感器芯片特性 第四章 AT89S52单片机简介 第五章 单片机驱动蜂鸣器原理 第六章 单片机驱动继电器原理 第七章 按键设计 第八章 数码管显示电路 附录 1.源程序 2.电路图 [摘要] 应用数字温度传感器DS18B20设计的智能温度控制系统,实现方便、精度高、功耗低、微型化、抗干扰能力强,可根据不同需要用于各种温度监控及其他各种温度测控系统中。简单的外围电路主要依靠单片机的程序控制,实现温度的实时采集与比较,温度值的十进制数转换,-55°C ~125°C实时的温度显示及上下限温度值显示,键盘对上下限温度的设定,各种数据处理及报警温度的判断,单片机对继电器的驱动实现相应的加热、制冷控制。 在单片机程序的控制下,新一代的可编程数字温度传感器DS18B20完成其温度的转化和相应的数据处理与比较;选择简单的独立式按键,简化程序。大量应用PNP三极管的开关作用和电流的放大作用,实现单片机I/O口小电流的TTL电平对外围器件的控制。加热、制冷电机启动指示灯及各种保护,恒温指示灯,和各种报警声构成人性化智能温控系统。 [正文] 第一章 前言 本论文介绍单片机结合DS18B20设计的智能温度控制系统,系统用一种新型的“一总线”可编程数字温度传感器(DS18B20),不需复杂的信号调理电路和A/D转换电路能直接与单片机完成数据采集和处理,实现方便、精度高、功耗低、微型化、抗干扰能力强,可根据不同需要用于各种温度监控及其他各种温度测控系统中。 美国DALLAS最新单线数字温度传感器DS18B20,具有微型化低功耗、高性能、可组网等优点,新的“一线器件”体积更小、适用电压更宽、更经济 Dallas 半导体公司的数字化温度传感器DS1820是世界上第一片支持 “一线总线”接口的温度传感器。一线总线独特而且经济的特点,使用户可轻松地组建传感器网络,为测量系统的构建引入全新概念。DS18B20的测温分辨率较高,DS18B20可直接将温度转化成串行数字信号,因此特别适合和单片机配合使用,直接读取温度数据。目前DS18B20数字温度传感器已经广泛应用于恒温室、粮库、计算机机房。测量温度范围为 -55°C~+125°C,在-10~+85°C范围内,误差为±0.5°C。现场温度直接以“一线总线”的数字方式传输,大大提高了系统的抗干扰性。适合于恶劣环境的现场温度测量,如:环境控制、设备或过程控制、测温类消费电子产品等。新的产品支持3V~5.5V的电压范围,使系统设计更灵活、方便。而且新一代产品更便宜,体积更小。 DS18B20可以程序设定9~12位的分辨率,精度为0.0625°C。可选更小的封装方式,更宽的电压适用范围。分辨率设定,及用户设定的报警温度存储在EEPROM中,掉电后依然保存。DS18B20的性能是新一代产品中最好的!性能价格比也非常出色!DS18B20使电压、特性及封装有更多的选择,让我们可以构建适合自己的经济的测温系统。 在传统的模拟信号远距离温度测量系统中,需要很好的解决引线误差补偿问题、多点测量切换误差问题和放大电路零点漂移误差问题等技术问题,才能够达到较高的测量精度。另外一般监控现场的电磁环境都非常恶劣,各种干扰信号较强,模拟温度信号容易受到干扰而产生测量误差,影响测量精度。因此,在温度测量系统中,采用抗干扰能力强的新型数字温度传感器是解决这些问题的最有效方案,新型数字温度传感器DS18B20具有体积更小、精度更高、适用电压更宽、采用一线总线、可组网等优点,在实际应用中取得了良好的测温效果。传统的测温元件测出的一般都是电压,再转换成对应的温度,需要比较多的外部硬件支持,电路复杂,软件调试复杂,制作成本高。所以本人改用一种智能传感器DS18B20作为检测元件,可以直接读出被测温度值。1线制与单片机相连,减少了外部硬件电路,具有低成本和易使用的特点。 [参考文献] [1] 童诗白、华成英.模拟电子技术基础.高等教育出版社,2000 [2] 阉石.数字电子技术基础.高等教育出版社,1998 [3] 李朝青.单片机原理与接口技术.北京航空航天大学出版社,2000 [4] 楼然苗、李光飞.单片机课程设计指导.电子工业出版社,2007 [5] Intel. MCS-51 Family of Single Chip Microcomputers User’s Manual.1990 [6] Keil Software Company. Cx51 Compiler User’s Guide. 2001 [7] 李群芳.单片机微型计算机与接口技术.电子工业出版社,1997 [8] 全国大学生电子设计竞赛——1994年获奖作品选编 [9] 肖忠祥.数据采集原理.西北工业大学出版社,2001 [10] ATMEL公司 AT89S52的技术手册 [11] 吴金戌、沈庆阳、郭庭吉.单片机实践与应用.北京:清华大学出版社 [12] 王为青、邱文勋.51单片机应用开发案例精选.人民邮电出版社,2007 TS-18B20 数字温度传感器(www.ftco01.cn) 本公司最新推出TS-18B20数字温度传感器,该产品采用美国DALLAS公司生产的 DS18B20可组网数字温度传感器芯片封装而成,具有耐磨耐碰,体积小,使用方便,封装形式多样,适用于各种狭小空间设备数字测温和控制领域。 1: 技术性能描述 1.1 独特的单线接口方式,DS18B20在与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20的双向通讯。 1.2 测温范围 -55℃~+125℃,固有测温分辨率0.5℃。 1.3 支持多点组网功能,多个DS18B20可以并联在唯一的三线上,实现多点测温 1.4 工作电源: 3~5V/DC 1.5 在使用中不需要任何外围元件 1.6 测量结果以9~12位数字量方式串行传送 1.7 不锈钢保护管直径 Φ6 1.8 适用于DN15~25, DN40~DN250各种介质工业管道和狭小空间设备测温 1.9 标准安装螺纹 M10X1, M12X1.5, G1/2”任选 1.10 PVC电缆直接出线或德式球型接线盒出线,便于与其它电器设备连接。 2:应用范围 2.1 该产品适用于冷冻库,粮仓,储罐,电讯机房,电力机房,电缆线槽等测温和控制领域 2.2 轴瓦,缸体,纺机,空调,等狭小空间工业设备测温和控制。 2.3 汽车空调、冰箱、冷柜、以及中低温干燥箱等。 2.5 供热/制冷管道热量计量,中央空调分户热能计量和工业领域测温和控制 3:产品型号与规格 型 号 测温范围 安装螺纹 电缆长度 适用管道 TS-18B20 -55~125 无 1.5 m TS-18B20A -55~125 M10X1 1.5m DN15~25 TS-18B20B -55~125 1/2”G 接线盒 DN40~ 60 4:接线说明 特点 独特的一线接口,只需要一条口线通信 多点能力,简化了分布式温度传感应用 无需外部元件 可用数据总线供电,电压范围为3.0 V至5.5 V 无需备用电源 测量温度范围为-55 ° C至+125 ℃ 。华氏相当于是-67 ° F到257华氏度 -10 ° C至+85 ° C范围内精度为±0.5 ° C 温度传感器可编程的分辨率为9~12位 温度转换为12位数字格式最大值为750毫秒 用户可定义的非易失性温度报警设置 应用范围包括恒温控制,工业系统,消费电子产品温度计,或任何热敏感系统 描述该DS18B20的数字温度计提供9至12位(可编程设备温度读数。信息被发送到/从DS18B20 通过1线接口,所以中央微处理器与DS18B20只有一个一条口线连接。为读写以及温度转换可以从数据线本身获得能量,不需要外接电源。 因为每一个DS18B20的包含一个独特的序号,多个ds18b20s可以同时存在于一条总线。这使得温度传感器放置在许多不同的地方。它的用途很多,包括空调环境控制,感测建筑物内温设备或机器,并进行过程监测和控制。 8引脚封装 TO-92封装 用途 描述 5 1 接地 接地 4 2 数字 信号输入输出,一线输出:源极开路 3 3 电源 可选电源管脚。见"寄生功率"一节细节方面。电源必须接地,为行动中,寄生虫功率模式。 不在本表中所有管脚不须接线 。 概况框图图1显示的主要组成部分DS18B20的。DS18B20内部结构主要由四部分组成:64位光刻ROM、温度传感器、非挥发的温度报警触发器TH和TL、配置寄存器。该装置信号线高的时候,内部电容器 储存能量通由1线通信线路给片子供电,而且在低电平期间为片子供电直至下一个高电平的到来重新充电。 DS18B20的电源也可以从外部3V-5 .5V的电压得到。 DS18B20采用一线通信接口。因为一线通信接口,必须在先完成ROM设定,否则记忆和控制功能将无法使用。主要首先提供以下功能命令之一: 1 )读ROM, 2 )ROM匹配, 3 )搜索ROM, 4 )跳过ROM, 5 )报警检查。这些指令操作作用在没有一个器件的64位光刻ROM序列号,可以在挂在一线上多个器件选定某一个器件,同时,总线也可以知道总线上挂有有多少,什么样的设备。 若指令成功地使DS18B20完成温度测量,数据存储在DS18B20的存储器。一个控制功能指挥指示DS18B20的演出测温。测量结果将被放置在DS18B20内存中,并可以让阅读发出记忆功能的指挥,阅读内容的片上存储器。温度报警触发器TH和TL都有一字节EEPROM 的数据。如果DS18B20不使用报警检查指令,这些寄存器可作为一般的用户记忆用途。在片上还载有配置字节以理想的解决温度数字转换。写TH,TL指令以及配置字节利用一个记忆功能的指令完成。通过缓存器读寄存器。所有的数据都读,写都是从最低位开始。 DS18B20有4个主要的数据部件: (1)光刻ROM中的64位序列号是出厂前被光刻好的,它可以看作是该DS18B20的地址序列码。64位光刻ROM的排列是:开始8位(28H)是产品类型标号,接着的48位是该DS18B20自身的序列号,最后8位是前面56位的循环冗余校验码(CRC=X8+X5+X4+1)。光刻ROM的作用是使每一个DS18B20都各不相同,这样就可以实现一根总线上挂接多个DS18B20的目的。 (2) DS18B20中的温度传感器可完成对温度的测量,以12位转化为例:用16位符号扩展的二进制补码读数形式提供,以0.0625℃/LSB形式表达,其中S为符号位。 表1 DS18B20温度值格式表 4.3.1 DS18B20的管脚排列如图4.4所示。 图4.4DS18B20的管脚排列如图 DS18B20内部结构主要由四部分组成:64位光刻ROM,温度传感器,温度报警触发器TH和TL,配置寄存器。DS18B20内部结构图如图4.5所示。 图4.5 DS18B20内部结构图 4.3.2存储器 DS18B20的存储器包括高速暂存器RAM和可电擦除RAM,可电擦除RAM又包括温度触发器TH和TL,以及一个配置寄存器。存储器能完整的确定一线端口的通讯,数字开始用写寄存器的命令写进寄存器,接着也可以用读寄存器的命令来确认这些数字。当确认以后就可以用复制寄存器的命令来将这些数字转移到可电擦除RAM中。当修改过寄存器中的数时,这个过程能确保数字的完整性。 高速暂存器RAM是由8个字节的存储器组成;第一和第二个字节是温度的显示位。第三和第四个字节是复制TH和TL,同时第三和第四个字节的数字可以更新;第五个字节是复制配置寄存器,同时第五个字节的数字可以更新;六、七、八三个字节是计算机自身使用。用读寄存器的命令能读出第九个字节,这个字节是对前面的八个字节进行校验。存储器的结构图如图4.6所示。 图4.6 存储器的结构图 4.3.3 64-位光刻ROM 64位光刻ROM的前8位是DS18B20的自身代码,接下来的48位为连续的数字代码,最后的8位是对前56位的CRC校验。64-位的光刻ROM又包括5个ROM的功能命令:读ROM,匹配ROM,跳跃ROM,查找ROM和报警查找。64-位光刻ROM的结构图如图4.7所示。 图4.7位64-位光刻ROM的结构图 4.3.4 DS18B20外部电源的连接方式 DS18B20可以使用外部电源VDD,也可以使用内部的寄生电源。当VDD端口接3.0V—5.5V的电压时是使用外部电源;当VDD端口接地时使用了内部的寄生电源。无论是内部寄生电源还是外部供电,I/O口线要接5KΩ左右的上拉电阻。 连接图如图4.8、图4.9所示。 图4.8 使用寄生电源的连接图 图4.9外接电源的连接图 4.3.4 DS18B20温度处理过程 4.3.4.1配置寄存器 配置寄存器是配置不同的位数来确定温度和数字的转化。配置寄存器的结构图如图4.10所示。 图4.10 配置寄存器的结构图 由图4.9可以知道R1,R0是温度的决定位,由R1,R0的不同组合可以配置为9位,10位,11位,12位的温度显示。这样就可以知道不同的温度转化位所对应的转化时间,四种配置的分辨率分别为0.5℃,0.25℃,0.125℃和0.0625℃,出厂时以配置为12位。温度的决定配置图如图8所示。 图4.11 温度的决定配置图 4.3.4.2 温度的读取 DS18B20在出厂时以配置为12位,读取温度时共读取16位,所以把后11位的2进制转化为10进制后在乘以0.0625便为所测的温度,还需要判断正负。前5个数字为符号位,当前5位为1时,读取的温度为负数;当前5位为0时,读取的温度为正数。16位数字摆放是从低位到高位,温度的关系图如图4.12所示。 图4.12为温度的关系图 4.3.4.3.DS18B20控制方法 DS18B20有六条控制命令,如表4.1所示: 表4.1 为DS18B20有六条控制命令 指 令 约定代码 操 作 说 明 温度转换 44H 启动DS18B20进行温度转换 读暂存器 BEH 读暂存器9个字节内容 写暂存器 4EH 将数据写入暂存器的TH、TL字节 复制暂存器 48H 把暂存器的TH、TL字节写到E2RAM中 重新调E2RAM B8H 把E2RAM中的TH、TL字节写到暂存器TH、TL字节 读电源供电方式 B4H 启动DS18B20发送电源供电方式的信号给主CPU 4.3.4.4 DS18B20的初始化 (1) 先将数据线置高电平“1”。 (2) 延时(该时间要求的不是很严格,但是尽可能的短一点) (3) 数据线拉到低电平“0”。 (4) 延时750微秒(该时间的时间范围可以从480到960微秒)。 (5) 数据线拉到高电平“1”。 (6) 延时等待(如果初始化成功则在15到60毫秒时间之内产生一个由DS18B20所返回的低电平“0”。据该状态可以来确定它的存在,但是应注意不能无限的进行等待,不然会使程序进入死循环,所以要进行超时控制)。 (7) 若CPU读到了数据线上的低电平“0”后,还要做延时,其延时的时间从发出的高电平算起(第(5)步的时间算起)最少要480微秒。 (8) 将数据线再次拉高到高电平“1”后结束。 其时序如图4.13所示: 图4.13 初始化时序图 4.3.4.5 DS18B20的写操作 (1) 数据线先置低电平“0”。 (2) 延时确定的时间为15微秒。 (3) 按从低位到高位的顺序发送字节(一次只发送一位)。 (4) 延时时间为45微秒。 (5) 将数据线拉到高电平。 (6) 重复上(1)到(6)的操作直到所有的字节全部发送完为止。 (7) 最后将数据线拉高。 DS18B20的写操作时序图如图4.14所示。 图4.14 DS18B20的写操作时序图 4.3.4.6 DS18B20的读操作 (1)将数据线拉高“1”。 (2)延时2微秒。 (3)将数据线拉低“0”。 (4)延时15微秒。 (5)将数据线拉高“1”。 (6)延时15微秒。 (7)读数据线的状态得到1个状态位,并进行数据处理。 (8)延时30微秒。 DS18B20的读操作时序图如图4.15所示。 图1.15 DS18B20的读操作图5 807浏览会员免费
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- 单片机大小:34KB文库帮手网 www.365xueyuan.com 免费帮下载 百度文库积分 资料 本文由pengliuhua2005贡献 doc文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT,或下载源文件到本机查看。 51 单片机设计跑马灯的程序用(c 语言)编写 P1 口接 8 个发光二极管共阳,烧入下面程序 #include unsigned char i; unsigned char temp; unsigned char a,b; void delay(void) { unsigned char m,n,s; for(m=20;m>0;m--) for(n=20;n>0;n--) for(s=248;s>0;s--); } void main(void) { while(1) { temp=0xfe; P1=temp; delay(); for(i=1;i<8;i++) { a=temp<>(8-i); P1=a|b; delay(); } for(i=1;i<8;i++) { a=temp>>i; b=temp<<(8-i); P1=a|b; delay(); } } } 基础知识: 基础知识:51 单片机编程基础 单片机的外部结构: 1. DIP40 双列直插; 2. P0,P1,P2,P3 四个 8 位准双向 I/O 引脚;(作为 I/O 输入时,要先输出高电平) 3. 电源 VCC(PIN40)和地线 GND(PIN20); 4. 高电平复位 RESET(PIN9);(10uF 电容接 VCC 与 RESET,即可实现上电复位) 5. 内置振荡电路,外部只要接晶体至 X1(PIN18)和 X0(PIN19);(频率为主频的 12 倍) 6. 程序配置 EA(PIN31)接高电平 VCC;(运行单片机内部 ROM 中的程序) 7. P3 支持第二功能:RXD、TXD、INT0、INT1、T0、T1 单片机内部 I/O 部件:(所为学习单片机,实际上就是编程控制以下 I/O 部件,完成指定任务) 1. 四个 8 位通用 I/O 端口,对应引脚 P0、P1、P2 和 P3; 2. 两个 16 位定时计数器;(TMOD,TCON,TL0,TH0,TL1,TH1) 3. 一个串行通信接口;(SCON,SBUF) 4. 一个中断控制器;(IE,IP) 针对 AT89C52 单片机,头文件 AT89x52.h 给出了 SFR 特殊功能寄存器所有端口的定义。 C 语言编程基础: 1. 2. 3. 4. 十六进制表示字节 0x5a:二进制为 01011010B;0x6E 为 01101110。 如果将一个 16 位二进数赋给一个 8 位的字节变量,则自动截断为低 8 位,而丢掉高 8 位。 ++var 表示对变量 var 先增一;var—表示对变量后减一。 x |= 0x0f;表示为 x = x | 0x0f; 高四位。 6. While( 1 ); 表示无限执行该语句,即死循环。语句后的分号表示空循环体,也就是{;} 在某引脚输出高电平的编程方法:(比如 P1.3(PIN4)引脚) 代码 #include //该头文档中有单片机内部资源的符号化定义,其中包含 P1.3 该头文档中有单片机内部资源的符号化定义, 该头文档中有单片机内部资源的符号化定义 void main( void ) { P1_3 = 1; While( 1 ); } //给 P1_3 赋值 1,引脚 P1.3 就能输出高电平 VCC //死循环,相当 LOOP: goto LOOP; //void 表示没有输入参数, 也没有函数返值, 这入单片机运行的复位入口 5. TMOD = ( TMOD & 0xf0 ) | 0x05;表示给变量 TMOD 的低四位赋值 0x5,而不改变 TMOD 的 1. 2. 3. 4. 5. 6. 注意:P0 的每个引脚要输出高电平时,必须外接上拉电阻(如 4K7)至 VCC 电源。 在某引脚输出低电平的编程方法:(比如 P2.7 引脚) 代码 #include //该头文档中有单片机内部资源的符号化定义,其中包含 P2.7 该头文档中有单片机内部资源的符号化定义, 该头文档中有单片机内部资源的符号化定义 void main( void ) { P2_7 = 0; //给 P2_7 赋值 0,引脚 P2.7 就能输出低电平 GND //void 表示没有输入参数,也没有函数返值,这入单片机运行的复位入口 1. 2. 3. 4. 5. 6. } While( 1 ); //死循环,相当 LOOP: goto LOOP; 在某引脚输出方波编程方法:(比如 P3.1 引脚) 代码 #include //该头文档中有单片机内部资源的符号化定义,其中包含 P3.1 该头文档中有单片机内部资源的符号化定义, 该头文档中有单片机内部资源的符号化定义 void main( void ) { While( 1 ) { P3_1 = 1; P3_1 = 0; } } //给 P3_1 赋值 1,引脚 P3.1 就能输出高电平 VCC //给 P3_1 赋值 0,引脚 P3.1 就能输出低电平 GND //非零表示真,如果为真则执行下面循环体的语句 //void 表示没有输入参数,也没有函数返值,这入单片机运行的复位入口 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. //由于一直为真,所以不断输出高、低、高、低……,从而形成方波 将某引脚的输入电平取反后,从另一个引脚输出:( 比如 P0.4 = NOT( P1.1) ) 代码 #include //该头文档中有单片机内部资源的符号化定义,其中包含 P0.4 和 P1.1 该头文档中有单片机内部资源的符号化定义, 该头文档中有单片机内部资源的符号化定义 void main( void ) { P1_1 = 1; While( 1 ) { if( P1_1 == 1 ) { P0_4 = 0; else //读取 P1.1,就是认为 P1.1 为输入,如果 P1.1 输入高电平 VCC } //给 P0_4 赋值 0,引脚 P0.4 就能输出低电平 GND //初始化。P1.1 作为输入,必须输出高电平 //非零表示真,如果为真则执行下面循环体的语句 //void 表示没有输入参数,也没有函数返值,这入单片机运行的复位入口 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. //否则 P1.1 输入为低电平 GND } //给 P0_4 赋值 0,引脚 P0.4 就能输出低电平 GND } //给 P0_4 赋值 1,引脚 P0.4 就能输出高电平 VCC //{ P0_4 = 0; { P0_4 = 1; } //由于一直为真,所以不断根据 P1.1 的输入情况,改变 P0.4 的输出电平 13. } 将某端口 8 个引脚输入电平,低四位取反后,从另一个端口 8 个引脚输出: 比如 P2 = NOT( P3 ) ) ( 代码 #include //该头文档中有单片机内部资源的符号化定义,其中包含 P2 和 P3 该头文档中有单片机内部资源的符号化定义, 该头文档中有单片机内部资源的符号化定义 void main( void ) { P3 = 0xff; While( 1 ) { //初始化。P3 作为输入,必须输出高电平,同时给 P3 口的 8 个引脚输出高电平 //非零表示真,如果为真则执行下面循环体的语句 //void 表示没有输入参数,也没有函数返值,这入单片机运行的复位入口 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. //取反的方法是异或 1,而不取反的方法则是异或 0 P2 = P3^0x0f //读取 P3,就是认为 P3 为输入,低四位异或者 1,即取反,然后输出 8. 9. } } //由于一直为真,所以不断将 P3 取反输出到 P2 注意: 一个字节的 8 位 D7、 至 D0, D6 分别输出到 P3.7、 P3.6 至 P3.0, 比如 P3=0x0f, P3.7、 则 P3.6、 P3.5、P3.4 四个引脚都输出低电平,而 P3.3、P3.2、P3.1、P3.0 四个引脚都输出高电平。同样,输入 一个端口 P2,即是将 P2.7、P2.6 至 P2.0,读入到一个字节的 8 第一节: 第一节:单数码管按键显示 单片机最小系统的硬件原理接线图: 1. 2. 3. 4. 接电源:VCC(PIN40)、GND(PIN20)。加接退耦电容 0.1uF 接晶体:X1(PIN18)、X2(PIN19)。注意标出晶体频率(选用 12MHz),还有辅助电容 30pF 接复位:RES(PIN9)。接上电复位电路,以及手动复位电路,分析复位工作原理 接配置:EA(PIN31)。说明原因。 发光二极的控制:单片机 I/O 输出 将一发光二极管 LED 的正极(阳极)接 P1.1,LED 的负极(阴极)接地 GND。只要 P1.1 输出高电平 VCC,LED 就正向导通(导通时 LED 上的压降大于 1V),有电流流过 LED,至发 LED 发亮。实际上 由于 P1.1 高电平输出电阻为 10K,起到输出限流的作用,所以流过 LED 的电流小于(5V-1V)/10K = 0.4mA。只要 P1.1 输出低电平 GND,实际小于 0.3V,LED 就不能导通,结果 LED 不亮。 开关双键的输入:输入先输出高 一个按键 KEY_ON 接在 P1.6 与 GND 之间,另一个按键 KEY_OFF 接 P1.7 与 GND 之间,按 KEY_ON 后 LED 亮,按 KEY_OFF 后 LED 灭。同时按下 LED 半亮,LED 保持后松开键的状态,即 ON 亮 OFF 灭。 代码 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. #include #define LED P1^1 //用符号 LED 代替 P1_1 用符号 //用符号 KEY_ON 代替 P1_6 用符号 //用符号 KEY_OFF 代替 P1_7 用符号 //单片机复位后的执行入口,void 表示空,无输入参数,无返回值 #define KEY_ON P1^6 #define KEY_OFF P1^7 void main( void ) { KEY_ON = 1; KEY_OFF = 1; While( 1 ) { //作为输入,首先输出高,接下 KEY_ON,P1.6 则接地为 0,否则输入为 1 //作为输入,首先输出高,接下 KEY_OFF,P1.7 则接地为 0,否则输入为 1 //永远为真,所以永远循环执行如下括号内所有语句 if( KEY_ON==0 ) LED=1; //是 KEY_ON 接下,所示 P1.1 输出高,LED 亮 if( KEY_OFF==0 ) LED=0; //是 KEY_OFF 接下,所示 P1.1 输出低,LED 灭 } //松开键后,都不给 LED 赋值,所以 LED 保持最后按键状态。 14. //同时按下时,LED 不断亮灭,各占一半时间,交替频率很快,由于人眼惯性,看上去为半亮态 15. } 数码管的接法和驱动原理 一支七段数码管实际由 8 个发光二极管构成, 其中 7 个组形构成数字 8 的七段笔画, 所以称为七段 数码管,而余下的 1 个发光二极管作为小数点。作为习惯,分别给 8 个发光二极管标上记号: a,b,c,d,e,f,g,h。对应 8 的顶上一画,按顺时针方向排,中间一画为 g,小数点为 h。 我们通常又将各二极与一个字节的 8 位对应,a(D0),b(D1),c(D2),d(D3),e(D4),f(D5),g(D6),h(D7), 相应 8 个发光二极管正好与单片机一个端口 Pn 的 8 个引脚连接,这样单片机就可以通过引脚输出高 低电平控制 8 个发光二极的亮与灭,从而显示各种数字和符号;对应字节,引脚接法为:a(Pn.0), b(Pn.1),c(Pn.2),d(Pn.3),e(Pn.4),f(Pn.5),g(Pn.6),h(Pn.7)。 如果将 8 个发光二极管的负极(阴极)内接在一起,作为数码管的一个引脚,这种数码管则被称为 共阴数码管,共同的引脚则称为共阴极,8 个正极则为段极。否则,如果是将正极(阳极)内接在一 起引出的,则称为共阳数码管,共同的引脚则称为共阳极,8 个负极则为段极。 以单支共阴数码管为例,可将段极接到某端口 Pn,共阴极接 GND,则可编写出对应十六进制码的 七段码表字节数据如右图: 16 键码显示的程序 我们在 P1 端口接一支共阴数码管 SLED,在 P2、P3 端口接 16 个按键,分别编号为 KEY_0、KEY_1 到 KEY_F,操作时只能按一个键,按键后 SLED 显示对应键编号。 代码 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. #include #define SLED P1 #define KEY_0 P2^0 #define KEY_1 P2^1 #define KEY_2 P2^2 #define KEY_3 P2^3 #define KEY_4 P2^4 #define KEY_5 P2^5 9. #define KEY_6 P2^6 10. #define KEY_7 P2^7 11. #define KEY_8 P3^0 12. #define KEY_9 P3^1 13. #define KEY_A P3^2 14. #define KEY_B P3^3 15. #define KEY_C P3^4 16. #define KEY_D P3^5 17. #define KEY_E P3^6 18. #define KEY_F P3^7 19. Code unsigned char Seg7Code[16]= //用十六进数作为数组下标,可直接取得对应的七段编码字节 20. / / 0 E 1 F 2 3 4 5 6 7 8 9 A b C d 21. {0x3f, 0x06, 0x5b, 0x4f, 0x66, 0x6d, 0x7d, 0x07, 0x7f, 0x6f, 0x77, 0x7c, 0x3 9, 0x5e, 0x79, 0x71}; 22. void main( void ) 23. { 24. unsigned char i=0; //作为数组下标 P3 = 0xff; //P3 作为输入,初始化输出高 While( 1 ) { if( KEY_0 == 0 ) i=0; if( KEY_2 == 0 ) i=2; if( KEY_4 == 0 ) i=4; if( KEY_6 == 0 ) i=6; if( KEY_8 == 0 ) i=8; if( KEY_A == 0 ) i=0xA; if( KEY_C == 0 ) i=0xC; if( KEY_E == 0 ) i=0xE; if( KEY_1 == 0 ) i=1; if( KEY_3 == 0 ) i=3; if( KEY_5 == 0 ) i=5; if( KEY_7 == 0 ) i=7; if( KEY_9 == 0 ) i=9; if( KEY_B == 0 ) i=0xB; if( KEY_D == 0 ) i=0xD; if( KEY_F == 0 ) i=0xF; 25. P2 = 0xff; //P2 作为输入,初始化输出高 26. 27. 28. 29. 30. 31. 32. 33. 34. 35. 36. 37. 38. } 39. } SLED = Seg7Code[ i ]; //开始时显示 0,根据 i 取应七段编码 第二节: 第二节:双数码管可调秒表 解:只要满足题目要求,方法越简单越好。由于单片机 I/O 资源足够,所以双数码管可接成静态显示 方式,两个共阴数码管分别接在 P1(秒十位)和 P2(秒个位)口,它们的共阴极都接地,安排两个 按键接在 P3.2(十位数调整)和 P3.3(个位数调整)上,为了方便计时,选用 12MHz 的晶体。为了 达到精确计时,选用定时器方式 2,每计数 250 重载一次,即 250us,定义一整数变量计数重载次数, 这样计数 4000 次即为一秒。定义两个字节变量 S10 和 S1 分别计算秒十位和秒个位。编得如下程序: 代码 1. 2. #include Code unsigned char Seg7Code[16]= //用十六进数作为数组下标,可直接取得对应的七段编码字节 3. / / 0 E 1 F 2 3 4 5 6 7 8 9 A b C d 4. {0x3f, 0x06, 0x5b, 0x4f, 0x66, 0x6d, 0x7d, 0x07, 0x7f, 0x6f, 0x77, 0x7c, 0x3 9, 0x5e, 0x79, 0x71}; 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. void main( void ) { unsigned int us250 = 0; unsigned char s10 = 0; unsigned char s1 = 0; unsigned char key10 = 0; //记忆按键状态,为 1 按下 unsigned char key1 = 0; //初始化定时器 Timer0 TMOD = (TMOD & 0xF0) | 0x02; TH1 = -250; //对于 8 位二进数来说,-250=6,也就是加 250 次 1 时为 256,即为 0 TR1 = 1; while(1){ //循环 1 //记忆按键状态,为 1 按下 P1 = Seg7Code[ s10 ]; //显示秒十位 P2 = Seg7Code[ s1 ]; //显示秒个位 while( 1 ){ //计时处理 //循环 2 21. if( TF0 == 1 ){ 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28. 29. 30. 31. 32. 33. 34. 35. 36. } //按十位键处理 P3.2 = 1; //P3.2 作为输入,先要输出高电平 } } break; //结束“循环 2”,修改显示 TF0 = 0; if( ++us250 >= 4000 ){ us250 = 0; if( ++s1 >= 10 ){ s1 = 0; if( ++s10 >= 6 ) s10 = 0; if( key10 == 1 ){ //等松键 if( P3.2 == 1 ) key10=0; } //未按键 37. else{ 38. 39. 40. 41. if( P3.2 == 0 ){ key10 = 1; if( ++s10 >= 6 ) s10 = 0; break; //结束“循环 2”,修改显示 42. 43. 44. 45. 46. } } //按个位键处理 P3.3 = 1; //P3.3 作为输入,先要输出高电平 if( key1 == 1 ) //等松键 47. { if( P3.3 == 1 ) key1=0; } 48. 49. 50. 51. 52. 53. 54. 55. } } //循环 2’end }//循环 1’end } else { //未按键 if( P3.3 == 0 ){ key1 = 1; if( ++s1 >= 10 ) s1 = 0; break; //结束“循环 2”,修改显示 56. }//main’end 第三节: 第三节:十字路口交通灯 如果一个单位时间为 1 秒,这里设定的十字路口交通灯按如下方式四个步骤循环工作: 60 个单位时间,南北红,东西绿;λ 10 个单位时间,南北红,东西黄;λ 60 个单位时间,南北绿,东西红;λ 10 个单位时间,南北黄,东西红;λ 解:用 P1 端口的 6 个引脚控制交通灯,高电平灯亮,低电平灯灭。 代码 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. #include //sbit 用来定义一个符号位地址,方便编程,提高可读性,和可移植性 sbit SNRed =P1^0; //南北方向红灯 //南北方向黄灯 //南北方向绿灯 //东西方向红灯 //东西方向黄灯 //东西方向绿灯 sbit SNYellow =P1^1; sbit SNGreen =P1^2; sbit EWRed =P1^3; sbit EWYellow =P1^4; sbit EWGreen =P1^5; /* 用软件产生延时一个单位时间 */ 10. void Delay1Unit( void ) 11. { 12. 13. 14. unsigned int i, j; for( i=0; i<1000; i++ ) for( j<0; j<1000; j++ ); //通过实测,调整 j 循环次数,产生 1ms 延时 15. //还可以通过生成汇编程序来计算指令周期数,结合晶体频率来调整 j 循环次数,接近 1ms 16. } 17. /* 延时 n 个单位时间 */ 18. void Delay( unsigned int n ){ for( ; n!=0; n-- ) Delay1Un it(); } 19. void main( void ) 20. { 21. while( 1 ) 22. { 23. 24. 25. 26. SNRed=0; SNYellow=0; SNGreen=1; EWRed=1; EWYellow=0; EWGreen=0; D SNRed=0; SNYellow=1; SNGreen=0; EWRed=1; EWYellow=0; EWGreen=0; D SNRed=1; SNYellow=0; SNGreen=0; EWRed=0; EWYellow=0; EWGreen=1; D SNRed=1; SNYellow=0; SNGreen=0; EWRed=0; EWYellow=1; EWGreen=0; D elay( 60 ); elay( 10 ); elay( 60 ); elay( 10 ); 27. } 28. } 第四节: 第四节:数码管驱动 显示“12345678” P1 端口接 8 联共阴数码管 SLED8 的段极:P1.7 接段 h,…,P1.0 接段 a P2 端口接 8 联共阴数码管 SLED8 的段极:P2.7 接左边的共阴极,…,P2.0 接右边的共阴极 方案说明:晶振频率 fosc=12MHz,数码管采用动态刷新方式显示,在 1ms 定时断服务程序中实现 代码 1. 2. #include unsigned char DisBuf[8]; ED, //全局显示缓冲区,DisBuf[0]对应右 SLED,DisBuf[7]对应左 SL 3. 4. void DisplayBrush( void ) { code unsigned char cathode[8]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f}; // 阴极控制码 5. Code unsigned char Seg7Code[16]= //用十六进数作为数组下标,可直接取得对应的七段编码字节 6. {0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x 71}; 7. 8. 9. static unsigned char i=0; // (0≤i≤7) 循环刷新显示, 由于是静态变量, 此赋值只做一次。 P2 = 0xff; //显示消隐,以免下一段码值显示在前一支 SLED P1 = Seg7Code[ DisBuf[i] ]; //从显示缓冲区取出原始数据,查表变为七段码后送出显示 //将对应阴极置低,显示 //指向下一个数码管和相应数据 10. P2 = cathode[ i ]; 11. if( ++i >= 8 ) i=0; 12. } 13. void Timer0IntRoute( void ) interrupt 1 14. { 15. 16. TL0 = -1000; //由于 TL0 只有 8bits,所以将(-1000)低 8 位赋给 TL0 TH0 = (-1000)>>8; //取(-1000)的高 8 位赋给 TH0,重新定时 1ms 17. 18. } DisplayBrush(); 19. void Timer0Init( void ) 20. { TMOD=(TMOD & 0xf0) | 0x01; //初始化,定时器 T0,工作方式 1 21. 22. 23. 24. 25. } 26. void Display( unsigned char index, unsigned char dataValue ){ DisBuf[ inde x ] = dataValue; } 27. void main( void ) 28. { 29. unsigned char i; 30. for( i=0; i<8; i++ ){ Display(i, 8-i); } //DisBuf[0]为右,DisBuf[7]为左 31. Timer0Init(); 32. EA = 1; 33. While(1); 34. } //允许 CPU 响应中断请求 TL0 = -1000; //定时 1ms TH0 = (-1000)>>8; TR0 = 1; ET0 = 1; //允许 T0 开始计数 //允许 T0 计数溢出时产生中断请求 第五节:键盘驱动 第五节: 指提供一些函数给任务调用,获取按键信息,或读取按键值。 定义一个头文档 <KEY.H>,描述可用函数,如下: 代码 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. #ifndef _KEY_H_ #define _KEY_H_ //防止重复引用该文档,如果没有定义过符号 _KEY_H_,则编译下面语句 防止重复引用该文档, , 防止重复引用该文档 //只要引用过一次,即 #include <key.h>,则定义符号 _KEY_H_ 只要引用过一次, 只要引用过一次 , unsigned char keyHit( void ); //如果按键,则返回非0,否则返回0 unsigned char keyGet( void ); //读取按键值,如果没有按键则等待到按键为止 void keyPut( unsigned char ucKeyVal ); //保存按键值 ucKeyVal 到按键缓冲队列末 void keyBack( unsigned char ucKeyVal ); //退回键值 ucKeyVal 到按键缓冲队列首 #endif 定义函数体文档 KEY.C,如下: 代码 1. 2. 3. #include “key.h” #define KeyBufSize 16 //定义按键缓冲队列字节数 定义按键缓冲队列字节数 unsigned char KeyBuf[ KeyBufSize ]; //定义一个无符号字符数组作为按键缓冲队列。该队列为 先进 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. //先出,循环存取,下标从0到 KeyBufSize-1 unsigned char KeyBufWp=0; //作为数组下标变量,记录存入位置 unsigned char KeyBufRp=0; //作为数组下标变量,记录读出位置 //如果存入位置与读出位置相同,则表明队列中无按键数据 unsigned char keyHit( void ) { if( KeyBufWp == KeyBufRp ) return( 0 ); else return( 1 ); } 11. unsigned char keyGet( void ) 12. { unsigned char retVal; //暂存读出键值 13. while( keyHit()==0 ); //等待按键,因为函数 keyHit()的返回值为 0 表示无按键 14. retVal = KeyBuf[ KeyBufRp ]; //从数组中读出键值 15. if( ++KeyBufRp >= KeyBufSize ) KeyBufRp=0; //读位置加1, 超出队列则循环回初始位置 16. 17. } 18. 19. void keyPut( unsigned char ucKeyVal ) 20. { KeyBuf[ KeyBufWp ] = ucKeyVal; //键值存入数组 21. if( ++KeyBufWp >= KeyBufSize ) KeyBufWp=0; //存入位置加1, 超出队列则循环回初始位置 return( retVal ); 22. } 23. 由于某种原因,读出的按键,没有用,但其它任务要用该按键,但传送又不方便。此时可以退回按键队列。 就如取错了信件,有必要退回一样 24. void keyBack( unsigned char ucKeyVal ) 25. { 26. 27. 如果 KeyBufRp=0; 减 1 后则为 FFH,大于 KeyBufSize,即从数组头退回到数组尾。或者由于干扰使得 KeyBufRp 超出队列位置,也要调整回到正常位置, 28. */ 29. if( --KeyBufRp >= KeyBufSize ) KeyBufRp=KeyBufSize-1; 30. KeyBuf[ KeyBufRp ] = ucKeyVal; //回存键值 31. } 下面渐进讲解键盘物理层的驱动。 电路共同点:P2 端口接一共阴数码管,共阴极接 GND,P2.0 接 a 段、P2.1 接 b 段、…、P2.7 接 h 段。 软件共同点:code unsigned char Seg7Code[10] 是七段数码管共阴编码表。 Code unsigned char Seg7Code[16]= // 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A b C d E F {0x3f, 0x06, 0x5b, 0x4f, 0x66, 0x6d, 0x7d, 0x07, 0x7f, 0x6f, 0x77, 0x7c, 0x39, 0x5e, 0x79, 0x71}; 例一:P1.0 接一按键到 GND,键编号为‘6’,显示按键。 代码 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. #include #include “KEY.H” void main( void ) { P1_0 = 1; //作为输入引脚,必须先输出高电平 while( 1 ) //永远为真,即死循环 { if( P1_0 == 0 ) //如果按键,则为低电平 { keyPut( 6 ); //保存按键编号值为按键队列 while( P1_0 == 0 ); //如果一直按着键,则不停地执行该循环,实际是等待松键 } 10. if( keyHit() != 0 ) //如果队列中有按键 11. P2=Seg7Code[ keyGet() ]; //从队列中取出按键值,并显示在数码管上 12. 13. } } 例二:在例一中考虑按键 20ms 抖动问题。 代码 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. #include #include “KEY.H” void main( void ) { P1_0 = 1; //作为输入引脚,必须先输出高电平 while( 1 ) //永远为真,即死循环 { if( P1_0 == 0 ) //如果按键,则为低电平 { delay20ms(); //延时 20ms,跳过接下抖动 keyPut( 6 ); //保存按键编号值为按键队列 while( P1_0 == 0 ); //如果一直按着键,则不停地执行该循环,实际是等待松键 10. delay20ms(); //延时 20ms,跳过松开抖动 11. } 12. if( keyHit() != 0 ) //如果队列中有按键 13. P2=Seg7Code[ keyGet() ]; //从队列中取出按键值,并显示在数码管上 14. 15. } } 例三:在例二中考虑干扰问题。即小于 20ms 的负脉冲干扰。 代码 1. 2. 3. 4. 5. 6. #include #include “KEY.H” void main( void ) { P1_0 = 1; //作为输入引脚,必须先输出高电平 while( 1 ) //永远为真,即死循环 { if( P1_0 == 0 ) //如果按键,则为低电平 7. 8. 9. 10. { delay20ms(); //延时 20ms,跳过接下抖动 if( P1_0 == 1 ) continue; //假按键 keyPut( 6 ); //保存按键编号值为按键队列 while( P1_0 == 0 ); //如果一直按着键,则不停地执行该循环,实际是等待松键 11. delay20ms(); //延时 20ms,跳过松开抖动 12. } 13. if( keyHit() != 0 ) //如果队列中有按键 14. P2=Seg7Code[ keyGet() ]; //从队列中取出按键值,并显示在数码管上 15. 16. } } 例四:状态图编程法。通过 20ms 周期中断,扫描按键。 代码 采用晶体为 12KHz 时,指令周期为 1ms(即主频为 1KHz),这样 T0 工作在定时器方式 2,8 位自动重载。 计数值为 20,即可产生 20ms 的周期性中断,在中断服务程序中实现按键扫描 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. #include #include “KEY.H” void main( void ) { TMOD = (TMOD & 0xf0 ) | 0x02; //不改变 T1 的工作方式,T0 为定时器方式 2 TH0 = -20; TL0=TH0; TR0=1; //计数周期为 20 个主频脉,即 20ms //先软加载一次计数值 //允许 T0 开始计数 //允许 T0 计数溢出时产生中断请求 //允许 CPU 响应中断请求 1. 10. ET0=1; 11. EA=1; 12. while( 1 ) //永远为真,即死循环 13. { 14. if( keyHit() != 0 ) //如果队列中有按键 15. P2=Seg7Code[ keyGet() ]; //从队列中取出按键值,并显示在数码管上 16. 17. } 18. void timer0int( void ) interrupt 1 //20ms;T0 的中断号为 1 19. { static unsigned char sts=0; 20. P1_0 = 1; //作为输入引脚,必须先输出高电平 } 21. switch( sts ) 22. 23. 24. { case 0: if( P1_0==0 ) sts=1; break; //按键则转入状态 1 case 1: //假按错,或干扰,回状态 0 25. if( P1_0==1 ) sts=0; 26. else{ sts=2; keyPut( 6 ); } //确实按键,键值入队列,并转状态 2 27. break; 28. case 2: if( P1_0==1 ) sts=3; break; //如果松键,则转状态 3 29. 30. 31. 32. 33. } } case 3: if( P1_0==0 ) sts=2; else sts=0; //假松键,回状态 2 //真松键,回状态 0,等待下一次按键过程 例五:状态图编程法。 代码 如果采用晶体为 12MHz 时,指令周期为 1us(即主频为 1MHz),要产生 20ms 左右的计时,则计数值达到 20000,T0 工作必须为定时器方式 1,16 位非自动重载,即可产生 20ms 的周期性中断,在中断服务程序中 实现按键扫描 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. #include #include “KEY.H” void main( void ) { TMOD = (TMOD & 0xf0 ) | 0x01; //不改变 T1 的工作方式,T0 为定时器方式 1 TL0 = -20000; TH0 = (-20000)>>8; TR0=1; //计数周期为 20000 个主频脉,自动取低 8 位 //右移 8 位,实际上是取高 8 位 1. //允许 T0 开始计数 //允许 T0 计数溢出时产生中断请求 //允许 CPU 响应中断请求 10. ET0=1; 11. EA=1; 12. while( 1 ) //永远为真,即死循环 13. { 14. if( keyHit() != 0 ) //如果队列中有按键 15. P2=Seg7Code[ keyGet() ]; //从队列中取出按键值,并显示在数码管上 16. 17. } 18. void timer0int( void ) interrupt 1 //20ms;T0 的中断号为 1 19. { static unsigned char sts=0; 20. TL0 = -20000; 21. TH0 = (-20000)>>8; 22. P1_0 = 1; //方式 1 为软件重载 //右移 8 位,实际上是取高 8 位 } //作为输入引脚,必须先输出高电平 23. switch( sts ) 24. 25. 26. { case 0: if( P1_0==0 ) sts=1; break; //按键则转入状态 1 case 1: //假按错,或干扰,回状态 0 27. if( P1_0==1 ) sts=0; 28. else{ sts=2; keyPut( 6 ); } //确实按键,键值入队列,并转状态 2 29. break; 30. 31. 32. 33. case 2: if( P1_0==1 ) sts=3; break; //如果松键,则转状态 3 case 3: if( P1_0==0 ) sts=2; else sts=0; //假松键,回状态 2 //真松键,回状态 0,等待下一次按键过程 34. 35. } } 例六:4X4 按键。 代码 由 P1 端口的高 4 位和低 4 位构成 4X4 的矩阵键盘, 本程序只认为单键操作为合法, 同时按多键时无效。 这样下面的 X,Y 的合法值为 0x7, 0xb, 0xd, 0xe, 0xf,通过表 keyCode 影射变换可得按键值 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. #include #include “KEY.H” unsigned char keyScan( void ) //返回 0 表示无按键,或无效按键,其它值为按键编码值 { code unsigned char keyCode[16]= /0x0, 0x1, 0x2, 0x3, 0x4, 0x5, 0x6, 0x7, 0x8, 0x9, 0xA, 0xB, 0xC, 0xD, 0xE, 0 xF 9. { 0, }; 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 2, 0, 3, 4, 0 10. unsigned char x, y, retVal; 11. P1=0x0f; 12. x=P1&0x0f; 13. P1=0xf0; //低四位输入,高四位输出 0 //P1 输入后,清高四位,作为 X 值 //高四位输入,低四位输出 0 14. y=(P1 >> 4) & 0x0f; //P1 输入后移位到低四位,并清高四位,作为 Y 值 15. retVal = keyCode[x]*4 + keyCode[y]; //根据本公式倒算按键编码 16. if( retVal==0 ) return(0); else return( retVal-4 ); 17. } 18. //比如按键‘1’,得 X=0x7,Y=0x7,算得 retVal= 5,所以返回函数值 1。 19. //双如按键‘7’,得 X=0xb,Y=0xd,算得 retVal=11,所以返回函数值 7。 20. void main( void ) 21. { 22. TMOD = (TMOD & 0xf0 ) | 0x01; //不改变 T1 的工作方式,T0 为定时器方式 1 23. TL0 = -20000; 24. TH0 = (-20000)>>8; 25. TR0=1; 26. ET0=1; 27. EA=1; //计数周期为 20000 个主频脉,自动取低 8 位 //右移 8 位,实际上是取高 8 位 //允许 T0 开始计数 //允许 T0 计数溢出时产生中断请求 //允许 CPU 响应中断请求 28. while( 1 ) //永远为真,即死循环 29. { 30. if( keyHit() != 0 ) //如果队列中有按键 31. P2=Seg7Code[ keyGet() ]; //从队列中取出按键值,并显示在数码管上 32. 33. } 34. void timer0int( void ) interrupt 1 //20ms;T0 的中断号为 1 } 35. { static unsigned char sts=0; 36. TL0 = -20000; 37. TH0 = (-20000)>>8; 38. P1_0 = 1; //方式 1 为软件重载 //右移 8 位,实际上是取高 8 位 //作为输入引脚,必须先输出高电平 39. switch( sts ) 40. 41. 42. { case 0: if( keyScan()!=0 ) sts=1; break; //按键则转入状态 1 case 1: //假按错,或干扰,回状态 0 43. if( keyScan()==0 ) sts=0; 44. else{ sts=2; keyPut( keyScan() ); } //确实按键,键值入队列,并转状态 2 45. break; 46. 47. 48. 49. 50. 51. } } case 2: if(keyScan()==0 ) sts=3; break; //如果松键,则转状态 3 case 3: if( keyScan()!=0 ) sts=2; else sts=0; //假松键,回状态 2 //真松键,回状态 0,等待下一次按键过程 第六节: 第六节:低频频率计 实例目的:学时定时器、计数器、中断应用 说明:选用 24MHz 的晶体,主频可达 2MHz。用 T1 产生 100us 的时标,T0 作信号脉冲计数器。假设 晶体频率没有误差,而且稳定不变(实际上可达万分之一);被测信号是周期性矩形波(正负脉冲宽 度都不能小于 0.5us),频率小于 1MHz,大于 1Hz。要求测量时标 1S,测量精度为 0.1%。 解:从测量精度要求来看,当频率超过 1KHz 时,可采用 1S 时标内计数信号脉冲个数来测量信号频, 而信号频率低于 1KHz 时,可以通过测量信号的周期来求出信号频率。两种方法自动转换。 对于低于 1KHz 的信号,信号周期最小为 1ms,也就是说超过 1000us,而我们用的定时器计时脉冲周 期为 0.5us,如果定时多计或少计一个脉冲,误差为 1us,所以相对误差为 1us/1000us=0.1%。信号 周期越大,即信号频率越低,相对误差就越小。 从上面描述来看,当信号频率超过 1KHz 后,信号周期就少于 1000us,显然采用上面的测量方法,不 能达到测量精度要求,这时我们采用 1S 单位时间计数信号的脉冲个数,最少能计到 1000 个脉冲,由 于信号频率不超过 1MHz,而我们定时脉冲为 2MHz,最差多计或少计一个信号脉冲,这样相对误差为 1/1000,可见信号频率越高,相对误差越小。 信号除输入到 T1(P3.5)外,还输入到 INT1(P3.3)。 代码 //对 100us 时间间隔单位计数,即有多少个 100us。 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. unsigned int us100; unsigned char Second; unsigned int K64; unsigned char oldT0; //对 64K 单位计数,即有多少个 64K unsigned int oldus, oldK64, oldT1; unsigned long fcy; bit HighLow=1; //存放频率值,单位为 Hz //1:表示信号超过 1KHz;0:表示信号低于 1KHz。 8. 9. 10. void InitialHigh( void ) { IE=0; IP=0; HighLow=1; 11. TMOD = (TMOD & 0xf0) | 0x02; TH0=-200; TL0=TH0; PX0=1; T0=1; 12. 13. 14. 15. 16. 17. } 18. void InitialLow( void ) 19. { 20. IE=0; IP=0; HighLow=0; TMOD = (TMOD & 0x0f) | 0x50; TH1=0; TL1=0; T1=1; ET1=1; Us100=0; Second=0; K64=0; oldK64=0; oldT1=0; TCON |= 0x50; EA = 1; //同时置 TR0=1; TR1=1; 同时置 21. TMOD = (TMOD & 0xf0) | 0x02; TH0=-200; TL0=TH0; ET0=1; TR0=1; 22. 23. 24. 25. 26. } 27. void T0intr( void ) interrupt 1 28. { if( HighLow==0 ) ++us100; 29. else 30. if( ++us100 >= 10000 ) 31. { unsigned int tmp1, tmp2; INT1 = 1; IT1=1; EX1=1; Us100=0; Second=0; K64=0; oldK64=0; oldT1=0; EA = 1; 32. TR1=0; tmp1=(TH1<<8) + (TL1); tmp2=K64; TR1=1; 33. fcy=((tmp2-oldK64)<<16) + (tmp1-oldT1); 34. oldK64=tmp1; oldT1=tmp2; 35. Second++; 36. us100=0; 37. } 38. } 39. void T1intr( void ) interrupt 3 { ++K64; } 40. void X1intr( void ) interrupt 2 41. { static unsigned char sts=0; 42. switch( sts ) 43. { 44. case 0: sts = 1; break; 45. case 1: oldT0=TL0; oldus=us100; sts=2; break; 46. case 2: 47. { 48. 49. 50. 51. 52. } 53. 54. 55. Sts = 0; break; } unsigned char tmp1, tmp2; TR0=0; tmp1=TL0; tmp2=us100; TR0=1; fcy = 1000000L/( (tmp2-oldus)*100L + (256-tmp1)/2 ); Second ++; 56. } 57. void main( void ) 58. { 59. if( HighLow==1) InitialHigh(); else InitialLow(); 60. 61. While(1) { 62. if( Second != 0 ) 63. { 64. Second = 0; 65. //display fcy 引用前面的数码管驱动程序, 引用前面的数码管驱动程序,注意下面对 T0 中断服务程序的修改 66. { unsigned char i; 67. 68. } 69. if( HighLow==1 ) 70. if( fcy<1000L ){ InitalLow();} 71. 72. 73. } 74. 75. } 76. //修改 T0 的中断服务程序,让它在完成时标的功能时,同时完成数码管显示刷新 修改 的中断服务程序,让它在完成时标的功能时, 77. void T0intr( void ) interrupt 1 78. { 79. 80. static unsigned char ms = 0; if( HighLow==0 ) ++us100; } else if( fcy>1000L ){ InitalHigh();} for( i=0; i<8; i++ ){ Display(i, fcy%10); fcy /= 10; } 81. else 82. if( ++us100 >= 10000 ) 83. { unsigned int tmp1, tmp2; 84. TR1=0; tmp1=(TH1<<8) + (TL1); tmp2=K64; TR1=1; 85. fcy=((tmp2-oldK64)<<16) + (tmp1-oldT1); 86. oldK64=tmp1; oldT1=tmp2; 87. Second++; 88. us100=0; 89. } 90. 91. } if( ++ms >= 10 ){ ms=0; DisplayBrush(); } //1ms 数码管刷新 第七节: 第七节:电子表 单键可调电子表:主要学习编程方法。 外部中断应用,中断嵌 解:电子表分为工作状态和调整状态。平时为工作状态,按键不足一秒,接键为换屏‘S’。按键超过一 秒移位则进入调整状态‘C’,而且调整光标在秒个位开始。调整状态时,按键不足一秒为光标移动‘M’, 超过一秒则为调整读数,每 0.5 秒加一‘A’,直到松键;如果 10 秒无按键则自动回到工作状态‘W’。 如果有年、月、日、时、分、秒。四联数码管可分三屏显示,显示格式为“年月.”、“日.时.”、“分.秒”, 从小数点的位置来区分显示内容。(月份的十位数也可以用“-”和“-1”表示)。 代码 1. 2. 3. enum status = { Work, Change, Add, Move, Screen } //状态牧举 //计时和调整都是对下面时间数组 Time 进行修改 unsigned char Time[12]={0,4, 0,6, 1,0, 0,8, 4,5, 3,2}; //04 年 06 月 10 日 08 时 45 分 32 秒 4. 5. 6. 7. unsigned char cursor = 12; //指向秒个位,=0 时无光标 unsigned char YmDhMs = 3; //指向“分秒”显示 ,=0 时无屏显 static unsigned char sts = Work; 如果 cursor 不为 0,装入 DisBuf 的对应数位,按 0.2 秒周期闪烁,即设一个 0.1 秒计数器 S01,S01 为奇数时灭,S01 为偶数时亮。 8. 9. 小数点显示与 YmDhMs 变量相关。 */ 10. void DisScan( void ) //动态刷新显示时调用。没编完,针对共阴数码管,只给出控控制算法 11. { 12. //DisBuf 每个显示数据的高四位为标志,最高位 D7 为负号,D6 为小数点,D5 为闪烁 13. unsigned char tmp; 14. 15. 16. 17. 18. 19. } 20. void Display( void ) 21. { 22. if( cursor != 0 ){ YmDhMs=(cursor+3)/4; } //1..4=1; 5..8=2; 9..12=3 //根据状态进行显示 tmp = Seg7Code[?x & 0x1f ]; //设?x 为显示数据,高 3 位为控制位,将低 5 位变为七段码 if( ?x & 0x40 ) tmp |= 0x80; //添加小数点 if( ?x & 0x20 ){ if( S01 & 0x01 ) tmp=0; } //闪烁,S01 奇数时不亮 //这里没有处理负号位 //将 tmp 送出显示,并控制对应数码管动作显示 23. for( i=(YmDhMs-1)*4; i<(YmDhMs)*4; i++ ) 24. { unsigned char j = i%4; 25. 26. 27. 28. 29. 30. 31. 32. 33. } 34. //工作状态:根据 YmDhMs 将屏数据装入 DisBuf 35. 36. } 37. void KeyScan( void ) //根据状态扫描按键 //根据状态处理键信息 //调整状态:根据 cursor 将屏数据装入 DisBuf Disbuf[j] = Time[i]; if( i == (cursor-1) ) Disbuf[j] |= 0x20; //闪烁,cursor!=0 时才闪烁 if( (i==9) || (i==7) || (i==5) || (i==3) //小数点:分个位 //小数点:时个位 //小数点:日个位 //小数点:月个位 ) Disbuf[j] |= 0x40; //if(i==2){ if(Time[2]==1) DisBuf[2]=“-1”; else DisBuf=“-”; } 38. void ProcessKey( void ) 39. { 40. 41. keyVal = KeyGet(); if( keyVal == 0 ) return; 42. 43. 44. 45. 46. 47. 48. 49. 50. 51. 52. 53. 54. 55. 56. 57. 58. 59. 60. 61. 62. } switch( sts ) { case Work: if( keyVal ==‘S’) { if( --YmDhMs == 0 ) YmDhMs = 3; //换屏 } if( keyVal == ‘C’) { sts = Change; YmDhMs = 3; Cursor = 12; } break; case Change: if( keyVal == ‘W’ ) if( keyVal == ‘A’ ) if( keyVal == ‘M’ ) //根据 cursor break; } 第八节: 第八节:串行口应用 一、 使用晶体频率为 22.1184MHz 的 AT89C52 单片机,串行口应用工作方式 1,以 9600bps 的波特 率向外发送数据,数据为十个数字‘0’到‘9’,循环不断地发送。 解: 数字字符为增量进二进制码, ‘0’对应 0x30, ‘1’= ‘0’+ 1 = 0x31, 从‘0’到‘9’对应编码为 0x30 到 0x39, 记忆二进制编码较难,实际编程中用单引号括起对应字符表示引用该字符的二进制编码值,如‘?’表示 引用?号的编码值。 在用 11.0592MHz 晶体时,9600bps 的初始化分频初值为-6,现晶频加倍,如果其它条件不变,只有 分频初始加倍为-12,才能得到 9600bps;如果想得到 2400bps(速率降 4 倍),分频初始自然加大 4 倍,即为-48。根据题意编得如下程序: 代码 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. #include void main( void ) { TMOD = (TMOD & 0x0F) | 0x20; TH1 = -12; PCON |= 0x80; //SMOD = 1 TR1 = 1; SCON = 0x42; while( 1 ) { 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. } } if( TI==1 ) { static unsigned char Dat=‘0’; SBUF = Dat; TI = 0; If( ++Dat > ‘9’) Dat=‘0’; } 二、 在上题的基础上,改为 2400bps,循环发送小写字母‘a’到‘z’,然后是大写字母‘A’到‘Z’。 代码 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. #include void main( void ) { TMOD = (TMOD & 0x0F) | 0x20; TH1 = -96; //注意不用倍频方式 PCON &= 0x7F; //SMOD = 0 TR1 = 1; SCON = 0x42; while( 1 ) { if( TI==1 ) { static unsigned char Dat=‘a’; SBUF = Dat; TI = 0; //If( ++Dat > ‘9’) Dat=‘0’; ++Dat; if( Dat == (‘z’+1) ) if( Dat == (‘Z’+1) ) } } Dat=‘A’; Dat=‘a’; 22. } 上述改变值时,也可以再设一变量表示当前的大小写状态,比如写成如下方式: 代码 1. 2. 3. 4. ++Dat; { static unsigned char Caps=1; if( Caps != 0 ) 5. 6. 7. 8. } if( Dat>‘Z’){ Dat=‘a’; Caps=0; } else if( Dat>‘z’){ Dat=‘A’; Caps=1; } 如下写法有错误:因为小 b 比大 Z 的编码值大,所以 Dat 总是‘a’ 代码 1. 2. 3. ++Dat; if( Dat>‘Z’){ Dat=‘a’} else if( Dat>‘z’){ Dat=‘A’} 三、 有 A 和 B 两台单片机,晶体频率分别为 13MHz 和 14MHz,在容易编程的条件下,以最快的速度进 行双工串行通信,A 给 B 循环发送大写字母从‘A’到‘Z’,B 给 A 循环发送小写字母从‘a’到‘z’,双方都用 中断方式进行收发。 解:由于晶体频率不同,又不成 2 倍关系,所以只有通信方式 1 和方式 3,由于方式 3 的帧比方式 1 多一位,显然方式 3 的有效数据(9/11)比方式 1(8/10)高,但要用方式 3 的第 9 位 TB8 来发送数 据,编程难度较大,这里方式 1 较容易编程。 在计算最高速率时,由于单方程,双未知数,又不知道波特率为多少,所以要综合各方面的条件,估 算出 A 和 B 的分频常数,分别为-13 和-14 时,速率不但相同,且为最大值。如下给出 A 机的程序: 代码 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. #include void main( void ) { TMOD = (TMOD & 0x0F) | 0x20; TH1 = -13; //注意用倍频方式 PCON |= 0x80; //SMOD = 1 TR1 = 1; SCON = 0x52; //REN = 1 ES = 1; EA = 1; while( 1 ); 12. } 13. void RS232_intr( void ) interrupt 4 14. { 15. 16. 17. 18. 19. 20. unsigned char rDat; if( RI == 1 ){ RI=0; rDat=SBUF; } if( TI==1 ) { static unsigned char tDat=‘a’; SBUF = tDat; //注意 RI 和 TI 任一位变为 1 都中断 21. 22. 23. 24. } } TI = 0; If( ++Dat > ‘z’) Dat=‘a’; 四、 多机通位 在方式 2 和方式 3,SM2 只对接收有影 响,当 SM2=1 时,只接收第 9 位等于 1 的帧(伪地址帧), 而 SM2=0 时,第 9 位不影响接收。λ 多机通信中,地址的确认与本机程序有关,所以可以实现点对点、点对组、以及通播方式的通信。λ 如果收发共用一总线,任何时刻只有一个发送源能占用总线发送数据,否则发生冲突。由此可构造无 竞争的令牌网;或者多主竞争总线网。λ 1文库帮手网 www.365xueyuan.com 免费帮下载 百度文库积分 资料 本文由pengliuhua2005贡献 doc文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT,或下载源文件到本机查看。 51 单片机设计跑马灯的程序用(c 语言)编写 P1 口接 8 个发光二极管共阳,烧入下面程序 #include unsigned char i; unsigned char temp; unsigned char a,b; void delay(void) { unsigned char m,n,s; for(m=20;m>0;m--) for(n=20;n>0;n--) for(s=248;s>0;s--); } void main(void) { while(1) { temp=0xfe; P1=temp; delay(); for(i=1;i<8;i++) { a=temp<>(8-i); P1=a|b; delay(); } for(i=1;i<8;i++) { a=temp>>i; b=temp<<(8-i); P1=a|b; delay(); } } } 基础知识: 基础知识:51 单片机编程基础 单片机的外部结构: 1. DIP40 双列直插; 2. P0,P1,P2,P3 四个 8 位准双向 I/O 引脚;(作为 I/O 输入时,要先输出高电平) 3. 电源 VCC(PIN40)和地线 GND(PIN20); 4. 高电平复位 RESET(PIN9);(10uF 电容接 VCC 与 RESET,即可实现上电复位) 5. 内置振荡电路,外部只要接晶体至 X1(PIN18)和 X0(PIN19);(频率为主频的 12 倍) 6. 程序配置 EA(PIN31)接高电平 VCC;(运行单片机内部 ROM 中的程序) 7. P3 支持第二功能:RXD、TXD、INT0、INT1、T0、T1 单片机内部 I/O 部件:(所为学习单片机,实际上就是编程控制以下 I/O 部件,完成指定任务) 1. 四个 8 位通用 I/O 端口,对应引脚 P0、P1、P2 和 P3; 2. 两个 16 位定时计数器;(TMOD,TCON,TL0,TH0,TL1,TH1) 3. 一个串行通信接口;(SCON,SBUF) 4. 一个中断控制器;(IE,IP) 针对 AT89C52 单片机,头文件 AT89x52.h 给出了 SFR 特殊功能寄存器所有端口的定义。 C 语言编程基础: 1. 2. 3. 4. 十六进制表示字节 0x5a:二进制为 01011010B;0x6E 为 01101110。 如果将一个 16 位二进数赋给一个 8 位的字节变量,则自动截断为低 8 位,而丢掉高 8 位。 ++var 表示对变量 var 先增一;var—表示对变量后减一。 x |= 0x0f;表示为 x = x | 0x0f; 高四位。 6. While( 1 ); 表示无限执行该语句,即死循环。语句后的分号表示空循环体,也就是{;} 在某引脚输出高电平的编程方法:(比如 P1.3(PIN4)引脚) 代码 #include //该头文档中有单片机内部资源的符号化定义,其中包含 P1.3 该头文档中有单片机内部资源的符号化定义, 该头文档中有单片机内部资源的符号化定义 void main( void ) { P1_3 = 1; While( 1 ); } //给 P1_3 赋值 1,引脚 P1.3 就能输出高电平 VCC //死循环,相当 LOOP: goto LOOP; //void 表示没有输入参数, 也没有函数返值, 这入单片机运行的复位入口 5. TMOD = ( TMOD & 0xf0 ) | 0x05;表示给变量 TMOD 的低四位赋值 0x5,而不改变 TMOD 的 1. 2. 3. 4. 5. 6. 注意:P0 的每个引脚要输出高电平时,必须外接上拉电阻(如 4K7)至 VCC 电源。 在某引脚输出低电平的编程方法:(比如 P2.7 引脚) 代码 #include //该头文档中有单片机内部资源的符号化定义,其中包含 P2.7 该头文档中有单片机内部资源的符号化定义, 该头文档中有单片机内部资源的符号化定义 void main( void ) { P2_7 = 0; //给 P2_7 赋值 0,引脚 P2.7 就能输出低电平 GND //void 表示没有输入参数,也没有函数返值,这入单片机运行的复位入口 1. 2. 3. 4. 5. 6. } While( 1 ); //死循环,相当 LOOP: goto LOOP; 在某引脚输出方波编程方法:(比如 P3.1 引脚) 代码 #include //该头文档中有单片机内部资源的符号化定义,其中包含 P3.1 该头文档中有单片机内部资源的符号化定义, 该头文档中有单片机内部资源的符号化定义 void main( void ) { While( 1 ) { P3_1 = 1; P3_1 = 0; } } //给 P3_1 赋值 1,引脚 P3.1 就能输出高电平 VCC //给 P3_1 赋值 0,引脚 P3.1 就能输出低电平 GND //非零表示真,如果为真则执行下面循环体的语句 //void 表示没有输入参数,也没有函数返值,这入单片机运行的复位入口 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. //由于一直为真,所以不断输出高、低、高、低……,从而形成方波 将某引脚的输入电平取反后,从另一个引脚输出:( 比如 P0.4 = NOT( P1.1) ) 代码 #include //该头文档中有单片机内部资源的符号化定义,其中包含 P0.4 和 P1.1 该头文档中有单片机内部资源的符号化定义, 该头文档中有单片机内部资源的符号化定义 void main( void ) { P1_1 = 1; While( 1 ) { if( P1_1 == 1 ) { P0_4 = 0; else //读取 P1.1,就是认为 P1.1 为输入,如果 P1.1 输入高电平 VCC } //给 P0_4 赋值 0,引脚 P0.4 就能输出低电平 GND //初始化。P1.1 作为输入,必须输出高电平 //非零表示真,如果为真则执行下面循环体的语句 //void 表示没有输入参数,也没有函数返值,这入单片机运行的复位入口 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. //否则 P1.1 输入为低电平 GND } //给 P0_4 赋值 0,引脚 P0.4 就能输出低电平 GND } //给 P0_4 赋值 1,引脚 P0.4 就能输出高电平 VCC //{ P0_4 = 0; { P0_4 = 1; } //由于一直为真,所以不断根据 P1.1 的输入情况,改变 P0.4 的输出电平 13. } 将某端口 8 个引脚输入电平,低四位取反后,从另一个端口 8 个引脚输出: 比如 P2 = NOT( P3 ) ) ( 代码 #include //该头文档中有单片机内部资源的符号化定义,其中包含 P2 和 P3 该头文档中有单片机内部资源的符号化定义, 该头文档中有单片机内部资源的符号化定义 void main( void ) { P3 = 0xff; While( 1 ) { //初始化。P3 作为输入,必须输出高电平,同时给 P3 口的 8 个引脚输出高电平 //非零表示真,如果为真则执行下面循环体的语句 //void 表示没有输入参数,也没有函数返值,这入单片机运行的复位入口 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. //取反的方法是异或 1,而不取反的方法则是异或 0 P2 = P3^0x0f //读取 P3,就是认为 P3 为输入,低四位异或者 1,即取反,然后输出 8. 9. } } //由于一直为真,所以不断将 P3 取反输出到 P2 注意: 一个字节的 8 位 D7、 至 D0, D6 分别输出到 P3.7、 P3.6 至 P3.0, 比如 P3=0x0f, P3.7、 则 P3.6、 P3.5、P3.4 四个引脚都输出低电平,而 P3.3、P3.2、P3.1、P3.0 四个引脚都输出高电平。同样,输入 一个端口 P2,即是将 P2.7、P2.6 至 P2.0,读入到一个字节的 8 第一节: 第一节:单数码管按键显示 单片机最小系统的硬件原理接线图: 1. 2. 3. 4. 接电源:VCC(PIN40)、GND(PIN20)。加接退耦电容 0.1uF 接晶体:X1(PIN18)、X2(PIN19)。注意标出晶体频率(选用 12MHz),还有辅助电容 30pF 接复位:RES(PIN9)。接上电复位电路,以及手动复位电路,分析复位工作原理 接配置:EA(PIN31)。说明原因。 发光二极的控制:单片机 I/O 输出 将一发光二极管 LED 的正极(阳极)接 P1.1,LED 的负极(阴极)接地 GND。只要 P1.1 输出高电平 VCC,LED 就正向导通(导通时 LED 上的压降大于 1V),有电流流过 LED,至发 LED 发亮。实际上 由于 P1.1 高电平输出电阻为 10K,起到输出限流的作用,所以流过 LED 的电流小于(5V-1V)/10K = 0.4mA。只要 P1.1 输出低电平 GND,实际小于 0.3V,LED 就不能导通,结果 LED 不亮。 开关双键的输入:输入先输出高 一个按键 KEY_ON 接在 P1.6 与 GND 之间,另一个按键 KEY_OFF 接 P1.7 与 GND 之间,按 KEY_ON 后 LED 亮,按 KEY_OFF 后 LED 灭。同时按下 LED 半亮,LED 保持后松开键的状态,即 ON 亮 OFF 灭。 代码 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. #include #define LED P1^1 //用符号 LED 代替 P1_1 用符号 //用符号 KEY_ON 代替 P1_6 用符号 //用符号 KEY_OFF 代替 P1_7 用符号 //单片机复位后的执行入口,void 表示空,无输入参数,无返回值 #define KEY_ON P1^6 #define KEY_OFF P1^7 void main( void ) { KEY_ON = 1; KEY_OFF = 1; While( 1 ) { //作为输入,首先输出高,接下 KEY_ON,P1.6 则接地为 0,否则输入为 1 //作为输入,首先输出高,接下 KEY_OFF,P1.7 则接地为 0,否则输入为 1 //永远为真,所以永远循环执行如下括号内所有语句 if( KEY_ON==0 ) LED=1; //是 KEY_ON 接下,所示 P1.1 输出高,LED 亮 if( KEY_OFF==0 ) LED=0; //是 KEY_OFF 接下,所示 P1.1 输出低,LED 灭 } //松开键后,都不给 LED 赋值,所以 LED 保持最后按键状态。 14. //同时按下时,LED 不断亮灭,各占一半时间,交替频率很快,由于人眼惯性,看上去为半亮态 15. } 数码管的接法和驱动原理 一支七段数码管实际由 8 个发光二极管构成, 其中 7 个组形构成数字 8 的七段笔画, 所以称为七段 数码管,而余下的 1 个发光二极管作为小数点。作为习惯,分别给 8 个发光二极管标上记号: a,b,c,d,e,f,g,h。对应 8 的顶上一画,按顺时针方向排,中间一画为 g,小数点为 h。 我们通常又将各二极与一个字节的 8 位对应,a(D0),b(D1),c(D2),d(D3),e(D4),f(D5),g(D6),h(D7), 相应 8 个发光二极管正好与单片机一个端口 Pn 的 8 个引脚连接,这样单片机就可以通过引脚输出高 低电平控制 8 个发光二极的亮与灭,从而显示各种数字和符号;对应字节,引脚接法为:a(Pn.0), b(Pn.1),c(Pn.2),d(Pn.3),e(Pn.4),f(Pn.5),g(Pn.6),h(Pn.7)。 如果将 8 个发光二极管的负极(阴极)内接在一起,作为数码管的一个引脚,这种数码管则被称为 共阴数码管,共同的引脚则称为共阴极,8 个正极则为段极。否则,如果是将正极(阳极)内接在一 起引出的,则称为共阳数码管,共同的引脚则称为共阳极,8 个负极则为段极。 以单支共阴数码管为例,可将段极接到某端口 Pn,共阴极接 GND,则可编写出对应十六进制码的 七段码表字节数据如右图: 16 键码显示的程序 我们在 P1 端口接一支共阴数码管 SLED,在 P2、P3 端口接 16 个按键,分别编号为 KEY_0、KEY_1 到 KEY_F,操作时只能按一个键,按键后 SLED 显示对应键编号。 代码 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. #include #define SLED P1 #define KEY_0 P2^0 #define KEY_1 P2^1 #define KEY_2 P2^2 #define KEY_3 P2^3 #define KEY_4 P2^4 #define KEY_5 P2^5 9. #define KEY_6 P2^6 10. #define KEY_7 P2^7 11. #define KEY_8 P3^0 12. #define KEY_9 P3^1 13. #define KEY_A P3^2 14. #define KEY_B P3^3 15. #define KEY_C P3^4 16. #define KEY_D P3^5 17. #define KEY_E P3^6 18. #define KEY_F P3^7 19. Code unsigned char Seg7Code[16]= //用十六进数作为数组下标,可直接取得对应的七段编码字节 20. / / 0 E 1 F 2 3 4 5 6 7 8 9 A b C d 21. {0x3f, 0x06, 0x5b, 0x4f, 0x66, 0x6d, 0x7d, 0x07, 0x7f, 0x6f, 0x77, 0x7c, 0x3 9, 0x5e, 0x79, 0x71}; 22. void main( void ) 23. { 24. unsigned char i=0; //作为数组下标 P3 = 0xff; //P3 作为输入,初始化输出高 While( 1 ) { if( KEY_0 == 0 ) i=0; if( KEY_2 == 0 ) i=2; if( KEY_4 == 0 ) i=4; if( KEY_6 == 0 ) i=6; if( KEY_8 == 0 ) i=8; if( KEY_A == 0 ) i=0xA; if( KEY_C == 0 ) i=0xC; if( KEY_E == 0 ) i=0xE; if( KEY_1 == 0 ) i=1; if( KEY_3 == 0 ) i=3; if( KEY_5 == 0 ) i=5; if( KEY_7 == 0 ) i=7; if( KEY_9 == 0 ) i=9; if( KEY_B == 0 ) i=0xB; if( KEY_D == 0 ) i=0xD; if( KEY_F == 0 ) i=0xF; 25. P2 = 0xff; //P2 作为输入,初始化输出高 26. 27. 28. 29. 30. 31. 32. 33. 34. 35. 36. 37. 38. } 39. } SLED = Seg7Code[ i ]; //开始时显示 0,根据 i 取应七段编码 第二节: 第二节:双数码管可调秒表 解:只要满足题目要求,方法越简单越好。由于单片机 I/O 资源足够,所以双数码管可接成静态显示 方式,两个共阴数码管分别接在 P1(秒十位)和 P2(秒个位)口,它们的共阴极都接地,安排两个 按键接在 P3.2(十位数调整)和 P3.3(个位数调整)上,为了方便计时,选用 12MHz 的晶体。为了 达到精确计时,选用定时器方式 2,每计数 250 重载一次,即 250us,定义一整数变量计数重载次数, 这样计数 4000 次即为一秒。定义两个字节变量 S10 和 S1 分别计算秒十位和秒个位。编得如下程序: 代码 1. 2. #include Code unsigned char Seg7Code[16]= //用十六进数作为数组下标,可直接取得对应的七段编码字节 3. / / 0 E 1 F 2 3 4 5 6 7 8 9 A b C d 4. {0x3f, 0x06, 0x5b, 0x4f, 0x66, 0x6d, 0x7d, 0x07, 0x7f, 0x6f, 0x77, 0x7c, 0x3 9, 0x5e, 0x79, 0x71}; 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. void main( void ) { unsigned int us250 = 0; unsigned char s10 = 0; unsigned char s1 = 0; unsigned char key10 = 0; //记忆按键状态,为 1 按下 unsigned char key1 = 0; //初始化定时器 Timer0 TMOD = (TMOD & 0xF0) | 0x02; TH1 = -250; //对于 8 位二进数来说,-250=6,也就是加 250 次 1 时为 256,即为 0 TR1 = 1; while(1){ //循环 1 //记忆按键状态,为 1 按下 P1 = Seg7Code[ s10 ]; //显示秒十位 P2 = Seg7Code[ s1 ]; //显示秒个位 while( 1 ){ //计时处理 //循环 2 21. if( TF0 == 1 ){ 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28. 29. 30. 31. 32. 33. 34. 35. 36. } //按十位键处理 P3.2 = 1; //P3.2 作为输入,先要输出高电平 } } break; //结束“循环 2”,修改显示 TF0 = 0; if( ++us250 >= 4000 ){ us250 = 0; if( ++s1 >= 10 ){ s1 = 0; if( ++s10 >= 6 ) s10 = 0; if( key10 == 1 ){ //等松键 if( P3.2 == 1 ) key10=0; } //未按键 37. else{ 38. 39. 40. 41. if( P3.2 == 0 ){ key10 = 1; if( ++s10 >= 6 ) s10 = 0; break; //结束“循环 2”,修改显示 42. 43. 44. 45. 46. } } //按个位键处理 P3.3 = 1; //P3.3 作为输入,先要输出高电平 if( key1 == 1 ) //等松键 47. { if( P3.3 == 1 ) key1=0; } 48. 49. 50. 51. 52. 53. 54. 55. } } //循环 2’end }//循环 1’end } else { //未按键 if( P3.3 == 0 ){ key1 = 1; if( ++s1 >= 10 ) s1 = 0; break; //结束“循环 2”,修改显示 56. }//main’end 第三节: 第三节:十字路口交通灯 如果一个单位时间为 1 秒,这里设定的十字路口交通灯按如下方式四个步骤循环工作: 60 个单位时间,南北红,东西绿;λ 10 个单位时间,南北红,东西黄;λ 60 个单位时间,南北绿,东西红;λ 10 个单位时间,南北黄,东西红;λ 解:用 P1 端口的 6 个引脚控制交通灯,高电平灯亮,低电平灯灭。 代码 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. #include //sbit 用来定义一个符号位地址,方便编程,提高可读性,和可移植性 sbit SNRed =P1^0; //南北方向红灯 //南北方向黄灯 //南北方向绿灯 //东西方向红灯 //东西方向黄灯 //东西方向绿灯 sbit SNYellow =P1^1; sbit SNGreen =P1^2; sbit EWRed =P1^3; sbit EWYellow =P1^4; sbit EWGreen =P1^5; /* 用软件产生延时一个单位时间 */ 10. void Delay1Unit( void ) 11. { 12. 13. 14. unsigned int i, j; for( i=0; i<1000; i++ ) for( j<0; j<1000; j++ ); //通过实测,调整 j 循环次数,产生 1ms 延时 15. //还可以通过生成汇编程序来计算指令周期数,结合晶体频率来调整 j 循环次数,接近 1ms 16. } 17. /* 延时 n 个单位时间 */ 18. void Delay( unsigned int n ){ for( ; n!=0; n-- ) Delay1Un it(); } 19. void main( void ) 20. { 21. while( 1 ) 22. { 23. 24. 25. 26. SNRed=0; SNYellow=0; SNGreen=1; EWRed=1; EWYellow=0; EWGreen=0; D SNRed=0; SNYellow=1; SNGreen=0; EWRed=1; EWYellow=0; EWGreen=0; D SNRed=1; SNYellow=0; SNGreen=0; EWRed=0; EWYellow=0; EWGreen=1; D SNRed=1; SNYellow=0; SNGreen=0; EWRed=0; EWYellow=1; EWGreen=0; D elay( 60 ); elay( 10 ); elay( 60 ); elay( 10 ); 27. } 28. } 第四节: 第四节:数码管驱动 显示“12345678” P1 端口接 8 联共阴数码管 SLED8 的段极:P1.7 接段 h,…,P1.0 接段 a P2 端口接 8 联共阴数码管 SLED8 的段极:P2.7 接左边的共阴极,…,P2.0 接右边的共阴极 方案说明:晶振频率 fosc=12MHz,数码管采用动态刷新方式显示,在 1ms 定时断服务程序中实现 代码 1. 2. #include unsigned char DisBuf[8]; ED, //全局显示缓冲区,DisBuf[0]对应右 SLED,DisBuf[7]对应左 SL 3. 4. void DisplayBrush( void ) { code unsigned char cathode[8]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f}; // 阴极控制码 5. Code unsigned char Seg7Code[16]= //用十六进数作为数组下标,可直接取得对应的七段编码字节 6. {0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x 71}; 7. 8. 9. static unsigned char i=0; // (0≤i≤7) 循环刷新显示, 由于是静态变量, 此赋值只做一次。 P2 = 0xff; //显示消隐,以免下一段码值显示在前一支 SLED P1 = Seg7Code[ DisBuf[i] ]; //从显示缓冲区取出原始数据,查表变为七段码后送出显示 //将对应阴极置低,显示 //指向下一个数码管和相应数据 10. P2 = cathode[ i ]; 11. if( ++i >= 8 ) i=0; 12. } 13. void Timer0IntRoute( void ) interrupt 1 14. { 15. 16. TL0 = -1000; //由于 TL0 只有 8bits,所以将(-1000)低 8 位赋给 TL0 TH0 = (-1000)>>8; //取(-1000)的高 8 位赋给 TH0,重新定时 1ms 17. 18. } DisplayBrush(); 19. void Timer0Init( void ) 20. { TMOD=(TMOD & 0xf0) | 0x01; //初始化,定时器 T0,工作方式 1 21. 22. 23. 24. 25. } 26. void Display( unsigned char index, unsigned char dataValue ){ DisBuf[ inde x ] = dataValue; } 27. void main( void ) 28. { 29. unsigned char i; 30. for( i=0; i<8; i++ ){ Display(i, 8-i); } //DisBuf[0]为右,DisBuf[7]为左 31. Timer0Init(); 32. EA = 1; 33. While(1); 34. } //允许 CPU 响应中断请求 TL0 = -1000; //定时 1ms TH0 = (-1000)>>8; TR0 = 1; ET0 = 1; //允许 T0 开始计数 //允许 T0 计数溢出时产生中断请求 第五节:键盘驱动 第五节: 指提供一些函数给任务调用,获取按键信息,或读取按键值。 定义一个头文档 <KEY.H>,描述可用函数,如下: 代码 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. #ifndef _KEY_H_ #define _KEY_H_ //防止重复引用该文档,如果没有定义过符号 _KEY_H_,则编译下面语句 防止重复引用该文档, , 防止重复引用该文档 //只要引用过一次,即 #include <key.h>,则定义符号 _KEY_H_ 只要引用过一次, 只要引用过一次 , unsigned char keyHit( void ); //如果按键,则返回非0,否则返回0 unsigned char keyGet( void ); //读取按键值,如果没有按键则等待到按键为止 void keyPut( unsigned char ucKeyVal ); //保存按键值 ucKeyVal 到按键缓冲队列末 void keyBack( unsigned char ucKeyVal ); //退回键值 ucKeyVal 到按键缓冲队列首 #endif 定义函数体文档 KEY.C,如下: 代码 1. 2. 3. #include “key.h” #define KeyBufSize 16 //定义按键缓冲队列字节数 定义按键缓冲队列字节数 unsigned char KeyBuf[ KeyBufSize ]; //定义一个无符号字符数组作为按键缓冲队列。该队列为 先进 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. //先出,循环存取,下标从0到 KeyBufSize-1 unsigned char KeyBufWp=0; //作为数组下标变量,记录存入位置 unsigned char KeyBufRp=0; //作为数组下标变量,记录读出位置 //如果存入位置与读出位置相同,则表明队列中无按键数据 unsigned char keyHit( void ) { if( KeyBufWp == KeyBufRp ) return( 0 ); else return( 1 ); } 11. unsigned char keyGet( void ) 12. { unsigned char retVal; //暂存读出键值 13. while( keyHit()==0 ); //等待按键,因为函数 keyHit()的返回值为 0 表示无按键 14. retVal = KeyBuf[ KeyBufRp ]; //从数组中读出键值 15. if( ++KeyBufRp >= KeyBufSize ) KeyBufRp=0; //读位置加1, 超出队列则循环回初始位置 16. 17. } 18. 19. void keyPut( unsigned char ucKeyVal ) 20. { KeyBuf[ KeyBufWp ] = ucKeyVal; //键值存入数组 21. if( ++KeyBufWp >= KeyBufSize ) KeyBufWp=0; //存入位置加1, 超出队列则循环回初始位置 return( retVal ); 22. } 23. 由于某种原因,读出的按键,没有用,但其它任务要用该按键,但传送又不方便。此时可以退回按键队列。 就如取错了信件,有必要退回一样 24. void keyBack( unsigned char ucKeyVal ) 25. { 26. 27. 如果 KeyBufRp=0; 减 1 后则为 FFH,大于 KeyBufSize,即从数组头退回到数组尾。或者由于干扰使得 KeyBufRp 超出队列位置,也要调整回到正常位置, 28. */ 29. if( --KeyBufRp >= KeyBufSize ) KeyBufRp=KeyBufSize-1; 30. KeyBuf[ KeyBufRp ] = ucKeyVal; //回存键值 31. } 下面渐进讲解键盘物理层的驱动。 电路共同点:P2 端口接一共阴数码管,共阴极接 GND,P2.0 接 a 段、P2.1 接 b 段、…、P2.7 接 h 段。 软件共同点:code unsigned char Seg7Code[10] 是七段数码管共阴编码表。 Code unsigned char Seg7Code[16]= // 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A b C d E F {0x3f, 0x06, 0x5b, 0x4f, 0x66, 0x6d, 0x7d, 0x07, 0x7f, 0x6f, 0x77, 0x7c, 0x39, 0x5e, 0x79, 0x71}; 例一:P1.0 接一按键到 GND,键编号为‘6’,显示按键。 代码 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. #include #include “KEY.H” void main( void ) { P1_0 = 1; //作为输入引脚,必须先输出高电平 while( 1 ) //永远为真,即死循环 { if( P1_0 == 0 ) //如果按键,则为低电平 { keyPut( 6 ); //保存按键编号值为按键队列 while( P1_0 == 0 ); //如果一直按着键,则不停地执行该循环,实际是等待松键 } 10. if( keyHit() != 0 ) //如果队列中有按键 11. P2=Seg7Code[ keyGet() ]; //从队列中取出按键值,并显示在数码管上 12. 13. } } 例二:在例一中考虑按键 20ms 抖动问题。 代码 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. #include #include “KEY.H” void main( void ) { P1_0 = 1; //作为输入引脚,必须先输出高电平 while( 1 ) //永远为真,即死循环 { if( P1_0 == 0 ) //如果按键,则为低电平 { delay20ms(); //延时 20ms,跳过接下抖动 keyPut( 6 ); //保存按键编号值为按键队列 while( P1_0 == 0 ); //如果一直按着键,则不停地执行该循环,实际是等待松键 10. delay20ms(); //延时 20ms,跳过松开抖动 11. } 12. if( keyHit() != 0 ) //如果队列中有按键 13. P2=Seg7Code[ keyGet() ]; //从队列中取出按键值,并显示在数码管上 14. 15. } } 例三:在例二中考虑干扰问题。即小于 20ms 的负脉冲干扰。 代码 1. 2. 3. 4. 5. 6. #include #include “KEY.H” void main( void ) { P1_0 = 1; //作为输入引脚,必须先输出高电平 while( 1 ) //永远为真,即死循环 { if( P1_0 == 0 ) //如果按键,则为低电平 7. 8. 9. 10. { delay20ms(); //延时 20ms,跳过接下抖动 if( P1_0 == 1 ) continue; //假按键 keyPut( 6 ); //保存按键编号值为按键队列 while( P1_0 == 0 ); //如果一直按着键,则不停地执行该循环,实际是等待松键 11. delay20ms(); //延时 20ms,跳过松开抖动 12. } 13. if( keyHit() != 0 ) //如果队列中有按键 14. P2=Seg7Code[ keyGet() ]; //从队列中取出按键值,并显示在数码管上 15. 16. } } 例四:状态图编程法。通过 20ms 周期中断,扫描按键。 代码 采用晶体为 12KHz 时,指令周期为 1ms(即主频为 1KHz),这样 T0 工作在定时器方式 2,8 位自动重载。 计数值为 20,即可产生 20ms 的周期性中断,在中断服务程序中实现按键扫描 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. #include #include “KEY.H” void main( void ) { TMOD = (TMOD & 0xf0 ) | 0x02; //不改变 T1 的工作方式,T0 为定时器方式 2 TH0 = -20; TL0=TH0; TR0=1; //计数周期为 20 个主频脉,即 20ms //先软加载一次计数值 //允许 T0 开始计数 //允许 T0 计数溢出时产生中断请求 //允许 CPU 响应中断请求 1. 10. ET0=1; 11. EA=1; 12. while( 1 ) //永远为真,即死循环 13. { 14. if( keyHit() != 0 ) //如果队列中有按键 15. P2=Seg7Code[ keyGet() ]; //从队列中取出按键值,并显示在数码管上 16. 17. } 18. void timer0int( void ) interrupt 1 //20ms;T0 的中断号为 1 19. { static unsigned char sts=0; 20. P1_0 = 1; //作为输入引脚,必须先输出高电平 } 21. switch( sts ) 22. 23. 24. { case 0: if( P1_0==0 ) sts=1; break; //按键则转入状态 1 case 1: //假按错,或干扰,回状态 0 25. if( P1_0==1 ) sts=0; 26. else{ sts=2; keyPut( 6 ); } //确实按键,键值入队列,并转状态 2 27. break; 28. case 2: if( P1_0==1 ) sts=3; break; //如果松键,则转状态 3 29. 30. 31. 32. 33. } } case 3: if( P1_0==0 ) sts=2; else sts=0; //假松键,回状态 2 //真松键,回状态 0,等待下一次按键过程 例五:状态图编程法。 代码 如果采用晶体为 12MHz 时,指令周期为 1us(即主频为 1MHz),要产生 20ms 左右的计时,则计数值达到 20000,T0 工作必须为定时器方式 1,16 位非自动重载,即可产生 20ms 的周期性中断,在中断服务程序中 实现按键扫描 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. #include #include “KEY.H” void main( void ) { TMOD = (TMOD & 0xf0 ) | 0x01; //不改变 T1 的工作方式,T0 为定时器方式 1 TL0 = -20000; TH0 = (-20000)>>8; TR0=1; //计数周期为 20000 个主频脉,自动取低 8 位 //右移 8 位,实际上是取高 8 位 1. //允许 T0 开始计数 //允许 T0 计数溢出时产生中断请求 //允许 CPU 响应中断请求 10. ET0=1; 11. EA=1; 12. while( 1 ) //永远为真,即死循环 13. { 14. if( keyHit() != 0 ) //如果队列中有按键 15. P2=Seg7Code[ keyGet() ]; //从队列中取出按键值,并显示在数码管上 16. 17. } 18. void timer0int( void ) interrupt 1 //20ms;T0 的中断号为 1 19. { static unsigned char sts=0; 20. TL0 = -20000; 21. TH0 = (-20000)>>8; 22. P1_0 = 1; //方式 1 为软件重载 //右移 8 位,实际上是取高 8 位 } //作为输入引脚,必须先输出高电平 23. switch( sts ) 24. 25. 26. { case 0: if( P1_0==0 ) sts=1; break; //按键则转入状态 1 case 1: //假按错,或干扰,回状态 0 27. if( P1_0==1 ) sts=0; 28. else{ sts=2; keyPut( 6 ); } //确实按键,键值入队列,并转状态 2 29. break; 30. 31. 32. 33. case 2: if( P1_0==1 ) sts=3; break; //如果松键,则转状态 3 case 3: if( P1_0==0 ) sts=2; else sts=0; //假松键,回状态 2 //真松键,回状态 0,等待下一次按键过程 34. 35. } } 例六:4X4 按键。 代码 由 P1 端口的高 4 位和低 4 位构成 4X4 的矩阵键盘, 本程序只认为单键操作为合法, 同时按多键时无效。 这样下面的 X,Y 的合法值为 0x7, 0xb, 0xd, 0xe, 0xf,通过表 keyCode 影射变换可得按键值 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. #include #include “KEY.H” unsigned char keyScan( void ) //返回 0 表示无按键,或无效按键,其它值为按键编码值 { code unsigned char keyCode[16]= /0x0, 0x1, 0x2, 0x3, 0x4, 0x5, 0x6, 0x7, 0x8, 0x9, 0xA, 0xB, 0xC, 0xD, 0xE, 0 xF 9. { 0, }; 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 2, 0, 3, 4, 0 10. unsigned char x, y, retVal; 11. P1=0x0f; 12. x=P1&0x0f; 13. P1=0xf0; //低四位输入,高四位输出 0 //P1 输入后,清高四位,作为 X 值 //高四位输入,低四位输出 0 14. y=(P1 >> 4) & 0x0f; //P1 输入后移位到低四位,并清高四位,作为 Y 值 15. retVal = keyCode[x]*4 + keyCode[y]; //根据本公式倒算按键编码 16. if( retVal==0 ) return(0); else return( retVal-4 ); 17. } 18. //比如按键‘1’,得 X=0x7,Y=0x7,算得 retVal= 5,所以返回函数值 1。 19. //双如按键‘7’,得 X=0xb,Y=0xd,算得 retVal=11,所以返回函数值 7。 20. void main( void ) 21. { 22. TMOD = (TMOD & 0xf0 ) | 0x01; //不改变 T1 的工作方式,T0 为定时器方式 1 23. TL0 = -20000; 24. TH0 = (-20000)>>8; 25. TR0=1; 26. ET0=1; 27. EA=1; //计数周期为 20000 个主频脉,自动取低 8 位 //右移 8 位,实际上是取高 8 位 //允许 T0 开始计数 //允许 T0 计数溢出时产生中断请求 //允许 CPU 响应中断请求 28. while( 1 ) //永远为真,即死循环 29. { 30. if( keyHit() != 0 ) //如果队列中有按键 31. P2=Seg7Code[ keyGet() ]; //从队列中取出按键值,并显示在数码管上 32. 33. } 34. void timer0int( void ) interrupt 1 //20ms;T0 的中断号为 1 } 35. { static unsigned char sts=0; 36. TL0 = -20000; 37. TH0 = (-20000)>>8; 38. P1_0 = 1; //方式 1 为软件重载 //右移 8 位,实际上是取高 8 位 //作为输入引脚,必须先输出高电平 39. switch( sts ) 40. 41. 42. { case 0: if( keyScan()!=0 ) sts=1; break; //按键则转入状态 1 case 1: //假按错,或干扰,回状态 0 43. if( keyScan()==0 ) sts=0; 44. else{ sts=2; keyPut( keyScan() ); } //确实按键,键值入队列,并转状态 2 45. break; 46. 47. 48. 49. 50. 51. } } case 2: if(keyScan()==0 ) sts=3; break; //如果松键,则转状态 3 case 3: if( keyScan()!=0 ) sts=2; else sts=0; //假松键,回状态 2 //真松键,回状态 0,等待下一次按键过程 第六节: 第六节:低频频率计 实例目的:学时定时器、计数器、中断应用 说明:选用 24MHz 的晶体,主频可达 2MHz。用 T1 产生 100us 的时标,T0 作信号脉冲计数器。假设 晶体频率没有误差,而且稳定不变(实际上可达万分之一);被测信号是周期性矩形波(正负脉冲宽 度都不能小于 0.5us),频率小于 1MHz,大于 1Hz。要求测量时标 1S,测量精度为 0.1%。 解:从测量精度要求来看,当频率超过 1KHz 时,可采用 1S 时标内计数信号脉冲个数来测量信号频, 而信号频率低于 1KHz 时,可以通过测量信号的周期来求出信号频率。两种方法自动转换。 对于低于 1KHz 的信号,信号周期最小为 1ms,也就是说超过 1000us,而我们用的定时器计时脉冲周 期为 0.5us,如果定时多计或少计一个脉冲,误差为 1us,所以相对误差为 1us/1000us=0.1%。信号 周期越大,即信号频率越低,相对误差就越小。 从上面描述来看,当信号频率超过 1KHz 后,信号周期就少于 1000us,显然采用上面的测量方法,不 能达到测量精度要求,这时我们采用 1S 单位时间计数信号的脉冲个数,最少能计到 1000 个脉冲,由 于信号频率不超过 1MHz,而我们定时脉冲为 2MHz,最差多计或少计一个信号脉冲,这样相对误差为 1/1000,可见信号频率越高,相对误差越小。 信号除输入到 T1(P3.5)外,还输入到 INT1(P3.3)。 代码 //对 100us 时间间隔单位计数,即有多少个 100us。 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. unsigned int us100; unsigned char Second; unsigned int K64; unsigned char oldT0; //对 64K 单位计数,即有多少个 64K unsigned int oldus, oldK64, oldT1; unsigned long fcy; bit HighLow=1; //存放频率值,单位为 Hz //1:表示信号超过 1KHz;0:表示信号低于 1KHz。 8. 9. 10. void InitialHigh( void ) { IE=0; IP=0; HighLow=1; 11. TMOD = (TMOD & 0xf0) | 0x02; TH0=-200; TL0=TH0; PX0=1; T0=1; 12. 13. 14. 15. 16. 17. } 18. void InitialLow( void ) 19. { 20. IE=0; IP=0; HighLow=0; TMOD = (TMOD & 0x0f) | 0x50; TH1=0; TL1=0; T1=1; ET1=1; Us100=0; Second=0; K64=0; oldK64=0; oldT1=0; TCON |= 0x50; EA = 1; //同时置 TR0=1; TR1=1; 同时置 21. TMOD = (TMOD & 0xf0) | 0x02; TH0=-200; TL0=TH0; ET0=1; TR0=1; 22. 23. 24. 25. 26. } 27. void T0intr( void ) interrupt 1 28. { if( HighLow==0 ) ++us100; 29. else 30. if( ++us100 >= 10000 ) 31. { unsigned int tmp1, tmp2; INT1 = 1; IT1=1; EX1=1; Us100=0; Second=0; K64=0; oldK64=0; oldT1=0; EA = 1; 32. TR1=0; tmp1=(TH1<<8) + (TL1); tmp2=K64; TR1=1; 33. fcy=((tmp2-oldK64)<<16) + (tmp1-oldT1); 34. oldK64=tmp1; oldT1=tmp2; 35. Second++; 36. us100=0; 37. } 38. } 39. void T1intr( void ) interrupt 3 { ++K64; } 40. void X1intr( void ) interrupt 2 41. { static unsigned char sts=0; 42. switch( sts ) 43. { 44. case 0: sts = 1; break; 45. case 1: oldT0=TL0; oldus=us100; sts=2; break; 46. case 2: 47. { 48. 49. 50. 51. 52. } 53. 54. 55. Sts = 0; break; } unsigned char tmp1, tmp2; TR0=0; tmp1=TL0; tmp2=us100; TR0=1; fcy = 1000000L/( (tmp2-oldus)*100L + (256-tmp1)/2 ); Second ++; 56. } 57. void main( void ) 58. { 59. if( HighLow==1) InitialHigh(); else InitialLow(); 60. 61. While(1) { 62. if( Second != 0 ) 63. { 64. Second = 0; 65. //display fcy 引用前面的数码管驱动程序, 引用前面的数码管驱动程序,注意下面对 T0 中断服务程序的修改 66. { unsigned char i; 67. 68. } 69. if( HighLow==1 ) 70. if( fcy<1000L ){ InitalLow();} 71. 72. 73. } 74. 75. } 76. //修改 T0 的中断服务程序,让它在完成时标的功能时,同时完成数码管显示刷新 修改 的中断服务程序,让它在完成时标的功能时, 77. void T0intr( void ) interrupt 1 78. { 79. 80. static unsigned char ms = 0; if( HighLow==0 ) ++us100; } else if( fcy>1000L ){ InitalHigh();} for( i=0; i<8; i++ ){ Display(i, fcy%10); fcy /= 10; } 81. else 82. if( ++us100 >= 10000 ) 83. { unsigned int tmp1, tmp2; 84. TR1=0; tmp1=(TH1<<8) + (TL1); tmp2=K64; TR1=1; 85. fcy=((tmp2-oldK64)<<16) + (tmp1-oldT1); 86. oldK64=tmp1; oldT1=tmp2; 87. Second++; 88. us100=0; 89. } 90. 91. } if( ++ms >= 10 ){ ms=0; DisplayBrush(); } //1ms 数码管刷新 第七节: 第七节:电子表 单键可调电子表:主要学习编程方法。 外部中断应用,中断嵌 解:电子表分为工作状态和调整状态。平时为工作状态,按键不足一秒,接键为换屏‘S’。按键超过一 秒移位则进入调整状态‘C’,而且调整光标在秒个位开始。调整状态时,按键不足一秒为光标移动‘M’, 超过一秒则为调整读数,每 0.5 秒加一‘A’,直到松键;如果 10 秒无按键则自动回到工作状态‘W’。 如果有年、月、日、时、分、秒。四联数码管可分三屏显示,显示格式为“年月.”、“日.时.”、“分.秒”, 从小数点的位置来区分显示内容。(月份的十位数也可以用“-”和“-1”表示)。 代码 1. 2. 3. enum status = { Work, Change, Add, Move, Screen } //状态牧举 //计时和调整都是对下面时间数组 Time 进行修改 unsigned char Time[12]={0,4, 0,6, 1,0, 0,8, 4,5, 3,2}; //04 年 06 月 10 日 08 时 45 分 32 秒 4. 5. 6. 7. unsigned char cursor = 12; //指向秒个位,=0 时无光标 unsigned char YmDhMs = 3; //指向“分秒”显示 ,=0 时无屏显 static unsigned char sts = Work; 如果 cursor 不为 0,装入 DisBuf 的对应数位,按 0.2 秒周期闪烁,即设一个 0.1 秒计数器 S01,S01 为奇数时灭,S01 为偶数时亮。 8. 9. 小数点显示与 YmDhMs 变量相关。 */ 10. void DisScan( void ) //动态刷新显示时调用。没编完,针对共阴数码管,只给出控控制算法 11. { 12. //DisBuf 每个显示数据的高四位为标志,最高位 D7 为负号,D6 为小数点,D5 为闪烁 13. unsigned char tmp; 14. 15. 16. 17. 18. 19. } 20. void Display( void ) 21. { 22. if( cursor != 0 ){ YmDhMs=(cursor+3)/4; } //1..4=1; 5..8=2; 9..12=3 //根据状态进行显示 tmp = Seg7Code[?x & 0x1f ]; //设?x 为显示数据,高 3 位为控制位,将低 5 位变为七段码 if( ?x & 0x40 ) tmp |= 0x80; //添加小数点 if( ?x & 0x20 ){ if( S01 & 0x01 ) tmp=0; } //闪烁,S01 奇数时不亮 //这里没有处理负号位 //将 tmp 送出显示,并控制对应数码管动作显示 23. for( i=(YmDhMs-1)*4; i<(YmDhMs)*4; i++ ) 24. { unsigned char j = i%4; 25. 26. 27. 28. 29. 30. 31. 32. 33. } 34. //工作状态:根据 YmDhMs 将屏数据装入 DisBuf 35. 36. } 37. void KeyScan( void ) //根据状态扫描按键 //根据状态处理键信息 //调整状态:根据 cursor 将屏数据装入 DisBuf Disbuf[j] = Time[i]; if( i == (cursor-1) ) Disbuf[j] |= 0x20; //闪烁,cursor!=0 时才闪烁 if( (i==9) || (i==7) || (i==5) || (i==3) //小数点:分个位 //小数点:时个位 //小数点:日个位 //小数点:月个位 ) Disbuf[j] |= 0x40; //if(i==2){ if(Time[2]==1) DisBuf[2]=“-1”; else DisBuf=“-”; } 38. void ProcessKey( void ) 39. { 40. 41. keyVal = KeyGet(); if( keyVal == 0 ) return; 42. 43. 44. 45. 46. 47. 48. 49. 50. 51. 52. 53. 54. 55. 56. 57. 58. 59. 60. 61. 62. } switch( sts ) { case Work: if( keyVal ==‘S’) { if( --YmDhMs == 0 ) YmDhMs = 3; //换屏 } if( keyVal == ‘C’) { sts = Change; YmDhMs = 3; Cursor = 12; } break; case Change: if( keyVal == ‘W’ ) if( keyVal == ‘A’ ) if( keyVal == ‘M’ ) //根据 cursor break; } 第八节: 第八节:串行口应用 一、 使用晶体频率为 22.1184MHz 的 AT89C52 单片机,串行口应用工作方式 1,以 9600bps 的波特 率向外发送数据,数据为十个数字‘0’到‘9’,循环不断地发送。 解: 数字字符为增量进二进制码, ‘0’对应 0x30, ‘1’= ‘0’+ 1 = 0x31, 从‘0’到‘9’对应编码为 0x30 到 0x39, 记忆二进制编码较难,实际编程中用单引号括起对应字符表示引用该字符的二进制编码值,如‘?’表示 引用?号的编码值。 在用 11.0592MHz 晶体时,9600bps 的初始化分频初值为-6,现晶频加倍,如果其它条件不变,只有 分频初始加倍为-12,才能得到 9600bps;如果想得到 2400bps(速率降 4 倍),分频初始自然加大 4 倍,即为-48。根据题意编得如下程序: 代码 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. #include void main( void ) { TMOD = (TMOD & 0x0F) | 0x20; TH1 = -12; PCON |= 0x80; //SMOD = 1 TR1 = 1; SCON = 0x42; while( 1 ) { 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. } } if( TI==1 ) { static unsigned char Dat=‘0’; SBUF = Dat; TI = 0; If( ++Dat > ‘9’) Dat=‘0’; } 二、 在上题的基础上,改为 2400bps,循环发送小写字母‘a’到‘z’,然后是大写字母‘A’到‘Z’。 代码 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. #include void main( void ) { TMOD = (TMOD & 0x0F) | 0x20; TH1 = -96; //注意不用倍频方式 PCON &= 0x7F; //SMOD = 0 TR1 = 1; SCON = 0x42; while( 1 ) { if( TI==1 ) { static unsigned char Dat=‘a’; SBUF = Dat; TI = 0; //If( ++Dat > ‘9’) Dat=‘0’; ++Dat; if( Dat == (‘z’+1) ) if( Dat == (‘Z’+1) ) } } Dat=‘A’; Dat=‘a’; 22. } 上述改变值时,也可以再设一变量表示当前的大小写状态,比如写成如下方式: 代码 1. 2. 3. 4. ++Dat; { static unsigned char Caps=1; if( Caps != 0 ) 5. 6. 7. 8. } if( Dat>‘Z’){ Dat=‘a’; Caps=0; } else if( Dat>‘z’){ Dat=‘A’; Caps=1; } 如下写法有错误:因为小 b 比大 Z 的编码值大,所以 Dat 总是‘a’ 代码 1. 2. 3. ++Dat; if( Dat>‘Z’){ Dat=‘a’} else if( Dat>‘z’){ Dat=‘A’} 三、 有 A 和 B 两台单片机,晶体频率分别为 13MHz 和 14MHz,在容易编程的条件下,以最快的速度进 行双工串行通信,A 给 B 循环发送大写字母从‘A’到‘Z’,B 给 A 循环发送小写字母从‘a’到‘z’,双方都用 中断方式进行收发。 解:由于晶体频率不同,又不成 2 倍关系,所以只有通信方式 1 和方式 3,由于方式 3 的帧比方式 1 多一位,显然方式 3 的有效数据(9/11)比方式 1(8/10)高,但要用方式 3 的第 9 位 TB8 来发送数 据,编程难度较大,这里方式 1 较容易编程。 在计算最高速率时,由于单方程,双未知数,又不知道波特率为多少,所以要综合各方面的条件,估 算出 A 和 B 的分频常数,分别为-13 和-14 时,速率不但相同,且为最大值。如下给出 A 机的程序: 代码 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. #include void main( void ) { TMOD = (TMOD & 0x0F) | 0x20; TH1 = -13; //注意用倍频方式 PCON |= 0x80; //SMOD = 1 TR1 = 1; SCON = 0x52; //REN = 1 ES = 1; EA = 1; while( 1 ); 12. } 13. void RS232_intr( void ) interrupt 4 14. { 15. 16. 17. 18. 19. 20. unsigned char rDat; if( RI == 1 ){ RI=0; rDat=SBUF; } if( TI==1 ) { static unsigned char tDat=‘a’; SBUF = tDat; //注意 RI 和 TI 任一位变为 1 都中断 21. 22. 23. 24. } } TI = 0; If( ++Dat > ‘z’) Dat=‘a’; 四、 多机通位 在方式 2 和方式 3,SM2 只对接收有影 响,当 SM2=1 时,只接收第 9 位等于 1 的帧(伪地址帧), 而 SM2=0 时,第 9 位不影响接收。λ 多机通信中,地址的确认与本机程序有关,所以可以实现点对点、点对组、以及通播方式的通信。λ 如果收发共用一总线,任何时刻只有一个发送源能占用总线发送数据,否则发生冲突。由此可构造无 竞争的令牌网;或者多主竞争总线网。λ 10 5197浏览会员免费
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