1、成都理工大學實習報告成 都 理 工 大 學核技術與自動化工程學院實習報告實習名稱： 單片機課程設計 實習內容： 單片機的運用 姓 名： 許助 學 號： 201106010208 專 業： 測控技術與儀器 學 期： 2013-2014 第二學期 任課教師： 成毅 實習地點： 校內 實習時間： 2014.6 一：設計內容與要求1：基本要求 1.1：完成單片機電路板的焊接與調試。 1.2：通過編程來實現基本功能外加附加功能。2：基本功能（已實現） 2.1：流水燈的閃爍和移動。 2.2：按鍵控制流水燈的刷新頻率和亮度（占空比）。 2.3：利用串口通訊來控制流水燈的刷新頻率和亮度。 2.4：利用定時器來

2、改變刷新頻率和亮度（占空比）。3：附加功能 3.1：i/o鍵盤的擴展。 3.2：1602液晶的顯示控制。 （已實現：顯示心形圖形） 3.3：串口加液晶顯示傳輸。 3.4：實現加減乘除的計數器。 3.5：實現可設置的定時功能。二：電路原理說明1：電路的原理框圖 1.1：電源電路 1.2：單片機cpu 1.3：晶振電路與獨立按鍵電路 1.4：雙復位電路與紅外接受電路 1.5：rs232電路 1.6：接口電路與上拉電阻排 1.7：i/o擴張排針 1.8：8路led燈電路與1602液晶電路 2：電路原理介紹 2.1：鍵盤接口的電路原理 鍵盤在單片機應用系統中能實現向單片機輸入數據、傳送命令等功能，是人

3、工干預單片機的主要手段。 按鍵的確認，鍵的閉合與否，反映在行線輸出電壓上就是呈現出高電平或低電平，如果高電平表示斷開的話，那么低電平則表示鍵閉合，所以通過對行線電平的高低狀態的檢測，便可確認按鍵按下與否。為了確保cpu對一次按鍵動作只確認一次按鍵，必須消除抖動的影響。消除抖動分軟件和硬件兩種（本實驗采用的是定時器消抖）。 獨立式鍵盤是各按鍵相互獨立，每個按鍵各接一根輸入線，一根輸入線上的按鍵工作狀態不會影響到其他輸入線上的工作狀態。因此，通過檢測輸入線的電平狀態可以很容易判斷那個鍵被按下了。 獨立式按鍵電路配置靈活，軟件簡單，但每個按鍵需要占用一根輸入口線，在按鍵數量較多時，需要較多的輸入口線

4、且電路結構復雜，故此種鍵盤適用于按鍵較少或操作速度較高的場合。 2.2：led流水燈顯示驅動的電路原理 由于led正向伏安特性非常陡（正向動態電阻非常小），要給led供電就比較困難。直接用電壓源供電，否則電壓波動稍增，電流就會增大到將led燒毀的程度。為了穩住led的工作電流，保證led能正?？煽康毓ぷ?，我需要加一個驅動，本實驗加的驅動就是每個led燈串聯了一個電阻，由歐姆定律的知識可知，當電壓增大時，由于串聯了電阻，流過led的電流就減小，從而控制在有效電流范圍里面。 2.3：通訊接口電路原理 本實驗采用的是usb通信接口設計 usb總線的控制是主從結構，有一個host和多個device。

5、host負責總線的帶寬管理（幀的編組），device枚舉，device的編址。device對host在總線上的行為做出回應，如從總線上讀取數據或寫出數據，處理或生成回應。usb總線的數據線由兩根差分信號線d+ d-構成，host和device都掛接在這兩條信號線上通訊。usb協議內容分兩大塊，一個是對通訊邏輯進行分層定義；一個是對設備的組成邏輯進行分層定義。數據包的最大長度為1023個字節，一個事務最多只有一個數據包；數據處理順序由host控制，一個事務的包不會分到不同的幀里；事務處理中，包的傳輸是順序，如令牌包總在數據包之前傳送；令牌包都是由host發出的；設備device根據令牌包決定自己

6、是否發送數據，不能主動發送數據。3：附加功能（液晶l602顯示）的電路原理介紹顯示容量:162 個字符 芯片工作電壓:4.55.5v 工作電流:2.0ma(5.0v) 模塊最佳工作電壓:5.0v 1602lcd 采用標準的 14腳（無背光）或 16腳（帶背光）接口，各引腳接口說明如下表所示: 編號 符號 引腳說明 編號 符號 引腳說明 1 vss 電源地 9 d2 數據 2 vdd 電源正極 10 d3 數據 3 vl 液晶顯示偏壓 11 d4 數據 4 rs 數據/命令選擇 12 d5 數據 5 r/w 讀/寫選擇 13 d6 數據 6 e 使能信號 14 d7 數據 7 d0 數據 15

7、bla 背光源正極 8 d1 數據 16 blk 背光源負極 第 1 腳：vss 為地電源。 第 2 腳：vdd接 5v正電源。 第 3 腳：vl為液晶顯示器對比度調整端，接正電源時對比度最弱，接地時對比度最高，使用時可以通過一個 10k 的電位器調整對比度。 第 4 腳：rs 為寄存器選擇，高電平時選擇數據寄存器、低電平時選擇指令寄存器。 第 5 腳：r/w 為讀寫信號線，高電平時進行讀操作，低電平時進行寫操作。當 rs和 r/w共同為低電平時可以寫入指令或者顯示地址，當 rs 為低電平 r/w 為高電平時可以讀忙信號，當 rs 為高電平 r/w為低電平時可以寫入數據。 第 6 腳：e端為使

8、能端，當 e 端由高電平跳變成低電平時，液晶模塊執行命令。 第 714腳：d0d7為 8 位雙向數據線。 第 15腳：背光源正極。 第 16腳：背光源負極。三：程序設計 初定義1：系統軟件流程框圖鍵盤掃描 定時延時 消抖按鍵判 斷s1按鍵按下s2按鍵按下長按短按判斷長按短按判斷長按進入串口程序，可以控制流水燈的狀態短按即控制流水燈的刷新頻率長按進入液晶1602的程序，心形圖像顯示短按即控制流水燈的亮度（占空比）2：各接口電路軟件程序及代碼說明#include#include#define uchar unsigned char#define uint unsigned intuchar buf

9、;uchar trg; /按鍵觸發標志uchar cont; /按鍵連續標志位uchar p3value_present; /定義一個p3口的電平值變量uchar readdate; /定義一個讀p3口的變量uint num; /刷新頻率數字標志位uint num1;uint c=1; /led占空比亮度控制uint a=10;uint b;uint d;uint h;uint x;uchar aa=0xfe; /定義一個中間變量uint e=10; /刷新頻率的變量定義uint y;/*lcd1602液晶顯示屏，心型圖案的初定義*/sbit rs=p05; sbit rw=p06;sbit

10、en=p07; uchar code table=0x03,0x07,0x0f,0x1f,0x1f,0x1f,0x1f,0x1f, 0x18,0x1e,0x1f,0x1f,0x1f,0x1f,0x1f,0x1f, 0x07,0x1f,0x1f,0x1f,0x1f,0x1f,0x1f,0x1f, 0x10,0x18,0x1c,0x1e,0x1e,0x1e,0x1e,0x1e, 0x0f,0x07,0x03,0x01,0x00,0x00,0x00,0x00, 0x1f,0x1f,0x1f,0x1f,0x1f,0x0f,0x07,0x01, 0x1f,0x1f,0x1f,0x1f,0x1f,0x1c

11、,0x18,0x00, 0x1c,0x18,0x10,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00;/心圖案/* 定時器0的初定義子函數*/ void dinyi() tmod=0x02; /定時器0工作方式2，八位自動裝載 th0=6; /250us溢出 tl0=6; ea=1; /開總中斷 et0=1; tr0=1; /啟動定時器0/* 串口初定義子函數，采用定時器1*/void ckdinyi() scon=0x50; /設定串口工作方式 pcon=0x00; /波特率不倍增 tmod=0x20; /定時器1工作于8位自動重載模式, 用于產生波特率 ea=1; es = 1; /允許

12、串口中斷 tl1=0xfd; th1=0xfd; /波特率9600 tr1=1; /啟動定時器1/* 按鍵掃描程序*/void scanf() p3value_present=p3; /端口當前值 readdate=p3value_present0xff; /將p3口的電平信號取反 trg=readdate&(readdatecont); /短暫按鍵記錄 cont=readdate; /長按按鍵記錄/* 定義延時函數*/void delay(uint n)while(1)/消抖程序 if(num1n) /計數20ms，按鍵消抖 num1=0;break; /* 對1602液晶進行寫命令函數 *

13、/ void lcd_wcom(uchar com) rs=0; /選擇指令寄存器 rw=0; /選擇寫 p2=com; /把命令字送入p2端口，即液晶 delay(100); /延時一會兒，讓1602準備接受數據 en=1; /使能端電平變化，命令送入1602的8位數據口 en=0; /* 對1602液晶進行寫數據函數 */void lcd_wdat(uchar dat) rs=1; /選擇數據寄存器 rw=0; /選擇寫 p2=dat; /把要顯示的數據寫入p2端口 delay(100); /延時一會兒，讓1602準備接受數據 en=1; /使能端電平變化，數據送入1602的8位數據口 e

14、n=0; /* 對1602液晶進行初始化函數 */ void lcd_init() lcd_wcom(0x38); /8位數據，雙列，5*7的字型 lcd_wcom(0x0c); /開啟顯示屏，關光標，光標不閃爍lcd_wcom(0x06); /顯示地址遞增，即寫一個數據后，顯示數據右移一位 lcd_wcom(0x01); /清屏 /* 主程序*/void main() dinyi(); /按鍵初定義函數 while(1) scanf(); /掃描函數 if(trg&0x10) /刷新頻率按鍵檢測，檢測s2按鍵是否按下 e=a+b*100; /將刷新頻率分為五種，即每個燈計數10，110，21

15、0，310，410，510 b+; if(b=5) /按鍵清零 b=0; if(nume) /刷新頻率控制中斷計數 num=0; aa=_crol_(aa,1); /將aa右移一位，即后面的右移一個燈 if(trg&0x04) /占空比控制，檢測s1是否按下 c+;d=(e*c)/10; /將led燈亮度分為10類if(c=9) /計數清零c=1; d=(e*c)/10; y=e-d; p0=aa; delay(y); p0=0xff; delay(d); delay(80); /延時20毫秒消抖 if(cont&0x10)/按鍵長按進入串口控制功能 h+; if(h200) while(1)

16、 ckdinyi();/串口初定義程序 if(cont&0x04) /lcd液晶顯示程序 x+;if(x200)char m=0; lcd_init(); /初定義函數 lcd_wcom(0x40); /設定cgram地址 for(m=0;m64;m+) /將心型代碼寫入cgram中 lcd_wdat(tablem); lcd_wcom(0x85); /設定上排的顯示位置 for(m=0;m4;m+) /顯示心型圖案的上半部分 lcd_wdat(m); lcd_wcom(0xc5); /將顯示坐標轉移到下排和上排相對應的地方 for(m=4;m8;m+) /顯示心型圖案的下半部分 lcd_wd

17、at(m); while(1); /* 定時器0中斷程序*/void t0_frequency() interrupt 1using 2 /頻率控制中斷程序 num+; num1+; /* 串口中斷程序*/void serial() interrupt 4 es = 0; /關閉串行中斷 ri = 0; /清除串行接受標志位 buf = sbuf; /從串口緩沖區取得數據 switch(buf) case 0x31: p0=0xfe;break; /接受到1，第一個led亮 case 0x32: p0=0xfc;break; /接受到2，第二個led亮 case 0x33: p0=0xf8;b

18、reak; /接受到3，第三個led亮 case 0x34: p0=0xf0;break; /接受到4，第四個led亮 case 0x35: p0=0xe0;break; /接受到5，第五個led亮 case 0x36: p0=0xc0;break; /接受到5，第六個led亮 case 0x37: p0=0x80;break; /接受到5，第七個led亮 case 0x38: p0=0x00;break; /接受到5，第八個led亮 default: p0=0xff;break; /接受到其它數據 es = 1; /允許串口中斷四：系統調試1：硬件調試 焊完電路板后，我將一個簡單的流水燈移動

19、程序下載到單片機里面，然后去觀察它的現象并測試各芯片引腳的電哦，來檢測是否虛焊了，結果是檢測正常，各部分功能均能實現。2：軟件調試 軟件程序的編寫和調試花了我兩天的時間，中途遇到過幾個關卡，比如說占空比的控制，剛開始我設計了一個占空比的程序，覺的我自己的思路沒有問題，但是卻找不錯它不行的原因，后來經過室友一句話的提醒，幡然醒悟，有時候真的是當局者迷，旁觀者清啊，還遇到了一個非常低級的問題，算是一個知識記憶混亂的錯誤，我將五個中斷的優先號給記混了，可能是很久沒有寫單片機程序的原因了，最后還是被發現了，這兩個問題花了我大半天的時間，其他程序只要思路框架以及自己的系統設計正確，也就可以很快的寫出來。

20、3：主要問題的解決方法 問題1：按鍵掃描 解決方法：按鍵掃描在這個程序里面是個非常重要的程序，這里采用的是一個非常經典的按鍵掃描方法，也是十分的實用與簡便，重要的原因是可以檢測到按鍵的短按和長按，并且可以控制非常多程序的切換。 問題2：流水燈的亮度（占空比）控制 解決方法：我開始是用的if語句，通過檢測定時器計數來控制流水燈的占空比，到現在都還沒有發先我原來的思路有什么不對，由于時間的原因，我不得不采用了另一個方法，通過定時延時來控制，這個延時是有定時器控制的，通過在一個周期里面進行定時器計數從而控制亮度 問題3：知識混亂的問題 解決方法：當你覺的你的思路的是對的，程序運行又沒有錯誤，那就可能是知識記憶錯誤了，我就犯了這個錯誤，這個可以查書，上網查，或者問大神。五：結論1：完成的情況及功能 基本功能中按鍵控制流水燈的刷新頻率和亮度已經實現了，但串口通信控制