基于單片機的數(shù)字頻率計

PAGEPAGE1題目:基于５1單片機的數(shù)字頻率計目錄第1節(jié)摘要…………………２數(shù)字頻率計概述………２頻率測量儀的設計思路與頻率的計算………………２基本設計原理…………3第２節(jié)數(shù)字頻率計（低頻)的硬件結(jié)構(gòu)設計………………42。1系統(tǒng)硬件的構(gòu)成………4２．2系統(tǒng)工作原理圖………42．3AT89C51單片機及其引腳說明………５２．4信號調(diào)理及放大整形模塊……………72。5時基信號產(chǎn)生電路……………………72.6顯示模塊………………8第3節(jié)軟件設計………………12３．1定時計數(shù)……………123。2量程轉(zhuǎn)換……………123.3ＢＣD轉(zhuǎn)換………………12３.4ＬＣＤ顯示………………12第４節(jié)結(jié)束語………………１3參考文獻………………………１４附錄C語源程序代碼…………15基于51單片機的數(shù)字頻率計河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院計控０90４班學生：指導老師:引言本應用系統(tǒng)設計的目的是通過在“單片機原理及應用”課堂上學習的知識,以及查閱資料，培養(yǎng)一種自學的能力。并且引導一種創(chuàng)新的思維,把學到的知識應用到日常生活當中。在設計的過程中,不斷的學習,思考和同學間的相互討論，運用科學的分析問題的方法解決遇到的困難,掌握單片機系統(tǒng)一般的開發(fā)流程,學會對常見問題的處理方法，積累設計系統(tǒng)的經(jīng)驗，充分發(fā)揮教學與實踐的結(jié)合.全能提高個人系統(tǒng)開發(fā)的綜合能力，開拓了思維,為今后能在相應工作崗位上的工作打下了堅實的基礎(chǔ).ABSTＲACTＴhistｅxtiｎtｒoduｃestｈecoｎtｒolｓysｔemｏfakiｎｄofelevａt(yī)orPLＣ。Theｅlｅvatｏｒisperｐendiｃｕｌａrdirecｔionaloｆtheconveyａnｃeｅｑuipｍentsbｅinｄispｅnｓableinｔhｅhｉgｈbuiｌdiｎｇofｔｒａｎｓpoｒtａt(yī)iｏnｅｑuiｐmeｎts.Ｉｔdepｅnｄseｌectricpoweｒ，ｄｒagｇingaｌongtomoｖeａｃarｔhaｔcancaｒryperｓonｏｒthiｎｇａｎdleaｄatｒackｉnthebuilｄingｏftheｗｅllwayuｐｄopｅrpendicuｌａritytｏascｅｎdaｎdｄeｓcｅndsport，therｅｉｓpｒoｍinentfｕｎｃtioｎinｔｈepｅoplｅ'ｓliｆe．Andｔhecoｎtroｌelｅvａt(yī)orｃircuｌateoｆｔhePLCsysteｍalsoｈａsｍorｅandｍｏｒeｈｉｇｈreqｕｅsｔ,reｑｕｅstｔoattａiｎｔhｅmｏvemeｎtpurpｏｓeoｆ”sｔｅady,qｕａｓｉ—，qｕｉck"ofelevatormovement.ＴhatsystemmaiｎlyfromPLＣ,loｇｉccｏntroｌtheeｌecｔricciｒｃuiｔｃｏnsｔｉtute。Inｃludeaneｘｃhaｎgｅsdｉfｆｅrｅｎcetｏｔrｅaｄｅlectricmotｏramonｇｔhｅm,aｆteｒtｈeｅlectricapｐlｉaｎceｓ,getiｎｔｏuｃｈwitｈaｍaｃhine，rｏuteoｆｔｒａｖelｓｗｉtｃhａndpreｓsｂuttｏn，ｇｉｖｅoutlightthｅindicatorconstiｔutｅanｄHYPEＲLIＮK＂ｈｔtｐ:／/www。iｃiｂa．com/？s=ｔｒansduｃｅr"trａｎsｄucｅrforｔｈecoｎtrolsｙstｅｍofintegｒａlｗｈole．ThｅtｈisｍａｃhiｎecontroｌｕniｔaｄoｐtioｎcａrrieｓoｎｗｈoleｐｒｏcｅssacontrolｔoｔｈemachinebythｅprｏｇｒａｍmabｌeｃｏntrolｌｅrＰLＣｏfＭitsuｂｉsｈicomｐany．1。１數(shù)字頻率計概述數(shù)字頻率計是計算機、通訊設備、音頻視頻等科研生產(chǎn)領(lǐng)域不可缺少的測量儀器。它是一種用十進制數(shù)字顯示被測信號頻率的數(shù)字測量儀器。它的基本功能是測量正弦信號,方波信號及其他各種單位時間內(nèi)變化的物理量。在進行模擬、數(shù)字電路的設計、安裝、調(diào)試過程中，由于其使用十進制數(shù)顯示，測量迅速，精確度高，顯示直觀，經(jīng)常要用到頻率計.本數(shù)字頻率計將采用定時、計數(shù)的方法測量頻率,采用一個1602ALＣD顯示器動態(tài)顯示6位數(shù).測量范圍從1Ｈz—１0kHｚ的正弦波、方波、三角波,時基寬度為1ｕs，１０ｕs,10０uｓ，１ms.用單片機實現(xiàn)自動測量功能。基本設計原理是直接用十進制數(shù)字顯示被測信號頻率的一種測量裝置。它以測量周期的方法對正弦波、方波、三角波的頻率進行自動的測量.1．2頻率測量儀的設計思路與頻率的計算圖１頻率測量原理圖頻率測量儀的設計思路主要是:對信號分頻,測量一個或幾個被測量信號周期中已知標準頻率信號的周期個數(shù),進而測量出該信號頻率的大小,其原理如右圖１所示。圖１頻率測量原理圖若被測量信號的周期為,分頻數(shù)m1，分頻后信號的周期為T,則：Ｔ=m1Ｔx。由圖可知：Ｔ＝NＴｏ（注:Tｏ為標準信號的周期，所以T為分頻后信號的周期，則可以算出被測量信號的頻率f.）由于單片機系統(tǒng)的標準頻率比較穩(wěn)定，而是系統(tǒng)標準信號頻率的誤差，通常情況下很??；而系統(tǒng)的量化誤差小于１，所以由式T=NＴo可知,頻率測量的誤差主要取決于N值的大小,N值越大，誤差越小，測量的精度越高.1.3基本設計原理基本設計原理是直接用十進制數(shù)字顯示被測信號頻率的一種測量裝置.它以測量周期的方法對正弦波、方波、三角波的頻率進行自動的測量。所謂“頻率”,就是周期性信號在單位時間（1ｓ)內(nèi)變化的次數(shù)。若在一定時間間隔T內(nèi)測得這個周期性信號的重復變化次數(shù)N,則其頻率可表示為f=Ｎ/Ｔ。其中脈沖形成電路的作用是將被測信號變成脈沖信號,其重復頻率等于被測頻率fｘ。時間基準信號發(fā)生器提供標準的時間脈沖信號，若其周期為1s,則門控電路的輸出信號持續(xù)時間亦準確地等于1s。閘門電路由標準秒信號進行控制，當秒信號來到時，閘門開通，被測脈沖信號通過閘門送到計數(shù)譯碼顯示電路。秒信號結(jié)束時閘門關(guān)閉,計數(shù)器停止計數(shù)。由于計數(shù)器計得的脈沖數(shù)Ｎ是在1秒時間內(nèi)的累計數(shù)，所以被測頻率ｆx＝NＨz.?第2節(jié)數(shù)字頻率計（低頻）的硬件結(jié)構(gòu)設計２.1系統(tǒng)硬件的構(gòu)成本頻率計的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要元器件是單片機AT８９Ｃ51，由它完成對待測信號頻率的計數(shù)和結(jié)果顯示等功能,外部還要有分頻器、顯示器等器件?？煞譃橐韵聨讉€模塊:放大整形模塊、秒脈沖產(chǎn)生模塊、換檔模擬轉(zhuǎn)換模塊、單片機系統(tǒng)、LCD顯示模塊。各模塊關(guān)系圖如圖２所示:圖2數(shù)字頻率計功能模塊２。2系統(tǒng)工作原理圖該系統(tǒng)工作的總原理圖如圖3所示：圖3數(shù)字頻率計系統(tǒng)工作原理圖2．３AT8９C５1單片機及其引腳說明89C5１是一種高性能低功耗的采用CMOS工藝制造的８位微控制器，它提供下列標準特征：4K字節(jié)的程序存儲器,128字節(jié)的ＲＡM，３２條I/O線，２個１6位定時器/計數(shù)器，一個5中斷源兩個優(yōu)先級的中斷結(jié)構(gòu)，一個雙工的串行口,片上震蕩器和時鐘電路。引腳說明:·VCC：電源電壓·GＮD：地·P0口：Ｐ0口是一組8位漏極開路型雙向Ｉ/O口，作為輸出口用時,每個引腳能驅(qū)動8個ＴTL邏輯門電路。當對０端口寫入1時，可以作為高阻抗輸入端使用。當P0口訪問外部程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時,它還可設定成地址數(shù)據(jù)總線復用的形式.在這種模式下，P０口具有內(nèi)部上拉電阻.在EPRＯM編程時，P0口接收指令字節(jié)，同時輸出指令字節(jié)在程序校驗時。程序校驗時需要外接上拉電阻?！1口：P1口是一帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/Ｏ口.Ｐ１口的輸出緩沖能接受或輸出4個ＴTL邏輯門電路。當對P1口寫1時,它們被內(nèi)部的上拉電阻拉升為高電平，此時可以作為輸入端使用.當作為輸入端使用時，P1口因為內(nèi)部存在上拉電阻，所以當外部被拉低時會輸出一個低電流（ＩＩＬ).·P2口：P２是一帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向的I／O端口。P２口的輸出緩沖能驅(qū)動4個TＴL邏輯門電路。當向P２口寫１時，通過內(nèi)部上拉電阻把端口拉到高電平,此時可以用作輸入口.作為輸入口,因為內(nèi)部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出電流(IＩＬ）。P２口在訪問外部程序存儲器或1６位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（例如MOVX@DPTＲ)時，P2口送出高８位地址數(shù)據(jù)。在這種情況下，Ｐ2口使用強大的內(nèi)部上拉電阻功能當輸出1時。當利用8位地址線訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時(例MOVX＠R1）,P２口輸出特殊功能寄存器的內(nèi)容.當EPROＭ編程或校驗時,Ｐ2口同時接收高8位地址和一些控制信號.·P３口:P3是一帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向的I/O端口.Ｐ３口的輸出緩沖能驅(qū)動４個TTＬ邏輯門電路.當向P3口寫1時,通過內(nèi)部上拉電阻把端口拉到高電平,此時可以用作輸入口。作為輸入口,因為內(nèi)部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出電流(ＩIＬ）。P3口同時具有AT89C51的多種特殊功能，具體如下表1所示:端口引腳第二功能P3.０RXD（串行輸入口）P３．１TＸD（串行輸出口)P３。2（外部中斷０)P3。3（外部中斷１）P3．4T0(定時器0）P３。５T1（定時器１）Ｐ3.6（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通)P3。7（外部數(shù)據(jù)存儲器都選通）表１P3口的第二功能·ＲＳT:復位輸入。當振蕩器工作時，ＲST引腳出現(xiàn)兩個機器周期的高電平將使單片機復位?！ぃ罫E/：當訪問外部存儲器時,地址鎖存允許是一輸出脈沖,用以鎖存地址的低8位字節(jié)。當在Ｆlasｈ編程時還可以作為編程脈沖輸出（)。一般情況下,ALＥ是以晶振頻率的１/6輸出，可以用作外部時鐘或定時目的。但也要注意,每當訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時將跳過一個ALE脈沖。·:程序存儲允許時外部程序存儲器的讀選通信號。當ＡT8９C52執(zhí)行外部程序存儲器的指令時，每個機器周期兩次有效，除了當訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過兩個信號?！ぃ諴P：外部訪問允許。為了使單片機能夠有效的傳送外部數(shù)據(jù)存儲器從00０0Ｈ到FＦＦH單元的指令,必須同ＧND相連接。需要主要的是,如果加密位1被編程,復位時EA端會自動內(nèi)部鎖存。當執(zhí)行內(nèi)部編程指令時，應該接到VCC端?！TＡL１：振蕩器反相放大器以及內(nèi)部時鐘電路的輸入端?！TＡL2：振蕩器反相放大器的輸出端.在本次設計中，采用８9C51作為CＰＵ處理器，充分利用其硬件資源，結(jié)合Ｄ觸發(fā)器CD4０13，分頻器ＣD４060，模擬轉(zhuǎn)換開關(guān)CD4051，計數(shù)器74LS90等數(shù)字處理芯片,主要控制兩大硬件模塊,量程切換以及顯示模塊。下面還將詳細說明.２。４信號調(diào)理及放大整形模塊?放大整形系統(tǒng)包括衰減器、跟隨器、放大器、施密特觸發(fā)器。它將正弦輸入信號Vx整形成同頻率方波Vo，幅值過大的被測信號經(jīng)過分壓器分壓送入后級放大器，以避免波形失真。由運算放大器構(gòu)成的射級跟隨器起阻抗變換作用,使輸入阻抗提高.同相輸入的運算放大器的放大倍數(shù)為（R1+R2）/R1，改變R1的大小可以改變放大倍數(shù)。系統(tǒng)的整形電路由施密特觸發(fā)器組成,整形后的方波送到閘門以便計數(shù).由于輸入的信號幅度是不確定、可能很大也有可能很小,這樣對于輸入信號的測量就不方便了,過大可能會把器件燒毀,過小可能器件檢測不到，所以在設計中采用了這個信號調(diào)理電路對輸入的波形進行阻抗變換、放大限幅和整形，信號調(diào)理部分電路具體實現(xiàn)電路原理圖和參數(shù)如下圖4所示：?圖42.5時基信號產(chǎn)生電路:CＤ40１３——-－—-雙上升沿D觸發(fā)器，引腳及功能見如下圖5：CD４01３由兩個相同的、相互獨立的數(shù)據(jù)型觸發(fā)器構(gòu)成。每個觸發(fā)器有獨立的數(shù)據(jù)置位復位時鐘輸入和Q及Q非輸出。此器件可用作移位寄存器，且通過將Q非輸出連接到數(shù)據(jù)輸入,可用作計數(shù)器和觸發(fā)器。在時鐘上升沿觸發(fā)時，加在Ｄ輸入端的邏輯電平傳送到Ｑ輸出端。置位和復位或復位線上的高電平完成.圖5CＤ４013芯片引腳用功能圖CD4060—--－—-１4位二進制串行計數(shù)器,引腳及功能見如下圖6:CD4060由一震蕩器和14極二進制串行計數(shù)器位組成，震蕩器的結(jié)構(gòu)可以是RＣ或晶振電路。CR為高電平時,計數(shù)器清零且振蕩器使用無效,所有的計數(shù)器位均為主從觸發(fā)器CＰ1非（和CP0)的下降沿計數(shù)器以二進制進行計數(shù)，在時鐘脈沖線上使用施密特觸發(fā)器對時鐘上升和下降時間無限制。圖6ＣD4060芯片引腳用功能圖時基信號的產(chǎn)生原理:本電路采用3２７６8HZ晶體震蕩器，利用ＣＤ4060芯片經(jīng)過14級分頻得到２HZ的信號（３２76８／２１4），在經(jīng)過ＣD4013雙D觸發(fā)器經(jīng)過二分頻得到0。5HZ的方波，即輸出秒脈沖信號使單片機進行計數(shù).圖七秒脈沖產(chǎn)生電路原理圖2．6顯示模塊１602基本技術(shù)：1)、主要功能A、40通道點陣LCＤ驅(qū)動;B、可選擇當作行驅(qū)動或列驅(qū)動；Ｃ、輸入/輸出信號:輸出,能產(chǎn)生20×2個ＬCＤ驅(qū)動波形;輸入，接受控制器送出的串行數(shù)據(jù)和控制信號,偏壓(V１∽V6）；D、通過單片機控制將所測的頻率信號讀數(shù)顯示出來。２)、技術(shù)參數(shù)2．１）極限參數(shù)表名稱符號標準值單位MIＮTYPＥＭAX電路電源VDD—VSS-0.３7.０ＶＬＣＤ驅(qū)動電壓VＤＤ—VEEVDD－１３。5ＶＤＤ＋0.３Ｖ輸入電壓ＶＩN-０．３ＶＤD+０。３Ｖ靜電電壓-—100V工作溫度-20+７０°C儲存溫度-30＋80°Ｃ2。２)電參數(shù)表名稱符號測試條件標準值單位ＭＩNTYPＥMAX輸入高電平VＩH—2。２ＶＤDV輸入低電平VIL－-０.30.６V輸出高電平VOHＩＯＨ=０。２mA２。4—Ｖ輸出低電平VＯLＩＯＬ=１。2mA－0。４Ｖ工作電流IDDVDD=5。0V2。0mＡ液晶驅(qū)動電壓VDD-VEＥＴa=0°C4。9ＶTａ=25°Ｃ4.7Ｔa＝５0°Ｃ4。53）、時序特性表項目符號測試條件標準值單位MＩNＴYPEＭAＸ允許時間周期TＣYCＥ５。１ａ5．1b1００0ns允許脈沖寬度，高電平ＰWEH4５0—－－－ｎs允許上升和下降時間tErtＥf-－—－2５ｎs地址建立時間tAS１4０-－—－ns數(shù)據(jù)延遲時間ｔＤDR--—-32０ｎs數(shù)據(jù)建立時間ｔDSＷ19５-—--ns數(shù)據(jù)保持時間ｔH10-—－－nｓＤATＡHOＬDTIMEtDHR2０——--ns地址保持時間ｔAＨ10—-—－ns4）、引腳和指令功能４．1)模塊引腳功能表引線號符號名稱功能1Ｖｓｓ接地０V2VDD電路電源5Ｖ±10%3VEE液晶驅(qū)動電壓保證VDＤ－VEE＝４．5∽５V電壓差4RS寄存器選擇信號Ｈ：數(shù)據(jù)寄存器L：指令寄存器5R／W讀/寫信號H:讀L：寫６E片選信號下降沿觸發(fā)，鎖存數(shù)據(jù)7｜１4DB0|DB７數(shù)據(jù)線數(shù)據(jù)傳輸4。2）寄存器選擇功能表RＳR/W操作00指令寄存器（ＩR）寫入０1忙標志和地址計數(shù)器讀出1０數(shù)據(jù)寄存器(ＤＲ)寫入1１數(shù)據(jù)寄存器讀出(注:忙標志為"1"時，表明正在進行內(nèi)部操作，此時不能輸入指令或數(shù)據(jù)，要等內(nèi)部操作結(jié)束,即忙標志為”0"時。）4.3)指令功能格式：RＳR/ＷDB７DＢ６ＤB5ＤB4ＤB３DＢ2DB1DＢ0共11種指令:清除,返回,輸入方式設置,顯示開關(guān)，控制，移位，功能設置，CGRＡM地址設置,DDRAM地址設置，讀忙標志，寫數(shù)據(jù)到ＣG／ＤＤRAM，讀數(shù)據(jù)由CG/DＤRAM。5）、顯示位與ＤＤRAM地址的對應關(guān)系顯示位序號１2345………………４０DDRＡM地址（HEX)第一行00０1020304.．………….．２7第二行４041424344……………。。６7６）、初始化方法用戶所編的顯示程序,開始必須進行初始化，否則模塊無法正常顯示,下面介紹兩種初始化方法;6．1利用內(nèi)部復位電路進行初始化下面指令是在初始化過程中執(zhí)行的。清屏(DIＳＰＬAYCLEAR）;功能設置（FUNCTIＯＮSET）;DL=1：8Bit接口數(shù)據(jù)；N=0:１行顯示;F=0：5×7doｔ字形；顯示開/關(guān)控制（DＩＳPLAYＯN/ＯＦFＣＯNTＲOＬ)Ｄ=０:顯示關(guān);Ｃ＝0：光標關(guān);B=0:消隱關(guān)輸入方式設置（EＮTRＹMODESＥT）I／D=1:（增量)：S=0：無移位:６.２)軟件復位如果電路電源不能滿足復位電路的要求的話,那么初始化就要用軟件來實現(xiàn),過程如下：八位接口初始化流程圖VＤD上升到４。５V后等待＞1５電源開VＤD上升到４。５V后等待＞1５電源開ＲＳR／WＤＢ７ＤB6DB５DB4DB3DB２DB１DＢ000001１×ＲＳR／WＤＢ７ＤB6DB５DB4DB3DB２DB１DＢ000001１××××↓等待>４。１ｍs0０00１1××0０00１1××××RＳR／WDＢ7DＢ6DＢ5ＤB４DＢ3DB2DＢ1DＢ00０001１××××RSRSR／WDＢ7DB6DB5ＤＢ4DB3ＤB2DB1DＢ０R/WＤＢ7DB6DＢ５DB4DＢ3ＤＢ2DB1DB0０００01１NＦ×RSRSR／WDＢ7DB6DB5ＤＢ4DB3ＤB2DB1DＢ０R/WＤＢ7DB6DＢ５DB4DＢ3ＤＢ2DB1DB0０００01１NＦ××ＲSR／WDＢ７DB6DB5ＤB4DB3DB2ＤB1DB00000０010×ＲSR／WDＢ７DB6DB5ＤB4DB3DB2ＤB1DB00000０010××RSR/WDB7ＤB6DB5DB4ＤB3DＢ2DB1DＢ0００00０00０0１RSR/WDB7ＤB6DB5DB4ＤB3DＢ2DB1DＢ0００00０00０0１RSＲ／WDB7ＤB6DB5DB４ＤB3DB2ＤB1DＢ０0000０0０１I／DSRSＲ／WDB7ＤB6DB5DB４ＤB3DB2ＤB1DＢ０0000０0０１I／DS初始化結(jié)束↓檢查忙標志或延時40初始化結(jié)束第３節(jié)軟件設計主要能過編寫軟件來控制硬件完成以下各模塊的功能:3。1定時讀數(shù)3。2量程轉(zhuǎn)換3。3ＢCD轉(zhuǎn)換3。4LCＤ顯示的功能單片機當C/T＝1時為計數(shù)方式，多路開關(guān)與定時器的外部引腳連通，外部計數(shù)脈沖由引腳輸入。當外部信號由１至0跳變時，計數(shù)器加1,此時Ｔ0成為外部事件的計數(shù)器。由于確認一次由1至0的跳變要用24個振蕩器周期，所以計數(shù)器的計數(shù)頻率為單片機內(nèi)部計數(shù)器頻率的1/２4。當C／T＝0時為定時方式，對單片機內(nèi)部計數(shù)器進行m2分頻后，計數(shù)器的實際計數(shù)頻率為單片機內(nèi)部頻率凡的1/m2，當GATＥ=０時，反相器輸出為1,或門輸出為1，打開與門，使定時器的啟動僅受TRO端信號電平的控制。在此種情況下，INＴ０引腳的電平變化對或門不起作用.TＲＯ=1時接通控制開關(guān),計數(shù)脈沖加到計數(shù)器上,每來一個計數(shù)脈沖,計數(shù)器加１，只有當TRＯ=0時，控制開關(guān)斷開，計數(shù)器停止計數(shù)。當GAＴＡ=０時,若TRO=１,或門、與門全部打開，外部信號電平通過INＴO引腳直接控制定時器的啟動和關(guān)閉。輸人高電平時允許計數(shù),否則停止計數(shù)。根據(jù)定時器的結(jié)構(gòu)原理,若我們將GATE位、ＴR０均設為‘1',ＩNT0端輸人被測頻率信號，當被測信號的高電平到來時,開始計數(shù)；當被測信號的低電平到來時，計數(shù)器停止計數(shù)，此時TL０、ＴH0的數(shù)據(jù)就是相應的N值。?結(jié)束語數(shù)字頻率計是計算機、通訊設備、音頻視頻等科研生產(chǎn)領(lǐng)域不可缺少的測量儀器。在進行模擬、數(shù)字電路的設計、安裝、調(diào)試過程中，由于其使用十進制數(shù)顯示,測量迅速，精確度高,顯示直觀,會被經(jīng)常使用到.通過本次課程的設計，不但加深我對在課程上所學到的單片機理論知識的認識和理解，重新讓自己認識到了這門學科的在應用方面的廣闊前景，并且通過知識與應用于實踐的結(jié)合更加豐富了自己的知識。擴展了知識面，不但掌握了本專業(yè)的相關(guān)知識,而且對其他專業(yè)的知識也有所了解，而且較系統(tǒng)的掌握單片機應用系統(tǒng)的開發(fā)過程，因而自身的綜合素質(zhì)有了全面的提高。經(jīng)過這次一個較完整的產(chǎn)品設計和制作過程，對于認識到自己在知識方面存在的不足,明確今后的學習方向是非常有益的,為將來的的就業(yè)提前打了下堅實的基礎(chǔ).在設計過程中，得到了我的指導老師的悉心指導與幫助，還有其他老師和同學的大力支持和協(xié)助，在此一并表示衷心的感謝。?參考文獻［1]李光飛,樓苗然主編。５1系列單片機。北京：北京航空航天大學出版社,2003[2］黃正瑾編著.CPLD系統(tǒng)設計技術(shù)入門與應用。北京：電子工業(yè)出版社，2００2［3］謝自美編著．電子線路設計·實驗·測試．華中理工大學出版社,2002［4]陳永甫編著。電子電路智能化設計.實例與應用.北京:電子工業(yè)出版,２002.8［5]康華光主編.電子技術(shù)基礎(chǔ)（第四版）。北京：高等教育出版社，19９9?附錄Ｃ語源程序代碼#incｌude<reg51。h〉?＃iｎｃｌuｄｅ〈intｒｉnｓ。h〉?＃inｃｌude<mａt(yī)h.ｈ〉#defｉneucharuｎｓiｇｎedcｈａｒ?#ｄefiｎeｕiｎｔunsｉｇneｄiｎｔ?#deｆｉneS_ＲSTＤS_ＲＳT=１?＃dｅｆineC＿RＳＴDS_RST=0?＃ｄｅfiｎｅS＿CLKDS_ＣＬK=1

#ｄeｆｉneＣ_CＬKＤS＿CLK＝0

＃ｄeｆineWｒｉｔe＿ＤisａblｅRW_ＤS1302（0x8e，0x8０)/／寫保護

＃deｆiｎeWriｔｅ＿ＥnaｂleRW＿DＳ1302（０ｘ８ｅ，０x00)/／允許寫入ｓbitSＥＴ=Ｐ1^５；

//設置按鍵?ｓbｉtＡＤD＝P1^４；

／/調(diào)整加?ｓbiｔDEＣ=P１^6；

//調(diào)整減?＃dｅｆineＲｄefｉｎeＴ1ＴH1＝0；TL1=0；ＴR1＝０；ａ＝0；//初始化超時檢測

／/＃defｉneDelａy2us（)

_ｎop_（）;_ｎop＿()；//延時2ｕs,每nop１us

//#ｄefineDelay8ｕｓ()

_ｎｏp_(）;_noｐ＿();_nｏp_（）；_ｎop_()；＿noｐ_（）;＿ｎoｐ＿（）;_ｎop_(）;＿noｐ_（）；#defiｎe

RｅDetectＴｉｍe

20／/設置重復檢測次次數(shù)，超出次數(shù)則超時//dｓ１8ｂ20命令

＃ｄefiｎｅ

ＳkipRＯM

０xＣＣ?#dｅfiｎe

Mａt(yī)ｃhＲOＭ

0ｘ55?＃ｄeｆｉne

ＲeadROM

０x３3?＃defｉnｅ

SｅａrchRＯＭ

0xF0?#define

AlarmＳeaｒcｈ0xEＣ＃deｆine

Conveｒt

0x4４//啟動溫度轉(zhuǎn)換?＃dｅｆｉｎe

WriteScr

0x４Ｅ?#dｅfine

ReadＳcｒ

０xBE?＃deｆinｅ

CopyＳｃr

０x4８

#define

RｅcaｌlＥＥ

0xB8?＃defｉne

ReadPowｅr

０xB4＃ｄefiｎe

mｄ

cｏｌlｅct＿time［０］＆0x0f?#ｄｅfiｎe

mg

（ｃolｌｅｃt_time［0]＆０x７0)／1６?#dｅfｉne

fd

colleｃｔ_ｔime［1]&0x0f?＃define

fg

（colｌect＿tiｍｅ［1］&0x70)／16?＃defiｎe

sｄ

collect_ｔｉｍe[２］＆０x0f?#ｄefine

sｇ

(ｃolleｃｔ_ｔime［２]＆０x３0)/16sｂiｔDS_RＳＴ=Ｐ1^2;

／／DS復位端

sｂitDS＿ＣLK=P1＾0;

//SＣLK端?sbｉｔＤＳ＿IO

=P１^1;

//ＩO端

ｓbitＤS18B2０＝P１^3；/／溫度傳感器接口ｂitkeyboard,fｌａsh,ＳTA＝1；?ucｈａrcｈｏose，a；

ucｈarcｏｌlecｔ_time［3］＝{０x45,０ｘ2３，０x11｝;／/定義變量秒分時?ucｈａｒｃｏlｌect_ｔｅmperature［2］＝{０｝；?ucｈarnum[１0］＝{０x7ｅ,0x4８，０ｘ3d，0x６d，0x4b,0ｘ67,0x77,0ｘ4c，0ｘ7f,0x6f｝;?

/／七段數(shù)碼管顯示的段碼?ucharｄiｓplay［8］=｛0ｘ０1，0ｘ02，０x03，0x04，０x0５,0x06，0ｘ０７,0x08｝;?vｏｉddｅlay(uinti)?｛

uintk；?whｉｌe(ｉ--）?｛?

ｆoｒ（ｋ=0;ｋ〈１２０；ｋ＋+)｛;}?}

}?vｏidDａt(yī)_Inｔ（voｉd)/／數(shù)據(jù)初始化?｛?P0＝０ｘｆf；?Ｐ1=0xff;

P2=０ｘff；?choose＝０；?flasｈ=1；?｝voidTimｅ0１＿Int（vｏid）?{?TMＯD=0x12;//定時器０為8位自動重載定時采樣，定時器1為１6位超時檢測處理?ＴＣＯＮ＝０ｘ00；?TＨ0＝０x60；?TL0＝0ｘ6０;?ＴR０＝1；IE=０x0ａ；／/允許定時器0、1中斷?IP＝０ｘ00;?}/*＊＊＊＊*＊＊*＊＊*＊＊＊***＊*＊＊*＊**＊＊**＊＊＊*＊＊*＊＊*＊*＊＊＊*＊*＊**＊*＊＊*?*

＊?＊

ＤS18B２0溫度傳感器程序段

＊

*

*?**＊＊＊**＊*****＊*＊＊*＊*＊＊＊＊***＊**＊*＊**＊*＊＊＊*＊*＊＊*＊＊*＊*＊＊＊*＊/?/**＊＊＊*＊＊＊**１1微秒延時函數(shù)＊＊*＊*＊*＊＊*／

／／

vｏiddelaｙus(uｉｎtt）?｛?fｏr(;t>0；t-—)；

}/****＊****＊*18B２０復位函數(shù)＊*＊**＊＊＊＊＊/?ｖｏidow_reset（ｖoiｄ）?｛?ｃharpｒｅｓeｎce=1；?wｈｉlｅ(preｓence）?{?whｉle(presｅncｅ）?{?DS１8B20=1;_ｎop_（)；＿nop_（）；?DS18B20=0；

deｌaｙｕs（50);//550us?ＤＳ1８B20＝1;?ｄeｌaｙus（6）;//６6uｓ

preｓence=ＤS1８Ｂ2０;//presence=0繼續(xù)下一步

}?dｅｌaｙus（45）；

/／延時500us?ｐｒｅｓence=～DS1８B20；?｝?DS１８B2０＝1；

}?/＊*＊****＊＊*18B20寫命令函數(shù)*＊＊＊***＊＊/

//向１—ＷＩRE總線上寫一個字節(jié)?voiｄwriｔｅ_byte（ｕｃｈａrｖal)?｛?uchari；?for（i＝8；i〉０;ｉ－－)//?{

ＤＳ18Ｂ2０=1；_nｏp_（)；_ｎop_（）;

DＳ1８B20＝0;_nop_（)；_nop_（）;_nｏp_(）；_ｎop_（);_nop_（）;／/５us

DS18B20=val＆0ｘ01;

//最低位移出?delａｙuｓ(6）；

／/66uｓ?ｖａｌ=vaｌ／2;

／/右移一位?｝?DS18B２0=１;?delaｙus（１)；

｝

//?/＊***＊＊＊＊＊18B20讀1個字節(jié)函數(shù)＊***＊*＊＊／?//從總線上讀取一個字節(jié)?ｕcｈaｒrｅａd_byte（ｖoid）

{?uchａrｉ；?ucharvalue=0；?fｏr（i=８;i＞0;i--）

{?ＤS１8B２0=1；_nｏｐ＿（)；_nｏp＿（）；?valｕe〉＞＝1;?ＤS18Ｂ２0=0;

/／?_nｏp_（)；＿noｐ_(）;_nop_(）;_nｏp_(）；

//4us?ＤS18B2０=1;＿ｎｏp_（）；_nop＿()；＿nop＿（）;_ｎop_();

／/4us?iｆ（DS18B2０)vaｌuｅ｜=0ｘ８０；?dｅlａｙｕs（６）；

//6６us?｝?ＤＳ18B20=1;?ｒeｔｕrn(vａlue)；?｝?／/?/*＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊讀出溫度函數(shù)＊＊＊＊＊*＊＊**／?/／?voiｄDｓ18ｂ２0_ＲｅadEE(ｖｏid）?｛

oｗ_resｅt();?ｗrｉte_ｂｙte（SkiｐＲOM）；//ＳｋipＲＯＭ?wｒｉte＿ｂytｅ(Conｖeｒt)；//發(fā)轉(zhuǎn)換命令

ow_reset(）；

／/總線復位?wｒite_byｔｅ(SkiｐRＯＭ）；//發(fā)ＳkiｐROＭ命令?wｒitｅ_ｂyｔｅ（ＲeadＳcr）；/／發(fā)讀命令?ｃoｌlｅｃｔ＿ｔeｍpeｒatｕｒｅ[０]＝rｅad_byｔｅ（)；／/溫度低８位?colｌeｃt_ｔemperａｔure［1］＝rｅaｄ_byte（）;/／溫度高8位

}?／＊**＊**＊＊＊*＊**＊＊＊***＊**＊*＊＊*＊＊＊＊****＊*＊＊＊＊**＊＊**＊***＊*＊＊*

＊

＊?＊

DS１30２時鐘芯片程序段

*?＊

*?＊***＊*＊*＊*＊＊＊＊＊*＊＊＊＊*＊＊＊*＊＊＊＊＊*＊*＊＊**＊**＊*＊＊**＊＊*＊＊*＊*＊＊/?voidＤＳ1３0２_IｎpｕｔByte（ucharｂyte）//往DS1３02寫入１Byｔe數(shù)據(jù)

｛?ｕchari；?uchaｒtemp;?tｅmp=byte;

foｒ(i=8；i〉0;i——)?

{?

ＤS＿IO＝ｔeｍp&0x01;?

S_ＣLK；

C_CLK；?

teｍp=temp>〉1；?

｝?｝?uｃhａｒＤＳ１302_ＯｕtputByte(vｏｉd)/／從DＳ13０2讀取1Byte數(shù)據(jù)

{?ucharｉ;?uｃｈartｅmｐ＝０；foｒ（ｉ=０；i<8;i＋＋)?{

C＿CLK；?

if（DS_ＩO?。?）ｔemｐ|=（１〈＜i);?

Ｓ_CLK；?}?retｕｒn（ｔeｍp)；?｝ｖoｉdＲＷ_DS1302（uchａrreg,ｕｃharbｙtｅ）/／向DS13０2寄存器寫數(shù)據(jù)?｛?C_RST;?Ｃ_CLK;?Ｓ＿RST；?ＤS13０2_IｎpuｔＢyte（reg）；

DＳ１３０2＿ＩnｐｕtＢytｅ（bｙte）；?Ｓ_CLＫ;?C＿RＳＴ；?}?uchａrＲead_DＳ1302(ucｈａrｒeg）／/從DS1302寄存器讀數(shù)據(jù)?｛?ｕcｈarｂｙtｅ;?

Ｃ_ＲＳT;

C＿CＬK；

S_RSＴ;?DS１３０2＿InpｕtByｔe（reg）；

byte=DS130２＿OutpuｔByte（）;

S＿ＣLK；?

Ｃ＿RSＴ；?ｒeｔuｒn(bｙｔｅ）；

}?voiｄGeｔＴｉmｅ_DS1302(ｕcｈar＊ucCｕｒｔｉme)／／讀取DS1３02當前時間?{

ucCｕrtime［0]＝Ｒeａd＿ＤS1302(0x81）;//格式為：秒分時

ucＣurtime[1］＝Reaｄ＿DS１3０2（0x８３)；?ucCｕrｔｉme［2］=Rｅａd_ＤS１３0２(0x８５）；?}vｏidSｅt_Tｉme（uｃhar*recｅive）//寫時間?｛

Wｒite＿Ｅnａblｅ;/／控制命令,允許寫操作ＲＷ＿DＳ１302（0x８０，rｅｃeivｅ[0］)；

RW_DS1３02(0x82，ｒｅceive［１]）；?ＲW＿DS1302(0x８4,ｒecｅive［２］）;?Wriｔe_Diｓａbｌe;//控制命令,寫保護

}/＊＊＊＊*＊＊*＊＊＊**＊*＊*＊＊＊＊****＊*＊*＊＊*＊＊＊*＊＊*＊＊＊*＊＊＊*＊＊＊*＊＊*＊＊?*

*?＊

數(shù)碼管顯示程序段

＊?＊

＊?*＊**＊＊**＊＊＊＊***＊＊*＊**＊*＊＊＊＊*＊*＊*＊＊**＊**＊****＊＊＊＊＊*＊＊＊＊**/

voiｄdeａl(voｉｄ）//送顯前的數(shù)據(jù)處理?｛uｉnｔｔimeｒ2;

ｕintｌstemｐ；?tiｍer2++；if（SＴA)?

｛GetＴiｍe＿DS130２（collｅｃt_tｉｍe）;}?if(ｆlaｓh）//用于閃動效果的控制的

｛?dｉsｐｌａy[0］=ｎum［sg］；?dｉspｌay［1］＝num［ｓｄ］；?ｄispｌaｙ［2]=ｎum［fｇ];?ｄisｐlａy［３]=ｎuｍ［fｄ];?dispｌay［４］=nｕm［ｍg］;

displａy[５］=nuｍ［ｍｄ];?｝?else?｛ｓwitｃｈ（choose)

｛?caｓｅ１:diｓplaｙ[0］=0；bｒeak；?ｃaｓｅ2：ｄiｓplay[1］=0；bｒeaｋ;?ｃasｅ3：ｄisｐlaｙ［２］=0；break；?cａsｅ4:ｄiｓplａｙ[３］=０；breaｋ;?cａｓｅ５：ｄispｌay［４］=０；bｒeａk；

cａsｅ6：disｐｌay［5］＝０；ｂrｅak;?｝?}?if（ｔimeｒ2=＝３0０0）//間斷性獲取溫度?{

ｔｉmer２＝０；

if（ＳTA）?{TＲ0=０;

Ds18b2０＿RｅadEＥ()；

TR0=１；?｝?｝

ｉf（ｃolｌｅｃt_temperatuｒe［1]＞１2７）?{?collect_tｅmｐerａt(yī)ｕre［０]=25５-colｌeｃt＿teｍpｅｒａｔure［0];

coｌlect_temｐｅｒature［1]＝2５5—cｏllect_teｍperａｔure[1］;?｝?

ｌstemp=（（ｃolｌｅct_ｔempｅｒaturｅ［０］）>>4）｜(（colｌect＿ｔeｍperatuｒe[1])〈<4)；?ｄisｐｌａy［6］＝num[（uｃｈａr）(（ｌｓtｅｍp）/10）］;?dｉsplaｙ[7]=num[(uｃhaｒ）（(lsｔeｍp)％10）]；}/*＊＊＊＊*＊*＊*＊＊*＊＊*＊＊＊＊＊*＊*＊**＊＊*＊**＊＊＊＊***＊＊＊****＊＊＊＊**＊*＊?*

*?＊

按鍵控制程序段

＊

＊

*?＊**＊＊＊＊＊*＊＊**＊**＊＊*＊＊＊＊＊＊＊＊***＊＊＊＊**＊*＊*＊*＊＊＊＊＊＊**＊*＊**＊/voidSｃan(void)?｛??iｆ(ＳEＴ＝=0&＆keyｂoａｒd==1)//檢測設置鍵有無按下，并進行相應操作?｛?ｉf（SET=＝0&＆ｋeyboarｄ==1)?

{RｄeｆinｅT1；

//超時檢測初始化?

choｏse+＋;

ｗhiｌe（ＳET=＝０)；?

ｉf(ｃhｏoｓe=＝7）?

｛ＴR０=0;?

Set_Tｉme(colleｃt＿time)；?

TR０＝1；?

SＴA=1;

//設置完畢，重新開始采集時間?

ｃｈooｓｅ＝0;?

｝?

｝

｝iｆ（ｃhoose)

//只有在時間調(diào)整時,加減按鍵才有作用

{

iｆ(ＡＤD==0&&keyｂｏaｒd＝=１）

／/檢測加調(diào)整鍵有無按下，并進行相應操作?

{?

ｉf（ADD＝=０&＆keybｏarｄ＝=1)

{RdｅfiｎｅＴ1;

//超時檢測初始化ａ=０?TR0=0;?

ｓｗiｔch（choose）?

｛

caｓe１：if（sg==2)?

coｌｌect_time[2]＝coｌｌｅct_ｔimｅ［2］＆0ｘ０f；?

elsｅ｛cｏlｌecｔ_time[２］+=１6;}?

ｂreａｋ;?

ｃａsｅ２：ｉf（（sg＜2）＆&(sd==9))?

ｃollｅcｔ_time［2]＆=0x30；?

iｆ（(ｓｇ>=２）＆＆（ｓd==3））?

coｌlｅｃt_time[2］＆＝０ｘ３0；

else｛colleｃt_tiｍe［２］++;}?

ｂreaｋ；?

caｓe３：ｉｆ(fg==5）

colｌｅct_time［1］＆=０x0f；?

eｌｓe｛ｃolｌｅｃt＿tｉｍe[1]+=1６;}?

bｒｅak;?

caｓe４：if(ｆd==９）

cｏlｌeｃt_ｔｉme［1］＆=０ｘf０；?

elｓe｛colｌect＿time[1]++；}

ｂreak；?

cａｓe5：ｉf(mg==5）?

coｌlect＿ｔime[0]＆=0x０f;?

ｅlse｛collｅｃｔ_tｉme[0]+=1６；｝

brｅak；?

ｃaｓe6:ｉf（md=＝9)?

cｏllect_timｅ［0］＆=0xf0;?

eｌse｛cｏllｅｃｔ＿tiｍe[0]++；}?

bｒeａk；?

｝?

ＴR0＝1;?

wｈｉle（ＡDD＝=０）；?

｝?

}ｉf（ＤＥＣ==0＆&keyboarｄ==1）

//檢測減調(diào)整鍵有無按下，并進行相應操作?

{?

if（DEC=＝0&＆keyboａrd==1）?

{RdefiｎeＴ1；//超時檢測初始化

TＲ0=0；

switｃh（ｃhｏoｓe)

{

ｃａse１:if