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文檔簡介
湖南商務(wù)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)
目錄
1產(chǎn)品功能分析...........................................................................................................1
2設(shè)計(jì)方案遴選...........................................................................................................1
2.1單片機(jī)的選擇...............................................................................................1
2.2傳感器的選擇...............................................................................................2
2.3系統(tǒng)框圖設(shè)計(jì)...............................................................................................3
3產(chǎn)品硬件設(shè)計(jì)...........................................................................................................3
3.1STC89C51RC單片機(jī)核心電路設(shè)計(jì)..............................................................3
3.2按鍵電路設(shè)計(jì)...............................................................................................4
3.3LCD1602液晶顯示模塊電路........................................................................4
4產(chǎn)品軟件設(shè)計(jì)...........................................................................................................5
4.1主程序流程圖...............................................................................................5
4.2LCD1602液晶顯示程序設(shè)計(jì)........................................................................5
4.3產(chǎn)品程序清單...............................................................................................7
5產(chǎn)品使用說明...........................................................................................................7
5.1產(chǎn)品裝配圖...................................................................................................7
5.2產(chǎn)品硬件調(diào)試...............................................................................................7
5.3產(chǎn)品使用說明...............................................................................................9
6產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn).................................................................................................10
參考資料.....................................................................................................................10
附錄1元器件清單............................................................................................11
附錄2電路原理圖............................................................................................12
附錄3PCB設(shè)計(jì)圖.............................................................................................13
附錄4產(chǎn)品實(shí)物圖............................................................................................13
附錄5主程序代碼............................................................................................13
湖南商務(wù)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)
基于51單片機(jī)紅外遙控溫度控制的設(shè)計(jì)與制作
1產(chǎn)品功能分析
本產(chǎn)品基于51單片機(jī),用紅外遙控進(jìn)行溫度控制。這種通過設(shè)置上下溫度
閾值的方式運(yùn)用于實(shí)驗(yàn)室,工業(yè),醫(yī)藥,農(nóng)業(yè)。在實(shí)驗(yàn)室特別是生物實(shí)驗(yàn)室中,
這種溫度控制就更為重要;在工業(yè),醫(yī)藥的存儲,運(yùn)輸中以及在農(nóng)業(yè)大棚對農(nóng)
作物的生長都起著至關(guān)重要的作用。
2設(shè)計(jì)方案遴選
2.1單片機(jī)的選擇
由于單片機(jī)具有以下的很多優(yōu)點(diǎn),被選定為制作該作品的首選芯片:
(1)高集成度,體積小,高可靠性
單片機(jī)將各功能部件集成在一塊晶體芯片上,集成度很高,體積自然也是
最小的。芯片本身是按工業(yè)測控環(huán)境要求設(shè)計(jì)的,內(nèi)部布線很短,其抗工業(yè)噪
音性能優(yōu)于一般通用的CPU。單片機(jī)程序指令,常數(shù)及表格等固化在ROM中不
易破壞,許多信號通道均在一個芯片內(nèi),故可靠性高。
(2)控制功能強(qiáng)
為了滿足對對象的控制要求,單片機(jī)的指令系統(tǒng)均有極豐富的條件:分支轉(zhuǎn)
移能力,I/O口的邏輯操作及位處理能力,非常適用于專門的控制功能。
(3)低電壓,低功耗,便于生產(chǎn)便攜式產(chǎn)品
為了滿足廣泛使用于便攜式系統(tǒng),許多單片機(jī)內(nèi)的最低工作電壓僅為1.8V~
3.6V,而工作電流僅為數(shù)百微安。
(4)易擴(kuò)展
片內(nèi)具有計(jì)算機(jī)正常運(yùn)行所必需的部件。芯片外部有許多供擴(kuò)展用的三總
線及并行、串行輸入/輸出管腳,很容易構(gòu)成各種規(guī)模的計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。
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湖南商務(wù)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)
(5)優(yōu)異的性價比
單片機(jī)的性能極高。為了提高速度和運(yùn)行效率,單片機(jī)已開始使用RISC流
水線和DSP等技術(shù)。單片機(jī)的尋址能力也已突破64KB的限制,有的已可達(dá)到
1MB和16MB,片內(nèi)的ROM容量可達(dá)62MB,RAM容量則可達(dá)2MB。由于單
片機(jī)的廣泛使用,因而銷量極大,各大公司的商業(yè)競爭更使其價格十分低廉,
其性能價格比極高。
采用STC89C51芯片作為硬件核心。STC89C51內(nèi)部具有8KBROM存儲空
間,512字節(jié)數(shù)據(jù)存儲空間,帶有2K字節(jié)的EEPROM存儲空間,與MCS-51系
列單片機(jī)完全兼容,STC89C51可以通過串口下載。
2.2傳感器的選擇
利用物質(zhì)各種物理性質(zhì)隨溫度變化的規(guī)律把溫度轉(zhuǎn)換為電量的傳感器。這
些呈現(xiàn)規(guī)律性變化的物理性質(zhì)主要有體。溫度傳感器是溫度測量儀表的核心部
分,品種繁多。按測量方式可分為接觸式和非接觸式兩大類,按照傳感器材料
及電子元件特性分為熱電阻和熱電偶兩類。
現(xiàn)代信息技術(shù)的三大基礎(chǔ)是信息采集(即傳感器技術(shù))、信息傳輸(通信技術(shù))
和信息處理(計(jì)算機(jī)技術(shù))。溫度傳感器的發(fā)展大致經(jīng)歷了以下三個階段;(1)傳統(tǒng)
的分立式溫度傳感器(含敏感元件);(2)模擬集成溫度傳感器/控制器;(3)智能溫
度傳感器。國際上新型溫度傳感器正從模擬式向數(shù)字式、由集成化向智能化、
網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。在20世紀(jì)90年代中期最早推出的智能溫度傳感器,采用
的是8位A/D轉(zhuǎn)換器,其測溫精度較低,分辨力只能達(dá)到1°C。國外已相繼推
出多種高精度、高分辨力的智能溫度傳感器,所用的是9~12位A/D轉(zhuǎn)換器,分
辨力一般可達(dá)0.5~0.0625°C。由美國DALLAS半導(dǎo)體公司新研制的DS1624型
高分辨力智能溫度傳感器,能輸出13位二進(jìn)制數(shù)據(jù),其分辨力高達(dá)0.03125°
C,測溫精度為±0.2°C。為了提高多通道智能溫度傳感器的轉(zhuǎn)換速率,也有的
芯片采用高速逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器。目前,智能溫度傳感器的總線技術(shù)也實(shí)
現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化,所采用的總線主要有單線(1-Wire)總線、I2C總線、SMBus
總線和spI總線。溫度傳感器作為從機(jī)可通過專用總線接口與主機(jī)進(jìn)行通信。
由于本設(shè)計(jì)是測溫電路,可以使用熱敏電阻之類的器件利用其感溫效應(yīng),
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在將隨被測溫度變化的電壓或電流采集過來,進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換后,就可以用單
片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理,在顯示電路上,就可以將被測溫度顯示出來,這種設(shè)計(jì)
需要用到A/D轉(zhuǎn)換電路,感溫電路比較麻煩。
2.3系統(tǒng)框圖設(shè)計(jì)
3產(chǎn)品硬件設(shè)計(jì)
3.1STC89C51RC單片機(jī)核心電路設(shè)計(jì)
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3.2按鍵電路設(shè)計(jì)
3.3LCD1602液晶顯示模塊電路
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4產(chǎn)品軟件設(shè)計(jì)
4.1主程序流程圖
開始
初始化液晶顯
示和定時器系
統(tǒng)
進(jìn)入while循
環(huán)
調(diào)用顯示函數(shù)
調(diào)用按鍵函數(shù)
調(diào)用報(bào)警函數(shù)
調(diào)用讀取溫度
函數(shù)
結(jié)束
4.2LCD1602液晶顯示程序設(shè)計(jì)
/********液晶寫入指令函數(shù)與寫入數(shù)據(jù)函數(shù),以后可調(diào)用**************/
voidwrite_1602com(ucharcom)//****液晶寫入指令函數(shù)****
{
RS=0;//數(shù)據(jù)/指令選擇置為指令
//rw=0;//讀寫選擇置為寫
LCD1602=com;//送入數(shù)據(jù)
5
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delay(1);
EN=1;//拉高使能端,為制造有效的下降沿做準(zhǔn)備
delay(1);
EN=0;//en由高變低,產(chǎn)生下降沿,液晶執(zhí)行命令
}
voidwrite_1602dat(uchardat)//***液晶寫入數(shù)據(jù)函數(shù)****
{
RS=1;//數(shù)據(jù)/指令選擇置為數(shù)據(jù)
//rw=0;//讀寫選擇置為寫
LCD1602=dat;//送入數(shù)據(jù)
delay(1);
EN=1;//en置高電平,為制造下降沿做準(zhǔn)備
delay(1);
EN=0;//en由高變低,產(chǎn)生下降沿,液晶執(zhí)行命令
}
voidlcd_init()//***液晶初始化函數(shù)****
{
uchara;
write_1602com(0x38);//設(shè)置液晶工作模式,意思:16*2行顯示,5*7點(diǎn)陣,8
位數(shù)據(jù)
write_1602com(0x0c);//開顯示不顯示光標(biāo)
write_1602com(0x06);//整屏不移動,光標(biāo)自動右移
write_1602com(0x01);//清顯示
write_1602com(0x80);//日歷顯示固定符號從第一行第1個位置之后開始顯示
for(a=0;a<16;a++)
{
write_1602dat(tab1[a]);//向液晶屏寫日歷顯示的固定符號部分
delay(3);
}
write_1602com(0x80+0x40);//時間顯示固定符號寫入位置,從第2個位置后
開始顯示
for(a=0;a<16;a++)
{
write_1602dat(tab2[a]);//寫顯示時間固定符號,兩個冒號
delay(3);
}
}
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4.3產(chǎn)品程序清單
初始化函數(shù)
1602液晶寫入
write_1602
reg51.h主程序
單片機(jī)頭文件sw.c
讀取溫度
ReadTemperature
定時器中斷報(bào)警程序
timer
5產(chǎn)品使用說明
5.1產(chǎn)品裝配圖
1602液晶
顯示
Stc89c51r
c單片機(jī)蜂鳴器
DS18B20
溫度傳感
器
5.2產(chǎn)品硬件調(diào)試
1.將產(chǎn)品接上電源
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a顯示屏第一行顯示當(dāng)前溫度傳感器檢測到的溫度
b第二行TH是設(shè)置報(bào)警溫度上限值
c第二行TL是設(shè)置報(bào)警溫度下限值
2.通過紅外遙控設(shè)置溫度上限(TH)
溫度如果超過這個上限將會報(bào)警
3.通過紅外遙控設(shè)置溫度下限(TL)
8
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溫度如果超過這個下限將會報(bào)警
4.模擬超過報(bào)警值報(bào)警
蜂鳴器報(bào)警,紅色LED燈亮起。
5.3產(chǎn)品使用說明
本設(shè)計(jì)基于STC89C51單片機(jī),液晶1602顯示。采用DS18B20溫度傳感器
測溫。
本設(shè)計(jì)具有讀數(shù)方便,測溫范圍廣,測溫準(zhǔn)確,掉電保持上下限溫度值,
其輸出溫度采用數(shù)字顯示,主要用于對測溫比較準(zhǔn)確的場所,或科研實(shí)驗(yàn)室使
用,該設(shè)計(jì)控制器使用單片機(jī)STC89C51,測溫傳感器使用DS18B20,用
LCD1602液晶顯示傳送數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)溫度顯示,能準(zhǔn)確達(dá)到要求。
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6產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
[1]J-STD-001E電氣與電子組件的焊接要求
[2]IPC-A-610D(中文版),IPC-A-610E電子組件的可接受性要求
[3]IPC-7711/21電子組件和電路板的返工&返修
[4]GB/T11457-2006信息技術(shù)軟件工程術(shù)語;
[5]GB/T8566-2007信息技術(shù)軟件生存周期過程標(biāo)準(zhǔn);
[6]GB/T8567-2006計(jì)算機(jī)軟件文檔編制規(guī)范。
參考資料
[1]淺議單片機(jī)在糧庫溫度監(jiān)控系統(tǒng)中的運(yùn)用[J].覃艷.科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào).2010(33)
[2]基于單片機(jī)的遠(yuǎn)程溫度監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].卜敏玥,陸廣平.電子世界.2018(10)
[3]實(shí)驗(yàn)室溫度監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].黃建輝.海峽科學(xué).2017(02)
[4]淺談單片機(jī)在溫度監(jiān)控領(lǐng)域的應(yīng)用[J].劉宗靄.中國新通信.2013(02)
[5]基于單片機(jī)的紅外遙控解碼程序設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].李冰,云曉紅,陳冰紅.科技創(chuàng)新與應(yīng)用.2022(24)
[6]基于單片機(jī)的紅外遙控開關(guān)燈裝置設(shè)計(jì)[J].王銘佳,李雪松,王高樂.現(xiàn)代信息科技.2022(17)
[7]基于單片機(jī)的紅外遙控解碼電路的設(shè)計(jì)[J].朱高中.計(jì)算技術(shù)與自動化.2011(02)
[8]基于89C2051單片機(jī)的紅外遙控裝置及應(yīng)用[J].張仁儉.航天制造技術(shù).2005(03)
[9]基于視頻監(jiān)控統(tǒng)一平臺的變電站室內(nèi)溫度監(jiān)控功能[J].朱健,侯林海.江蘇電機(jī)工程.2010(04)
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附錄1元器件清單
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附錄2電路原理圖
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附錄3PCB設(shè)計(jì)圖
附錄4產(chǎn)品實(shí)物圖
附錄5主程序代碼
#include<reg51.h>
#defineuintunsignedint
#defineucharunsignedchar//宏定義
#defineLCD1602P0
sbitSET=P3^0;//定義調(diào)整鍵
sbitDEC=P3^1;//定義減少鍵
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sbitADD=P3^2;//定義增加鍵
sbitBUZZ=P3^6;//定義蜂鳴器
sbitALAM=P1^2;//定義燈光報(bào)警
sbitALAM1=P1^4;
sbitDQ=P3^7;//定義DS18B20總線I/O
sbitRS=P2^7;
sbitEN=P2^6;
bitshanshuo_st;//閃爍間隔標(biāo)志
bitbeep_st;//蜂鳴器間隔標(biāo)志
//時間計(jì)算
#defineImax14000//此處為晶振為11.0592時的取值,
#defineImin8000//如用其它頻率的晶振時,
#defineInum11450//要改變相應(yīng)的取值。
#defineInum2700
#defineInum33000
//解碼變量
unsignedcharIm[4]={0x00,0x00,0x00,0x00};
//全局變量
ucharf;
unsignedlongm,Tc;
unsignedcharIrOK;
ucharx=0;//計(jì)數(shù)器
ucharcodetab1[]={"NowTem:.C"};
ucharcodetab2[]={"TH:CTL:C"};
uintc;
ucharMode=0;//狀態(tài)標(biāo)志
signedcharTH=40;//上限報(bào)警溫度,默認(rèn)值為40
signedcharTL=10;//下限報(bào)警溫度,默認(rèn)值為10
//============================================================
================================
//====================================DS18B20=================
================================
//============================================================
================================
/*****延時子程序*****/
voidDelay_DS18B20(intnum)
{
while(num--);
}
voiddelay(uintxms)//延時函數(shù),有參函數(shù)
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{
uintx,y;
for(x=xms;x>0;x--)
for(y=110;y>0;y--);
}
/*****初始化DS18B20*****/
voidInit_DS18B20(void)
{
unsignedcharx=0;
DQ=1;//DQ復(fù)位
Delay_DS18B20(8);//稍做延時
DQ=0;//單片機(jī)將DQ拉低
Delay_DS18B20(80);//精確延時,大于480us
DQ=1;//拉高總線
Delay_DS18B20(14);
x=DQ;//稍做延時后,如果x=0則初始化成功,x=1則初始化失
敗
Delay_DS18B20(20);
}
/*****讀一個字節(jié)*****/
unsignedcharReadOneChar(void)
{
unsignedchari=0;
unsignedchardat=0;
for(i=8;i>0;i--)
{
DQ=0;//給脈沖信號
dat>>=1;
DQ=1;//給脈沖信號
if(DQ)
dat|=0x80;
Delay_DS18B20(4);
}
return(dat);
}
/*****寫一個字節(jié)*****/
voidWriteOneChar(unsignedchardat)
{
unsignedchari=0;
for(i=8;i>0;i--)
{
DQ=0;
DQ=dat&0x01;
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Delay_DS18B20(5);
DQ=1;
dat>>=1;
}
}
/*****讀取溫度*****/
unsignedintReadTemperature(void)
{
unsignedchara=0;
unsignedcharb=0;
unsignedintt=0;
floattt=0;
Init_DS18B20();
WriteOneChar(0xCC);//跳過讀序號列號的操作
WriteOneChar(0x44);//啟動溫度轉(zhuǎn)換
Init_DS18B20();
WriteOneChar(0xCC);//跳過讀序號列號的操作
WriteOneChar(0xBE);//讀取溫度寄存器
a=ReadOneChar();//讀低8位
b=ReadOneChar();//讀高8位
t=b;
t<<=8;
t=t|a;
tt=t*0.0625;
//t=tt*10+0.5;//放大10倍輸出并四舍五入
t=tt*10+0.5;
return(t);
}
/*****讀取溫度*****/
voidcheck_wendu(void)
{
c=ReadTemperature()-5;//獲取溫度值并減去DS18B20的溫漂誤
差
if(c>1200)
c=1200;
}
/********液晶寫入指令函數(shù)與寫入數(shù)據(jù)函數(shù),以后可調(diào)用**************/
voidwrite_1602com(ucharcom)//****液晶寫入指令函數(shù)****
{
RS=0;//數(shù)據(jù)/指令選擇置為指令
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//rw=0;//讀寫選擇置為寫
LCD1602=com;//送入數(shù)據(jù)
delay(1);
EN=1;//拉高使能端,為制造有效的下降沿做準(zhǔn)備
delay(1);
EN=0;//en由高變低,產(chǎn)生下降沿,液晶執(zhí)行命令
}
voidwrite_1602dat(uchardat)//***液晶寫入數(shù)據(jù)函數(shù)****
{
RS=1;//數(shù)據(jù)/指令選擇置為數(shù)據(jù)
//rw=0;//讀寫選擇置為寫
LCD1602=dat;//送入數(shù)據(jù)
delay(1);
EN=1;//en置高電平,為制造下降沿做準(zhǔn)備
delay(1);
EN=0;//en由高變低,產(chǎn)生下降沿,液晶執(zhí)行命令
}
voidlcd_init()//***液晶初始化函數(shù)****
{
uchara;
write_1602com(0x38);//設(shè)置液晶工作模式,意思:16*2行顯示,5*7點(diǎn)陣,8
位數(shù)據(jù)
write_1602com(0x0c);//開顯示不顯示光標(biāo)
write_1602com(0x06);//整屏不移動,光標(biāo)自動右移
write_1602com(0x01);//清顯示
write_1602com(0x80);//日歷顯示固定符號從第一行第1個位置之后開始顯示
for(a=0;a<16;a++)
{
write_1602dat(tab1[a]);//向液晶屏寫日歷顯示的固定符號部分
delay(3);
}
write_1602com(0x80+0x40);//時間顯示固定符號寫入位置,從第2個位置后
開始顯示
for(a=0;a<16;a++)
{
write_1602dat(tab2[a]);//寫顯示時間固定符號,兩個冒號
delay(3);
}
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湖南商務(wù)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)
}
voiddisplay()
{
if(Mode==0)
{
write_1602com(0x80+8);
write_1602dat(c/1000+0x30);
write_1602dat((c%1000)/100+0x30);
write_1602dat(((c%1000)%100)/10+0x30);
write_1602com(0x80+12);
write_1602dat(((c%1000)%100)%10+0x30);
write_1602com(0x80+13);
write_1602dat(0xdf);
write_1602com(0x80+0x40+3);
write_1602dat(TH/10+0x30);
write_1602dat(TH%10+0x30);
write_1602dat(0xdf);
write_1602com(0x80+0x40+12);
write_1602dat(TL/10+0x30);
write_1602dat(TL%10+0x30);
write_1602dat(0xdf);
}
}
//============================================================
=========================
/*****初始化定時器0*****/
voidInitTimer(void)
{
TMOD=0x11;
TH1=0x3c;
TL1=0xb0;//50ms(晶振12M)
TH0=0;
TL0=0;//定時器0
EA=1;//全局中斷開關(guān)
TR0=0;
TR1=1;
IT1=1;//下降沿有效
EX1=1;//外部中斷1開
ET1=1;//開定時器中斷
}
18
湖南商務(wù)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)
voidKEY()
{
//功能鍵
if(SET==0||(IrOK==1&&Im[2]==0x15))
{
BUZZ=0;
delay(10);
if(SET==0||(IrOK==1&&Im[2]==0x15))
{
Mode++;
if(Mode==3)
Mode=0;
BUZZ=1;
IrOK=0;
if(Mode==0)
{
//write_1602com(0x80+0x40+6);
write_1602com(0x0c);
}
elseif(Mode==1)
{
write_1602com(0x80+0x40+4);
write_1602com(0x0f);
}
else
{
write_1602com(0x80+0x40+13);
write_1602com(0x0f);
}
}
while(SET==0);
}
//增加
if((ADD==0||(IrOK==1&&Im[2]==0x40))&&Mode==1)
{
BUZZ=0;
delay(10);
if(ADD==0||(IrOK==1&&Im[2]==0x40))
{
TH++;
if(TH>=99)
TH=99;
19
湖南商務(wù)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)
write_1602com(0x80+0x40+3);
write_1602dat(TH/10+0x30);
write_1602dat(TH%10+0x30);
write_1602com(0x80+0x40+4);
BUZZ=1;
IrOK=0;
}
while(ADD==0);
}
//減少
if((DEC==0||(IrOK==1&&Im[2]==0x19))&&Mode==1)
{
BUZZ=0;
delay(10);
if(DEC==0||(IrOK==1&&Im[2]==0x19))
{
TH--;
if(TH==TL)
TH=TL+1;
write_1602com(0x80+0x40+3);
write_1602dat(TH/10+0x30);
write_1602dat(TH%10+0x30);
write_1602com(0x80+0x40+4);
BUZZ=1;
IrOK=0;
}
while(DEC==0);
}
if((ADD==0||(IrOK==1&&Im[2]==0x40))&&Mode==2)
{
BUZZ=0;
delay(10);
if((ADD==0||(IrOK==1&&Im[2]==0x40)))
{
TL++;
if(TL==TH)
TL=TH-1;
write_1602com(0x80+0x40+12);
write_1602dat(TL/10+0x30);
write_1602dat(TL%10+0x30);
write_1602com(0x80+0x40+13);
BUZZ=1;
20
湖南商務(wù)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)
IrOK=0;
}
while(ADD==0);
}
//減少
if((DEC==0||(IrOK==1&&Im[2]==0x19))&&Mode==2)
{
BUZZ=0;
delay(10);
if(DEC==0||(IrOK==1&&Im[2]==0x19))
{
TL--;
if(TL<=0)
TL=0;
write_1602com(0x80+0x40+12);
write_1602dat(TL/10+0x30);
write_1602dat(TL%10+0x30);
write_1602com(0x80+0x40+13);
BUZZ=1;
IrOK=0;
}
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