-单片机应用系统设计实例.pptx
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1、第第1111章章 单片机应用系统设计实例单片机应用系统设计实例AA11.1 单片机电子时钟的设计单片机电子时钟的设计BB11.2 多路数字电压表的设计多路数字电压表的设计11.1 单片机电子时钟的设计单片机电子时钟的设计 通常通过用单片机设计电子时钟有两种方法:通常通过用单片机设计电子时钟有两种方法:1、通过单片机内部的定时器、通过单片机内部的定时器/计数器。计数器。这种方法硬件线路简单,采这种方法硬件线路简单,采用软件编程实现时钟计数,一般称为软时钟。系统的功能一般与软用软件编程实现时钟计数,一般称为软时钟。系统的功能一般与软件设计相关,通常用在件设计相关,通常用在对时间精度要求不高对时间精
2、度要求不高的场合;的场合;2、采用时钟芯片。、采用时钟芯片。如:并行日历时钟芯片如:并行日历时钟芯片DS12887,串行日历时,串行日历时钟芯片钟芯片DS1302,它的功能强大,功能部件集成在芯片内部,自动,它的功能强大,功能部件集成在芯片内部,自动产生时钟等相关功能。硬件成本相对较高,软件编程简单。通常用产生时钟等相关功能。硬件成本相对较高,软件编程简单。通常用在对在对时钟精度要求较高时钟精度要求较高的场合。的场合。11.1.1 软时钟的基本原理软时钟的基本原理 软时钟是利用软时钟是利用单片机内部的定时器单片机内部的定时器/计数器计数器来实现,它的处理过来实现,它的处理过程如下:程如下:首先
3、设定单片机内部的一个定时器首先设定单片机内部的一个定时器/计数器工作于计数器工作于定时定时定时定时方式,对方式,对机器周期计数形成基准时间(如机器周期计数形成基准时间(如50ms或或10ms),然后用另一个定),然后用另一个定时器时器/计数器或软件计数的方法对基准时间计数形成秒(对计数器或软件计数的方法对基准时间计数形成秒(对50ms记记数数20次或次或10ms计数计数100次),秒计次),秒计60次形成分,分计次形成分,分计60次形成小时,次形成小时,小时计小时计24次则计满一天。然后通过数码管把它们的内容在相应位置次则计满一天。然后通过数码管把它们的内容在相应位置显示出来即可。显示出来即可
4、。11.1.2 系统硬件电路的设计系统硬件电路的设计共阳极共阳极阴极阴极驱动取反驱动取反AT89C5211.1.3 系统软件程序的设计系统软件程序的设计 电子时钟的软件系统由电子时钟的软件系统由主程序主程序和和子程序子程序组组成,主程序程序包含初始化参数设置、按键处成,主程序程序包含初始化参数设置、按键处理、数码管显示模块等,在设计时各个模块都理、数码管显示模块等,在设计时各个模块都采用子程序结构设计,在主程序中调用。由于采用子程序结构设计,在主程序中调用。由于定时器定时器/计数器采用中断方式处理,因此还要编计数器采用中断方式处理,因此还要编写定时器写定时器/中断服务子程序,在定时器中断服务子
5、程序,在定时器/计数器计数器中断服务程序中对时钟进行调整。中断服务程序中对时钟进行调整。开始开始显示单元清零显示单元清零T0、T1设为设为16位计数模式位计数模式允许允许T0中断中断调用显示子程序调用显示子程序进入功能程序进入功能程序按下键否?按下键否?否否是是一主程序一主程序 主程序执行流程如主程序执行流程如图,主程序先对显示单图,主程序先对显示单元和定时器元和定时器/计数器初计数器初始化,然后重复调用数始化,然后重复调用数码管显示模块和按键处码管显示模块和按键处理模块,当有键按下,理模块,当有键按下,则转入相应的功能程序。则转入相应的功能程序。二数码管显示模块二数码管显示模块 本系统共用本
6、系统共用8个数码管,个数码管,从右到左从右到左依次显示秒个位、秒十位、依次显示秒个位、秒十位、横线、分个位、分十位、横线、时个位和时十位。数码管显示的信横线、分个位、分十位、横线、时个位和时十位。数码管显示的信息用息用8个内存单元存放,这个内存单元存放,这8个内存单元称为显示缓冲区,其中秒个个内存单元称为显示缓冲区,其中秒个位和秒十位、分个位和分十位、时个位和时十位分别由秒数据、分位和秒十位、分个位和分十位、时个位和时十位分别由秒数据、分数据和小时数据分拆得到。在本系统中数码管显示采用数据和小时数据分拆得到。在本系统中数码管显示采用软件译码动软件译码动态显示态显示。在存储器中首先建立一张显示信
7、息的字段码表,显示时,。在存储器中首先建立一张显示信息的字段码表,显示时,先从显示缓冲区中取出显示的信息,然后通过查表程序在字段码表先从显示缓冲区中取出显示的信息,然后通过查表程序在字段码表中查出所显示的信息的字段码,从中查出所显示的信息的字段码,从P0口输出,同时在口输出,同时在P2口将对应口将对应的位选码输出选中显示的数码管,就能在相应的数码管上显示显示的位选码输出选中显示的数码管,就能在相应的数码管上显示显示缓冲区的内容。缓冲区的内容。三定时器三定时器/计数器计数器T0中断服务程序中断服务程序 定时器定时器/计数器计数器T0用于时间计时。用于时间计时。选择选择方式方式1,重复定时,定时,
8、重复定时,定时时间设为时间设为50ms,定时时间到则中断,在中断服务程序中用一个计数,定时时间到则中断,在中断服务程序中用一个计数器对器对50ms计数,计计数,计20次则对秒单元加次则对秒单元加1,秒单元加到,秒单元加到60则对分单元则对分单元加加1,同时秒单元清,同时秒单元清0;分单元加到;分单元加到60则对时单元加则对时单元加1,同时分单元清,同时分单元清0;时单元加到;时单元加到24则对时单元清则对时单元清0,标志一天时间计满。在对各单元,标志一天时间计满。在对各单元计数的同时,把它们的值放到存储单元的指定位置。定时器计数的同时,把它们的值放到存储单元的指定位置。定时器/计数器计数器T0
9、中断服务程序流程图如图。中断服务程序流程图如图。开始开始现场保护,重置初值现场保护,重置初值启动下一个启动下一个50ms50ms 计数器加计数器加1秒单元加秒单元加1,50ms计数器清计数器清0,秒写入秒个位和秒十位秒写入秒个位和秒十位50ms 计数器计数器=20?否否是是分单元加分单元加1,秒单元清,秒单元清0,分写入分个位和分十位分写入分个位和分十位秒单元秒单元=60?时单元加时单元加1,分单元清,分单元清0,时写入时个位和时十位时写入时个位和时十位分单元分单元=60?时单元清时单元清0时单元时单元=24?中断返回中断返回否否否否否否是是是是是是定时器定时器/计数器计数器T0中断服务程序:
10、中断服务程序:四按键处理模块四按键处理模块按键处理设置为:按键处理设置为:如没有按键,则时钟正常走时。如没有按键,则时钟正常走时。按下按下K0键:进入调分状态,时钟停止走动;键:进入调分状态,时钟停止走动;按按K1和和K2键:可进行加键:可进行加1和减和减1操作;操作;继续按继续按K0键:可分别进行分和小时的调整;键:可分别进行分和小时的调整;最后按最后按K0键:退出调整状态,时钟开始计时运行。键:退出调整状态,时钟开始计时运行。五汇编语言源程序清单五汇编语言源程序清单ORG 0000HLJMP STARTORG 000BHLJMP INTT0;主程序;主程序START:MOV R0,#70H
11、 MOV R7,#0CHINIT:MOV R0,#00H INC R0 DJNZ R7,INIT ;70H-7CH全部清全部清0 MOV TMOD,#01H;T0工作在方式工作在方式1 MOV TL0,#0B0H ;T0定时定时50ms MOV TH0,#3CH SETB EA SETB ET0 SETB TR0START1:LCALL SCAN;调用显示子程序调用显示子程序 LCALL KEYSCAN;调用键盘子程序调用键盘子程序 SJMP START1;延时;延时1ms子程序子程序DL1MS:PUSH 06H;保护现场保护现场R6的值的值 MOV R6,#14H;1sDL1:MOV R7,
12、#19H;1sDL2:DJNZ R7,DL2;25次次2s=50s DJNZ R6,DL1;2s POP 06H;恢复现场恢复现场R6的值的值 RET;2s2s+1s+(25次次2s+3s)20次次+2s+2s=1067s=1.067ms1ms;延时;延时20ms子程序子程序DL20MS:ACALL SCAN ACALL SCAN ACALL SCAN RET2T1T1T2T2T2T2T ;数码管显示程序;数码管显示程序 SCAN:MOV A,78H;秒秒 MOV B,#0AH DIV AB;A-商,商,B-余数余数 MOV 71H,A;秒十位秒十位 MOV 70H,B;秒个位秒个位 MOV
13、A,79H;分分 MOV B,#0AH DIV AB MOV 74H,A MOV 73H,B MOV A,7AH;时时 MOV B,#0AH DIV AB MOV 77H,A MOV 76H,B MOV R1,#70H;循环扫描循环扫描8位显示位显示 MOV R5,#0FEH;位选码初值,显示位选码初值,显示D0位位 MOV R6,#08H;8位显示位显示SCAN1:MOV A,R5 MOV P2,A ;位选码位选码 MOV A,R1 MOV DPTR,#TAB MOVC A,A+DPTR;远程查表远程查表 MOV P0,A ;段选码段选码 MOV A,R5 LCALL DL1MS INC R
14、1 MOV A,R5 RL A MOV R5,A DJNZ R6,SCAN MOV P2,#0FFH MOV P0,#0FFH RET TAB:DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90H,0BFH ;“09”,“-”的七段共阳极字段的七段共阳极字段码码;定时器;定时器/计数器计数器T0中断服务程序中断服务程序INTT0:PUSH ACC;现场保护现场保护 PUSH PSW CLR ET0 CLR TR0 MOV TL0,#0B0H ;T0定时定时50ms MOV TH0,#3CH SETB TR0 INC 7BH ;50ms定时到记数定时到记
15、数 MOV A,7BH CJNE A,#14H,OUTT0 ;计计20次次(即即1s)MOV 7BH,#00 INC 78H ;秒加秒加1 MOV A,78H CJNE A,#3CH,OUTT0 ;计计60s MOV 78H,#00 INC 79H;分加分加1 MOV A,79H CJNE A,#3CH,OUTT0 ;不等跳不等跳,计计60分分 MOV 79H,#00 INC 7AH;时加时加1 MOV A,7AH CJNE A,#18H,OUTT0;计计24时时 MOV 7AH,#00 OUTT0:SETB ET0 RETI;按键处理程序;按键处理程序KEYSCAN:CLR EA JNB P
16、1.0,KEYSCAN0;为为0跳跳 JNB P1.1,KEYSCAN1 JNB P1.2,KEYSCAN2KEYOUT:SETB EA RETKEYSCAN0:LCALL DL20MS ;K0去抖去抖 JB P1.0,KEYOUT ;为为1跳跳WAIT0:JNB P1.0,WAIT0 ;P1.0=0跳跳 INC 7CH ;K0松开后松开后7CH加加1 CLR ET0 CLR TR0 CJNE A,#03H,KEYOUT;不等跳不等跳;K0 按按1下或下或2下返回下返回,按按3下下7CH清清0,不能调秒不能调秒 MOV 7CH,#00 SETB ET0 SETB TR0 SJMP KEYOUT
17、KEYSCAN1:LCALL DL20MS ;K1键去抖键去抖 JB P1.1,KEYOUTWAIT1:JNB P1.1,WAIT1 ;P1.1=0跳跳,等待松开等待松开K1 MOV A,7CH ;按键次数按键次数 CJNE A,#02H,KSCAN11 ;不等跳不等跳,K0按按2下下,调整分调整分 INC 79H ;分加分加1 MOV A,79H CJNE A,#3CH,KEYOUT ;为为60分吗?分吗?MOV 79H,#00 SJMP KEYOUTKSCAN11:INC 7AH ;时加时加1 MOV A,7AH CJNE A,#18H,KEYOUT ;为为24时吗?时吗?MOV 7AH,
18、#00 SJMP KEYOUT/按按1下调时,按下调时,按2下调分下调分KEYSCAN2:LCALL DL20MS ;K2去抖去抖 JB P1.2,KEYOUT ;P1.2=1跳跳WAIT2:JNB P1.2,WAIT2 ;松开松开K2 MOV A,7CH CJNE A,#02H,KSCAN21 ;K2按按2下吗下吗?按按2下调整分下调整分 DEC 79H ;分减分减1 MOV A,79H CJNE A,#0FFH,KEYOUT MOV 79H,#3BH ;计计59分分 SJMP KEYOUTKSCAN21:DEC 7AH ;时减时减1 MOV A,7AH CJNE A,#0FFH,KEYOU
19、T MOV 7AH,#17H ;计计23时时 SJMP KEYOUT END六六C语言源程序清单语言源程序清单/采用采用8位位LED软件译码动态显示程序软件译码动态显示程序/使用使用AT89C51单片机,单片机,12MHz晶振,晶振,P0口输出字段码,口输出字段码,P2口输出位选码,口输出位选码,用共阳极用共阳极LED数码管,数码管,key0为调时位选择键,为调时位选择键,key1为加为加1键,键,key2为减为减1键键#include“reg51.h”#define char unsigned charchar codedis_712=0 xc0,0 xf9,0 xa4,0 xb0,0 x9
20、9,0 x92,0 x82,0 xf8,0 x80,0 x90,0 xff,0 xbf;/共阳极共阳极LED数码管数码管“09”、“灭灭”和和“-”的字段码的字段码char data scan_con8=0 xfe,0 xfd,0 xfb,0 xf7,0 xef,0 xdf,0 xbf,0 x7f;/位选择码位选择码char data dis8=0 x00,0 x00,0 x0b,0 x00,0 x00,0 xb0,0 x00,0 x00;/显示缓冲区,时、分、秒初始为显示缓冲区,时、分、秒初始为0,0 x0b为为“-”的编码的编码char data timedata3=0 x00,0 x00
21、,0 x00;/分别为秒、分和小时的值分别为秒、分和小时的值char data ms50=0 x00,con=0 x00,con1=0 x00,con2=0 x00;/计数次数初值计数次数初值sbit key0=P10;sbit key1=P11;sbit key2=P12;/1ms延时函数延时函数delay1ms(int t)int i,j;for(i=0;it;i+)for(j=0;j=3)con=0;TR0=1;ET0=1;if(con!=0)if(key1=0)delay1ms(10);/K1去抖去抖while(key1=0);timedatacon+;if(con=2)con1=24
22、;else con1=60;if(timedatacon=con1)timedatacon=0;if(con!=0)if(key2=0)delay1ms(10);/K2去抖去抖while(key2=0);timedatacon-;if(con=2)con2=23;else con2=59;if(timedatacon=0)timedatacon=con2;EA=1;/数码管显示函数数码管显示函数scan()char k;dis0=timedata0%10;dis1=timedata0/10;/秒秒dis3=timedata1%10;dis4=timedata1/10;/分分dis6=timed
23、ata2%10;dis7=timedata2/10;/时时for(k=0;k8;k+)P0=dis_7disk;P2=scan_conk;delay1ms(1);P2=0 xff;/主函数主函数main()TH0=0 x3c;TL0=0 xb0;/T0定时定时50msTMOD=0 x01;ET0=1;TR0=1;EA=1;while(1)scan();keyscan();/定时器、计数器定时器、计数器T0中断服务函数中断服务函数void time_intt0(void)interrupt 1ET0=0;TR0=0;TH0=0 x3c;TL0=0 xb0;TR0=1;ms50+;If(ms50=
24、20)/循环循环20次,计次,计1sms50=0 x00;timedata0+;/秒秒+1if(timedata0=60)timedata0=0;timedata1+;/分分+1if(timedata1=60)timedata1=0;timedata2+;/小时小时+1if(timedata2=24)timedata2=0;ET0=1;11.2 多路数字电压表的设计多路数字电压表的设计11.2.1 多路数字电压表的原理及功能多路数字电压表的原理及功能 多路数字式电压表应用系统主要利用多路数字式电压表应用系统主要利用A/D转换器,处理过程如下:转换器,处理过程如下:先用先用A/D转换器对各路电压
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