學(xué)號(hào)1607080221天津城建大學(xué)單片機(jī)原理及接口技術(shù)課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)說明書數(shù)碼管顯示亮度的按鍵控制設(shè)計(jì)起止日期：2019年1月2_日至2019年1月J1_日學(xué)生姓名 韓徐班級(jí) 16電信科2班成績指導(dǎo)教師（簽字）計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院2019年1月11日天津城建大學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書2018—2019學(xué)年第1學(xué)期計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院電子信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)班級(jí)2班學(xué)號(hào)1607080221課程設(shè)計(jì)名稱：?jiǎn)纹瑱C(jī)原理及應(yīng)用A課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目： 數(shù)碼管顯示亮度的按鍵控制設(shè)計(jì)完成期限：自2019年1月2日至2019年1月11日共2周設(shè)計(jì)依據(jù)、要求及主要內(nèi)容：設(shè)計(jì)的目的進(jìn)一步熟悉和掌握單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和編程原理。掌握單片機(jī)的接口技術(shù)及相關(guān)外圍芯片的外特性、控制方法。通過設(shè)計(jì)，掌握以單片機(jī)核心的電路設(shè)計(jì)的基本方法和技術(shù)。通過實(shí)際程序設(shè)計(jì)和調(diào)試，掌握模塊化程序設(shè)計(jì)方法和調(diào)試技術(shù)。通過完成一個(gè)包括電路設(shè)計(jì)和程序開發(fā)的完整過程，了解開發(fā)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的全過程，為今后從事相應(yīng)開發(fā)打下基礎(chǔ)。設(shè)計(jì)的基本要求認(rèn)識(shí)設(shè)計(jì)的意義，掌握設(shè)計(jì)工作程序，學(xué)會(huì)使用工具書和技術(shù)參考資料，并培養(yǎng)科學(xué)的設(shè)計(jì)思想和良好的設(shè)計(jì)作風(fēng)。提高模型建立和設(shè)計(jì)能力，學(xué)會(huì)應(yīng)用相關(guān)設(shè)計(jì)資料進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算的方法。提高獨(dú)立分析、解決問題的能力，逐步增強(qiáng)實(shí)際應(yīng)用訓(xùn)練。設(shè)計(jì)的說明書要求簡(jiǎn)潔、通順，電路圖內(nèi)容完整、清楚、規(guī)范。設(shè)計(jì)主要內(nèi)容a） 設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)功能STC12C5A60S2（引腳排序及基本功能同AT89S51）作為主控芯片，設(shè)計(jì)利用按鍵實(shí)現(xiàn)數(shù)碼管亮度的調(diào)整。一是擴(kuò)展DS18B20溫度檢測(cè)電路，并由數(shù)碼管顯示；二是擴(kuò)展按鍵電路；三是利用按鍵調(diào)整數(shù)碼管的亮度。b） 原理圖設(shè)計(jì)原理圖設(shè)計(jì)要符合項(xiàng)目的工作原理，連線要正確。圖中所使用的元器件要合理選用，電阻、電容等器件的參數(shù)要正確標(biāo)明。原理圖要完整，CPU、外圍器件、外擴(kuò)接口、輸入/輸出裝置要一應(yīng)俱全。c） 程序調(diào)計(jì)根據(jù)要求，將總體功能分解成若干個(gè)子功能模塊，每個(gè)功能模塊完成一個(gè)特定的功能。根據(jù)總體要求及分解的功能模塊，確定各功能模塊之間的關(guān)系，設(shè)計(jì)出完整的程序流程圖。d） 程序調(diào)試編寫相關(guān)程序，并進(jìn)行仿真。將程序下載到單片機(jī)，進(jìn)行運(yùn)行調(diào)試。e） 設(shè)計(jì)說明書原理圖設(shè)計(jì)說明簡(jiǎn)要說明設(shè)計(jì)目的，原理圖中所使用的元器件功能及在圖中的作用，各器件的工作過程及順序。程序設(shè)計(jì)說明對(duì)程序設(shè)計(jì)總體功能及結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明，對(duì)各子模塊的功能以及各子模塊之間的關(guān)系作較詳細(xì)的描述。畫出工作原理圖，程序流程圖并給出相應(yīng)的程序清單。指導(dǎo)教師（簽字）： 教研室主任（簽字）：批準(zhǔn)日期：2019年1月2日TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"第1章 設(shè)計(jì)任務(wù)及要求 1\o"CurrentDocument"1.1設(shè)計(jì)目的 11.2設(shè)計(jì)要求 11.3設(shè)計(jì)思路 1\o"CurrentDocument"第2章設(shè)計(jì)原理 22.1原理概括 22.2原理框圖 2\o"CurrentDocument"第3章硬件電路設(shè)計(jì) 33.1 STC12C5A60S2主控芯片 33.1.1單片機(jī)簡(jiǎn)介 33.1.2STC系列單片機(jī)主要性能及特點(diǎn) 33.1.3外部引腳介紹 33.2數(shù)碼管 43.3鍵盤 63.4溫度傳感器DS18B20 6\o"CurrentDocument"第4章 軟件程序設(shè)計(jì)及調(diào)試 7\o"CurrentDocument"4.1程序流程圖 7\o"CurrentDocument"4.2程序設(shè)計(jì) 74.3調(diào)試結(jié)果 8\o"CurrentDocument"第5章總結(jié) 9\o"CurrentDocument"參考文獻(xiàn) 10\o"CurrentDocument"附錄 11附錄I設(shè)計(jì)原理圖 11附錄II元器件清單 12附錄III源程序 12第1章設(shè)計(jì)任務(wù)及要求1.1設(shè)計(jì)目的本學(xué)期開設(shè)了單片機(jī)原理的相關(guān)課程，我們初步接觸和掌握了單片機(jī)的一些知識(shí)，了解了單片機(jī)的起源、發(fā)展和應(yīng)用，并且在平時(shí)的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)當(dāng)中進(jìn)一步鞏固了課堂上所學(xué)的知識(shí)。為了進(jìn)一步加深對(duì)單片機(jī)原理的了解，對(duì)單片機(jī)應(yīng)用的熟悉，本次課程設(shè)計(jì)，通過編程實(shí)現(xiàn)與單片機(jī)硬件設(shè)計(jì)深化單片機(jī)運(yùn)行原理，2熟設(shè)單計(jì)要求流程，對(duì)于開發(fā)過程中遇到的問題進(jìn)行分析并解決。以學(xué)院發(fā)放的單片機(jī)開發(fā)板為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)電路，該電路使用到的器件有:DS18B20溫度傳感器、四位數(shù)碼管、4x4矩陣按鍵以及主控芯片STC12C5A60S2。要求使用DS18B20測(cè)量當(dāng)前溫度，并由數(shù)碼管來顯示測(cè)量的溫計(jì)，使用按鍵去控制數(shù)碼管顯示的亮度。當(dāng)我看到我的這個(gè)題目以后，我開始去思考怎么實(shí)現(xiàn)相應(yīng)功能。我的題目可以分成兩部分來完成，第一部分就是先利用數(shù)碼管顯示出來溫度。測(cè)量溫度的實(shí)驗(yàn)我們已經(jīng)做過，當(dāng)時(shí)是在液晶屏幕上顯示溫度，我可以把那個(gè)程序拿過來加以改造，使之能在數(shù)碼管上顯示，這樣第一部分就可以實(shí)現(xiàn)。第二部分就是利用按鍵控制數(shù)碼管顯示的亮度，按鍵分為獨(dú)立按鍵和矩陣按鍵，對(duì)于矩陣按鍵可以采用線反轉(zhuǎn)法來檢測(cè)具體按下的按鍵。數(shù)碼管的顯示有靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩種方法。在學(xué)習(xí)動(dòng)態(tài)數(shù)碼管顯示的時(shí)候，我知道了改變延時(shí)的長短數(shù)碼管顯示的情況是不一樣的，可以通過控制延時(shí)這個(gè)變量來控制數(shù)碼管顯示的亮度。兩部分結(jié)合在一起就能實(shí)現(xiàn)我的題目。第2章設(shè)計(jì)原理72.17DS18B20芯片可以測(cè)量溫度，并且把外界溫度以數(shù)字信號(hào)方式輸出，對(duì)于數(shù)字信號(hào)可以用單片機(jī)很方便地處理，單片機(jī)處理了來自DS18B20的溫度信號(hào)后，可以把相應(yīng)的溫度值以數(shù)字信號(hào)方式輸出。單片機(jī)輸出的溫度值信號(hào)給數(shù)碼管，加上三極管驅(qū)動(dòng)電路以后，數(shù)碼管可以把表示數(shù)值的數(shù)字信號(hào)顯示出來。由于題目要求改變其亮度，所以使用數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示，通過改變顯示的數(shù)碼管之間的延時(shí)來控制亮度。另方面，單片機(jī)還可以同時(shí)檢測(cè)來自按鍵的輸入信號(hào)，按下不同的按鍵，單片機(jī)做出不同的響應(yīng)。本次設(shè)計(jì)當(dāng)中感理框數(shù)碼管之間的延時(shí)作為單片機(jī)對(duì)于按下不同按鍵的響應(yīng)。大體的設(shè)計(jì)流程與想法如圖1所示:圖1圖1原理框圖第3章硬件電路設(shè)計(jì)3.1STC12C5A60S2主控芯片3.1.1單片機(jī)簡(jiǎn)介單片機(jī)就是在一片半導(dǎo)體硅片上，集成了中央處理單元CPU)、存儲(chǔ)器(RAM、ROM)、中斷系統(tǒng)、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、并行1/0、串行I/O、時(shí)鐘電路及系統(tǒng)總線，用于測(cè)控領(lǐng)域的單片微型計(jì)算機(jī)，簡(jiǎn)稱單片機(jī)。單片機(jī)的問世，是計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展史上的一個(gè)重要里程碑，它標(biāo)志著計(jì)算機(jī)正式形成了通用計(jì)算機(jī)和嵌入式計(jì)算機(jī)兩大分支。單片機(jī)芯片體積小、成本低，可廣泛地嵌入到工業(yè)控制單元、智能儀器儀表、機(jī)器人、武器系統(tǒng)、家用電器、辦公自動(dòng)化設(shè)備、金融電子系統(tǒng)、汽車電子系統(tǒng)、玩具、個(gè)人信息終端以及通信產(chǎn)品中。20世紀(jì)80年代以來，單片機(jī)的發(fā)展非常迅速，其中Intel公司推出的MCS-51系列單片機(jī)是一款設(shè)計(jì)成功、易掌握并在世界范圍得到廣泛普及應(yīng)用的機(jī)型，這是最早進(jìn)入我國并在我國得到廣泛應(yīng)用的機(jī)型。其中包括8051等產(chǎn)品。在這以后Intel公司把精力放在高檔CPU的研發(fā)上，以專利轉(zhuǎn)讓或技術(shù)交換的形式把8051內(nèi)核技術(shù)轉(zhuǎn)讓給了許多芯片廠家。STC系列單片機(jī)是我國具有獨(dú)立自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，功能與抗干擾性強(qiáng)的增強(qiáng)型8051單片機(jī)?！猼『3.1.2STC系列單片機(jī)主要性能及特點(diǎn)高速：比普通的8051快8?12倍寬工作電壓：3.8?5.5V、2.4?3.8V12KB/10KB/8KB/6KB/4KB片內(nèi)flash程序存儲(chǔ)器，擦寫次數(shù)10萬次以上512B片內(nèi)的RAM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器可在線編程，無需編程器或仿真器8通道的10位ADC，4路PWM輸出4個(gè)定時(shí)器或4個(gè)外部中斷2個(gè)硬件16位定時(shí)器，兼容普通8051的定時(shí)器硬件看門狗(WDT)高速SPI串口全雙工異步串行口(UART)，兼容普通8051串口通用I/O口中的每個(gè)I/O口驅(qū)動(dòng)能力均可達(dá)到20mA，但整個(gè)芯片最大不可超過55mA超強(qiáng)抗干擾能力與高可靠性(名叫蜘介紹51單片機(jī)各引腳可以按照功能將其分成三類：電源和時(shí)鐘引腳：Vcc、Vss、XTAL1、XTAL2編程控制引腳：RST、PSEN、ALE/PROG、EA/Vpp4組8位I/O口引腳：P0、P1、P2、P3下面對(duì)一些引腳簡(jiǎn)略介紹：Vcc，Vss是單片機(jī)電源引腳，外接對(duì)應(yīng)的電壓源，為單片機(jī)供電。XTAL1，XTAL2是外接時(shí)鐘引腳，分別是片內(nèi)振蕩電路的輸入端和輸出端。RST是單片機(jī)的復(fù)位引腳，用來完成單片機(jī)的復(fù)位初始化操作。PSEN是程序存儲(chǔ)器允許輸出控制端，低電平有效，實(shí)現(xiàn)外部程序存儲(chǔ)器單元的讀操作。P0口是雙向8位三態(tài)I/O口，每個(gè)口可獨(dú)立控制。51單片機(jī)P0口內(nèi)部沒有上拉電阻，為高阻狀態(tài)，所以不能正常地輸出

高/低電平，該組I/O口使用時(shí)需要外接上拉電阻。P1口是準(zhǔn)雙向8位I/O口，每個(gè)口可獨(dú)立控制，內(nèi)帶上拉電阻，這種接口輸出沒有高阻狀態(tài)，輸入也不能鎖存，不是真正的雙向I/O口，該口在作為輸入使用前，要先向該口進(jìn)行寫1操作，單片機(jī)內(nèi)部才可正確讀出外部信號(hào)。P2口是準(zhǔn)雙向8位I/O口，與P1口類似。P3口是準(zhǔn)雙向8位I/O口，作為第一功能即普通I/O口使用時(shí)與P1口類似，作為第二功能使用時(shí)各引腳定義如下：P3.0串行輸入口，P3.1串行輸出口，P3.2外部中斷0，P3.3外部中斷1，P3.4定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0外部輸入端，P3.5定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1外部輸入端，P3.6外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫脈沖，P3.7外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀脈沖。51單片機(jī)的PDIP封裝如圖1所示：P1.0仁1U403Vcc RST1 20VccP1.1匚2 393P0.0 P3.0/RXD2 19 P1.7P1.2仁3 383P0.1 P3.1/TXD3 18 P1.6P1.3匚4 37P0.2 XTAL24117 P1.5P1.4仁5 3623P0.3 XTAL15016 P1.4P1.5仁6 353P0.4 P3.2/INT0 6215 P1.3P1.6仁7 1 343P0.5 P3.3/INT1 7914 P1.2P1.7°8 5 33=■P0.6 P3.4/T0 88 13 P1.1/AIN1RST/Vpd仁9 9 32°P0.7 P3.5/T1 9 12P1.0/AINCP3.0/RXD匚10/ 31=■EA/V_ GND10 11 P3.7P3.1/TXD匚11 1 30=*ale/progP3.2/INT0匚12C293PSENP3.3/INT1仁138 283P2.7 注：類似的還有Philips公司的P3.4/T0仁14 8 27°P2.6 87LPC64，20引腳P3.5/T1匚15 263P2.5 8XC748/750/（751），24引腳P3.6/WRc16 253P2.4 8X749（752），28引腳P3.7/RD匚17 243P2.3 8XC754，28引腳XTAL2匚18 23=>P2.2 等等XTAL1匚19 223P2.1Vss仁20 21°P2.0圖2PDIP封裝引腳圖本次課程設(shè)計(jì)，我用到了單片機(jī)的P1口作為按鍵的數(shù)據(jù)輸入輸出控制口，P2口作為數(shù)碼管段選控制管位選控制口。LED數(shù)碼管是常見的顯示器件，在家電領(lǐng)域應(yīng)用極為廣泛。LED數(shù)碼管為“8”字型的，共計(jì)8段（包括小數(shù)點(diǎn)）或7段（無小數(shù)點(diǎn)），每一段對(duì)應(yīng)一個(gè)發(fā)光二極管，有共陽極和共陰極兩種。共陽極數(shù)碼管的陽極連接在一起，公共陽極接到+5V上；共陰極數(shù)碼管的陰極連接在一起，通常此公共陰極接地。我的開發(fā)板上的數(shù)碼管屬于共陽極數(shù)碼管，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2所示。對(duì)于共陽極數(shù)碼管，當(dāng)某個(gè)發(fā)光二極管的陰極接低電平時(shí)，該發(fā)光二極管被點(diǎn)亮，相應(yīng)的段被顯示。圖3共陽極數(shù)碼管結(jié)構(gòu)

為了使數(shù)碼管顯示不同的字符，要把某些段點(diǎn)亮，就要為數(shù)碼管的各段提供一個(gè)字節(jié)的二進(jìn)制代碼，即段碼，習(xí)慣上以“a”段對(duì)應(yīng)段碼字節(jié)的最低位，共陽極數(shù)碼管的段碼如表1所示，如要在數(shù)碼管上顯示某一字符，只需將顯示該字符的段碼加到各段上即可。表1共陽極數(shù)碼管段碼顯示字符字型碼顯示字符字型碼00xc0C0xc610xf9d0xa120xa4E0x8630xb0F0x8e40x99P0x8c50x92U0xc160x82y0x9170xf8H0x8980x80L0xc790x90—0xbfA0x88全滅0xffb0x83全亮0x00數(shù)碼管的顯示方式有靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩種，多位數(shù)碼管工作于靜態(tài)顯示方式時(shí)，各位的共陰極（或共陽極）連接在一起并接地（或接+5V），每位數(shù)碼管的段碼線分別與一個(gè)單片機(jī)控制的8位I/O口鎖存器輸出相連，由單片機(jī)送出顯示信號(hào)供數(shù)碼管顯示。靜態(tài)顯示方式無閃爍，亮度較高，軟件控制比較容易，但是占用單片機(jī)I/O口資源較多，如果顯示位數(shù)較少，可采用靜態(tài)顯示方式。顯示位數(shù)較多時(shí)，為節(jié)省I/O口與驅(qū)動(dòng)電路的數(shù)目，常采用動(dòng)態(tài)顯示方式。這種方式是將所有數(shù)碼管的段碼線的相應(yīng)段并聯(lián)在一起，由一個(gè)8位I/O端口控制，而各顯示位的公共端分別由另一單獨(dú)的I/O端口控制，每一時(shí)刻，只有1位位選線有效，即只有一位數(shù)碼管被點(diǎn)亮，每隔一定時(shí)間逐位地輪流點(diǎn)亮各數(shù)碼管，由于數(shù)碼管的余輝和人眼的“視覺暫留”作用，只要控制好數(shù)碼管之間的點(diǎn)亮?xí)r間間隔，就可以造成“多位同時(shí)亮”的假象。這個(gè)時(shí)間間隔如果很短會(huì)造成發(fā)光很弱，時(shí)間間隔很長雖然亮度足夠但是會(huì)有閃爍現(xiàn)象。本次課設(shè)的要求之一控制亮度，我就是利用數(shù)碼管之間的延時(shí)來控制的，合理地調(diào)整延時(shí)長短，就可以讓數(shù)碼管亮度很暗但能看清，亮度很亮但不閃爍。開發(fā)板上使用的是一組四位LED數(shù)碼管（如圖4所示），段選端通過一個(gè)74HC573芯片連接到單片機(jī)的P0口，4個(gè)位選線經(jīng)過三極管接到了Vcc上，三極管的基極以排針引出，可用杜邦線連接單片機(jī)實(shí)現(xiàn)位選。

3.3鍵盤圖5輕觸開關(guān)鍵盤具有向單片機(jī)輸入數(shù)據(jù)、命令等功能，是人機(jī)對(duì)話的主要手段。鍵盤由若干按鍵按照一定規(guī)則組成，每一個(gè)按鍵實(shí)質(zhì)就是一個(gè)開關(guān)。鍵盤有很多種類，最常見的是按鍵式鍵盤。鍵盤分編碼鍵盤和非編碼鍵盤，在單片機(jī)組成的各種系統(tǒng)中，用的最多的是非編碼鍵盤。常見的非編碼鍵盤有獨(dú)立式鍵盤和矩陣式鍵盤兩種結(jié)構(gòu)，獨(dú)立式鍵盤各按鍵相互獨(dú)立，每個(gè)按鍵各接一條I/O口線，通過檢測(cè)I/O口輸入線的電平狀態(tài)，能夠判斷哪個(gè)按鍵被按下。當(dāng)按鍵數(shù)目較多時(shí)，獨(dú)立式鍵盤占用單片機(jī)I/O口資源較多，這種情況下為了節(jié)省I/O口適合采用矩陣式鍵盤。矩陣式鍵盤由行線和列線組成，按鍵位于行、列的交叉點(diǎn)上，一個(gè)4x4的行列結(jié)構(gòu)可構(gòu)成16個(gè)按鍵，只需要一個(gè)8位的并行I/O口。開發(fā)板上使用的是一組4x4矩陣鍵盤，由16個(gè)輕觸開關(guān)（又叫按鍵開關(guān)，使用時(shí)以滿足操作力的條件向開關(guān)操作方向施壓使開關(guān)閉合接通，當(dāng)撤銷壓力時(shí)開關(guān)斷開，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)是靠金屬彈片受力變化來實(shí)現(xiàn)通斷的，如圖5所示）組成。每一行開關(guān)的相同端接在一根線上，每一列開關(guān)的相同端接在一根線上，總共引出行線和列線各4根，通過排針和跳線帽接到單片機(jī)的P1圖5輕觸開關(guān)3.4溫度傳感器DS18B20DS18B20芯片（如圖6所示）屬于單總線接口的數(shù)字溫度傳感器，溫度測(cè)量范圍是-55?+128°C，DS18B20芯片體積小、功耗低，對(duì)于實(shí)時(shí)溫度的測(cè)量結(jié)果可通過單總線以數(shù)字信號(hào)方式傳輸，省去了信號(hào)放大、A/D轉(zhuǎn)換等外圍電路。DS18B20有3個(gè)引腳，分別是Vcc、DQ和GND。單片機(jī)對(duì)每個(gè)DS18B20芯片通過總線DQ尋址，DQ為漏極開路，須加上拉電阻。每個(gè)芯片內(nèi)都有64位ROM，其中存有16位序列號(hào)，它是器件的地址編號(hào)，能使器件被唯一地確定。常用的控制DS18B20的有下面幾條指令：0x33（讀DS18B20中ROM的編碼）、0xcc（忽略64位ROM地址，直接向DS18B20發(fā)溫度變換命令）、0x44（啟動(dòng)DS18B20進(jìn)行溫度轉(zhuǎn)換）、0xbe（讀內(nèi)部RAM中溫度數(shù)據(jù)）、0x4e（發(fā)出向內(nèi)部RAM的第2,3字節(jié)寫上，下限溫度數(shù)據(jù)命令）。開發(fā)板上使用單片機(jī)的P1.7口與DS18B20進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，P1.7、Vcc和GND已由排針引出，只要給開發(fā)板上DS18B20旁邊的排針插上跳線帽即可。圖6DS18B20芯片第4章軟件程序設(shè)計(jì)及調(diào)試4.1程序流程圖綜合了以上所介紹的設(shè)計(jì)思路以及原理之后，整個(gè)題目的設(shè)計(jì)流程如圖7所示:否溫度值大于0結(jié)束開始/外界溫度模./擬信號(hào)輸入/數(shù)字信號(hào)溫//度值輸出，???.'’圖7程序流程圖/按鍵信號(hào)/輸入否溫度值大于0結(jié)束開始/外界溫度模./擬信號(hào)輸入/數(shù)字信號(hào)溫//度值輸出，???.'’圖7程序流程圖/按鍵信號(hào)/輸入.是實(shí)際溫度=十進(jìn)制數(shù)據(jù)位除以169數(shù)碼管顯示與亮度調(diào)節(jié)延時(shí)增加或減少實(shí)際溫度=十進(jìn)制數(shù)據(jù)位取反加1再除以16DS18B20處理單片機(jī)4.2程序設(shè)計(jì)本次課設(shè)的難點(diǎn)在于DS18B20溫度傳感器的使用，如何用單片機(jī)控制DS18B20芯片進(jìn)行溫度讀寫是完成題目的關(guān)鍵，因此有必要了解DS18B20的工作時(shí)序：（1）初始化，包括①先將數(shù)據(jù)線置高電平1。②延時(shí)。③數(shù)據(jù)線拉到低電平0。④延時(shí)480到960微秒。⑤數(shù)據(jù)線拉到高電平1。⑥延時(shí)等待。⑦若CPU讀到數(shù)據(jù)線上的低電平0后，還要進(jìn)行延時(shí)。⑧將數(shù)據(jù)線再次拉到高電平1后結(jié)束°（2）DS18B20寫數(shù)據(jù)，包括①數(shù)據(jù)線先置低電平0。②延時(shí)確定的時(shí)間為15微秒。③按從低位到高位的順序發(fā)送數(shù)據(jù)。④延時(shí)45微秒。⑤將數(shù)據(jù)線拉到高電平1。⑥重復(fù)①到⑤步驟，直到發(fā)送完整個(gè)字節(jié)。⑦將數(shù)據(jù)線拉高到1。（3）DS18B20讀數(shù)據(jù)，包括①將數(shù)據(jù)線拉高到1。②延時(shí)2微秒。③將數(shù)據(jù)線拉低到0。④延時(shí)6微秒。⑤將數(shù)據(jù)線拉高到1。⑥延時(shí)4微秒。⑦讀數(shù)據(jù)線的狀態(tài)得到一個(gè)狀態(tài)位，并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。⑧延時(shí)30微秒。⑨重復(fù)①到⑦步驟，直到讀取完一個(gè)字節(jié)。按照以上時(shí)序?qū)S18B20進(jìn)行程序編寫，我參考了做實(shí)驗(yàn)時(shí)

所用到的DS18B20顯示溫度的代碼，加以更改使之能夠正確使用。對(duì)于按鍵的檢測(cè)就運(yùn)用了線反轉(zhuǎn)法，先檢測(cè)行線再檢測(cè)列線，行列交叉的位置就是按下按鍵的位置，由此計(jì)算出每一個(gè)按鍵的鍵值。單片機(jī)把溫度值信號(hào)給數(shù)碼管，數(shù)碼管顯示溫度，使用含參數(shù)的延時(shí)函數(shù)控制數(shù)碼管的動(dòng)態(tài)顯示，把得到的鍵值賦同的按鍵改變不同的參數(shù)，進(jìn)而改變數(shù)碼管顯示亮度。具體的C語言代碼見附錄。如圖8所示是將程序下載進(jìn)開發(fā)板上以后的效果:圖8調(diào)試結(jié)果可以看到，板子的右上角的四位數(shù)碼管顯示的是當(dāng)前環(huán)境溫度，用杜邦線將數(shù)碼管與單片機(jī)連接起來，右下角是矩陣鍵盤，按下其中不同的按鍵，數(shù)碼管的亮度是不一樣的，從最暗到最亮，有16級(jí)調(diào)節(jié)，對(duì)應(yīng)16個(gè)按鍵。這個(gè)效果，完成了題目的要求。第5章總結(jié)本次課程設(shè)計(jì)，綜合了本學(xué)期學(xué)到的單片機(jī)的有關(guān)知識(shí)。課上，老師講解了單片機(jī)的構(gòu)造、原理和應(yīng)用，通過對(duì)這門課程的學(xué)習(xí)，我逐漸地了解了我們身邊的一些電子設(shè)備的工作原理以及方式，其實(shí)大都可以使用單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)。單片機(jī)從誕生到現(xiàn)在，發(fā)展了這么多年，已經(jīng)變得相當(dāng)完善與強(qiáng)大，許許多多的電子產(chǎn)品里面，其實(shí)都能看到單片機(jī)的影子，單片機(jī)作為控制中心，應(yīng)用的極為廣泛。能夠使用單片機(jī)和其他外圍電路設(shè)計(jì)出符合要求的產(chǎn)品，也是我們這個(gè)專業(yè)需要掌握的技能之一，這次的課程設(shè)計(jì)，就模擬了這個(gè)過程，每個(gè)人都拿到了一份要求和一個(gè)開發(fā)板，我們就利用所學(xué)來設(shè)計(jì)出符合要求的作品，這個(gè)過程鍛煉了我們對(duì)于使用單片機(jī)開發(fā)各種電路的能力。我們所學(xué)到的知識(shí)應(yīng)該是能夠用來在實(shí)踐中利用的，否則將毫無意義，為了避免紙上談兵，我們需要加強(qiáng)動(dòng)手能力。經(jīng)過了單片機(jī)這門課程的學(xué)習(xí)，我對(duì)單片機(jī)充滿了興趣，課后自己找資料深入學(xué)習(xí)其應(yīng)用，這次課程設(shè)計(jì)的順利實(shí)現(xiàn)，與我平時(shí)在業(yè)余時(shí)間里學(xué)習(xí)單片機(jī)密不可分，由此也可看出，興趣果然是最好的老師。參考文獻(xiàn)郭天祥.51單片機(jī)C語言教程.北京：電子工業(yè)出版社，2008：342—354張毅剛，趙光權(quán)，劉旺.單片機(jī)原理及應(yīng)用.北京：高等教育出版社，2015：292—296何立民.單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)選編.北京：北京航空航天大學(xué)出版社，1993：232—245譚浩強(qiáng).C程序設(shè)計(jì).北京：清華大學(xué)出版社，1991：143—275徐君毅.單片微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用.上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社，1988：195—385附錄1設(shè)計(jì)原理圖附錄數(shù)碼管顯示電踏圖9數(shù)碼管及其驅(qū)動(dòng)部分圖10按鍵部分R4ES1俱K)DS18B20測(cè)溫電路圖11DS18B20部分單片機(jī)FJI2pU-45FJ5Pkh7P17gELKTU'T]TOJ4WC31XI19X21HKST事附錄附錄11元器件清單序號(hào)名稱型號(hào)數(shù)量說明1單片機(jī)STC12C5A60S212溫度傳感器DS18B2013瓷片電容10114瓷片電容10215電解電容4.7uf/16V16電阻8.2k17電阻4.7k18晶振11.0592MHz1附錄血源程序關(guān)—STJF200R16圖12主控芯片部分#include<reg51.h>#include<absacc.h>#include<math.h>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedint#defineKEYP1ucharCjianzhi(void);ucharah,al;uinttens,units,decile;chartemperature[2];floatwen_val;sbitDS1820_DQ=P1A7;voidDS18B20_Init();bitDS1820_Reset();voidDS1820_WriteData(ucharwData);ucharDS1820_ReadData();voidread_wendu();ucharcodeduanma[10]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90};voidDigitalDisplay(tens,units,decile);voiddelayXus(uintn);voiddelayms(ttt);voiddelay10ms();voiddelayXus(uintn){while(--n);}uintttt;voiddelayms(ttt){uinti,j;for(i=ttt;i>0;i--)for(j=2;j>0;j--);}voiddelay10ms(){uchara,b,c;for(c=5;c>0;c--)for(b=4;b>0;b--)for(a=248;a>0;a--);}voidDS18B20_Init(){DS1820_Reset();DS1820_WriteData(0xCC);DS1820_WriteData(0x4E);DS1820_WriteData(0x20);DS1820_WriteData(0x00);DS1820_WriteData(0x7F);DS1820_Reset();}bitDS1820_Reset(){bitflag;DS1820_DQ=0;delayXus(480);DS1820_DQ=1;delayXus(80);flag=DS1820_DQ;delayXus(400);return(flag);}voidDS1820_WriteData(ucharwData){uchari;for(i=8;i>0;i--){DS1820_DQ=0;delayXus(4);DS1820_DQ=wData&0x01;delayXus(60);DS1820_DQ=1;wData>>=1;}}ucharDS1820_ReadData(){uchari,TmepData;for(i=8;i>0;i--){TmepData>>=1;DS1820_DQ=0;delayXus(4);DS1820_DQ=1;delayXus(8);if(DS1820_DQ==1){TmepData|=0x80;}delayXus(60);DS1820_DQ=1;}return(TmepData);}voidread_wendu(){uchari;DS1820_Reset();DS1820_WriteData(0xcc);DS1820_WriteData(0x44);DS1820_Reset();DS1820_WriteData(0xcc);DS1820_WriteData(0xbe);for(i=0;i<2;i++){temperature[i]=DS1820_ReadData();}DS1820_Reset();}voidDigitalDisplay(tens,units,decile){read_wendu();ah=temperature[1]<<4;ah&=0xf0;al=temperature[0]>>4;al&=0x0f;ah=ah|al;al=temperature[0]&0x0