STC系列單片機(jī)項(xiàng)目實(shí)踐項(xiàng)目一LED燈設(shè)計(jì)Contents123項(xiàng)目分析支撐知識(shí)實(shí)驗(yàn)儀4項(xiàng)目實(shí)施1項(xiàng)目分析選用LED燈作為本書的入門項(xiàng)目，主要目的是通過(guò)該項(xiàng)目簡(jiǎn)要介紹后續(xù)項(xiàng)目中要用到的基礎(chǔ)知識(shí)和開發(fā)工具，主要包括：STC單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu)及基本資源、GPIO口的特性和使用方法、CCIT

STC單片機(jī)綜合實(shí)驗(yàn)儀使用方法和Keil

μＶision４編輯環(huán)境的使用。

通過(guò)LED燈項(xiàng)目的設(shè)計(jì)，用戶能夠?qū)TC單片機(jī)的基本資源（特別是GPIO口）、CCITSTC單片機(jī)綜合實(shí)驗(yàn)儀使用和Keil

μＶision４編輯環(huán)境的使用有初步的了解，為后續(xù)項(xiàng)目的學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2支撐知識(shí)支撐知識(shí)123STC單片機(jī)簡(jiǎn)介Keil開發(fā)環(huán)境CCITSTC單片機(jī)綜合實(shí)驗(yàn)儀STC單片機(jī)簡(jiǎn)介1單片機(jī)全稱為單片微型計(jì)算機(jī)（SingleChipMicrocontroller），又稱為MCU（MicrocontrollerUnit），是一種集成電路芯片，是采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器CPU、隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM、只讀存儲(chǔ)器ROM、多種I/O口和中斷系統(tǒng)、定時(shí)器／計(jì)數(shù)器等功能（可能還包括顯示驅(qū)動(dòng)電路、脈寬調(diào)制電路、模擬多路轉(zhuǎn)換器、A-D轉(zhuǎn)換器等電路）集成到一塊芯片上構(gòu)成的一個(gè)小而完善的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。本書適用的STC15系列單片機(jī)產(chǎn)品有STC15F2K60S2、IAP15F2K61S2、STC15F104W、等型號(hào)。STC15F2K60S2單片機(jī)內(nèi)部包含CPU、程序存儲(chǔ)器（Flash）、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM）、定時(shí)／計(jì)數(shù)器、I/O接口、通用異步串行通信接口、高速Ａ-Ｄ轉(zhuǎn)換模塊、看門狗電路和片內(nèi)RC振蕩器等模塊。Keil開發(fā)環(huán)境2

Keil軟件是目前最流行開發(fā)IAP系列單片機(jī)的軟件，Keil提供了一個(gè)包括Ｃ編譯器、宏匯編、連接器、庫(kù)管理和一個(gè)功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案。２.1開發(fā)環(huán)境的啟動(dòng)2.2新建工程2.3保存工程2.4選擇芯片廠商2.5選擇芯片具體型號(hào)

2.6新建文件2.7保存文件2.8加入工程2.9添加頭文件3實(shí)驗(yàn)儀3.1實(shí)驗(yàn)儀布局3.2了解實(shí)驗(yàn)儀實(shí)物圖及其外圍接口3.3下載調(diào)試方法4項(xiàng)目實(shí)施4.1IO口復(fù)用實(shí)驗(yàn)儀通過(guò)P0口復(fù)用實(shí)現(xiàn)對(duì)8個(gè)LED小燈的控制，復(fù)用的方法是使用74HC138譯碼器對(duì)74HC573鎖存器進(jìn)行片選，以增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)儀的擴(kuò)展接口功能。4.2軟件設(shè)計(jì)4.3流水燈設(shè)計(jì)項(xiàng)目2簡(jiǎn)易計(jì)算器設(shè)計(jì)副標(biāo)題2.1學(xué)習(xí)目標(biāo)［知識(shí)目標(biāo)］

掌握GPIO口的配置方法；

掌握鍵盤的硬件設(shè)計(jì)原理；

掌握行列式鍵盤的驅(qū)動(dòng)原理；

掌握數(shù)碼管的硬件設(shè)計(jì)方法及其驅(qū)動(dòng)原理。

［能力目標(biāo)］

能夠熟練使用查詢方式識(shí)別按鍵；

能夠熟練使用復(fù)用引腳驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管的顯示；

能夠CCITSTC單片機(jī)綜合實(shí)驗(yàn)儀Keil編輯環(huán)境下編寫和在線調(diào)試簡(jiǎn)易計(jì)算器程序。

2.2項(xiàng)目分析選用簡(jiǎn)易計(jì)算器設(shè)計(jì)項(xiàng)目，主要目的是通過(guò)該項(xiàng)目簡(jiǎn)要介紹鍵盤、數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)原理和編程方法，具體包括：GPIO口的配置、行列式鍵盤的識(shí)別、多位數(shù)碼管的顯示驅(qū)動(dòng)、GPIO

口的復(fù)用方法和簡(jiǎn)易計(jì)算器的綜合調(diào)試。簡(jiǎn)易計(jì)算器項(xiàng)目主要是設(shè)計(jì)兩個(gè)子任務(wù)：行列式鍵盤掃描和多位數(shù)碼管顯示。通過(guò)這兩

個(gè)子任務(wù)的整合設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)易計(jì)算器的加、減、乘、除功能。通過(guò)該項(xiàng)目的訓(xùn)練，使讀者可以靈活運(yùn)用鍵盤和數(shù)碼管這兩個(gè)常用輸入和輸出模塊，同時(shí)進(jìn)一步熟悉ＳＴＣ單片機(jī)的基本資源，為后續(xù)項(xiàng)目的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。

2.4支撐知識(shí)2.4.1行列式鍵盤１鍵盤模型及接口

鍵盤是由若干個(gè)按鍵組成的開關(guān)矩陣，它是嵌入式系統(tǒng)中最簡(jiǎn)單的數(shù)字量輸入設(shè)備，操作員通過(guò)鍵盤輸入數(shù)據(jù)或命令，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的人－機(jī)通信。

（１）鍵盤模型

鍵盤的基本電路是一個(gè)接觸開關(guān)，通、斷兩種狀態(tài)分別表示０和１，微處理器可以容易地檢測(cè)到開關(guān)的閉合。當(dāng)開關(guān)打開時(shí)，提供邏輯“１”；當(dāng)開關(guān)

閉合時(shí)，提供邏輯“０”。鍵盤接口１）獨(dú)立方式。獨(dú)立方式是指將每個(gè)獨(dú)立按鍵按一對(duì)一的方式直接接到I/O輸入線上，讀鍵值時(shí)直接讀I/O口，每一個(gè)鍵的狀態(tài)通過(guò)讀入鍵值來(lái)反映，所以也稱這種方式為一維直讀方式（按習(xí)慣稱為獨(dú)立式）。這種方式查鍵實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，但占用I/O資源較多，一般在鍵的數(shù)量較少時(shí)采用。

鍵盤接口２）矩陣方式。矩陣方式是用ｎ條I/O線組成行輸入口，ｍ?xiàng)lI/O線組成列輸出口，在

行列線的每一個(gè)交點(diǎn)上設(shè)置一個(gè)按鍵。讀鍵值方法一般采用掃描方式，即輸出口按位輪換輸出低電平，再?gòu)妮斎肟谧x入鍵信息，最后獲得鍵碼。這種方式占用I/O線較少，在實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)中采用較多。

鍵盤的基本問(wèn)題

為了能實(shí)現(xiàn)對(duì)鍵盤的編程，應(yīng)該了解下面幾個(gè)問(wèn)題：第一，如何識(shí)別鍵盤上的按鍵？第二，如何區(qū)分按鍵是被真正地按下，還是抖動(dòng)？第三，如何處理重鍵問(wèn)題？了解這些問(wèn)題有助于鍵盤編程。

（１）鍵盤識(shí)別

如何知道鍵盤上哪個(gè)鍵被按下就是鍵的識(shí)別問(wèn)題。若鍵盤上閉合鍵的識(shí)別由專用硬件實(shí)現(xiàn)，稱為編碼鍵盤；而靠軟件實(shí)現(xiàn)的稱為未編碼鍵盤。在這里，主要討論未編碼鍵盤的接口技術(shù)和鍵輸入程序的設(shè)計(jì)。識(shí)別是否有鍵被按下，主要用查詢法。而要識(shí)別鍵盤上哪個(gè)鍵被按下，主要有行掃描法。

（２）抖動(dòng)問(wèn)題

當(dāng)手按下一個(gè)鍵時(shí)，會(huì)出現(xiàn)所按的鍵在閉合位置和斷開位置之間跳幾下才穩(wěn)定到閉合狀態(tài)的情況，當(dāng)釋放一個(gè)按鍵時(shí)也會(huì)出現(xiàn)類似的情況，這就是抖動(dòng)問(wèn)題。抖動(dòng)持續(xù)的時(shí)間因操作者而異，一般為５～１０ｍｓ之間，穩(wěn)定閉合時(shí)間一般為十分之幾秒至幾秒，由操作者的按鍵動(dòng)作所確定。在軟件上，解決抖動(dòng)的方法通常是延遲等待抖動(dòng)的消失或多次識(shí)別判定。４×４行列式鍵盤驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)分析

行列式鍵盤掃描驅(qū)動(dòng)的步驟：

１）判斷有無(wú)鍵閉合。

使行線P3.0～P3.3都輸出０，檢測(cè)列線P3.4、P3.5、P4.2、P4.4是否全為1。如果有鍵被按下，就會(huì)有某一根列線變?yōu)椋?，從而使Ｐ?４、Ｐ３.５、Ｐ４.２、Ｐ４.４不為全１；如果Ｐ３.４、Ｐ３.５、Ｐ４.２、Ｐ４.４為全１，說(shuō)明無(wú)鍵閉合。

２）消除鍵抖動(dòng)。

在檢測(cè)到有鍵閉合后，需延時(shí)１０～２０ｍｓ，避開抖動(dòng)階段，然后再檢測(cè)Ｐ３.４、Ｐ３.５、Ｐ４.２、Ｐ４.４是否為全１。如果為全１，作無(wú)鍵閉合處理，否則，則進(jìn)一步檢測(cè)閉合鍵鍵號(hào)。

３）確定閉合鍵鍵號(hào)。

如果有鍵按下，再逐行逐列地掃描，以檢測(cè)出所按鍵的鍵號(hào)。先使行線Ｐ３.０～Ｐ３.３＝０１１１，分別檢測(cè)Ｐ３.４、Ｐ３.５、Ｐ４.２、Ｐ４.４。如果Ｐ３.４為０，則為１號(hào)鍵按下了；如果Ｐ３.５為０，則為２號(hào)鍵按下了。如果Ｐ３.４、Ｐ３.５、Ｐ４.２、Ｐ４.４都為１，說(shuō)明Ｐ３.４、Ｐ３.５、Ｐ４.２、Ｐ４.４這一行上沒有鍵被按下，再使Ｐ３.０～Ｐ３.３＝１０１１，并逐列檢查。這樣依次地逐行逐列地掃描，直至找到閉合鍵為止。

鍵盤通用函數(shù)編程2.4.2數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)４位數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)分析

關(guān)于數(shù)碼管的硬件接線，使用宏定義描述硬件接線，且每個(gè)接線單獨(dú)宏定義，更具普適性，這樣，若數(shù)碼管ＳＥＧ接在ＭＣＵ的不同引腳，只需修改ＳＥＧ的硬件接線宏定義即可。關(guān)于位選問(wèn)題，設(shè)置靜態(tài)變量ｂｓｅｌ（初值為０ｘ０１）作為數(shù)碼管片選端的位選信號(hào)，每隔１０ｍｓ左右，循環(huán)左移１次，由于人眼的“視覺暫留”，可穩(wěn)定地在２個(gè)４位數(shù)碼管上穩(wěn)定顯示８?jìng)€(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)。

2.5項(xiàng)目實(shí)施

通過(guò)行列式鍵盤掃描，在兩個(gè)４位數(shù)碼管上動(dòng)態(tài)顯示相應(yīng)的鍵值和計(jì)算結(jié)果值。定義三個(gè)字符ａ、ｂ、ｃ作為操作數(shù)、被操作數(shù)以及結(jié)果，利用顯示緩存來(lái)存放鍵盤輸入的數(shù)值，主循環(huán)中不斷調(diào)用顯示函數(shù)及鍵盤掃描函數(shù)，確保穩(wěn)定顯示以及按鍵能得到及時(shí)響應(yīng)。如果有鍵被按下，就將顯示緩存現(xiàn)有的內(nèi)容右移一位，將按鍵的鍵值填入顯示緩存的最高位，同時(shí)在ＬＥＤ顯示器上顯示出來(lái)，當(dāng)按下“＋、－、"、／”任意符號(hào)鍵時(shí)，先將顯示緩存中已輸入的數(shù)值保存到字符ａ中作為被操作數(shù)，然后把后續(xù)的按鍵值再逐次放到顯示緩存中，當(dāng)按下“＝”鍵時(shí)，再將顯示緩存中已輸入的數(shù)值保存到字符ｂ中作為操作數(shù)，同時(shí)運(yùn)算得出結(jié)果，并保存在字符ｃ中，將ｃ的數(shù)值顯示在數(shù)碼管上；當(dāng)下“Ｃ”鍵時(shí)，表示清零。

2.6項(xiàng)目小結(jié)程序中，可利用顯示緩存來(lái)存放輸入的鍵值，主循環(huán)中應(yīng)不斷調(diào)用顯示函數(shù)keycount()函數(shù)和segdisp(dbuf)函數(shù)，實(shí)現(xiàn)計(jì)算器功能，按鍵掃描函數(shù)和數(shù)碼管顯示函數(shù)均通過(guò)構(gòu)建通用函數(shù)實(shí)現(xiàn)構(gòu)建化編程。本實(shí)驗(yàn)通過(guò)IAP15F2K61S2與74HC138連接，對(duì)74HC573鎖在芯片進(jìn)行片選，通過(guò)P0口控制數(shù)碼管的段碼和位碼數(shù)據(jù)的輸入，通過(guò)P2口實(shí)現(xiàn)對(duì)P0口的片選復(fù)用。項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)例程編譯下載后，單片機(jī)復(fù)位運(yùn)行，應(yīng)該可以看到第1位數(shù)碼管顯示0，接著通過(guò)按鍵可以實(shí)現(xiàn)8位以內(nèi)整數(shù)的加、減、乘、除的四則運(yùn)算。

項(xiàng)目3數(shù)字溫度計(jì)設(shè)計(jì)3.1學(xué)習(xí)目標(biāo)［知識(shí)目標(biāo)］

了解ＬＣＤ１６０２液晶屏的工作原理、主要技術(shù)參數(shù)及指令功能；

了解ＤＳ１８Ｂ２０溫度傳感器的引腳定義、溫度數(shù)據(jù)格式及指令功能；

掌握ＬＣＤ１６０２液晶的讀寫時(shí)序及ＤＳ１８Ｂ２０溫度傳感器的單總線協(xié)議；

掌握數(shù)字溫度計(jì)的設(shè)計(jì)方法。［能力目標(biāo)］

能夠讀懂?dāng)?shù)據(jù)手冊(cè)，在ＬＣＤ１６０２液晶屏上顯示字符；

能夠根據(jù)單總線協(xié)議獲取到ＤＳ１８Ｂ２０感測(cè)到的溫度值；

能夠在一個(gè)工程中進(jìn)行模塊化編程；

能夠編譯、下載并調(diào)試程序。

3.2項(xiàng)目分析本項(xiàng)目闡述制作一個(gè)數(shù)字溫度計(jì)的過(guò)程，該溫度計(jì)可以感測(cè)當(dāng)前環(huán)境的溫度，并能將溫度值在ＬＣＤ１６０２液晶屏上顯示出來(lái)。為達(dá)到項(xiàng)目功能要求，將采用自制實(shí)驗(yàn)平臺(tái)ＣＣＩＴＳＴＣ實(shí)驗(yàn)板上的ＬＣＤ１６０２液晶模塊和ＤＳ１８Ｂ２０模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)相關(guān)功能，單片機(jī)通過(guò)讀?。模樱保福拢玻澳K感測(cè)到的當(dāng)前溫度值，然后將該值寫入ＬＣＤ１６０２液晶屏中顯示輸出。

3.4支撐知識(shí)3.4.1ＬＣＤ１６０２液晶屏驅(qū)動(dòng)

2讀寫時(shí)序3編程方法3編程方法4LCD1602驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)分析初始化函數(shù)寫命令函數(shù)讀命令函數(shù)寫數(shù)據(jù)函數(shù)指定位置顯示字符串函數(shù)3.4.2DS18B20溫度傳感器驅(qū)動(dòng)

ＤＳ１８Ｂ２０是由美國(guó)美信半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的單線智能溫度傳感器，提供９～１２位攝氏溫度的測(cè)量，廣泛應(yīng)用于工業(yè)、民用和軍事等領(lǐng)域的溫度測(cè)量及控制儀器、測(cè)控系統(tǒng)和大型設(shè)備中。它具有體積小、低功耗、接口簡(jiǎn)單、傳輸距離遠(yuǎn)等特點(diǎn)。

ＤＳ１８Ｂ２０溫度傳感器有三種封裝，如ＳＯ（ＤＳ１８Ｂ２０）、ｕＳＯＰ（ＤＳ１８Ｂ２０Ｕ）和ＴＯ－９２封裝，具體樣式可參考數(shù)據(jù)手冊(cè)。ＣＣＩＴＳＴＣ實(shí)驗(yàn)板上采用的是最常用的ＴＯ－９２封裝，外觀像一個(gè)普通直插晶體管一樣。溫度數(shù)據(jù)格式

ＤＳ１８Ｂ２０內(nèi)部有９個(gè)８位的寄存器，跟溫度值相關(guān)的是起始兩個(gè)寄存器（ＴＭＳＢ和ＴＬＳＢ），分別用來(lái)存放當(dāng)前測(cè)到的溫度值。為什么要用兩個(gè)寄存器來(lái)存儲(chǔ)溫度值呢？

ＤＳ１８Ｂ２０通過(guò)編程可以實(shí)現(xiàn)最高１２位的溫度存儲(chǔ)，那么一個(gè)８位寄存器顯然放不下１２位數(shù)據(jù)，所以必須要用兩個(gè)寄存器。實(shí)際上，對(duì)于１２位溫度值，ＴＭＳＢ，中的高５位存放的是１２位溫度值的符號(hào)位（圖中的Ｓ位），低３位存放的是１２位溫度值的高３位，ＴＬＳＢ則存放１２位溫度值的低８位。

單總線協(xié)議

數(shù)據(jù)手冊(cè)中ＤＳ１８Ｂ２０的初始化時(shí)序圖，如圖所示，這幅圖詳細(xì)描述了初始化時(shí)ＤＱ數(shù)據(jù)線上電平隨時(shí)間的變化關(guān)系：

①由單片機(jī)（主機(jī)）發(fā)出復(fù)位脈沖，該脈沖最短時(shí)間為４８０μｓ。所謂復(fù)位脈沖，其實(shí)就是將ＤＱ數(shù)據(jù)線電平拉低；

②單片機(jī)釋放ＤＱ數(shù)據(jù)線。這時(shí)候由于上拉電阻的作用，ＤＱ數(shù)據(jù)線上的電平會(huì)被拉高。所謂釋放ＤＱ數(shù)據(jù)線，其實(shí)就是將ＤＱ數(shù)據(jù)線電平拉高；

③經(jīng)過(guò)單片機(jī)完成①之后的１５～６０μｓ等待，如果總線上存在ＤＳ１８Ｂ２０，則ＤＳ１８Ｂ２０將發(fā)出一個(gè)存在脈沖，該脈沖的時(shí)間為６０～２４０μｓ。所謂存在脈沖，其實(shí)也是將ＤＱ數(shù)據(jù)線拉低；

④ＤＳ１８Ｂ２０發(fā)送完存在脈沖后，ＤＱ數(shù)據(jù)線恢復(fù)為空閑狀態(tài)，也就是高電平。單總線協(xié)議

寫‘０’時(shí)序

①由單片機(jī)（主機(jī)）將ＤＱ數(shù)據(jù)線電平拉低，持續(xù)時(shí)間為６０～１２０μｓ。

②單片機(jī)釋放ＤＱ數(shù)據(jù)線。這時(shí)候由于上拉電阻的作用，ＤＱ數(shù)據(jù)線上的電平會(huì)被拉高。所謂釋放ＤＱ數(shù)據(jù)線，其實(shí)就是將ＤＱ數(shù)據(jù)線拉高。

③實(shí)際上，在單片機(jī)拉低ＤＱ數(shù)據(jù)線１５μｓ之后，ＤＳ１８Ｂ２０會(huì)在１５μｓ～６０μｓ之間來(lái)對(duì)ＤＱ數(shù)據(jù)線進(jìn)行采樣，采樣的典型值是在３０μｓ的時(shí)刻讀取，最遲也會(huì)在６０μｓ時(shí)刻才讀??；

寫‘１’時(shí)序

①由單片機(jī)（主機(jī)）將ＤＱ數(shù)據(jù)線電平拉低，持續(xù)時(shí)間為大于１μｓ。

②單片機(jī)立即釋放ＤＱ數(shù)據(jù)線。這時(shí)候由于上拉電阻的作用，ＤＱ數(shù)據(jù)線上的電平會(huì)被拉高。需要注意的是，釋放總線的時(shí)間需要保持至少６０μｓ。

③與寫‘０’類似，ＤＳ１８Ｂ２０會(huì)在ＤＳ１８Ｂ２０會(huì)在１５～６０μｓ之間來(lái)對(duì)ＤＱ數(shù)據(jù)線進(jìn)行采

樣，來(lái)讀取這個(gè)‘１’單總線協(xié)議

ＤＳ１８Ｂ２０的讀時(shí)序圖的左半部分是讀‘０’時(shí)序，右半部分是讀‘１’時(shí)序。當(dāng)單片機(jī)去寫ＤＳ１８Ｂ２０時(shí)，單片機(jī)將所要傳送的數(shù)據(jù)送到ＤＱ數(shù)據(jù)線，然后ＤＳ１８Ｂ２０來(lái)采樣ＤＱ上的數(shù)據(jù)。反過(guò)來(lái)，當(dāng)單片機(jī)來(lái)讀ＤＳ１８Ｂ２０時(shí)，ＤＳ１８Ｂ２０需要將所要傳送的數(shù)據(jù)送到ＤＱ，然后由單片機(jī)來(lái)采樣ＤＱ上的數(shù)據(jù)。

單總線協(xié)議

寫‘０’時(shí)序

①由單片機(jī)（主機(jī)）將ＤＱ數(shù)據(jù)線電平拉低，持續(xù)時(shí)間為６０～１２０μｓ。

②單片機(jī)釋放ＤＱ數(shù)據(jù)線。這時(shí)候由于上拉電阻的作用，ＤＱ數(shù)據(jù)線上的電平會(huì)被拉高。所謂釋放ＤＱ數(shù)據(jù)線，其實(shí)就是將ＤＱ數(shù)據(jù)線拉高。

③實(shí)際上，在單片機(jī)拉低ＤＱ數(shù)據(jù)線１５μｓ之后，ＤＳ１８Ｂ２０會(huì)在１５μｓ～６０μｓ之間來(lái)對(duì)ＤＱ數(shù)據(jù)線進(jìn)行采樣，采樣的典型值是在３０μｓ的時(shí)刻讀取，最遲也會(huì)在６０μｓ時(shí)刻才讀??；

寫‘１’時(shí)序

①由單片機(jī)（主機(jī)）將ＤＱ數(shù)據(jù)線電平拉低，持續(xù)時(shí)間為大于１μｓ。

②單片機(jī)立即釋放ＤＱ數(shù)據(jù)線。這時(shí)候由于上拉電阻的作用，ＤＱ數(shù)據(jù)線上的電平會(huì)被拉高。需要注意的是，釋放總線的時(shí)間需要保持至少６０μｓ。

③與寫‘０’類似，ＤＳ１８Ｂ２０會(huì)在ＤＳ１８Ｂ２０會(huì)在１５～６０μｓ之間來(lái)對(duì)ＤＱ數(shù)據(jù)線進(jìn)行采

樣，來(lái)讀取這個(gè)‘１’。溫度傳感器驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)分析

溫度傳感器驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)分析

3.5項(xiàng)目實(shí)施該項(xiàng)目整個(gè)程序的邏輯流程并不復(fù)雜，主要包含如下步驟：①單片機(jī)從ＤＳ１８Ｂ２０讀出溫度值；②單片機(jī)將該溫度值寫入ＬＣＤ１６０２液晶屏；③返回①繼續(xù)執(zhí)行。該項(xiàng)目主要是由單片機(jī)和ＬＣＤ１６０２和ＤＳ１８Ｂ２０兩個(gè)復(fù)雜的器件通信，各個(gè)模塊的難度有所增加，但通過(guò)以上模塊化劃分和通用函數(shù)設(shè)計(jì)，在對(duì)ＬＣＤ１６０２液晶屏和ＤＳ１８Ｂ２０分別進(jìn)行讀寫操作也就顯得相對(duì)容易。因此，在項(xiàng)目編程過(guò)程中，不能將不同元件的驅(qū)動(dòng)函數(shù)和ｍａｉｎ函數(shù)一起雜糅在一個(gè)ｃ文件中，這樣編程難度和調(diào)試難度都不可預(yù)知。本項(xiàng)目將ＬＣＤ１６０２液晶屏的驅(qū)動(dòng)程序和ＤＳ１８Ｂ２０的驅(qū)動(dòng)程序分別放在獨(dú)立的ｃ文件中，然后ｍａｉｎ函數(shù)也放入一個(gè)獨(dú)立ｍａｉｎ.ｃ文件，從而構(gòu)件成數(shù)字溫度計(jì)項(xiàng)目工程文件。

在工程中建立ｍａｉｎ.ｃ文件，該文件主要實(shí)現(xiàn)了讀?。模樱保福拢玻暗臏囟戎?，并將結(jié)果顯示在ＬＣＤ１６０２液晶屏上。由于ＤＳ１８Ｂ２０所表示的溫度值中，含有小數(shù)和整數(shù)兩個(gè)部分，所以將小數(shù)和整數(shù)分離出來(lái)，在合適的位置放入小數(shù)點(diǎn)顯示即可。3.7項(xiàng)目小結(jié)通過(guò)數(shù)字溫度計(jì)項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)了一個(gè)單片機(jī)和多個(gè)外設(shè)的通信，項(xiàng)目開發(fā)過(guò)程應(yīng)用了很多知識(shí)和技能，為后面進(jìn)行復(fù)雜應(yīng)用開發(fā)打下了非常重要的基礎(chǔ)。首先，通過(guò)該項(xiàng)目開發(fā)，了解了查閱器件數(shù)據(jù)手冊(cè)的重要性。任何一個(gè)元器件都會(huì)有相應(yīng)的數(shù)據(jù)手冊(cè)，它用來(lái)告訴開發(fā)者如何使用該器件。因此，如果將來(lái)要從事單片機(jī)項(xiàng)目的開發(fā)，良好的數(shù)據(jù)手冊(cè)閱讀能力是一項(xiàng)必備的基本功。然后，通過(guò)了解器件的主要技術(shù)參數(shù)和功能引腳定義，就能開始進(jìn)行硬件電路設(shè)計(jì)。例如ＬＣＤ１６０２液晶屏的供電電壓為５Ｖ，這樣可以直接從單片機(jī)供電電源取電；ＤＳ１８Ｂ２０同單片機(jī)是單總線通信，因此將ＤＱ數(shù)據(jù)線連接到單片機(jī)的某一引腳，且需添加上拉電阻。最后，重點(diǎn)講解了ＬＣＤ１６０２的讀寫時(shí)序和ＤＳ１８Ｂ２０的單總線協(xié)議，這是本項(xiàng)目的重點(diǎn)和難點(diǎn)。ＬＣＤ１６０２的讀寫時(shí)序比較簡(jiǎn)單，按照手冊(cè)上的固定設(shè)置方法設(shè)置一般不會(huì)出問(wèn)題，但是ＤＳ１８Ｂ２０的單總線協(xié)議還是很復(fù)雜的，尤其是對(duì)時(shí)間的要求極高。因此，對(duì)于廣大初學(xué)者來(lái)講，掌握該協(xié)議是一道坎，只有仔細(xì)分析、反復(fù)琢磨才能領(lǐng)悟。

項(xiàng)目4基于串行通信的電子廣告牌設(shè)計(jì)4.1學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)掌握單片機(jī)UART通信知識(shí)掌握液晶屏驅(qū)動(dòng)知識(shí)能力目標(biāo)能夠使液晶屏顯示字符能夠使液晶屏顯示漢字能夠使液晶屏滾動(dòng)顯示通過(guò)串口向液晶發(fā)送廣告4.2串行通信異步串行通信的格式

空閑狀態(tài)為“１”，發(fā)送器通過(guò)發(fā)送一個(gè)“０”表示一個(gè)字節(jié)傳輸?shù)拈_始，隨

后是數(shù)據(jù)位（在ＭＣＵ中一般是８位或９位，可以包含校驗(yàn)位）。最后，發(fā)送器發(fā)送１～２位的停止位，表示一個(gè)字節(jié)傳送結(jié)束。若繼續(xù)發(fā)送下一字節(jié)，則重新發(fā)送開始位，開始一個(gè)新的字節(jié)傳送。若不發(fā)送新的字節(jié)，則維持“１”的狀態(tài)，使發(fā)送數(shù)據(jù)線處于空閑。

串行通信的波特率

每秒內(nèi)傳送的位數(shù)叫作波特率（baudrate）。波特率的單位為bits/s。通常使用的波特率有300、600、900、1200、1800、2400、4800、9600、19200、38400（bits/s)。

奇偶校驗(yàn)

字符奇偶校驗(yàn)檢查（ｃｈａｒａｃｔｅｒｐａｒｉｔｙｃｈｅｃｋｉｎｇ）稱為垂直冗余檢查

（ＶｅｒｔｉｃａｌＲｅｄｕｎｄａｎｃｙＣｈｅｃｋｉｎｇ，ＶＲＣ），它是每個(gè)字符增加一個(gè)額外位使字符中“１”的個(gè)數(shù)

為奇數(shù)或偶數(shù)。奇數(shù)或偶數(shù)依據(jù)使用的是“奇校驗(yàn)檢查”還是“偶校驗(yàn)檢查”而定。當(dāng)使

用“奇校驗(yàn)檢查”時(shí)，如果字符數(shù)據(jù)位中“１”的數(shù)目是偶數(shù)，校驗(yàn)位應(yīng)為“１”，如果

“１”的數(shù)目是奇數(shù)，校驗(yàn)位應(yīng)為“０”。當(dāng)使用“偶校驗(yàn)檢查”時(shí)，如果字符數(shù)據(jù)位中“１”

的數(shù)目是偶數(shù)，則校驗(yàn)位應(yīng)為“０”；如果是奇數(shù)，則為“１”。

串行通信的傳輸方式

單工數(shù)據(jù)傳送是單向的，一端為發(fā)送端，另一端為接收端。全雙工數(shù)據(jù)傳送是雙向的，且可以同時(shí)接收與發(fā)送數(shù)據(jù)。

半雙工數(shù)據(jù)傳送是雙向,任何一個(gè)時(shí)刻，只能由一方發(fā)送數(shù)據(jù)，另一方接收數(shù)據(jù)，不能同

時(shí)收發(fā)。RS232C總線標(biāo)準(zhǔn)負(fù)邏輯－３～－１５Ｖ為邏輯“１”，＋３～＋１５Ｖ為邏輯“０”９芯串行接口ＭＣＵ中用到的３根線：接收線、發(fā)送線、地線ＵＳＢ轉(zhuǎn)串行接口電路ＣＨ３４１ＡＵＳＢ轉(zhuǎn)串口電路串行口寄存器串行口控制寄存器ＳＣＯＮ功率控制寄存器ＰＣＯＮ輔助寄存器ＡＵＸＲ串口初始化步驟１）確定定時(shí)器１的工作方式———編程ＴＭＯＤ寄存器；

２）計(jì)算定時(shí)器１的初值———裝載ＴＨ１，ＴＬ１；

３）啟動(dòng)定時(shí)器１———編程ＴＣＯＮ中的ＴＲ１位；

４）確定串行口的工作方式———編程ＳＣＯＮ；

５）串行口在中斷方式工作時(shí)，須開ＣＰＵ和中斷源———編程ＩＥ寄存器。

4.3LCD12864液晶屏顯示驅(qū)動(dòng)LCD12864液晶屏概述帶中文字庫(kù)的１２８×６４是一種具有４位／８位并行、２線或３線串行多種接口方式，內(nèi)部含有國(guó)標(biāo)一級(jí)、二級(jí)簡(jiǎn)體中文字庫(kù)的點(diǎn)陣圖形液晶顯示模塊；其顯示分辨率為１２８×６４，內(nèi)置８１９２個(gè)１６×１６點(diǎn)漢字和１２８?jìng)€(gè)１６×８點(diǎn)ＡＳＣＩＩ字符集。提供兩種界面來(lái)連接微處理機(jī)：８位并行及串行兩種連接方式。具有多種功能：光標(biāo)顯示、畫面移位和睡眠模式等。

引腳說(shuō)明并行寫時(shí)序并行讀時(shí)序串行讀寫時(shí)序?qū)懭肜L圖ＲＡＭ的步驟１）關(guān)閉繪圖顯示功能。２）先將水平的位元組坐標(biāo)（Ｘ）寫入繪圖ＲＡＭ地址。３）再將垂直的坐標(biāo)（Ｙ）寫入繪圖ＲＡＭ地址。４）將Ｄ１５～Ｄ８寫入到ＲＡＭ中。５）將Ｄ７～Ｄ０寫入到ＲＡＭ中。６）打開繪圖顯示功能。

字符顯示ＲＡＭ（ＤＤＲＡＭ）

文本顯示ＲＡＭ提供１０個(gè)×２行的漢字空間，當(dāng)寫入文本顯示ＲＡＭ時(shí)，可以分別顯示ＣＧＲＯＭ、ＨＣＧＲＯＭ與ＣＧＲＡＭ的字型；ＲＴ１６０３２可以顯示３種字型，分別是半寬的ＨＣＧＲＯＭ字型、ＣＧＲＡＭ字型及中文ＣＧＲＯＭ字型。３種字型的選擇，由在ＤＤＲＡＭ中寫入的編碼選擇，各種字型詳細(xì)編碼如下。顯示半寬字型：將一位字節(jié)寫入ＤＤＲＡＭ中，范圍為０２Ｈ～７ＦＨ的編碼。顯示ＣＧＲＡＭ字型：將兩字節(jié)編碼寫入ＤＤＲＡＭ中，總共有００００Ｈ、０００２Ｈ、０００４Ｈ、０００６Ｈ四種編碼；顯示中文字形：將兩字節(jié)編碼寫入ＤＤＲＡＭＫ，范圍為Ａ１Ａ０Ｈ～Ｆ７ＦＦＨ（ＧＢ碼）或

Ａ１４０Ｈ～Ｄ７５ＦＨ（ＢＩＧ５碼）的編碼。

4.4項(xiàng)目實(shí)施串行查詢方式的電子廣告牌設(shè)計(jì)串行中斷方式的電子廣告牌設(shè)計(jì)

4.5項(xiàng)目小結(jié)該項(xiàng)目主要介紹了ＬＣＤ１２８６４液晶屏驅(qū)動(dòng)和串口通信驅(qū)動(dòng)程序的通用函數(shù)編程方法，實(shí)現(xiàn)串口通信和ＬＣＤ１２８６４液晶顯示的模塊化構(gòu)建，為后續(xù)通用性編程打下基礎(chǔ)。在Ｋｅｉｌ環(huán)境中建立項(xiàng)目輸入源程序包括ＳＣＩ.ｈ、ＳＣＩ.ｃ、ＬＣＤ１２８６４.ｈ和ＬＣＤ１２８６４.ｃ通用文件，再根據(jù)項(xiàng)目功能構(gòu)建工程文件ｍａｉｎ.ｃ，編譯后下載到ＣＣＩＴ綜合實(shí)驗(yàn)儀，進(jìn)入在線調(diào)試方式，可以觀察到項(xiàng)目的功能實(shí)現(xiàn)情況。通過(guò)本項(xiàng)目的練習(xí)，基本可以掌握如何靈活運(yùn)用串口和ＬＣＤ１２８６４液晶屏模塊，以實(shí)現(xiàn)

項(xiàng)目中需要的功能。

項(xiàng)目5電子日歷鐘設(shè)計(jì)5.1學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)了解ＤＳ１３０２的工作原理及基本結(jié)構(gòu)；掌握ＤＳ１３０２的讀寫功能及相關(guān)寄存器的配置方法；掌握Ｉ２Ｃ總線存儲(chǔ)數(shù)據(jù)到ＡＴ２４Ｃ０２的方法；掌握電子日歷鐘的設(shè)計(jì)方法。能力目標(biāo)能夠通過(guò)串口實(shí)現(xiàn)校時(shí)功能；能夠驅(qū)動(dòng)ＤＳ１３０２實(shí)現(xiàn)定時(shí)功能；能夠通過(guò)Ｉ２Ｃ總線存儲(chǔ)數(shù)據(jù)到ＡＴ２４Ｃ０２芯片；能夠在一個(gè)工程進(jìn)行模塊化編程。5.2項(xiàng)目分析本項(xiàng)目主要是綜合ＤＳ１３０２時(shí)鐘模塊、串口通信模塊、數(shù)碼管顯示模塊及Ｉ２Ｃ總線等知識(shí)，以實(shí)現(xiàn)電子日歷鐘的功能，該日歷鐘功能包括：當(dāng)前時(shí)間實(shí)時(shí)顯示、校時(shí)、定時(shí)、報(bào)時(shí)和清零等。

5.3ＤＳ１３０２的基礎(chǔ)知識(shí)ＤＳ１３０２引腳功能及結(jié)構(gòu)

ＤＳ１３０２寄存器ＤＳ１３０２寄存器5.4Ｉ２Ｃ總線驅(qū)動(dòng)

Ｉ２Ｃ總線硬件相關(guān)術(shù)語(yǔ)與典型硬件電路主機(jī)從機(jī)地址發(fā)送器與接收器SDA、SCLＩ２Ｃ總線數(shù)據(jù)通信協(xié)議

數(shù)據(jù)的有效性信號(hào)類型開始信號(hào)停止信號(hào)應(yīng)答信號(hào)數(shù)據(jù)傳輸格式標(biāo)準(zhǔn)的Ｉ２Ｃ通信由４部分組成：開始信號(hào)、從機(jī)地址傳輸、數(shù)據(jù)傳輸

和結(jié)束信號(hào)。主機(jī)向從機(jī)讀／寫１個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)的過(guò)程

（１）主機(jī)向從機(jī)寫１個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)的過(guò)程

主機(jī)要向從機(jī)寫１個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)時(shí)，主機(jī)首先產(chǎn)生ＳＴＡＲＴ信號(hào)，然后緊跟著發(fā)送１個(gè)從機(jī)地址（７位），查詢相應(yīng)的從機(jī)，緊接著的第８位是數(shù)據(jù)方向位（Ｒ／Ｗ），０表示主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)（寫），這時(shí)候主機(jī)等待從機(jī)的應(yīng)答信號(hào)（ＡＣＫ），當(dāng)主機(jī)收到應(yīng)答信號(hào)時(shí)，發(fā)送給從機(jī)１個(gè)位置參數(shù)，告訴從機(jī)主機(jī)的數(shù)據(jù)在從機(jī)接收數(shù)組中存放的位置，然后繼續(xù)等待從機(jī)的響應(yīng)信號(hào)，當(dāng)主機(jī)收到響應(yīng)信號(hào)時(shí)，發(fā)送１個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)，繼續(xù)等待從機(jī)的響應(yīng)信號(hào)，當(dāng)主

機(jī)收到響應(yīng)信號(hào)時(shí)，產(chǎn)生停止信號(hào)，結(jié)束傳送過(guò)程。

主機(jī)從從機(jī)讀１個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)的過(guò)程

當(dāng)主機(jī)要從從機(jī)讀１個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)時(shí)，主機(jī)首先產(chǎn)生ＳＴＡＲＴ信號(hào)，然后緊跟著發(fā)送１個(gè)從機(jī)地址，查詢相應(yīng)的從機(jī)，注意此時(shí)該地址的第８位為０，表明是向從機(jī)寫命令，這時(shí)候主機(jī)等待從機(jī)的應(yīng)答信號(hào)（ＡＣＫ），當(dāng)主機(jī)收到應(yīng)答信號(hào)時(shí)，發(fā)送給從機(jī)１個(gè)位置參數(shù)，告訴從機(jī)主機(jī)的數(shù)據(jù)在從機(jī)接收數(shù)組中存放的位置，繼續(xù)等待從機(jī)的應(yīng)答信號(hào)，當(dāng)主機(jī)收到應(yīng)答信號(hào)后，主機(jī)要改變通信模式（主機(jī)將由發(fā)送變?yōu)榻邮?，從機(jī)將由接收變?yōu)榘l(fā)送），所以主機(jī)發(fā)送重新開始信號(hào)，然后緊跟著發(fā)送１個(gè)從機(jī)地址，注意此時(shí)該地址的第８位為１，表明將主機(jī)設(shè)置成接收模式開始讀取數(shù)據(jù)，這時(shí)主機(jī)等待從機(jī)的應(yīng)答信號(hào)，當(dāng)主機(jī)收到應(yīng)答信號(hào)時(shí)，就可以接收１個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)，當(dāng)接收完成后，主機(jī)發(fā)送非應(yīng)答信號(hào)，表示不再接收數(shù)據(jù)，主機(jī)進(jìn)而產(chǎn)生停止信號(hào)，結(jié)束傳送過(guò)程。

ＡＴ２４Ｃ０２功能描述

ＡＴ２４Ｃ０２支持Ｉ２Ｃ，總線協(xié)議規(guī)定任何將數(shù)據(jù)傳送到總線的元器件作為發(fā)送器。任何從總線接收數(shù)據(jù)的元器件為接收器，數(shù)據(jù)傳送是由產(chǎn)生串行時(shí)鐘和所有起始停止信號(hào)的主元器件控制的，主元器件和從元器件都可以作為發(fā)送器或接收器，但由主元器件控制傳送數(shù)據(jù)（發(fā)送或接收）的模式，由于Ａ０、Ａ１和Ａ２可以組成０００～１１１共８種情況，即通過(guò)元器件地址輸入端Ａ０、Ａ１和Ａ２可以實(shí)現(xiàn)將最多８?jìng)€(gè)ＡＴ２４Ｃ０２元器件連接到總線上，通過(guò)進(jìn)行不同的配置進(jìn)行選擇元器件。

引腳功能

ＳＣＬ串行時(shí)鐘：ＡＴ２４Ｃ０２串行時(shí)鐘輸入引腳用于產(chǎn)生元器件所有數(shù)據(jù)發(fā)送或接收的時(shí)鐘，這是一個(gè)輸入引腳。ＳＤＡ串行數(shù)據(jù)／地址：ＡＴ２４Ｃ０２雙向串行數(shù)據(jù)／地址引腳用于元器件所有數(shù)據(jù)的發(fā)送或

接收，ＳＤＡ是一個(gè)開漏輸出引腳，可與其他開漏輸出或集電極開路輸出進(jìn)行線或（ｗｉｒｅ－

ＯＲ）。Ａ０、Ａ１、Ａ２元器件地址輸入端：這些輸入腳用于多個(gè)元器件級(jí)聯(lián)時(shí)設(shè)置元器件地址，當(dāng)這些腳懸空時(shí)默認(rèn)值為０，當(dāng)使用ＡＴ２４Ｃ０２時(shí)最大可級(jí)聯(lián)８?jìng)€(gè)元器件。如果只有１個(gè)ＡＴ２４Ｃ０２被總線尋址，這３個(gè)地址輸入腳（Ａ０、Ａ１、Ａ２）可懸空或連接到Ｖｓｓ。ＷＰ寫保護(hù)：如果ＷＰ引腳連接到Ｖｃｃ，所有的內(nèi)容都被寫保護(hù)只能讀，當(dāng)ＷＰ引腳連

接到Ｖｓｓ或懸空允許元器件進(jìn)行正常的讀／寫操作。

結(jié)構(gòu)與尋址

ＡＴ２４Ｃ０２的存儲(chǔ)容量為２ＫＢ，內(nèi)容分成３２頁(yè)，每頁(yè)８Ｂｙｔｅ，共２５６Ｂｙｔｅ，操作時(shí)有兩種尋址方式：芯片尋址和片內(nèi)子地址尋址。

芯片尋址：ＡＴ２４Ｃ０２的芯片地址為１０１０，其地址控制字格式如圖所示，其中Ａ２，Ａ１，Ａ０可編程地址選擇位，Ａ２，Ａ１，Ａ０引腳接高、低電平后得到確定的３位編碼，與１０１０形成７位編碼，即為該元器件的地址碼；Ｒ／Ｗ為芯片讀寫控制位，該位為０，表示芯片進(jìn)行寫操作。

片內(nèi)子地址尋址：芯片尋址可對(duì)內(nèi)部２５６Ｂ中的任一個(gè)進(jìn)行讀／寫操作，其尋址范圍為００～ＦＦ，共２５６個(gè)尋址單位。

蜂鳴器模塊設(shè)計(jì)

ＵＬＮ２００３簡(jiǎn)介ＵＬＮ２００３是大電流驅(qū)動(dòng)陣列，多用于單片機(jī)、智能儀表、ＰＬＣ、數(shù)字量輸出卡等控制電路中，可直接驅(qū)動(dòng)繼電器等負(fù)載，輸入５ＶＴＴＬ電平，輸出可達(dá)５００ｍＡ／５０Ｖ。ＵＬＮ２００３引腳功能說(shuō)明引腳１～７：ＣＰＵ脈沖輸入端，端口對(duì)應(yīng)一個(gè)信號(hào)輸出端。引腳８：接地。引腳９：該腳是內(nèi)部７個(gè)續(xù)流二極管負(fù)極的公共端，各二極管的正極分別接各達(dá)林頓管的集電極。用于感性負(fù)載時(shí)，該腳接負(fù)載電源正極，實(shí)現(xiàn)續(xù)流作用。引腳１０～１６：脈沖信號(hào)輸出端，對(duì)應(yīng)引腳７～１信號(hào)輸入端。5.5項(xiàng)目實(shí)施電子日歷鐘的基本功能包括如下內(nèi)容。

１）計(jì)時(shí)功能：通過(guò)ＤＳ１３０２時(shí)鐘芯片進(jìn)行日期和時(shí)間的實(shí)時(shí)計(jì)數(shù)。

２）模式切換功能：通過(guò)Ｋ１鍵實(shí)現(xiàn)顯示模式和功能設(shè)置模式切換。

３）校時(shí)和定時(shí)設(shè)置功能切換：通過(guò)Ｋ２鍵實(shí)現(xiàn)校時(shí)和定時(shí)設(shè)置切換、日期和時(shí)間顯示切換。

４）校時(shí)功能設(shè)置：通過(guò)串口調(diào)試助手發(fā)送正確的日期和時(shí)間數(shù)據(jù)，ＭＣＵ接收后進(jìn)行實(shí)時(shí)校對(duì)。

５）定時(shí)功能設(shè)置：通過(guò)串口調(diào)試助手發(fā)送定時(shí)的時(shí)間數(shù)據(jù)，ＭＣＵ接收后存儲(chǔ)于ＡＴ２４Ｃ０２芯片。

６）報(bào)時(shí)功能：系統(tǒng)實(shí)時(shí)讀?。粒裕玻矗茫埃泊鎯?chǔ)的定時(shí)參數(shù)，與當(dāng)前時(shí)間比較，若相等，則

蜂鳴器響５ｓ。

流程圖項(xiàng)目6基于藍(lán)牙通信的智能風(fēng)扇設(shè)計(jì)副標(biāo)題6.1學(xué)習(xí)目標(biāo)［知識(shí)目標(biāo)］

掌握步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)原理。

掌握藍(lán)牙通信的原理；

掌握定時(shí)器的工作原理。

［能力目標(biāo)］

能夠熟練應(yīng)用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)對(duì)風(fēng)扇功率器件的驅(qū)動(dòng)；

能夠熟練應(yīng)用藍(lán)牙模塊進(jìn)行通信；

能夠CCITSTC單片機(jī)綜合實(shí)驗(yàn)儀Keil編輯環(huán)境下編寫和在線調(diào)試基于藍(lán)牙通信的智能風(fēng)扇設(shè)計(jì)。

6.2項(xiàng)目分析基于藍(lán)牙通信的智能風(fēng)扇項(xiàng)目設(shè)計(jì)，主要是介紹步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)原理、藍(lán)牙通信模塊的原理及基于藍(lán)牙通信的設(shè)計(jì)方法?；谒{(lán)牙通信的智能風(fēng)扇設(shè)計(jì)項(xiàng)目主要是設(shè)計(jì)3個(gè)子任務(wù)：藍(lán)牙通信、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)和12864漢字屏的顯示，通過(guò)這三個(gè)子任務(wù)的整合設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)智能風(fēng)扇的無(wú)線控制和顯示功能。培養(yǎng)用戶靈活應(yīng)用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、藍(lán)牙通信和12864漢字屏驅(qū)動(dòng)模塊進(jìn)行綜合項(xiàng)目開發(fā)調(diào)試能力。

6.4支撐知識(shí)在項(xiàng)目分析中，了解到基于藍(lán)牙通信的風(fēng)扇設(shè)計(jì)需要運(yùn)用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、藍(lán)牙通信和12864漢字屏知識(shí)，主要是對(duì)STCSTC15F2K60S2單片機(jī)的基本I/O口的應(yīng)用、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)原理及藍(lán)牙通信驅(qū)動(dòng)原理的訓(xùn)練，為了實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目的在線方針和調(diào)試，需要借助CCITSTC單片機(jī)綜合試驗(yàn)儀平臺(tái)KeilμVision4開發(fā)軟件，進(jìn)一步熟悉和掌握系統(tǒng)編程方法和調(diào)試方法，根據(jù)情境分析中的要點(diǎn)，要求如下：靈活配置GPIO口；掌握步進(jìn)電動(dòng)機(jī)原理及編程方法；掌握藍(lán)牙通信原理及編程驅(qū)動(dòng)方法；6.4.1步進(jìn)電動(dòng)機(jī)１步進(jìn)電動(dòng)機(jī)基本常識(shí)

2步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的靜態(tài)術(shù)語(yǔ)

3步進(jìn)電動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)指標(biāo)及術(shù)語(yǔ)

4反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)原理由于反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)比較簡(jiǎn)單，下面敘述三相反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)原理。

5電路設(shè)計(jì)6通用函數(shù)編程案例1：按鍵控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向改變。6.4.2HC系列藍(lán)牙串口模塊1概述2藍(lán)牙轉(zhuǎn)串口HC-06無(wú)線模塊1.采用CSR主流藍(lán)牙芯片，藍(lán)牙V2.0協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。2.串口模塊工作電壓3.3V。3.波特率1200、2400、4800、9600、19200、38400、57600、115200，用戶可設(shè)置。3模塊選型藍(lán)牙串口在模塊功能上，偶數(shù)命名相互兼容，叢集命名也相互兼容，即HC-04與HC-06,HC-03與HC-05在功能上是兼容的。HC-04，HC-06是比較早的版本，用戶不可以自己切換主機(jī)或者從機(jī)，AT指令集很少，包括修改藍(lán)牙名（限于從機(jī)），修改密碼，修改波特率，詢問(wèn)版本號(hào)等幾個(gè)基本功能，不如HC-03\HC-05的靈活和指令集多。4電路設(shè)計(jì)5藍(lán)牙串口模塊指令設(shè)置（1）測(cè)試通信（2）設(shè)置波特率（3）設(shè)置藍(lán)牙模塊名稱（4）設(shè)置藍(lán)牙配對(duì)密碼（5）無(wú)校驗(yàn)設(shè)置（6）偶校驗(yàn)設(shè)置6函數(shù)編程（1）藍(lán)牙模塊通用函數(shù)編程（2）繼電器模塊通用函數(shù)編程6.5項(xiàng)目實(shí)施6.5.1函數(shù)設(shè)計(jì)（1）LCD12864液晶顯示驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)（2）DS18B20驅(qū)動(dòng)函數(shù)設(shè)計(jì)（3）步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)函數(shù)設(shè)計(jì)（4）基于藍(lán)牙通信的智能風(fēng)扇工程設(shè)計(jì)6.5.2項(xiàng)目小結(jié)項(xiàng)目7自動(dòng)售水機(jī)設(shè)計(jì)7.1功能描述自動(dòng)售水機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)現(xiàn)實(shí)售水機(jī)的模擬，通過(guò)數(shù)碼管顯示費(fèi)率、出水量及總費(fèi)用；通過(guò)光敏電阻檢測(cè)環(huán)境亮度，在亮度過(guò)低的情況下，自動(dòng)開燈。系統(tǒng)硬件電路主要由單片機(jī)控制電路、數(shù)碼管顯示電路、A-D轉(zhuǎn)換電路及功能按鍵組成，系統(tǒng)功能框圖如圖7-1所示。

7.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路及具體要求系統(tǒng)工作及初始化狀態(tài)設(shè)計(jì)：上電后售水機(jī)處于待命狀態(tài)，數(shù)碼管兩部分顯示為全０，等待按鍵按下。光敏實(shí)時(shí)檢測(cè)光照亮度，控制小燈亮滅。按鍵控制模塊：使用獨(dú)立按鍵，設(shè)定按鍵S7為出水控制按鍵，當(dāng)S7按下后，售水機(jī)持續(xù)出水（繼電器接通，指示燈點(diǎn)亮）。設(shè)定按鍵S6為停水控制按鍵，當(dāng)S6按下后，停止出水（繼電器斷開，指示燈熄滅）。數(shù)碼管顯示模塊：通過(guò)4位數(shù)碼管DS1顯示費(fèi)率，單位為元／升，保留2位有效數(shù)字。通過(guò)4位數(shù)碼管DS2顯示當(dāng)前出水總量（出水時(shí)，單位為升）和總價(jià)（停止時(shí)，單位為元）Ａ－Ｄ轉(zhuǎn)換模塊：通過(guò)光敏電阻RD1和Ａ－Ｄ轉(zhuǎn)換芯片ＰＣＦ８５９１組成的亮度檢測(cè)電路（亮度值轉(zhuǎn)換為ＰＣＦ８５９１光敏電阻通道的電壓）檢測(cè)環(huán)境亮度；當(dāng)ＰＣＦ８５９１光敏電阻通道輸入電壓小于1.25V時(shí)，L1點(diǎn)亮，大于1.25V時(shí)，L1熄滅。繼電器模塊：繼電器模塊用來(lái)模擬售水機(jī)的開關(guān)，繼電器吸合，指示燈亮起代表售水機(jī)開始工作；繼電器斷開，指示燈熄滅表示售水機(jī)停止工作。計(jì)數(shù)模擬：使用定時(shí)器來(lái)模擬出水量的計(jì)數(shù)并且在數(shù)碼管顯示。7.3A-D轉(zhuǎn)換模塊設(shè)計(jì)PCF8591

芯片介紹地址控制字A-D轉(zhuǎn)換模塊電路設(shè)計(jì)

7.4項(xiàng)目實(shí)施

系統(tǒng)整合按鍵模塊、數(shù)碼管顯示、Ａ－Ｄ轉(zhuǎn)換模塊、繼電器控制模塊和功能按鍵模塊等功能模擬實(shí)現(xiàn)自動(dòng)售水機(jī)的基本功能，通過(guò)按鍵進(jìn)行操控，控制售水機(jī)開與關(guān)，按鍵控制開啟后，售水機(jī)開始模擬出水，數(shù)碼管顯示出水量，并且顯示單價(jià)；通過(guò)按鍵關(guān)閉售水機(jī)后，停止出水，數(shù)碼管顯示單價(jià)區(qū)域轉(zhuǎn)換為總價(jià)。售水機(jī)每秒價(jià)錢和出水量可改變，自動(dòng)售水機(jī)的光敏電阻用來(lái)檢測(cè)裝置外界亮度，達(dá)到預(yù)定值后打開ＬＥＤ指示燈，系統(tǒng)的主模塊流程圖如圖7-8所示。數(shù)碼管顯示測(cè)試：通電后，數(shù)碼管正常顯示初始值，無(wú)暗光閃爍，進(jìn)行出水狀態(tài)后正常顯示出水量。停止后顯示總價(jià)格和單價(jià)。按鍵功能測(cè)試：通電后按下Ｓ７按鍵，能夠正常進(jìn)入出水狀態(tài)，此時(shí)再次按下Ｓ７無(wú)其他操作，按下Ｓ６后停止出狀態(tài)，并結(jié)算金額。繼電器控制顯示：通電后，初始化繼電器關(guān)閉狀態(tài)，進(jìn)入出水狀態(tài)后繼電器正常打開，指示燈點(diǎn)亮，退出出水狀態(tài)后，繼電器關(guān)閉，指示燈熄滅。光敏測(cè)試：通電后將手指蓋住光光敏電阻，１號(hào)ＬＥＤ燈正常點(diǎn)亮，挪開手指，小燈熄滅。光敏正常工作，使用萬(wàn)用表測(cè)量電壓，達(dá)到預(yù)期值。7.5項(xiàng)目運(yùn)行調(diào)試

7.6習(xí)題使用Ｓ５和Ｓ６作為售水機(jī)的開／關(guān)控制按鍵，單價(jià)設(shè)置為０．２５元／升，出水量為２００ｍｌ／

ｓ，光敏控制的ＬＥＤ小燈改為６號(hào)ＬＥＤ燈。

項(xiàng)目8自動(dòng)澆灌模擬系統(tǒng)設(shè)計(jì)副標(biāo)題8.1功能描述要求“自動(dòng)模擬系統(tǒng)”能夠?qū)崿F(xiàn)溫度的顯示、溫度上下限的顯示和設(shè)置、溫度的報(bào)警、間隔時(shí)間和澆灌時(shí)間的顯示、根據(jù)當(dāng)前的溫度和光照進(jìn)行澆灌的控制等基本功能。

8.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路及具體要求（1）系統(tǒng)工作及初始化狀態(tài)設(shè)計(jì)（2）LCD12864顯示模塊設(shè)計(jì)（3）報(bào)警澆灌模塊設(shè)計(jì)（4）功能按鍵模塊設(shè)計(jì)（5）實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊設(shè)計(jì)（6）EEPROM存儲(chǔ)單元（7）溫度采集模塊設(shè)計(jì)（8）光敏采集模塊設(shè)計(jì)

8.3.1項(xiàng)目實(shí)施系統(tǒng)整合ADC采集模塊、溫度采集模塊、時(shí)鐘芯片模塊、12864顯示模塊、EEPROM存儲(chǔ)模塊和繼電器控制模塊、功能按鍵模塊等功能模擬實(shí)現(xiàn)自動(dòng)灌溉系統(tǒng)的基本功能。

8.3.2驅(qū)動(dòng)程序（1）按鍵模塊（2）