第11章單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計實例ppt課件

1、第11章 單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計實例 第十一章第十一章 單片機運用系統(tǒng)設(shè)計實例單片機運用系統(tǒng)設(shè)計實例 11.1 單片機電子時鐘的設(shè)計單片機電子時鐘的設(shè)計 通常經(jīng)過用單片機設(shè)計電子時鐘有兩種方法：一是經(jīng)過單片機內(nèi)部的定時器/計數(shù)器。這種方法硬件線路簡單，采用軟件編程實現(xiàn)時鐘計數(shù)，普通稱為軟時鐘。系統(tǒng)的功能普通與軟件設(shè)計相關(guān)，通常用在對時間精度要求不高的場所；二是采用時鐘芯片，它的功能強大，功能部件集成在芯片內(nèi)部，自動產(chǎn)生時鐘等相關(guān)功能。硬件本錢相對較高，軟件編程簡單。通常用在對時鐘精度要求較高的場所。 11.1.1 軟時鐘的根本原理 軟時鐘是利用單片機內(nèi)部的定時器/計數(shù)器來實現(xiàn)，它的處置過程如下：首

2、先設(shè)定單片機內(nèi)部的一個定時器/計數(shù)器任務(wù)于定時方式，對機器周期計數(shù)構(gòu)成基準時間如10ms，然后用另一個定時器/計數(shù)器或軟件計數(shù)的方法對基準時間計數(shù)構(gòu)成秒對10ms計數(shù)100次，秒計60次構(gòu)成分，分計60次構(gòu)成小時，小時計24次那么計滿一天。然后經(jīng)過數(shù)碼管把它們的內(nèi)容在相應(yīng)位置顯示出來即可。第11章 單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計實例 11.1.2 系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計第11章 單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計實例 11.1.3 系統(tǒng)軟件程序的設(shè)計 電子時鐘的軟件系統(tǒng)由主程序和子程序組成，主程序程序包含初始化參數(shù)設(shè)置、按鍵處置、數(shù)碼管顯示模塊等，在設(shè)計時各個模塊都采用子程序構(gòu)造設(shè)計，在主程序中調(diào)用。由于定

3、時器/計數(shù)器采用中斷方式處置，因此還要編寫定時器/中斷效力子程序，在定時器/計數(shù)器中斷效力程序中對時鐘進展調(diào)整。一主程序一主程序主程序執(zhí)行流程如圖，主程序先對顯示單元和定時器主程序執(zhí)行流程如圖，主程序先對顯示單元和定時器/計數(shù)器初計數(shù)器初始化，然后反復(fù)調(diào)用數(shù)碼管顯示模塊和按鍵處置模塊，當有鍵按始化，然后反復(fù)調(diào)用數(shù)碼管顯示模塊和按鍵處置模塊，當有鍵按下，那么轉(zhuǎn)入相應(yīng)的功能程序。下，那么轉(zhuǎn)入相應(yīng)的功能程序。第11章 單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計實例 開場顯示單元清零T0、T1設(shè)為16位計數(shù)方式允許T0中斷調(diào)用顯示子程序進入功能程序按下鍵否？否是第11章 單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計實例 二數(shù)碼管顯示模塊二數(shù)碼管顯示模

4、塊本系統(tǒng)共用本系統(tǒng)共用8個數(shù)碼管，從右到左依次顯示秒個位、秒十位、橫個數(shù)碼管，從右到左依次顯示秒個位、秒十位、橫線、分個位、分十位、橫線、時個位和時十位。數(shù)碼管顯示的信息線、分個位、分十位、橫線、時個位和時十位。數(shù)碼管顯示的信息用用8個內(nèi)存單元存放，這個內(nèi)存單元存放，這8個內(nèi)存單元稱為顯示緩沖區(qū)，其中秒個位個內(nèi)存單元稱為顯示緩沖區(qū)，其中秒個位和秒十位、分個位和分十位、時個位和時十位分別由秒數(shù)據(jù)、分數(shù)和秒十位、分個位和分十位、時個位和時十位分別由秒數(shù)據(jù)、分數(shù)據(jù)和小時數(shù)據(jù)分拆得到。在本系統(tǒng)中數(shù)碼管顯示采用軟件譯碼動態(tài)據(jù)和小時數(shù)據(jù)分拆得到。在本系統(tǒng)中數(shù)碼管顯示采用軟件譯碼動態(tài)顯示。在存儲器中首先建立

5、一張顯示信息的字段碼表，顯示時，先顯示。在存儲器中首先建立一張顯示信息的字段碼表，顯示時，先從顯示緩沖區(qū)中取出顯示的信息，然后經(jīng)過查表程序在字段碼表中從顯示緩沖區(qū)中取出顯示的信息，然后經(jīng)過查表程序在字段碼表中查出所顯示的信息的字段碼，從查出所顯示的信息的字段碼，從P0口輸出，同時在口輸出，同時在P2口將對應(yīng)的口將對應(yīng)的位選碼輸出選中顯示的數(shù)碼管，就能在相應(yīng)的數(shù)碼管上顯示顯示緩位選碼輸出選中顯示的數(shù)碼管，就能在相應(yīng)的數(shù)碼管上顯示顯示緩沖區(qū)的內(nèi)容。沖區(qū)的內(nèi)容。三定時器三定時器/計數(shù)器計數(shù)器T0中斷效力程序中斷效力程序定時器定時器/計數(shù)器計數(shù)器T0用于時間計時。選擇方式用于時間計時。選擇方式1，反復(fù)

6、定時，定，反復(fù)定時，定時時間設(shè)為時時間設(shè)為50ms，定時時間到那么中斷，在中斷效力程序中用一個，定時時間到那么中斷，在中斷效力程序中用一個計數(shù)器對計數(shù)器對50ms計數(shù)，計計數(shù)，計20次那么對秒單元加次那么對秒單元加1，秒單元加到，秒單元加到60那么那么對分單元加對分單元加1，同時秒單元清，同時秒單元清0；分單元加到；分單元加到60那么對時單元加那么對時單元加1，同，同時分單元清時分單元清0；時單元加到；時單元加到24那么對時單元清那么對時單元清0，標志一天時間計滿。，標志一天時間計滿。在對各單元計數(shù)的同時，把它們的值放到存儲單元的指定位置。定時在對各單元計數(shù)的同時，把它們的值放到存儲單元的指定

7、位置。定時器器/計數(shù)器計數(shù)器T0中斷效力程序流程圖如圖中斷效力程序流程圖如圖 第11章 單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計實例 開場現(xiàn)場維護，重置初值啟動下一個50ms50ms 計數(shù)器加1秒單元加1，50ms計數(shù)器清0，秒寫入秒個位和秒十位50ms 計數(shù)器=20？否是分單元加1，秒單元清0，分寫入分個位和分十位秒單元=60？時單元加1，分單元清0，時寫入時個位和時十位分單元=60？時單元清0時單元=24？中斷前往否否否是是是第11章 單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計實例 四按鍵處置模塊四按鍵處置模塊按鍵處置設(shè)置為：如沒有按鍵，那么時鐘正常走時。當按下按鍵處置設(shè)置為：如沒有按鍵，那么時鐘正常走時。當按下K0按鍵時，進入調(diào)分形

8、狀，時鐘停頓走動；按按鍵時，進入調(diào)分形狀，時鐘停頓走動；按K1可可K2按鍵可進展按鍵可進展加加1或減或減1操作；繼續(xù)按操作；繼續(xù)按K0鍵可分別進展分和小時的調(diào)整；最后按鍵可分別進展分和小時的調(diào)整；最后按K0鍵將退出調(diào)整形狀，時鐘開場計時運轉(zhuǎn)。鍵將退出調(diào)整形狀，時鐘開場計時運轉(zhuǎn)。五匯編言語源程序清單五匯編言語源程序清單略略六六C言語源程序清單言語源程序清單略略第11章 單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計實例 11.2 多路數(shù)字電壓表的設(shè)計多路數(shù)字電壓表的設(shè)計11.2.1 多路數(shù)字電壓表的原理及功能多路數(shù)字電壓表的原理及功能 多路數(shù)字式電壓表運用系統(tǒng)主要利用A/D轉(zhuǎn)換器，處置過程如下：先用A/D轉(zhuǎn)換器對各路電壓值

9、進展采樣，得到相應(yīng)的數(shù)字量，再按數(shù)字量與模擬量成正比關(guān)系運算得到對應(yīng)的模擬電壓值，然后把模擬值經(jīng)過顯示器顯示出來。設(shè)計時假設(shè)待測的輸入電壓為8路，電壓值的范疇為05V，要求能在四位LED數(shù)碼管上輪番顯示或單路選擇顯示。丈量的最小分辨率為0.019V，丈量誤差為0.02V。 根據(jù)系統(tǒng)的功能要求，控制系統(tǒng)采用AT89C52單片機，A/D轉(zhuǎn)換器采用ADC0809。ADC0809是8位的A/D轉(zhuǎn)換器。當輸入電壓為5.00V時，輸出的數(shù)據(jù)值為2550FFH，因此最大分辨率為0.0196V5/255。ADC0809的具有8路模擬量輸入端口，經(jīng)過3位地址輸入端能從8路中選擇一路進展轉(zhuǎn)換。如每隔一段時間輪番依

10、次改動3位地址輸入端的地址，就能依次對8路輸入電壓進展丈量。LED數(shù)碼管顯示采用軟件譯碼動態(tài)顯示。經(jīng)過按鍵選擇可8路循環(huán)顯示，也可單路顯示，單路顯示可經(jīng)過按鍵選擇顯示的通道數(shù)。第11章 單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計實例 11.2.2 系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計第11章 單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計實例 11.2.3 系統(tǒng)軟件程序的設(shè)計系統(tǒng)軟件程序的設(shè)計一主程序一主程序 主程序包含初始化部分、調(diào)用主程序包含初始化部分、調(diào)用A/D轉(zhuǎn)換子程序和調(diào)用顯示程序，轉(zhuǎn)換子程序和調(diào)用顯示程序，如以下圖。初始化包含存放通道數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)初始化和顯示緩沖區(qū)如以下圖。初始化包含存放通道數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)初始化和顯示緩沖區(qū)初始化。另外

11、，對于單路顯示和循環(huán)顯示，系統(tǒng)設(shè)置了一個標志位初始化。另外，對于單路顯示和循環(huán)顯示，系統(tǒng)設(shè)置了一個標志位00H控制，初始化時控制，初始化時00H位設(shè)置為位設(shè)置為0，默以為循環(huán)顯示，當它為，默以為循環(huán)顯示，當它為1時時改動為單路顯示控制，改動為單路顯示控制，00H位經(jīng)過單路位經(jīng)過單路/循環(huán)按鍵控制。循環(huán)按鍵控制。開場初始化調(diào)用A/D轉(zhuǎn)換子程序調(diào)用顯示子程序第11章 單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計實例 二二A/D轉(zhuǎn)換子程序轉(zhuǎn)換子程序 A/D轉(zhuǎn)換子程序用于對ADC0809八路輸入模擬電壓進展A/D轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)換的數(shù)值存入8個相應(yīng)的存儲單元中，如以下圖。A/D轉(zhuǎn)換子程序每隔一定時間調(diào)用一次，也即隔一段時間對輸入電

12、壓采樣一次。開場啟動一次轉(zhuǎn)換取數(shù)據(jù)OE=00809通道地址加1開場地址數(shù)小于8？A/D轉(zhuǎn)換終了EOC=1？第11章 單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計實例 四匯編言語源程序清單四匯編言語源程序清單略略五五C言語源程序清單言語源程序清單略略 LED數(shù)碼管采樣軟件譯碼動態(tài)掃描方式。在顯示子程序中包含多路循環(huán)顯示程序和單路顯示程序，多路循環(huán)顯示程序把8個存儲單元的數(shù)值依次取出送到四個數(shù)碼管上顯示，每一路顯示1秒。單路顯示程序只對當前選中的一路數(shù)據(jù)進展顯示。每路數(shù)據(jù)顯示時需經(jīng)過轉(zhuǎn)換變成十進制BCD碼，放于四個數(shù)碼管的顯示緩沖區(qū)中。單路或循環(huán)顯示經(jīng)過標志位00H控制。在顯示控制程序中參與了對單路或循環(huán)按鍵和通道選擇按鍵

13、的判別。三顯示子程序三顯示子程序第11章 單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計實例 11.3 單片機數(shù)字顯示溫度計單片機數(shù)字顯示溫度計11.3.1 單片機數(shù)字顯示溫度計的原理溫度丈量通常可以運用兩種方式來實現(xiàn)：一種是用熱敏電阻之類的器件，由于感溫效應(yīng)，熱敏電阻的阻值可以隨溫度發(fā)生變化，當熱敏電阻接入電路，那么流過它的電流或其兩端的電壓就會隨溫度發(fā)生相應(yīng)的變化，再將隨溫度變化的電壓或電流采集過來，進展A/D轉(zhuǎn)換后，發(fā)送到單片機進展數(shù)據(jù)處置，經(jīng)過顯示電路，就可以將被測溫度顯示出來。這種設(shè)計需求用到A/D轉(zhuǎn)換電路，其測溫電路比較費事。第二種方法是用溫度傳感器芯片。溫度傳感器芯片能把溫度信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，直接發(fā)送給單

14、片機，轉(zhuǎn)換后經(jīng)過顯示電路顯示即可。這種方法電路構(gòu)造簡單，設(shè)計方便，如今運用非常廣泛，本書引見的就是采用第二種方法設(shè)計的單片機數(shù)字顯示溫度計。要求溫度丈量范圍為-5599，精度誤差小于0.5。第11章 單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計實例 11.3.2 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計系統(tǒng)硬件電路由單片機系統(tǒng)、測溫電路和顯示電路等組成 第11章 單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計實例 11.3.3 系統(tǒng)軟件程序設(shè)計 由主程序、溫度丈量子程序、溫度轉(zhuǎn)換子程序和顯示子程序等組成 1主程序 在主程序中首先初始化，檢測DS18B20能否存在，然后經(jīng)過調(diào)用讀溫度子程序讀出DS18B20的當前值，調(diào)用溫度轉(zhuǎn)換子程序把從DS18B20中讀出的值轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的溫度，調(diào)用顯示子程序把溫度值在數(shù)碼管的相應(yīng)位置進展顯示 。主程序流程圖如圖 開始 初始化 調(diào)用測溫子程序 調(diào)用溫度轉(zhuǎn)換子程序 調(diào)用顯示子程序顯示 第11章 單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計實例 2溫度丈量子程序溫度丈量子程序的功能是讀出并處置DS18B20丈量的當前溫度值，讀出的溫度值以BCD碼的方式存放在緩沖區(qū)，溫度丈量子程序流程圖如下圖 開始 DS18B20 復(fù)位初始化 發(fā)跳過 ROM 命令 發(fā)溫度轉(zhuǎn)換命令溫度轉(zhuǎn)換 DS18B20 復(fù)位初始化 發(fā)跳過 ROM 命令 發(fā)讀溫度命令 讀轉(zhuǎn)換溫度值 結(jié)束 第11章 單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計實例 3溫度轉(zhuǎn)