第12章 應(yīng)用案例設(shè)計(jì)

1第12章單片機(jī)的各種控制與檢測(cè)應(yīng)用設(shè)計(jì)

介紹各種常用的單片機(jī)測(cè)控應(yīng)用設(shè)計(jì)案例，通過(guò)案例使讀者了解單片機(jī)系統(tǒng)的的各種常見的應(yīng)用設(shè)計(jì)。12.1單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)的設(shè)計(jì)

步進(jìn)電機(jī)是將脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元件。

非超載的情況下，電機(jī)轉(zhuǎn)速、停止位置只取決于脈沖信號(hào)的頻率和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載變化的影響，給電機(jī)加一脈沖信號(hào)，電機(jī)則轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)步距角。因而步進(jìn)電機(jī)只有周期性誤差而無(wú)累積誤差，在速度、位置等控制領(lǐng)域有較為廣泛的應(yīng)用。2312.1.1控制步進(jìn)電機(jī)的工作原理

驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)由單片機(jī)通過(guò)對(duì)每組線圈中的電流的順序切換來(lái)使電機(jī)作步進(jìn)式旋轉(zhuǎn)，切換是單片機(jī)輸出脈沖信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

調(diào)節(jié)脈沖信號(hào)頻率就可改變步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速；改變各相脈沖先后順序，就可改變電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向。

步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)可采用雙四拍（AB→BC→CD→DA→AB）方式，也可采用單四拍（A→B→C→D→A）方式。為使步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)平穩(wěn)，還可采用單、雙八拍方式（A→AB→B→BC→C→CD→D→DA→A）。各種工作方式時(shí)序見圖12-1。

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圖12-1

各種工作方式時(shí)序圖5

圖12-1脈沖信號(hào)是高電平有效，但實(shí)際控制時(shí)公共端是接在VCC上，所以實(shí)際控制脈沖是低電平有效。12.1.2電路設(shè)計(jì)與編程

【例12-1】單片機(jī)對(duì)步進(jìn)電機(jī)控制的原理電路見圖12-1。編寫程序，用四路I/O口輸出實(shí)現(xiàn)環(huán)形脈沖分配，控制步進(jìn)電機(jī)按固定方向連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。同時(shí)，通過(guò)“正轉(zhuǎn)”和“反轉(zhuǎn)”兩個(gè)按鍵來(lái)控制電機(jī)的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)。按下“正轉(zhuǎn)”按鍵，步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)；按下“反轉(zhuǎn)”按鍵，步進(jìn)電機(jī)反轉(zhuǎn)；松開按鍵，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。ULN2003是高耐壓、大電流達(dá)林頓陣列系列產(chǎn)品，7個(gè)NPN達(dá)林頓管組成。多用于單片機(jī)、智能儀表、PLC等控制電路6圖12-2

單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)接口電路7中。在5V電壓下能與TTL和CMOS電路直接相連,可直接驅(qū)動(dòng)繼電器等負(fù)載。具有電流增益高、工作電壓高、溫度范圍寬、帶負(fù)載能力強(qiáng)等特點(diǎn)。輸入5V的TTL電平，輸出可達(dá)500mA/50V。適于各類高速大功率驅(qū)動(dòng)的系統(tǒng)。參考程序：#include"reg51.h"#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedint#defineoutP2sbitpos=P0^0; //定義檢測(cè)正轉(zhuǎn)控制位P0.0sbitneg=P0^1; //定義檢測(cè)反轉(zhuǎn)控制位P0.1voiddelayms(uint);

8ucharcodeturn[]={0x02,0x06,0x04,0x0c,0x08,0x09,0x01,0x03};//步進(jìn)脈沖數(shù)組voidmain(void){ uchari; out=0x03; while(1) { if(!pos)//如果正轉(zhuǎn)按鍵按下 { i=i<8?i+1:0;//如果i<8，則i=i+1;否則i=0 out=turn[i]; delayms(50); }9elseif(!neg) { i=i>0?i-1:7; out=turn[i]; delayms(50); } }}voiddelayms(uintj) //函數(shù)功能：延時(shí){ uchari; for(;j>0;j--) { i=250; while(--i); i=249; while(--i); }}1012.2單片機(jī)控制直流電機(jī)

直流電機(jī)多用在無(wú)交流電源、方便移動(dòng)場(chǎng)合，具有低速大力矩等特點(diǎn)。如何用單片機(jī)控制直流電機(jī)。12.2.1控制直流電機(jī)的工作原理

對(duì)直流電機(jī)可精確控制其旋轉(zhuǎn)速度或轉(zhuǎn)矩，通過(guò)兩個(gè)磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)。結(jié)構(gòu)見圖12-3（a），定子裝設(shè)一對(duì)直流勵(lì)磁的靜止主磁極N和S，在轉(zhuǎn)子上裝設(shè)電樞鐵心。定子與轉(zhuǎn)子間有一氣隙。在電樞鐵心上放置了由兩根導(dǎo)體連成的電樞線圈，線圈首端和末端分別連到兩個(gè)圓弧形銅片上，此銅片稱為換向片。由換向片構(gòu)成的整體稱為換向器。11

換向器固定在轉(zhuǎn)軸上，換向片與轉(zhuǎn)軸間互相絕緣。在換向片上放置一對(duì)固定不動(dòng)的電刷B1和B2，當(dāng)電樞旋轉(zhuǎn)時(shí)，電樞線圈通過(guò)換向片和電刷與外電路接通。

定子通過(guò)永磁體或受激勵(lì)電磁鐵產(chǎn)生一固定磁場(chǎng)，由于轉(zhuǎn)子由一系列電磁體構(gòu)成，當(dāng)電流通過(guò)其中一個(gè)繞組時(shí)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)磁場(chǎng)。

對(duì)有刷直流電機(jī)，轉(zhuǎn)子上換向器和定子電刷在電機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)為每個(gè)繞組供給電能。通電轉(zhuǎn)子繞組與定子磁體有相反極性，因而相互吸引，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)至與定子磁場(chǎng)對(duì)準(zhǔn)的位置。當(dāng)轉(zhuǎn)子到達(dá)對(duì)準(zhǔn)位置時(shí)，電刷通過(guò)換向器為下一組繞組供電，從而使轉(zhuǎn)子維持旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，見圖12-3（b）。12（a）有刷直流電機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖（i）導(dǎo)體ad處于N極下（ii）導(dǎo)體ad處于S極下（b）有刷直流電機(jī)工作示意圖圖12-3

直流電機(jī)工作示意圖13

直流電機(jī)轉(zhuǎn)速與施加電壓成正比，轉(zhuǎn)矩與電流成正比。由于必須在工作期間改變直流電機(jī)的速度，直流電機(jī)控制是一較困難問(wèn)題。直流電機(jī)高效運(yùn)行的常見方法是施加一個(gè)PWM（脈寬調(diào)制）脈沖波，其占空比對(duì)應(yīng)于所需速度。電機(jī)起到了一個(gè)低通濾波器作用，PWM信號(hào)相對(duì)容易產(chǎn)生，這種驅(qū)動(dòng)方式使用更為廣泛。12.2.2電路設(shè)計(jì)與編程

【例12-2】原理電路見圖12-4。使用單片機(jī)兩個(gè)I/O腳控制直流電機(jī)轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)方向。其中P3.7腳輸出PWM信號(hào)控制直流電機(jī)轉(zhuǎn)速；P3.6腳控制直流電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向。14圖12-4

單片機(jī)控制直流電機(jī)的接口電路

當(dāng)P3.6=1時(shí)，P3.7發(fā)送PWM波，直流電機(jī)正轉(zhuǎn)。且可通過(guò)“INC”和“DEC”兩個(gè)按鍵來(lái)增大和減少直流電機(jī)轉(zhuǎn)速。反之，P3.6=0時(shí)，P3.7發(fā)送PWM信號(hào)，直流電機(jī)反轉(zhuǎn)。

因此，增大和減小電機(jī)轉(zhuǎn)速，實(shí)際上是通過(guò)按下“INC”或“DEC”按鍵來(lái)改變輸出PWM信號(hào)占空比，控制直流電機(jī)轉(zhuǎn)速。圖12-4中驅(qū)動(dòng)電路使用了NPN低頻、低噪聲小功率達(dá)林頓管

2SC2547。參考程序如下：1516#include"reg51.h"#include"intrins.h"#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedint sbitINC=P3^4;sbitDEC=P3^5;sbitDIR=P3^6; sbitPWM=P3^7;voiddelay(uint);intPWM=900;voidmain(void){ DIR=1; while(1) { if(!INC) PWM=PWM>0?PWM-1:0;//如果PWM>0，則PWM=PWM-1；否則PWM=01712.3電機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)量12.3.1電機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)量的工作原理

用光電管、單片機(jī)及LED數(shù)碼管可測(cè)量直流電機(jī)轉(zhuǎn)速并顯示。

光電對(duì)管，也稱光電開關(guān)，內(nèi)部結(jié)構(gòu)就是一發(fā)光二極管和一個(gè)光敏三極管，分為反射式和直射式，工作原理都是光電轉(zhuǎn)化，即通過(guò)集聚光線來(lái)控制光敏三極管的導(dǎo)通與截止。

因此，測(cè)量電機(jī)轉(zhuǎn)速實(shí)質(zhì)是利用光電對(duì)管對(duì)直流電機(jī)葉片底部的白色小帶進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)檢測(cè)到白色小帶時(shí)將產(chǎn)生一個(gè)脈沖信號(hào)。電機(jī)轉(zhuǎn)一圈對(duì)應(yīng)一個(gè)脈沖，然后對(duì)脈沖信號(hào)放大并進(jìn)行計(jì)數(shù)，計(jì)算單位時(shí)間內(nèi)測(cè)得的脈沖數(shù)，也就測(cè)出電機(jī)轉(zhuǎn)速，并送LED數(shù)碼管顯示。1812.3.2電路設(shè)計(jì)與編程

【例12-3】測(cè)量電機(jī)轉(zhuǎn)速電路見圖12-5。Z-OPTOCOULER-NPN為光電管，電機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，使光電管輸出脈沖信號(hào)，然后脈沖信號(hào)經(jīng)過(guò)放大，并對(duì)其計(jì)數(shù)，經(jīng)計(jì)算，把轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)送到LED數(shù)碼管顯示。

模擬直流電機(jī)轉(zhuǎn)速脈沖由數(shù)字時(shí)鐘發(fā)生器產(chǎn)生，在電路中添加數(shù)字時(shí)鐘發(fā)生器方法是，點(diǎn)擊圖4-2中左側(cè)工具箱中的圖標(biāo)

，出現(xiàn)選擇菜單，選擇“DCLOCK”項(xiàng)，然后把其放入原理圖編輯窗口中進(jìn)行連線。鼠標(biāo)右鍵單擊“DCLOCK”圖標(biāo)，出現(xiàn)屬性設(shè)置窗口，選擇“數(shù)字類型”欄中的“時(shí)鐘”項(xiàng)，在右面的“時(shí)間”欄中，手動(dòng)修改輸出的數(shù)字時(shí)鐘脈沖的頻率，這相當(dāng)于改變電機(jī)轉(zhuǎn)速。19 if(!DEC) PWM=PWM<1000?PWM+1:1000;//如PWM<1000，則PWM=PWM+1；//否則PWM=1000 PWM=1; //產(chǎn)生PWM的信號(hào)高電平 delay(PWM); //延時(shí) PWM=0; //產(chǎn)生PWM的信號(hào)低電平 delay(1000-PWM); //延時(shí) }}voiddelay(uintj){ for(;j>0;j--) { _nop_(); }}20圖12-5測(cè)量電機(jī)轉(zhuǎn)速的原理電路與仿真21

仿真運(yùn)行后，電機(jī)轉(zhuǎn)速（即每秒計(jì)得的脈沖數(shù)）顯示在LED數(shù)碼管上。在手動(dòng)設(shè)置數(shù)字時(shí)鐘頻率時(shí)，選擇“600”，經(jīng)過(guò)單片機(jī)測(cè)得的轉(zhuǎn)數(shù)值（轉(zhuǎn)數(shù)/秒）在數(shù)碼管上顯示，與設(shè)置的數(shù)字脈沖頻率相一致。參考程序如下。#include"reg51.h"#include"intrins.h"#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedint#defineoutP0ucharcodeseg[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0x01};22inti=0; voidmain(void){ intj; TMOD=0x15; //T0方式1計(jì)數(shù)，T1方式1定時(shí) TH0=0; //T0計(jì)數(shù)器清零

TH1=0x3C; //12MHz晶振，T1定時(shí)50ms TL1=0xB0; TR0=1; //啟動(dòng)T0計(jì)數(shù)器

TR1=1; //啟動(dòng)T1 IE=0x88; //允許T1中斷和總中斷允許

while(1) { P2=0x00; //輸出百位顯示值 out=seg[i/100]; P2=0x02; for(j=0;j<100;j++);

P2=0x00; out=seg[i%100/10]; //輸出十位顯示值23 P2=0x04; for(j=0;j<100;j++); P2=0x00; out=seg[i%10]; //輸出個(gè)位顯示值 P2=0x08; for(j=0;j<100;j++); } }voidTimer1_ISR()interrupt3//T1中斷程序，產(chǎn)生50ms定時(shí){ staticcharj=0; TH1=0x3C; //重設(shè)定時(shí)器值，50ms定時(shí)，12MHz晶振 TL1=0xB0; if(++j==20) //是否中斷20次，即50msｘ20次=1s { j=0; i=(TH0<<8)|TH00;//1s內(nèi)的計(jì)數(shù)值即為電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度,單位：轉(zhuǎn)/秒 TH0=0; //T0清零 TL0=0; }}2412.4頻率計(jì)的制作12.4.1工作原理

利用單片機(jī)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器可實(shí)現(xiàn)信號(hào)頻率測(cè)量。頻率測(cè)量有測(cè)頻法和測(cè)周法兩種。測(cè)頻法利用外部電平變化引發(fā)的外部中斷，測(cè)算1s內(nèi)出現(xiàn)的次數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)頻率測(cè)量；測(cè)周法是通過(guò)測(cè)算某兩次電平變化引發(fā)的中斷間的時(shí)間，再求倒數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)頻率測(cè)定?？傊?，測(cè)頻法是直接根據(jù)定義來(lái)測(cè)定頻率，測(cè)周法是通過(guò)測(cè)定周期間接測(cè)定頻率。理論上，測(cè)頻法適于較高頻率測(cè)量，測(cè)周法適于較低頻率測(cè)量。本例采用測(cè)頻法。

12.4.2電路設(shè)計(jì)與軟件編程【例12-4】設(shè)計(jì)以單片機(jī)為核心的頻率測(cè)量裝置，測(cè)量加在P3.4腳上數(shù)字時(shí)鐘信號(hào)頻率，并在外部擴(kuò)展的6位LED數(shù)碼管上顯示測(cè)量頻率值。原理電路與仿真見圖12-6。

本頻率計(jì)測(cè)量的信號(hào)由數(shù)字時(shí)鐘源“DCLOCK”產(chǎn)生，在電路中添加數(shù)字時(shí)鐘源的具體操作與設(shè)置見【例12-3】。手動(dòng)改變被測(cè)時(shí)鐘信號(hào)源頻率，觀察是否與LED數(shù)碼管上顯示的測(cè)量結(jié)果相同。26圖12-6

頻率計(jì)原理電路與仿真27參考程序如下。#include<reg51.h>sfr16DPTR=0x82; //定義寄存器DPTRunsignedcharcnt_t0,cnt_t1,qian,bai,shi,ge,bb,wan,shiwan;unsignedlongfreq; //定義頻率unsignedcharcodetable[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71}; //共陰數(shù)碼管段碼表voiddelay_1ms(unsignedintz) //函數(shù)功能：延時(shí)約1ms{ unsignedchari,j; for(i=0;i<z;i++) for(j=0;j<110;j++);}28voidinit() //函數(shù)功能：定時(shí)器/計(jì)數(shù)器及中斷系統(tǒng)初始化{ freq=0; //頻率賦初值 cnt_t1=0; cnt_t0=0; IE=0x8a; //開中斷，T0，T1中斷 TMOD=0x15; //T0為定時(shí)器方式1，T1為計(jì)數(shù)器于方式1 TH1=0x3c; //T1定時(shí)50ms TL1=0xb0; TR1=1; //開啟定時(shí)器T1 TH0=0; //T0清0 TL0=0; TR0=1; //開啟定時(shí)器T0}voiddisplay(unsignedlongfreq_num)//函數(shù)功能：驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管顯示{shiwan=freq_num%1000000/100000;wan=freq_num%100000/10000;29

qian=freq_num%10000/1000; //顯示千位 bai=freq_num%1000/100; //顯示百位 shi=freq_num%100/10; //顯示十位 ge=freq_num%10; //顯示個(gè)位 P0=0xdf; //P0口是位選 P2=table[shiwan]; //顯示十萬(wàn)位 delay_1ms(5); P0=0xef; P2=table[wan]; //顯示萬(wàn)位 delay_1ms(3); P0=0xf7; P2=table[qian]; //顯示千位 delay_1ms(3);30P0=0xfb; P2=table[bai]; //顯示百位 delay_1ms(3); P0=0xfd; P2=table[shi]; //顯示十位 delay_1ms(3); P0=0xfe; P2=table[ge]; //顯示個(gè)位 delay_1ms(3);}voidmain() //主函數(shù){ P0=0xff; //初始化P0口 init(); //計(jì)數(shù)器初始化 while(1) { if(cnt_t1==19) //定時(shí)1s {31

cnt_t1=0; //定時(shí)完成后清0 TR1=0; //關(guān)閉T1定時(shí)器，定時(shí)1S完成 delay_1ms(141); //延時(shí)較正誤差,通過(guò)實(shí)驗(yàn)獲得 TR0=0; //關(guān)閉T0 DPL=TH00; //利用DPTR讀入其值 DPH=TH0; freq=cnt_t0*65535; freq=freq+DPTR; //計(jì)數(shù)值放入變量}display(freq); //調(diào)用顯示函數(shù) }

}voidt1_func()interrupt3 //定時(shí)器T1的中斷函數(shù){ TH1=0x3c; TL1=0xb0;

cnt_t1++;}

32voidt0_func()interrupt1 //定時(shí)器T0的中斷函數(shù){ cnt_t0++;}

在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，有時(shí)往往需要一個(gè)實(shí)時(shí)時(shí)鐘/日歷作為測(cè)控時(shí)間基準(zhǔn)。時(shí)鐘/日歷集成電路芯片多種，設(shè)計(jì)者只需選擇合適芯片即可。本節(jié)介紹最為常見的時(shí)鐘/日歷芯片DS1302的功能、特性以及單片機(jī)的硬件接口設(shè)計(jì)及軟件編程。12.5基于時(shí)鐘/日歷芯片DS1302的電子鐘設(shè)計(jì)

時(shí)鐘/日歷芯片DS1302是美國(guó)DALLAS公司推出的涓流充電時(shí)鐘芯片，功能特性如下。（1）能計(jì)算2100年前的年、月、日、星期、時(shí)、分、秒的信息；每月的天數(shù)和閏年天數(shù)可自動(dòng)調(diào)整；時(shí)鐘可設(shè)置為24或12小時(shí)格式。（2）與單片機(jī)間采用單線同步串行通信。12.5.1DS1302的工作原理1.基本性能34（3）31字節(jié)的8位靜態(tài)RAM。（4）功耗低，保持?jǐn)?shù)據(jù)和時(shí)鐘信息時(shí)功率小于1mW；可選的涓流充電能力。（5）讀/寫時(shí)鐘或RAM數(shù)據(jù)有單字節(jié)和多字節(jié)兩種傳送方式。DS1302引腳見圖12-7。圖12-7DS1302的引腳35各引腳功能如下：I/O：數(shù)據(jù)輸入/輸出。SCLK：同步串行時(shí)鐘輸入。RST*：芯片復(fù)位，1—芯片的讀/寫使能，0—芯片復(fù)位并被禁止讀/寫。VCC2：主電源輸入，接系統(tǒng)電源。VCC1：備份電源輸入引腳，通常接2.7~3.5V電源。當(dāng)VCC2>VCC1+0.2V時(shí)，芯片由VCC2供電；當(dāng)VCC2<VCC1時(shí)，芯片由VCC1供電。GND：地X1，X2：接32.768KHz晶振引腳。

單片機(jī)與DS1302間無(wú)數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，SCLK保持低電平，此時(shí)如果

從低變?yōu)楦邥r(shí)，即啟動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸，此時(shí)SCLK的上升沿將數(shù)據(jù)寫入DS1302，而在SCLK的下降沿從DS1302讀出數(shù)據(jù)。

為低時(shí)，則禁止數(shù)據(jù)傳輸,讀/寫時(shí)序如圖12-8所示。數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，低位在前，高位在后。2.DS1302的命令字格式單片機(jī)對(duì)DS1302的讀/寫，都必須由單片機(jī)先向DS1302寫入一個(gè)命令字(8位)發(fā)起，命令字的格式見表12-1。37圖12-8DS1302讀/寫時(shí)序命令字各位功能：D7：必須為邏輯1，如為0，則禁止寫入DS1302。D6：1—讀/寫RAM數(shù)據(jù)，0—讀/寫時(shí)鐘/日歷數(shù)據(jù)。D5～D1：為讀/寫單元的地址；D0：1—對(duì)DS1302讀操作，0—對(duì)DS1302寫操作。注意，命令字（8位）總是低位在先，命令字每1位都是在SCLK上升沿送出。383.DS1302的內(nèi)部寄存器片內(nèi)各時(shí)鐘/日歷寄存器以及其它的功能寄存器見表12-2。通過(guò)向寄存器寫入命令字實(shí)現(xiàn)對(duì)DS1302操作。例如，如要設(shè)置秒寄存器的初始值，需要先寫入命令字80H(見表12-2)，然后再向秒寄存器寫入初始值；如要讀出某時(shí)刻秒值，需要先寫入命令字81H，然后再?gòu)拿爰拇嫫髯x取秒值。表12-2中各寄存器“取值范圍”1列存放的數(shù)據(jù)均為BCD碼。39表12-2

主要寄存器、命令字與取值范圍及各位內(nèi)容40CH：時(shí)鐘暫停位，1-振蕩器停止，DS1302為低功耗方式；0-時(shí)鐘開始工作。10SEC：秒的十位數(shù)字，SEC為秒的個(gè)位數(shù)字10MIN：分的十位數(shù)字，MIN為分的個(gè)位數(shù)字12/24：12或24小時(shí)方式選擇位AP：小時(shí)格式設(shè)置位，0-上午模式（AM）；1-下午模式（PM）10DATE：日期的十位數(shù)字，DATE為日期的個(gè)位數(shù)字10M：月的十位數(shù)字，MONTH為日期的個(gè)位數(shù)字DAY：星期的個(gè)位數(shù)字4110YEAR：年的十位數(shù)字，YEAR為年的十位數(shù)字

表12-2中后3個(gè)寄存器的功能及特殊位符號(hào)的意義說(shuō)明如下。寫保護(hù)寄存器：該寄存器的D7位WP是寫保護(hù)位，其余7位（D0～D6）置為0。在對(duì)時(shí)鐘/日歷單元和RAM單元進(jìn)行寫操作前，WP必須為0，即允許寫入。當(dāng)WP為1時(shí)，用來(lái)防止對(duì)其它寄存器進(jìn)行寫操作。涓流充電寄存器：慢充電寄存器，用于管理對(duì)備用電源的充電。TCS：當(dāng)4位TCS=1010時(shí)，才允許使用涓流充電寄存器，其他任何狀態(tài)都將禁止使用涓流充電器。DS：兩DS位用于選擇連接在VCC2和VCC1間的二極管數(shù)目。01-選擇1個(gè)二極管；10-選擇2個(gè)二極管；11或00-涓流充電器被禁止。RS：兩位RS位用于選擇涓流充電器內(nèi)部在VCC2和VCC1之間的連接電阻。RS=01，選擇R1（2kΩ）；RS=10時(shí)，選擇R2（4kΩ）；RS=11時(shí)，選擇R3（8kΩ）；RS=00時(shí)，不選擇任何電阻。43時(shí)鐘突發(fā)寄存器：?jiǎn)纹瑱C(jī)對(duì)DS1302除單字節(jié)數(shù)據(jù)讀/寫外，還可采用突發(fā)方式，即多字節(jié)連續(xù)讀/寫。在多字節(jié)連續(xù)讀/寫中，只要對(duì)地址為3EH的時(shí)鐘突發(fā)寄存器進(jìn)行讀/寫操作，即把對(duì)時(shí)鐘/日歷或RAM單元的讀/寫設(shè)定為多字節(jié)方式。該方式，讀/寫都開始于地址0的D0位。當(dāng)多字節(jié)方式寫時(shí)鐘/日歷時(shí)，必須按照數(shù)據(jù)傳送的次序?qū)懭胱钕鹊?個(gè)寄存器；但是以多字節(jié)方式寫RAM時(shí)，沒(méi)有必要寫入所有的31個(gè)字節(jié)，每個(gè)被寫入的字節(jié)都被傳輸?shù)絉AM，無(wú)論31個(gè)字節(jié)是否都被寫入。12.5.2電路設(shè)計(jì)與編程44（2）閏年自動(dòng)判別。（3）鍵盤采用動(dòng)態(tài)掃描方式查詢，參量應(yīng)能進(jìn)行增1修改，由“啟動(dòng)日期與時(shí)間修改”功能鍵k1與6個(gè)參量修改鍵組合來(lái)完成增1修改。即先按一下k1，然后按一下被修改參量鍵，即可使該參量增1，修改完畢，再按一下k1表示修改結(jié)束確認(rèn)。本例時(shí)鐘/日歷原理電路與仿真見圖12-9。LCD1602分兩行顯示日歷與時(shí)鐘。45

【例12-5】制作一個(gè)使用時(shí)鐘/日歷芯片DS1302并采用LCD1602顯示的日歷/時(shí)鐘，基本功能如下。（1）顯示6個(gè)參量的內(nèi)容，第一行顯示：年、月、日；第二行顯示：時(shí)、分、秒。46圖12-9LCD顯示的時(shí)鐘/日歷原理電路及仿真47圖12-9的4×3矩陣鍵盤，只用到了其中2行鍵共6個(gè)，余下的按鍵，本例未使用，可用于將來(lái)鍵盤功能擴(kuò)展。參考程序如下：#include<reg51.h>#include"LCD1602.h" //液晶顯示器LCD1602頭文件#include"DS1302.h" //時(shí)鐘/日歷芯片DS1302頭文件#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintbitkey_flag1=0,key_flag2=0;SYSTEMTIMEadjusted; //此處為結(jié)構(gòu)體定義48ucharsec_add=0,min_add=0,hou_add=0;ucharday_add=0,mon_add=0,yea_add=0;uchardata_alarm[7]={0};intkey_scan() //函數(shù)功能：鍵盤掃描，判是否有鍵按下{ inti=0; uinttemp; P1=0xf0; temp=P1; if(temp!=0xf0) { i=1; } else { i=0; }

returni;}49ucharkey_value() //函數(shù)功能：獲取按下的按鍵值{uintm=0,n=0,temp;ucharvalue;ucharv[4][3]={'2','1','0','5','4','3','8','7','6','b','a','9'};P1=0xfe;temp=P1;if(temp!=0xfe)m=0;//采用分行、分列掃描的形式獲取按鍵鍵值

P1=0xfd;temp=P1;if(temp!=0xfd)m=1;P1=0xfb;temp=P1;if(temp!=0xfb)m=2;P1=0xf7;temp=P1;if(temp!=0xf7)m=3;P1=0xef;temp=P1;if(temp!=0xef)n=0;P1=0xdf;temp=P1;if(temp!=0xdf)n=1;P1=0xbf;temp=P1;if(temp!=0xbf)n=2;50value=v[m][n];returnvalue;}voidadjust(void) //函數(shù)功能：修改各參量{ if(key_scan()&&key_flag1) switch(key_value()) { case'0':sec_add++;break; case'1':min_add++;break; case'2':hou_add++;break; case'3':day_add++;break; case'4':mon_add++;break; case'5':yea_add++;break;51 default:break; }adjusted.Second+=sec_add;adjusted.Minute+=min_add;adjusted.Hour+=hou_add;adjusted.Day+=day_add;adjusted.Month+=mon_add;adjusted.Year+=yea_add;if(adjusted.Second>59) { adjusted.Second=adjusted.Second%60; adjusted.Minute++; } if(adjusted.Minute>59) { adjusted.Minute=adjusted.Minute%60; adjusted.Hour++; }52if(adjusted.Hour>23) { adjusted.Hour=adjusted.Hour%24; adjusted.Day++; } if(adjusted.Day>31) adjusted.Day=adjusted.Day%31; if(adjusted.Month>12) adjusted.Month=adjusted.Month%12; if(adjusted.Year>100) adjusted.Year=adjusted.Year%100;} 53voidchanging(void)interrupt0using0//中斷處理函數(shù)，修改參量，或修改確認(rèn){ if(key_flag1) key_flag1=0; else key_flag1=1;}

main() //主函數(shù){

uinti; ucharp1[]="D:",p2[]="T:"; SYSTEMTIMET;

EA=1; EX0=1; IT0=1; EA=1;54

EX1=1; IT1=1; init1602(); Initial_DS1302();

while(1){ write_com(0x80); write_string(p1,2); write_com(0xc0); write_string(p2,2); DS1302_GetTime(&T); adjusted.Second=T.Second; adjusted.Minute=T.Minute; adjusted.Hour=T.Hour; adjusted.Week=T.Week;55 adjusted.Day=T.Day; adjusted.Month=T.Month; adjusted.Year=T.Year; for(i=0;i<9;i++){ adjusted.DateString[i]=T.DateString[i]; adjusted.TimeString[i]=T.TimeString[i]; } adjust(); DateToStr(&adjusted); TimeToStr(&adjusted); write_com(0x82); write_string(adjusted.DateString,8); write_com(0xc2); write_string(adjusted.TimeString,8); delay(10); } }

56程序中，使用了自行編寫的液晶顯示器LCD1602的頭文件“LCD1602.h”，由于液晶顯示器LCD1602是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)經(jīng)常用到的器件，因此將其常用到的驅(qū)動(dòng)函數(shù)等函數(shù)，寫成一個(gè)頭文件，如果以后在其他項(xiàng)目中也用到LCD1602，只需將該頭文件包含進(jìn)來(lái)即可，這樣程序的編寫提供了方便。同理涉及對(duì)時(shí)鐘/日歷芯片DS1302的控制，也可自行編寫頭文件“DS1302.h”，以后在其他項(xiàng)目中將該頭文件包含進(jìn)來(lái)即可。上述兩個(gè)頭文件清單見附錄1與附錄2。12.6電話撥號(hào)的模擬12.6.1模擬電話撥號(hào)的設(shè)計(jì)要求57設(shè)計(jì)模擬電話撥號(hào)時(shí)的狀況，把模擬電話鍵盤撥出的某一電話號(hào)碼，顯示在LCD顯示屏上。電話鍵盤除了0～9的10個(gè)數(shù)字鍵外，還有“*”鍵用于實(shí)現(xiàn)刪除功能，即刪除一位最后輸入的號(hào)碼；“#”鍵用于清除顯示屏上所有的數(shù)字顯示。此外還要求每按下一個(gè)鍵，發(fā)出聲響，表示按下該鍵。還有LCD顯示器，顯示所撥的電話號(hào)碼。12.6.2電路設(shè)計(jì)與編程【例12-6】設(shè)計(jì)一模擬電話撥號(hào)時(shí)的電話鍵盤及顯示裝置，把電話鍵盤撥出的電話號(hào)碼及其他信息，顯示在LCD顯示屏上。電話鍵盤共12個(gè)鍵，除了0～9的10個(gè)數(shù)字鍵外，還有58“*”鍵用于刪除最后輸入的1位號(hào)碼的功能；“#”鍵用于清除顯示屏上所有的數(shù)字顯示。此外還要求每按下一個(gè)鍵，蜂鳴器要發(fā)出聲響，以表示按下該鍵。顯示信息共2行，第1行為設(shè)計(jì)者信息，第2行顯示所撥的電話號(hào)碼。本例的電話撥號(hào)鍵盤采用4×3矩陣鍵盤，共12個(gè)鍵。撥號(hào)號(hào)碼顯示采用LCD1602液晶顯示模塊。因此涉及了單片機(jī)與4×3矩陣式鍵盤以及與16×2的液晶顯示屏的接口設(shè)計(jì)，還有各種驅(qū)動(dòng)程序的編制。液晶顯示屏采用LCD1602

(即Proteus中的LM016L)。本設(shè)計(jì)原理電路及仿真見圖12-10。59圖12-10

電話撥號(hào)的模擬60參考程序如下。#include<reg51.h>#defineuintunsignedint#defineucharunsignedcharucharkeycode,DDram_value=0xc0;sbitrs=P2^0;sbitrw=P2^1;sbite=P2^2;sbitspeaker=P2^3;ucharcodetable[]={0x30,0x31,0x32,0x33,0x34,0x35,0x36,0x37,0x38,0x39,0x20};ucharcodetable_designer[]="HITZYGDesign";//第1行顯示設(shè)計(jì)者信息61voidlcd_delay();voiddelay(uintn);voidlcd_init(void);voidlcd_busy(void);voidlcd_wr_con(ucharc);voidlcd_wr_data(uchard);ucharcheckkey(void);ucharkeyscan(void);voidmain(){ucharnum; lcd_init(); lcd_wr_con(0x80);62for(num=0;num<=14;num++) { lcd_wr_data(table_designer[num]); } while(1) { keycode=keyscan(); if((keycode>=0)&&(keycode<=9)){ lcd_wr_con(0x06); lcd_wr_con(DDram_value); lcd_wr_data(table[keycode]); DDram_value++; }63elseif(keycode==0x0b) { uchari,j; j=0xc0; for(i=0;i<=15;i++) { lcd_wr_con(j); lcd_wr_data(table[10]); }voidlcd_delay() //函數(shù)功能：液晶顯示延時(shí){uchary;for(y=0;y<0xff;y++){ ;}}64

voidlcd_init(void) //函數(shù)功能：液晶初始化{lcd_wr_con(0x01);lcd_wr_con(0x38);

65lcd_wr_con(0x0c);lcd_wr_con(0x06);}voidlcd_busy(void) //函數(shù)功能：判液晶是否忙{ P0=0xff; rs=0; rw=1; e=1; e=0; while(P0&0x80) { e=0;66e=1; } lcd_delay();}

voidlcd_wr_con(ucharc) //函數(shù)功能：向液晶顯示器寫入命令{lcd_busy(); e=0; rs=0; rw=0; e=1;

67 P0=c; e=0; lcd_delay();}voidlcd_wr_data(uchard)//函數(shù)功能：/向液晶寫數(shù)據(jù){ lcd_busy(); e=0; rs=1; rw=0; e=1; P0=d; e=0; lcd_delay();}68voiddelay(uintn) //函數(shù)功能：延時(shí){ uchari; uintj; for(i=50;i>0;i--)for(j=n;j>0;j--);}

ucharcheckkey(void) //函數(shù)功能：檢測(cè)鍵有無(wú)按下{ uchartemp; P1=0xf0; temp=P1;69temp=temp&0xf0; if(temp==0xf0) { return(0); } else{ return(1); }}ucharkeyscan(void) //函數(shù)功能：鍵盤掃描并返回所按下的鍵盤號(hào){ucharhanghao,liehao,keyvalue,buff;if(checkkey()==0)70{ return(0xff); //無(wú)鍵按下，返回0xff}else //無(wú)鍵按下，返回0xff{ ucharsound; for(sound=50;sound>0;sound--){ speaker=0; delay(1); speaker=1; delay(1); } P1=0x0f;71 buff=P1; if(buff==0x0e) { hanghao=0; } elseif(buff==0x0d) { hanghao=3; } elseif(buff==0x0b) { hanghao=6; }

72elseif(buff==0x07) { hanghao=9; } P1=0xf0; buff=P1; if(buff==0xe0) { liehao=2; } elseif(buff==0xd0) { liehao=1; }73elseif(buff==0xb0) { liehao=0; } keyvalue=hanghao+liehao; while(P1!=0xf0); return(keyvalue);}}7412.7簡(jiǎn)易音符發(fā)生器的制作12.7.1設(shè)計(jì)要求及工作原理

設(shè)計(jì)一個(gè)音樂(lè)音符發(fā)生器。利用分別按下鍵盤的1，2，3，4，5，6，7，1（高音）8個(gè)鍵，可發(fā)出8個(gè)不同音符的聲音，即發(fā)出“哆”、“唻”、“咪”、“發(fā)”、“嗽”、“拉”、“西”、“哆”（高音）的聲音，并且要求按下按鍵松開后延遲一段時(shí)間停止，如果再按別的鍵則發(fā)出另一音符的聲音。當(dāng)掃描到鍵盤上有鍵按下，則快速檢測(cè)是哪鍵按下，然后單片機(jī)定時(shí)器啟動(dòng)，發(fā)出相應(yīng)音符頻率的脈沖，該音符脈沖輸入到蜂鳴器后，就會(huì)發(fā)出相應(yīng)的音調(diào)。如在前一個(gè)按下的鍵發(fā)聲的同時(shí)有另一個(gè)鍵被按下，則啟用中斷系統(tǒng)，75前面鍵的發(fā)音停止，轉(zhuǎn)到后按下鍵的發(fā)音程序，發(fā)出相應(yīng)的音符聲音。發(fā)出不同音符聲音原理，就是發(fā)出對(duì)應(yīng)不同音符頻率的方波，即給定時(shí)器T0載入不同的定時(shí)時(shí)間常數(shù)，從而產(chǎn)生對(duì)應(yīng)頻率的方波，驅(qū)動(dòng)蜂鳴器發(fā)出音符聲音。12.7.2電路設(shè)計(jì)與編程音樂(lè)音符發(fā)生器的原理電路與仿真如圖12-11所示。在“ClockFrequency”欄中輸入晶振頻率為11.0592MHz。依次按下不同的音符選擇按鍵就可發(fā)出不同聲音。76

圖12-11簡(jiǎn)易音樂(lè)音符發(fā)生器原理電路與仿真77參考程序如下：//本例晶振頻率為11.0592MHz，計(jì)算各音符頻率，可得哆、唻、咪、發(fā)、嗽、拉、西、哆（高音）8個(gè)音符，應(yīng)賦給定時(shí)器的初值（十進(jìn)制）為：6440964604647056475164837649146498265032，通過(guò)定時(shí)器T0輸出不同頻率的方波#include<reg51.h>sbitP3_3=P3^3;unsignedcharidatai,TL0_temp=0,TH0_temp=0,counter=0;voidT0_func()interrupt1{ //定時(shí)器T0中斷服務(wù)程序，T0產(chǎn)生方波 counter++; TH0=TH0_temp; //裝載時(shí)間常數(shù)

TL0=TL0_temp; P3_3=~P3_3; //P3.3腳求反，輸出方波}78main() //主函數(shù) { P1=0xff; //向P1口寫入全1，輸入口

TMOD=0x01; //設(shè)定時(shí)器T0為方式1定時(shí)

ET0=1; //允許T0中斷

EA=1; //總中斷允許

TH0=0; //T0清0 TL0=0; TCON=0x10; //總中斷允許 while(1){

i=P1; if((i==0xff)||(counter>=100))//無(wú)鍵按下，或發(fā)音結(jié)束，則//停止計(jì)數(shù)79

{ TR0=0; counter=0; }//對(duì)不同音階加載不同的初值。如已在發(fā)音，則打斷當(dāng)前發(fā)音，重加載if(i==0xfe),“哆”鍵按下，加載“哆”初值

{ TR0=0; counter=0; TH0_temp=0xfb; TL0_temp=0xe9; TR0=1; //T0啟動(dòng)

} if(i==0xfd) //“唻”鍵按下，加載“唻”初值80{ TR0=0; counter=0; TH0_temp=0xfc; TL0_temp=0x5c; TR0=1; //T0啟動(dòng)

} if(i==0xfb) //“咪”鍵按下，加載“咪”初值

{ TR0=0; //停止T0 counter=0; TH0_temp=0xfc; TL0_temp=0xc1; TR0=1; 81 //T0啟動(dòng)

} if(i==0xf7) //“發(fā)”鍵按下，加載“發(fā)”初值

{ TR0=0; //停止T0 counter=0; TH0_temp=0xfc; TL0_temp=0xef; TR0=1; //T0啟動(dòng)

} if(i==0xef) 82 //“嗽”鍵按下，加載“嗽”初值

{ TR0=0; //停止T0 counter=0; TH0_temp=0xfd; TL0_temp=0x45;

TR0=1; //T0啟動(dòng)

} if(i==0xdf) //“拉”鍵按下，加載“拉”初值

{ TR0=0; //停止T0 counter=0; TH0_temp=0xfd; TL0_temp=0x92; TR0=1; }83if(i==0xbf) //“西”鍵按下，加載“西”初值

{ TR0=0; counter=0; TH0_temp=0xfd; TL0_temp=0xd6; TR0=1; }if(i==0x7f)//“哆（高音）”鍵按下，加載其初值

{ TR0=0; counter=0; TH0_temp=0xfe; TL0_temp=0x08; TR0=1; } }}8412.88位競(jìng)賽搶答器設(shè)計(jì)目前，各類競(jìng)賽中大多用到競(jìng)賽搶答器，以單片機(jī)為核心配上搶答按鈕開關(guān)以及數(shù)碼管顯示器并結(jié)合編寫的軟件，很容易制作一個(gè)競(jìng)賽搶答器，且修改方便。12.8.1設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)一個(gè)以單片機(jī)為核心8位競(jìng)賽搶答器，要求如下：（1）搶答器同時(shí)供8名選手或8個(gè)代表隊(duì)比賽，分別用8個(gè)按鈕S0～S7表示。（2）設(shè)置一個(gè)系統(tǒng)清除和搶答控制開關(guān)S，該開關(guān)由主持人控制。（3）搶答器具有鎖存與顯示功能。即選手按動(dòng)按鈕，鎖存相應(yīng)的編號(hào)，且優(yōu)先搶答選手的編號(hào)一直保持到主持人將系統(tǒng)清除為止。（4）搶答器具有定時(shí)搶答功能，且一次搶答時(shí)間由主持人設(shè)定（如30秒）。當(dāng)主持人啟動(dòng)“開始”鍵后，定時(shí)器進(jìn)行減計(jì)時(shí)，同時(shí)揚(yáng)聲器發(fā)出短暫聲響，聲響持續(xù)時(shí)間為0.5s左右。（5）參賽選手在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行搶答，搶答有效，定時(shí)器停止工作，顯示器上顯示選手的編號(hào)和搶答剩余時(shí)間，并保持到主持人將系統(tǒng)清除為止。86（6）如定時(shí)時(shí)間已到，無(wú)人搶答，本次搶答無(wú)效，系統(tǒng)報(bào)警并禁止搶答，定時(shí)顯示器上顯示00。

通過(guò)鍵盤改變可搶答時(shí)間，可把定時(shí)時(shí)間變量設(shè)為全局變量，通過(guò)鍵盤掃描程序使每按下一次按鍵，時(shí)間加1（超過(guò)30時(shí)置0）。同時(shí)單片機(jī)不斷進(jìn)行按鍵掃描，當(dāng)參賽選手的按鍵按下時(shí)，用于產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)的定時(shí)計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)，同時(shí)將選手編號(hào)（按鍵號(hào)）和搶答時(shí)間分別顯示在LED上。12.8.2電路設(shè)計(jì)與仿真8位競(jìng)賽搶答器的原理電路與仿真見圖12-12。晶振頻率為12MHz。圖中為剩余18秒時(shí)，7號(hào)選手搶答成功。87圖中MAX7219是一串行接收數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)掃描顯示驅(qū)動(dòng)器。MAX7219驅(qū)動(dòng)8位以下LED顯示器時(shí)，它的DIN、LOAD、CLK端分別與單片機(jī)三條口線(P3.0~P3.2)相連。

MAX7219采用16位數(shù)據(jù)串行移位接收方式，即單片機(jī)將16位二進(jìn)制數(shù)逐位發(fā)送到DIN端，在CLK的每個(gè)上升沿將一位數(shù)據(jù)移入MAX7219內(nèi)移位寄存器，當(dāng)16位數(shù)據(jù)移入完后，在LOAD腳信號(hào)上升沿將16位數(shù)據(jù)裝入MAX7219內(nèi)相應(yīng)位置，能對(duì)送入的數(shù)據(jù)進(jìn)行BCD譯碼并顯示。本例對(duì)MAX7219進(jìn)行相應(yīng)的初始化設(shè)置，具體請(qǐng)查閱有關(guān)MAX7219技術(shù)資料。88圖12-128位競(jìng)賽搶答器原理電路與仿真89參考程序如下：#include<reg51.h>sbitDIN=P3^0; //與max7219接口定義sbitLOAD=P3^1;sbitCLK=P3^2;sbitkey0=P1^0; //8路搶答器按鍵sbitkey1=P1^1;sbitkey2=P1^2;sbitkey3=P1^3;sbitkey4=P1^4;sbitkey5=P1^5;sbitkey6=P1^6;sbitkey7=P1^7;sbitkey_clear=P2^0; //主持人時(shí)間設(shè)置、清除sbitbegin=P2^1; //主持人開始按鍵90sbitsounder=P3^7; //蜂鳴器unsignedcharsecond=30; //秒表計(jì)數(shù)值unsignedcharcounter=0; //counter每100，minite加1unsignedcharpeople=0; //搶答結(jié)果unsignedcharnum_add[]={0x01,0x02,0x03,0x04,0x05,0x06,0x07,0x08};//max7219讀寫地址、內(nèi)容unsignedcharnum_dat[]={0x80,0x81,0x82,0x83,0x84,0x85,0x86,0x87,0x88,0x89};unsignedcharkeyscan()//鍵盤掃描函數(shù){unsignedcharkeyvalue,temp;keyvalue=0;P1=0xff;temp=P1;91 if(~(P1&temp)) { switch(temp) { case0xfe: keyvalue=1; break; case0xfd: keyvalue=2; break; case0xfb: keyvalue=3; break; case0xf7: keyvalue=4; break;92 case0xef: keyvalue=5; break; case0xdf: keyvalue=6; break; case0xbf: keyvalue=7;

break; case0x7f: keyvalue=8; break; default: keyvalue=0; break; } } returnkeyvalue; }93voidmax7219_send(unsignedcharadd,unsignedchardat)//函數(shù)功能：向max7219寫命令{ unsignedchar ADS,i,j;

LOAD=0; i=0; while(i<16) {

if(i<8) { ADS=add; } else { ADS=dat; }94 for(j=8;j>=1;j--) { DIN=ADS&0x80; ADS=ADS<<1; CLK=1; CLK=0; } i=i+8; } LOAD=1; }

voidmax7219_init() //函數(shù)功能：max7219初始化{ max7219_send(0x0c,0x01); max7219_send(0x0b,0x07); max7219_send(0x0a,0xf5); max7219_send(0x09,0xff);}95voidtime_display(unsignedcharx) //函數(shù)功能：時(shí)間顯示{ unsignedchari,j; i=x/10; j=x%10; max7219_send(num_add[1],num_dat[j]); max7219_send(num_add[0],num_dat[i]);}

voidscare_display(unsignedcharx)//函數(shù)功能：搶答結(jié)果顯示{ unsignedchari,j; i=x/10; j=x%10;96 max7219_send(num_add[3],num_dat[j]); max7219_send(num_add[2],num_dat[i]);}voidholderscan() //函數(shù)功能：搶答時(shí)間設(shè)置，0-60s{ time_display(second); scare_display(people); if(~key_clear) //如果有鍵按下，改變搶答時(shí)間

{ while(~key_clear); if(people) //如果搶答結(jié)果沒(méi)有清空，搶答器重置

{ second=30;97 people=0; } if(second<60) { second++; } else { second=0; } }}voidtimer_init() //定時(shí)器T0初始化{ EA=1; ET0=1; TMOD=0x01; //定時(shí)器T0方式0定時(shí)98TH0=0xd8; //裝入定時(shí)器定時(shí)常數(shù)，設(shè)定10ms中斷一次TL0=0xef;}

voidmain(){while(1){do{holderscan();}while(begin); //開始前進(jìn)行設(shè)置,若未按下開始鍵

while(~begin); //防抖max7219_init(); //芯片初始化

timer_init(); //中斷初始化

TR0=1; //開始中斷

do99{time_display(second);scare_display(people);people=keyscan();}while((!people)&&(second)); //運(yùn)行直到搶答結(jié)束或時(shí)間結(jié)束

TR0=0;}}voidtimer0()interrupt1 //定時(shí)器T0中斷函數(shù){ if(counter<100) { counter++; if(counter==50) { sounder=0; }100}else{ sounder=1; counter=0; second=second-1;} TH0=0xd8; //重新裝載

TL0=0xef; TR0=1;}101

12.9電梯運(yùn)行控制的樓層顯示12.9.1工作原理與設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)采用單片機(jī)控制8×8LED點(diǎn)陣屏來(lái)模仿電梯運(yùn)行的樓層顯示裝置。單片機(jī)的P1口的8只引腳接有8只按鍵開關(guān)K1～K8，這8只按鍵開關(guān)K1～K8分別代表1樓～8樓。如果某一樓層的按鍵按下，單片機(jī)控制的點(diǎn)陣屏將從當(dāng)前位置向上或向下平滑滾動(dòng)顯示到指定樓層的位置。電梯樓層顯示器初始顯示0。單片機(jī)的P1口的8只引腳接有8只按鍵開關(guān)K1～K8，這8只按鍵開關(guān)K1～K8分別代表1樓～8樓。如果按下代表某一樓層的按鍵，單片機(jī)控制的點(diǎn)陣屏將從當(dāng)前位置向上或向下平滑滾動(dòng)顯示到指定樓層的位置。12.9電梯運(yùn)行控制的樓層顯示

12.9.1工作原理與設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)采用單片機(jī)控制8×8LED點(diǎn)陣屏來(lái)模仿電梯運(yùn)行的樓層顯示裝置。單片機(jī)的P1口的8只引腳接有8只按鍵開關(guān)K1～K8，這8只按鍵開關(guān)K1～K8分別代表1樓～8樓。如果某一樓層的按鍵按下，單片機(jī)控制的點(diǎn)陣屏將從當(dāng)前位置向上或向下平滑滾動(dòng)顯示到指定樓層的位置。

電梯樓層顯示器初始顯示0。單片機(jī)的P1口的8只引腳接有8只按鍵開關(guān)K1～K8，這8只按鍵開關(guān)K1～K8分別代表1樓～8樓。如果按下代表某一樓層的按鍵，單片機(jī)控制的點(diǎn)陣屏將從當(dāng)前位置向上或向下平滑滾動(dòng)顯示到指定樓層的位置。在上述功能基礎(chǔ)上，還設(shè)有LED指示燈和蜂鳴器，在到達(dá)指定樓層后蜂鳴器發(fā)出短暫聲音且LED閃爍片刻。系統(tǒng)還應(yīng)同時(shí)識(shí)別依次按下的多個(gè)按鍵，例如，當(dāng)前位置在1層時(shí)，用戶依次按下1046、5時(shí)，則數(shù)字分別向上滾動(dòng)到5、6時(shí)暫停且LED閃爍片刻，同時(shí)蜂鳴器發(fā)出提示音。如在待去樓層的數(shù)字中，有的在當(dāng)前運(yùn)行的反方向，則數(shù)字先在當(dāng)前方向運(yùn)行完畢后，再依次按順序前往反方向的樓層位置。12.9.2電路設(shè)計(jì)與仿真本例原理電路與仿真見圖12-13。電路中采用P2口做8×8點(diǎn)陣的行選通控制，P1口完成對(duì)樓層按鍵的讀取及確認(rèn)。105圖12-138×8LED點(diǎn)陣屏模仿電梯數(shù)字滾動(dòng)顯示電路原理圖與仿真106參考程序如下：#include"reg51.h"#include"intrins.h"#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintsbitp36=P3^6;sbitp37=P3^7;voiddelay(uintt);//定義全局變量uintterminal;uintoutset=0;uintflag=0;uintflag1=0;uintflag2=0;ucharcodescan[]={0x01,0x02,0x04,0x08,0x10,0x20,0x40,0x80}; //掃描代碼//以下為顯示“0,1,2,3,4,5,6,7,8”的8×8點(diǎn)陣代碼ucharcodezm[]={1070x00,0x18,0x24,0x24,0x24,0x24,0x18,0x00,0x00,0x10,0x1c,0x10,0x10,0x10,0x3c,0x00,0x00,0x38,0x44,0x40,0x20,0x10,0x7c,0x00,0x00,0x38,0x44,0x30,0x40,0x44,0x38,0x00,0x00,0x20,0x30,0x28,0x24,0x7e,0x20,0x00,0x00,0x7c,0x04,0x3c,0x40,0x40,0x3c,0x00,0x00,0x38,0x44,0x3c,0x44,0x44,0x38,0x00,0x00,0x7e,0x40,0x40,0x20,0x10,0x10,0x00,0x00,0x38,0x44,0x38,0x44,0x44,0x38,0x00};voidsoundandled(uintj)//函數(shù)：提示樓層到，蜂鳴器發(fā)聲及LED閃亮{ uinti,k; P0=0xff;P2=0xff; for(i=0;i<20;i++) {108 p36=0; delay(10); p36=1; for(k=0;k<8;k++) { P0=scan[k]; P2=~zm[j*8+k]; p37=1; delay(5); p37=0; } } }unsignedintkeyscan(void) //函數(shù)：鍵盤掃描{ if(P1!=0xff) {109switch(P1){ case0x7f:{return(8);break;} case0xbf:{return(7);break;} case0xdf:{return(6);break;} case0xef:{return(5);break;} case0xf7:{return(4);break;} case0xfb:{return(3);break;} case0xfd:{return(2);break;} case0xfe:{return(1);break;} default:return(0); }}}voiddownmove(uintm,uintn) //函數(shù)：電梯下行{ uintk,j,i; for(k=m*8;k>n*8;k--)110{ for(j=0;j<30;j++){ for(i=7;i>=0&&i<8;i--){ if(P1!=0xff){ outset=keyscan(); if((outset>n)&&(outset<m)) {111 flag1=outset; outset=n; n=flag1; terminal=n; }while(P1!=0xff);}//在最里面循環(huán)中加判別，可增加按鍵靈敏度如果不加則只能是運(yùn)行//完所有循環(huán)后才進(jìn)入下一步P0=scan[i];P2=~zm[(i+k)%72];delay(1); }}}}112voidupmove(unsignedintm,unsignedintn)//函數(shù)：電梯上行{ uintk,j,i; for(k=m*8;k<n*8;k++) { for(j=0;j<30;j++) { for(i=0;i<8;i++) { if(P1!=0xff) { outset=keyscan(); if((outset>m)&&(outset<n)) { flag1=outset; outset=n; n=flag1;113terminal=n; }while(P1!=0xff);}//在最里面循環(huán)中加入判別可增加按鍵靈敏度如不加則只能運(yùn)行完所//有循環(huán)才進(jìn)入下一步

P0=scan[i]; P2=~zm[(i+k)%72]; delay(1); } }}}114voidshow(unsignedinti) //函數(shù)：電梯靜止,并等待鍵盤{ uintk; while(P1!=0xff); while(P1==0xff) { for(k=0;k<8;k++) { P0=scan[k]; P2=~zm[i*8+k]; delay(1); } }}115voidmain() //主程序{ p37