1、 电子行业网址大全您工作和学习的好帮手.elecsite./3 单片机开发工程案例分析与解析3.1 定时报警器设计一个单片机控制的简易定时报警器。要求根据设定的初始值1-59秒进展倒计时，当计时到0时数码管闪烁“00以1Hz闪烁，按键功能如下：1设定键：在倒计时模式时，按下此键后停顿倒计时，进入设置状态；如果已经处于设置状态那么此键无效。2增一键：在设置状态时，每按一次递增键，初始值的数字增1。3递一键：在设置状态时，每按一次递减键，初始值的数字减1。4确认键：在设置状态时，按下此键后，单片机按照新的初始值进展倒计时及显示倒计时的数字。如果已经处于计时状态那么此键无效。3.1.2 模块1:系统
2、设计1任务分析与整体设计思路根据题目的要求，需要实现如下几个方面的功能。计时功能：要实现计时功能那么需要使用定时器来计时，通过设置定时器的初始值来控制溢出中断的时间间隔，再利用一个变量记录定时器溢出的次数，到达定时1秒中的功能。然后，当计时每到1秒钟后，倒计时的计数器减1。当倒计时计数器到0时，触发另一个标志变量，进入闪烁状态。显示功能：显示倒计时的数字要采用动态扫描的方式将数字拆成“十位和“个位动态扫描显示。如果处于闪烁状态，那么可以不需要动态扫描显示，只需要控制共阴极数码管的位控线，实现数码管的灭和亮。键盘扫描和运行模式的切换：主程序在初始化一些变量和存放器之后，需要不断循环地读取键盘的状
3、态和动态扫描数码管显示相应的数字。根据键盘的按键值实现设置状态、计时状态的切换。 2单片机型号及所需外围器件型号，单片机硬件电路原理图选用MCS-51系列AT89S51单片机作为微控制器，选择两个四联的共阴极数码管组成8位显示模块，由于AT89S51单片机驱动能力有限，采用两片74HC244实现总线的驱动，一个74HC244完成位控线的控制和驱动，另一个74HC244完成数码管的7段码输出，在输出口上各串联一个100欧姆的电阻对7段数码管限流。由于键盘数量不多，选择独立式按键与P1口连接作为四个按键输入。没有键按下时P1.0-P1.3为高电平，当有键按下时，P1.0-P1.3相应管脚为低电平。
4、电路原理图如图3-1所示。 图3-1 定时报警器电路原理图3程序设计思路，单片机资源分配以及程序流程单片机资源分配采用单片机的P3口作为按键的输入，使用独立式按键与P3.0-P3.3连接，构成四个功能按键。在计时功能中，需要三个变量分别暂存定时器溢出的次数T1_t、倒计时的初始值init_val以及当前倒计时的秒数t_val。按键扫描功能中，需要两个变量，一个变量key_val_new用来存储当前扫描的键值假设无按键按下那么为255，另一个变量key_val_old用来存储上一次扫描的键值。只有这两个变量值不一样时，才能说明是一次新的按键按下或弹起了，同时将新的键值赋给key_val_old变
5、量。在显示功能中，需要定义一组数组code类型，值为0-9数字对应的数码管7段码。还需要定义一个变量(show_val)暂存要显示的数据，用于动态扫描显示中。在整个程序中，定义了一个状态变量state_val用来存储当前单片机工作在哪种状态。程序设计思路鉴于题目要求，存在三种工作模式：初始值设置模式、倒计时模式、计时到0时的闪烁模式。变量state_val为0时，处于倒计时模式。变量state_val为1时，处于初始值设置模式。变量state_val为2时，处于闪烁模式。这些状态的切换取决于按下哪一个键以及是否计时到0。状态的切换图如图3-2 图3-2 状态的切换单片机复位之后，默认处于倒计时
6、模式，启动定时器，定时器每隔250us溢出一次，根据定时器溢出次数来计时，到1秒时将时间的计数器减1。当“设置键按下时，变量state_val由0变为1，切换到设置模式。可以使用“递增键“递减键对计时初始值进展修改。按下“确认键时，回到计时模式开场以新的初始值进展倒计时。当倒计时到0时，变量state_val由1变为2，处于闪烁状态，在这种状态下，根据按键的情况分别又切换到计时和设置状态。程序流程主程序首先需要初始化定时器的参数和一些变量，然后进入一个循环构造，在循环中始终只做两件事，一是键盘的扫描，二是数码管的动态扫描。在扫描键盘后，根据前一次按键的结果是否与本次键值一样。如果不同，表示有键
7、按下或弹起，同时用本次按键值更新上一次的按键值。这样设计旨在防止一个按键长时间按下时被重复判为有新键按下，使得当前按下的键只有松开后，下一次按下时才算为一次新的按键。根据按键的值分别改变变量state_val的值或者在设置状态时的倒计时初始值。完整的主程序图如图3-3所示。 图3-3 主程序的流程图 在定时器的参数中，选择定时器T1的8位自动装载模式，每250us产生一次溢出中断，中断效劳程序如图3-4所示。 图3-4中断效劳程序流程图4软硬件调试方案 软件调试方案：伟福软件中，在“文件新建文件中，新建C语言源程序文件，编写相应的程序。在“文件新建工程的菜单中，新建工程并将C语言源程序文件包括
8、在工程文件中。 在 “工程编译菜单中将C源文件编译，检查语法错误及逻辑错误。在编译成功后，产生以 “*.hex和“*.bin 后缀的目标文件。硬件调试方案：在设计平台中，将单片机的P3.0-P3.3分别与独立式键盘的相应位通过插线连接起来。在伟福中将程序文件编译成目标文件后，运行MCU下载程序，选择相应的flash 数据文件，点击“编程按钮，将程序文件下载到单片机的Flash中。然后，上电重新启动单片机，检查所编写的程序是否到达题目的要求，是否全面完整地完成试题的容。3.1.3 程序设计仅供参考的C语言源程序/晶振：11.0592M T1-250微秒 按键P10 P11 P12 P13/*变量
9、的定义: show_val: 显示的值0-59 init_val: 初始值 state_val: 状态值 0-计数状态;1-设置状态;2-闪烁状态 shan_val: key_val1: 四个按键的值 255-无键;1-设置键 2-增一键 3-减一键 4-确定键 T1_t: 定时器计数溢出数 t_val: 倒计时的数值 led_seg_code：数码管7段码*/#include reg51.h /包含文件sbit P1_0=P10; /设置键sbit P1_1=P11; /增一键sbit P1_2=P12; /减一键sbit P1_3=P13; /确定键unsigned char data s
10、han_val; /闪烁时LED的开/关状态unsigned char datat_val; /保存倒计数的当前值unsigned int data T1_t; /保存定时器溢出次数unsigned char data key_val_new,key_val_old;/存放当前扫描的键和前一次按下的键值unsigned char data state_val; /状态值unsigned char data show_val; /存放需要在数码管显示的数字unsigned char data init_val; /暂存倒计数的初始值char code led_seg_code10=0x3f,0x
11、06,0x05b,0x04f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f;/-延时-void delay(unsigned int i) /大约延时i*2个微秒 while(-i);/-按键扫描-unsigned char scan_key() unsigned char i; i=P1&0x0f; delay(100); /延时，去抖动 if (i=(P1&0x0f) if (P1_0=0) i=1; else if (P1_1=0) i=2; else if (P1_2=0) i=3; else if (P1_3=0) i=4; else i=255; return i;/
12、-数码管显示-void led_show(unsigned int v) unsigned char i; if (state_val!=2) /动态扫描 i=v%10; /取要显示的数的个位 P0=led_seg_codei; /转换为7段码 P2=0xfe; /显示个位 delay(15); /延时 i=v%100/10; /取十位 P0=led_seg_codei; /转换为7段码 P2=0xfd; /显示十位 delay(5); /延时 else P0=led_seg_code0; /处于闪烁状态 if (shan_val) P2=0xff; /将数码管的关闭 else P2=0xfc; /将数码管的翻开 /-定时器T1中断效劳程序-void timer1() interrupt 3 /T1中断，250us中断一次 T1_t+; switch (state_val) case 0: if(T1_t3999) /如果计数3999, 计时1s T1_t=0; if(t_val!=0) t_val-; else state_val=2; /定时计数到0时，切换状态 show_val=t_val; break
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