单片机原理与应用实验报告温度测量显示及设定Word格式.docx
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2.2软件总体设计
图2主程序框图
图3中断程序框图
3硬件设计
1)散热风扇开发输出控制:
实验中我们利用一个LED来模拟风扇状态,当散热风扇开关打开时,LED被点亮发光,当散热风扇关闭时,LED不发光。
开发板上的指示灯D11由RB2,低电平亮,高电平灭。
在代码中通过TRISBbits.TRISB2=0/1来设置输出/输入,通过PORTBbits.RB2来控制RB2管脚输入高低电平。
2)字符LCDAPP001:
开发板配置了一个2X16的字符LCD,它和PIC18F452的接口图如下。
端口D的RD0-RD3连接到LCD模块的DB4-DB7,用来向LCD模块写入命令和数据,其中DB7可以用来作为LCD模块控制器的忙标志位:
RD5是读写控制位;
RD4是命令和数据标志位,当RD4=0时,RD0-RD3是读取和写入数据到LCD的命令寄存器,RD4=1时,RD0-RD3读取和写入的是要显示的数据。
端口A的RA2位用来控制LCD的使能,当RA2是高电平时LCD开始工作,RA2是低电平时,LCD禁止写工作。
图中的电位器VR是用来调节LCD的显示辉度。
图4LCD电路图
3)TC74:
APP001开发板上配置了一个I2C接口的温度传感器TC74.要使用TC74温度传感器时,断开J9的5、6、7、8管脚,同时连接J10的5、6、7、8管脚。
图5TC74电路图
4)键盘:
APP001开发板上配置了2组按键,SW2和SW3连接到端口RB0和RA4上。
4软件设计
1)温度更新函数:
实现从TC47温度传感器中读取温度值,再将它显示到LCD上。
voidLCD_Temp_Update(void);
2)串口通讯函数:
将当前时间和温度通过串口发送到PC机。
voidsend_temperature(void);
3)按键处理函数:
判断按键是否按下,并根据相应的按键设定时间和报警值。
voidkey_response(void);
4)报警函数:
通过将当前温度值与报警值进行比较,判断是否需要报警。
voidalarm_response(void);
5系统操作说明
通过STATUS按键切换设置日期、时间、设置温度报警值和完成状态,状态标志会依次在LCD上显示“Y(year)、M(month)、D(day)、h(hour)、m(minute)、s(second)、T(tempture)”,提示操作者。
在相应的提示符号状态下,可以通过递增键来改变相应的值。
每按以此,值加1,数值由0~9,逢9化0。
.LCD上还会显示实时日期时钟、传感器测得的当前温度值及报警值。
温度设定值规定为10~50度。
同时单片机还会将实时时间和传感器测得的当前温度值发送到PC机。
当温度超过报警值时,打开蜂鸣器和风扇(LED代替)。
打开串口调试小助手,当程序处在运行状态时,通过串口线,单片机每隔一秒会像PC机发送包含时间和当前温度的字符串。
6调试过程和结束语
通过本次单片机实验,了解了单片机应用系统的整个设计过程,培养了设计单片机应用初步能力。
提高了综合运用单片机原理、C语言及电工电子技术等课程知识进行单片机应用系统设计的能力。
(1)在调试过程中,在状态变量的指针方面遇到了较大的难题。
因为年月日时分秒和温度报警值总共有7个设置量。
其中日期和时间存储在dt[6]数组中。
刚开始设定displaycount指针的初始值来使状态显示位依次变化,但调试结果并不按设定的顺序变化,总是相差一定的数值。
最后还是修改程序形式。
记录调试过程中的显示顺序,然后由显示内容找出状态提示对应的字母,将对应字母改成我们要显示的字母。
虽然表面上程序能够正常实现功能。
但这次尝试说明我们对指针还不是很理解,以至于不能控制指针的精确指向。
程序如下所示:
if(displaycount>
=0&
&
displaycount<
=2)
select_change=&
dt[5-displaycount];
=3&
=5)
if(displaycount==6)
alarm_value;
if(displaycount==7)
nouse;
if(displaycount==0)
friendkey='
Y'
;
if(displaycount==1)
M'
if(displaycount==2)
D'
if(displaycount==3)
h'
if(displaycount==4)
m'
if(displaycount==5)
s'
T'
O'
}
(2)程序中关于年月日时分秒的RTC。
我们使用了一个6层for循环嵌套来实现。
先建立关于闰年和平年月份天数的表格,然后通过查表法知道每个月的天数。
unsignedchardays[12]={31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31};
unsignedchardays1[12]={31,29,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31};
if(PIR1bits.TMR1IF=1)
TMR1H=timer1H;
TMR1L=timer1L;
//Reload0.1SecondvaluetoTimer1
PIR1bits.TMR1IF=0;
//CleartflagofTimer1
cp++;
if(cp>
9)
{
cp=0;
dt[0]++;
//second++
if(dt[0]>
59)
{
dt[0]=0;
dt[1]++;
if(dt[1]>
dt[1]=0;
dt[2]++;
if(dt[2]>
23)
{
dt[2]=0;
dt[3]++;
if(dt[5]%4==0||dt[5]%400==0)
{
daylimit=days1[k];
}
else
{
daylimit=days[k];
}
if(dt[3]>
(daylimit-1))
dt[3]=0;
dt[4]++;
if(dt[4]>
11)
dt[4]=0;
dt[5]++;
}
}
}
附件1(电路原理图)
附件2(部分源代码及注释)
**********************************************************************************************************************************************************
主程序:
时间产生和通信
#include"
GROUPX_main.h"
unsignedcharcp;
//100mS=T/(1/32768Hz),T=3276.8
unsignedchardt[6]={0};
//定义储存年月日时分秒的六元素数组
//定义平年的每月天数表
//定义闰年的每月天数表
unsignedchark=0;
unsignedchardaylimit=0;
//定义每月天数上限值变量
unsignedchartimerflag_5s=1;
unsignedchartimer1H;
unsignedchartimer1L;
unsignedcharalarm_value;
unsignedcharnouse=0;
#pragmaudataaccessMy_RAM_1
nearunsignedcharStr_Len;
nearunsignedchari;
nearunsignedintT2_Buffer;
nearunion
{
intWord;
unsignedcharByte[2];
}Byte2Word;
#pragmaudata
charASCII_StringT1[10];
charASCII_StringT2[10];
#pragmaromdataRomData
constromcharLCD_ROM_MSG1[]="
T1="
//constromcharLCD_ROM_MSG2[]="
T2="
#pragmainterruptMyHighInt
#pragmacodehigh_vector=0x0008
voidhigh_direct(void)
{
_asm//beginin-lineassembly
gotoMyHighInt//gotoisr_highfunction
_endasm//endin-lineassembly
#pragmainterruptlowMyLowInt
#pragmacodelow_vector=0x0018
voidlow_direct(void)
gotoMyLowInt//gotoisr_highfunction
#pragmacode//startcodehere
voidMyHighInt(void)
;
voidMyLowInt(void)
59)//满1分钟?
59)//满1小时?
23)//满1天?
if(dt[5]%4==0||dt[5]%400==0)//判断是否是闰年
//满1月?
11)//满一年?
}
LCD_Set_Cursor(1,7);
WriteDataLCD(dt[5]/10+0x30);
WriteDataLCD(dt[5]%10+0x30);
//显示年
LCD_Set_Cursor(1,10);
WriteDataLCD(dt[4]/10+0x30);
WriteDataLCD(dt[4]%10+0x30);
//显示月
LCD_Set_Cursor(1,13);
WriteDataLCD(dt[3]/10+0x30);
WriteDataLCD(dt[3]%10+0x30);
//显示日
LCD_Set_Cursor(0,0);
WriteDataLCD(dt[2]/10+0x30);
WriteDataLCD(dt[2]%10+0x30);
//显示时
LCD_Set_Cursor(0,3);
WriteDataLCD(dt[1]/10+0x30);
WriteDataLCD(dt[1]%10+0x30);
//显示分
LCD_Set_Cursor(0,6);
WriteDataLCD(dt[0]/10+0x30);
WriteDataLCD(dt[0]%10+0x30);
//显示秒
timerflag_5s=1;
}
voidmain(void)
//======initializetheMCU======//
unsignedcharusartcount;
InitializePORT();
InitializeINTs();
InitializeAD();
InitializeTMR1();
Initialize_I2C_Master();
InitializeUSART();
//初始化
alarm_value=30;
//温度告警值初始值设定
//指针设定
//======initializetheLCD======//
OpenLCD();
WriteDataLCD(dt[2]/10+0X30);
//sendhourtoLCD
WriteDataLCD(dt[2]%10+0X30);
WriteDataLCD('
:
'
);
WriteDataLCD(dt[1]/10+0X30);
//sendminutetoLCD
WriteDataLCD(dt[1]%10+0X30);
WriteDataLCD(dt[0]/10+0X30);
//sendsecondtoLCD
WriteDataLCD(dt[0]%10+0x30);
LCD_Set_Cursor(0,9);
//sendstatustoLCD
w'
);
LCD_Set_Cursor(0,11);
!
//sendalarm_valuetoLCD
WriteDataLCD(alarm_value/10+0x30);
WriteDataLCD(alarm_value%10+0x30);
putcLCD(0xDF);
//Adddegreesymbol
putcLCD('
C'
LCD_Set_Cursor(1,0);
putrsLCD(LCD_ROM_MSG1);
//send"
toLCD
LCD_Set_Cursor(1,8);
dt[3]=1;
dt[4]=2;
dt[5]=11;
while
(1)
if(timerflag_5s==1)
timerflag_5s=0;
LCD_Temp_Update();
//更新温度值
send_temperature();
//发送数据
key_response();
alarm_response();
voidLCD_Temp_Update(void)
//***DisplayTC74-A7TemperatureonLCD***//
LCD_Set_Cursor(1,3);
Byte2Word.Word=Read_TC74_Temperature();
//GetCurrentTemperatureformTC74-A7
T2_Buffer=Read_TC74_Temperature();
if(Byte2Word.Byte[1]==0)
btoa(Byte2Word.Byte[0],ASCII_StringT1);
//ConvertTemp.HaxtoASCIIstring
putsLCD(ASCII_StringT1);
//PrinttoLCD
putcLCD(0xDF);
//Adddegreesymbol
elseif(Byte2Word.Byte[1]==-1)//ReadfailfromTC74-A7,Display"
--"
onLCD
putcLCD('
-'
voidalarm_response(void)
if((T2_Buffer)>
=alarm_value)//TC74温度值超过告警值时报警
PORTCbits.RC2=1;
//开蜂鸣器
PORTDbits.RD7=1;
//点LEDD8
PORTCbits.RC2=0;
//观蜂鸣器
PORTDbits.RD7=0;
//关LEDD8
voidsend_temperature(void)
//======sendthetimetoPC======//
WriteUSART(dt[2]/10+0x30);
Delay1KTCYx(4);
WriteUSART(dt[2]%10+0x30);
//sendhour
WriteUSART('
WriteUSART(dt[1]/10+0x30);
WriteUSART(dt[1]%10+0x30);
//sendminute
WriteUSART(dt[0]/10+0x30);
WriteUSART(dt[0]%10+0x30);
//sendsecond
//======senddoublespacetoPC======//
'
//======sendTC74-A7TemperaturetoPC======//
usartcount=0;
while(LCD_ROM_MSG1[usartcount])
WriteUSART(LCD_ROM_MSG1[usartcount++]);
while(ASCII_StringT1[usartcount])
WriteUSART(ASCII_StringT1[usartcount++]);
**************************************************************************************************************************************************************************************************************************
键盘程序
#inclu
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- 单片机 原理 应用 实验 报告 温度 测量 显示 设定