单片机课程设计及实训报告模板.docx
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单片机课程设计及实训报告模板
广东水利电力职业技术学院
课程设计/实训报告
(2013-2014学年第2学期)
学生:
周雄君(组长)、周雄君
提交日期:
2014年6月26日学生签名:
周雄君
学号
与姓名的排序相同
学院
自动化系
课程名称
单片机接口技术
任课教师
郭玲
教师评语:
成绩评定
教师签名
湿度探测器
周雄君
摘要
随着人们的生活及其生产水平的不断提高,对生活环境和生产环境的要求就显的尤为重要,温湿度的控制就是一个典型的例子,因此温湿度检测系统就是现代生产生活中应运而生的一种智能、快捷、方便可靠的检测系统,特别是在工业生产中如果检测得不准确就会发生许多的生产事故。
为了给现代人工作、科研、生活提供更好的更方便的设施,对现有的温湿度控制器的设计、改良有着很大的现实意义
利用ATMEl51系列单片机和HR202湿度模块设计并制作一个简单的湿度检测装置,以单片机为核心,其他外围设备如电源HR202湿度模块等,其中湿度模块D0输出口是数字开关量输出,输出0和1,因此单片主要是检测D0输出口的高低电平。
关键词
D0输出口的工作模式、
单片机如何与湿度模块联系
一、设计要求及目标
设计要求:
1、阅读相关文献,学习湿度检测的原理;
2、根据网上提供的用户说明,熟悉所提供的湿度探测模块接口特性。
3、设计并搭建湿度探测电路,调试电路,令模块正常工作。
4、加载传感器的单片机驱动程序,实现湿度探测功能:
1)湿度探测:
热毛巾,将传感器模块放置在其附近,观察传感器模块输出信号的变化情况。
热水或开水的水蒸气,将传感器模块放置在其附近,观察传感器模块输出信号的变化情况。
2)调节传感器,令在上述情况下,传感器报警(led闪烁等)。
选作:
1)将湿度报警的开始时间和结束进行记录,保存到EEPROM里。
2)当有按键按下,就调出记录,显示在数码管上。
3)当有按键按下,就将记录发送到PC端。
设计目标:
通过湿度模块和51单片机对周围环境湿度进行简单检测,当环境湿度变化或者人为加大减小HR202周围的湿度后,模块达到设定阀值时DO口输出高电平,输送到单片机IO口并用LED和数码管显示相关数据。
二、
系统功能框图组成及说明
湿度模块:
模块在环境湿度达不到设定阈值时,DO口输出高电平,当外界环境湿度超过设定阈值时,模块D0输出0;
杜邦线:
杜邦线可用于实验板的引脚扩展,增加实验项目等。
可以非常牢靠地和插针连接,无需焊接,可以快速进行电路试验;
数码显示:
设置定时器,利用外部中断0实现按键发生事件,当环境湿度大于或小于阀值时D0口输出0或1,并开始计时显示在数码管上;
LED模块:
当D0口输出0或1时LED有相应。
三、电路图设计
整体电路图:
模块电路图:
模块接口说明(4线制)
1VCC外接3.3V-5V
2GND外接GND
3DO小板开关数字量输出接口(0和1)
4AO小板模拟量输出接口
四、程序流程说明
主程序:
开启定时器1;
开启外部中断0;
开启外部中断1;
while
(1)
{
if(!
HUM)当环境湿度达到阀值时取反,D0口输出低电平
{
second=0;时间开始取0
msecond=0;
TR0=1;
P1=temp;
while(!
HUM)Display();
TR0=0;
P1=0x00;
}
Display();
}
}定时器1中断程序:
{装载定时器1的TH1,TL1初值;
每隔250ms就产生1个10us的高电平输出到P3_2IO口,
}
I2C程序:
I2C起始程序:
voidstart()
{
SDA=1;//SDA初始化为高电平“1”
SCL=1;//开始数据传送时,要求SCL为高电平“1”
delay();
SDA=0;//SDA的下降沿被认为是开始信号
delay();//等待一个机器周期
SCL=0;//SCL为低电平时,SDA上数据才允许变化(即允许以后的数据传递)
}
voidstop()
{
SDA=0;//SDA初始化为低电平“0”_n
SCL=1;//结束数据传送时,要求SCL为高电平“1”
delay();
SDA=1;//SDA的上升沿被认为是结束信号
delay();
SDA=0;
SCL=0;
}
写程序:
voidWriteSet(unsignedcharadd,unsignedchardat)
//在指定地址addr处写入数据WriteCurrent
{
start();//开始数据传递
WriteCurrent(OP_WRITE);//选择要操作的AT24Cxx芯片,并告知要对其写入数据
WriteCurrent(add);//写入指定地址
WriteCurrent(dat);//向当前地址(上面指定的地址)写入数据
stop();//停止数据传递
Delaynms(4);//1个字节的写入周期为1ms,最好延时1ms以上
}
I2C读程序:
unsignedcharReadSet(unsignedcharset_addr)
//在指定地址读取
{
start();//开始数据传递
WriteCurrent(OP_WRITE);//选择要操作的AT24Cxx芯片,并告知要对其写入数据
WriteCurrent(set_addr);//写入指定地址
return(ReadCurrent());//从指定地址读出数据并返回
}
五、软硬件开发过程及调试结果
第一天拿到题目后上淘宝和XX文库查阅了关于本次实训要用的湿度模块的相关资料,详细了解了湿度模块的工作原理和电路原理图,如工作条件是什么,阀值如何调整到最佳的值等等,了解好模块的工作原理后才能开始下一步的工作;
第二天开始着手编写程序,变写过程中遇到很多问题,经过多次调试编写成功能编译,但是很多功能不完善,如数码时间显示的不正常,串口通信会崩溃等问题;之后通过查阅资料和问同学解决了一些问题,整体上把老师布置的要求先大概完成,选做的先留着,这是预期的想法。
第二个礼拜,就是开始对程序进行修改,如:
让单片机的显示效果更完善更有特点,计数更准确些,湿度模块更精确地测试到环境湿度等等。
实训过程中遇到的困难可谓重重,由于基本功不是太扎实,一些小细节会疏忽遗漏,比如串口与PC之间的通信不灵活,单片机不能正常的发送数码管显示的时间到PC等
通过一个多礼拜的实训,老师要求的目的大部分都已经完成,但是串口部分因为程过于复杂等原因始终调试不成功。
现象结果:
参考文献:
[1]《单片机应用技术》主编邵忠良
[2]《10天学会单片机》郭天祥
[3]《C程序设计教程》主编林小茶
附件1程序代码
#include
#include
sbitHUM=P3^2;
sbitSDA=P3^4;//将串行数据总线SDA位定义在为P3.4引脚
sbitSCL=P3^3;//将串行时钟总线SDA位定义在为P3.3引脚
//*********************变量声明*************************
unsignedcharcode
table1[]={0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F};
unsignedcharDat[]={0,0,0,0},temp=0xaa;
unsignedcharsecond=0,msecond=0;
//**********************子程序***************************
voidDelay1ms(void)//1ms
{
unsignedcharj,z;
for(j=1;j<4;j++)
for(z=10;z<200;z++);
}
voidDelaynms(unsignedcharn)
{
unsignedchari;
//k=255;
for(i=0;i Delay1ms(); } //------------------------------------------------------- voiddisplay(unsignedchara,b,c,d) {P2=0xff;P0=table1[a];P2_0=0;P0_7=0;Delaynms (2); P2=0xff;P0=table1[b];P2_1=0;P0_7=0;Delaynms (2); P2=0xff;P0=table1[c];P2_2=0;P0_7=1;Delaynms (2); P2=0xff;P0=table1[d];P2_3=0;P0_7=0;Delaynms (2); } voidDisplay(void)//数码扫描 {Dat[0]=msecond%10; Dat[1]=msecond/10; Dat[2]=second%10; Dat[3]=second/10; display(Dat[0],Dat[1],Dat[2],Dat[3]); } voidmain() {unsigneda; EA=1; ET0=1; TMOD=0x01; TH0=(65536-46080)/256; TL0=(65536-46080)%256; TR0=0; P1=0x00; while (1) { if(! HUM) { second=0; msecond=0; TR0=1; P1=temp; while(! HUM)Display(); TR0=0; P1=0x00; WriteSet(0x31,second); WriteSet(0x32,mecond); if(P3_3==0) {P0=a; a=ReadSet(0x31); a=ReadSet(0x32); } } Display(); } } voidintserv1(void)interrupt1using1 {TH0=(65536-37037)/256; TL0=(65536-37037)%256; msecond=msecond+2; if(msecond%25==0) { temp=~temp; P1=temp; } if(msecond>=100) { msecond=0; second++; if(second>=100) second=0; } } I2C子程序: #include #include #defineOP_READ0xa1//器件地址以及读取操作,0xa1即为10100001B #defineOP_WRITE0xa0//器件地址以及写入操作,0xa1即为10100000B #defineucharunsignedchar sbitSDA=P3^4;//将串行数据总线SDA位定义在为P3.4引脚 sbitSCL=P3^3;//将串行时钟总线SDA位定义在为P3.3引脚 uchara,i; /***************************************************** 函数功能: 延时1ms (3j+2)*i=(3×33+2)×10=1010(微秒),可以认为是1毫秒 ***************************************************/ externvoidDelay1ms(void); externvoidDelaynms(unsignedcharn); voiddelay() {_nop_();//等待一个机器周期 _nop_();//等待一个机器周期 _nop_();//等待一个机器周期 _nop_();//等待一个机器周期 } voidstart() { SDA=1;//SDA初始化为高电平“1” SCL=1;//开始数据传送时,要求SCL为高电平“1” delay(); SDA=0;//SDA的下降沿被认为是开始信号 delay();//等待一个机器周期 SCL=0;//SCL为低电平时,SDA上数据才允许变化(即允许以后的数据传递) } voidstop() { SDA=0;//SDA初始化为低电平“0”_n SCL=1;//结束数据传送时,要求SCL为高电平“1” delay(); SDA=1;//SDA的上升沿被认为是结束信号 delay(); SDA=0; SCL=0; } /*************************************************** 函数功能: 从AT24Cxx读取数据 出口参数: x ***************************************************/ unsignedcharReadData() //从AT24Cxx移入数据到MCU { unsignedchari; unsignedcharx;//储存从AT24Cxx中读出的数据 for(i=0;i<8;i++) { SCL=1;//SCL置为高电平 x<<=1;//将x中的各二进位向左移一位 x|=(unsignedchar)SDA;//将SDA上的数据通过按位“或“运算存入x中 SCL=0;//在SCL的下降沿读出数据 } return(x);//将读取的数据返回 } /*************************************************** 函数功能: 向AT24Cxx的当前地址写入数据 入口参数: y(储存待写入的数据) ***************************************************/ //在调用此数据写入函数前需首先调用开始函数start(),所以SCL=0 bitWriteCurrent(unsignedchary) { unsignedchari; bitack_bit;//储存应答位 for(i=0;i<8;i++)//循环移入8个位 { SDA=(bit)(y&0x80);//通过按位“与”运算将最高位数据送到S //因为传送时高位在前,低位在后 _nop_();//等待一个机器周期 SCL=1;//在SCL的上升沿将数据写入AT24Cxx _nop_();//等待一个机器周期 _nop_();//等待一个机器周期 SCL=0;//将SCL重新置为低电平,以在SCL线形成传送数据所需的8个脉冲 y<<=1;//将y中的各二进位向左移一位 } SDA=1;//发送设备(主机)应在时钟脉冲的高电平期间(SCL=1)释放SDA线, //以让SDA线转由接收设备(AT24Cxx)控制 _nop_();//等待一个机器周期 _nop_();//等待一个机器周期 SCL=1;//根据上述规定,SCL应为高电平 delay();//等待一个机器周期 ack_bit=SDA;//接受设备(AT24Cxx)向SDA送低电平,表示已经接收到一个字节 //若送高电平,表示没有接收到,传送异常 SCL=0;//SCL为低电平时,SDA上数据才允许变化(即允许以后的数据传递) returnack_bit;//返回AT24Cxx应答位 } /*************************************************** 函数功能: 向AT24Cxx中的指定地址写入数据 入口参数: add(储存指定的地址);dat(储存待写入的数据) ***************************************************/ voidWriteSet(unsignedcharadd,unsignedchardat) //在指定地址addr处写入数据WriteCurrent { start();//开始数据传递 WriteCurrent(OP_WRITE);//选择要操作的AT24Cxx芯片,并告知要对其写入数据 WriteCurrent(add);//写入指定地址 WriteCurrent(dat);//向当前地址(上面指定的地址)写入数据 stop();//停止数据传递 Delaynms(4);//1个字节的写入周期为1ms,最好延时1ms以上 } /*************************************************** 函数功能: 从AT24Cxx中的当前地址读取数据 出口参数: x(储存读出的数据) ***************************************************/ unsignedcharReadCurrent() { unsignedcharx; start();//开始数据传递 WriteCurrent(OP_READ);//选择要操作的AT24Cxx芯片,并告知要读其数据 x=ReadData();//将读取的数据存入x stop();//停止数据传递 returnx;//返回读取的数据 } /*************************************************** 函数功能: 从AT24Cxx中的指定地址读取数据 入口参数: set_addr 出口参数: x ***************************************************/ unsignedcharReadSet(unsignedcharset_addr) //在指定地址读取 { start();//开始数据传递 WriteCurrent(OP_WRITE);//选择要操作的AT24Cxx芯片,并告知要对其写入数据 WriteCurrent(set_addr);//写入指定地址 return(ReadCurrent());//从指定地址读出数据并返回 }
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