C51溫度采集控制報(bào)告

電子科技高校英才試驗(yàn)學(xué)院實(shí)驗(yàn)報(bào)告試驗(yàn)名稱現(xiàn)代電子技術(shù)綜合試驗(yàn)姓名：汪曉華 學(xué)號(hào)：2702108015評(píng)分：老師簽字電子科技高校教務(wù)處制

電子科技大學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告學(xué)生姓名：汪曉華學(xué)號(hào)：2702108015指導(dǎo)老師：王軍試驗(yàn)地點(diǎn)：331試驗(yàn)時(shí)間：（雙周）周二9、10、11節(jié)試驗(yàn)室名稱：電子技術(shù)綜合試驗(yàn)室試驗(yàn)項(xiàng)目名稱：溫度采集限制的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)學(xué)時(shí)：32試驗(yàn)?zāi)康呐c任務(wù)：熟識(shí)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)原理駕馭KEILC51的基本運(yùn)用方法熟識(shí)SMARTSOPC試驗(yàn)箱的應(yīng)用連接電路，編程調(diào)試，實(shí)現(xiàn)各部分的功能完成系統(tǒng)軟件的編寫與調(diào)試試驗(yàn)器材PC機(jī)一臺(tái)示波器、SMARTSOPC試驗(yàn)箱一套試驗(yàn)原理、步驟及內(nèi)容數(shù)碼管動(dòng)態(tài)掃描原理七段式LED數(shù)碼管是常見的電子設(shè)備顯示器件，能夠顯示數(shù)字0~9以及字母a~f，外加一個(gè)小數(shù)點(diǎn)，作為第八段。數(shù)碼管有靜態(tài)和動(dòng)態(tài)之分，每一類又有共陽(yáng)和共陰之分。靜態(tài)數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)方法簡(jiǎn)潔、亮度高，但是連線比較多，而動(dòng)態(tài)數(shù)碼管經(jīng)常以多位聯(lián)體的形式供應(yīng)，連線較少，但是要用動(dòng)態(tài)掃描的方法驅(qū)動(dòng)，為了獲得足夠的亮度，限流電阻取值經(jīng)常比較小。 動(dòng)態(tài)數(shù)碼管掃描的詳細(xì)過(guò)程如下，先把第1個(gè)數(shù)碼管的顯示數(shù)據(jù)送到abcdefg和dp，同時(shí)選通com1，而其它數(shù)碼管的com信號(hào)禁止；延時(shí)一段時(shí)間（通常不超過(guò)10ms），再把第2個(gè)數(shù)碼管的顯示數(shù)據(jù)送到abcdefg和dp，同時(shí)選通com2，而其它數(shù)碼管的comd信號(hào)禁止；延時(shí)一段時(shí)間，再顯示下一個(gè)。當(dāng)掃描整個(gè)數(shù)碼管的頻率應(yīng)當(dāng)保證在50Hz以上時(shí)，就不會(huì)看到明顯的閃耀，肉眼視察，看上去是一起亮的。原理圖如下：圖SEQ圖表\*ARABIC1數(shù)碼管的動(dòng)態(tài)掃描原理圖蜂鳴器工作原理蜂鳴器發(fā)聲原理是電流通過(guò)電磁線圈，使電磁線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)來(lái)驅(qū)動(dòng)振動(dòng)膜發(fā)聲的，因此須要肯定的電流才能驅(qū)動(dòng)它，單片機(jī)IO引腳輸出的電流較小，單片機(jī)輸出的TTL電平基本上驅(qū)動(dòng)不了蜂鳴器，因此須要增加一個(gè)電流放大的電路。原理圖見圖：圖SEQ圖表\*ARABIC2蜂鳴器的原理圖如圖2所示，蜂鳴器的負(fù)極經(jīng)電阻R3接地，蜂鳴器的正極接到三極管的集電極C，三極管的基級(jí)B經(jīng)過(guò)限流電阻R2后由單片機(jī)的P1.3引腳限制，當(dāng)P1.3輸出高電平常，三極管Q1截止，沒有電流流過(guò)線圈，蜂鳴器不發(fā)聲；當(dāng)P1.3輸出低電平常，三極管導(dǎo)通，這樣蜂鳴器的電流形成回路，發(fā)出聲音。因此，我們可以通過(guò)程序限制P1.3腳的電平來(lái)使蜂鳴器發(fā)出聲音和關(guān)閉。程序中變更單片機(jī)P1.3引腳輸出波形的頻率，就可以調(diào)整限制蜂鳴器音調(diào)，產(chǎn)生各種不同音色、音調(diào)的聲音。另外，變更P1.3輸出電平的凹凸電平占空比，則可以限制蜂鳴器的聲音大小。I2C1）I2C總線概述I2C總線是PHLIPS公司推出的一種串行總線，是具備多主機(jī)系統(tǒng)所需的包括總線裁決和凹凸速器件同步功能的高性能串行總線。2）I2C信號(hào)線I2C總線只有兩根雙向信號(hào)線。一根是數(shù)據(jù)線SDA，另一根是時(shí)鐘線SCL。I2C總線通過(guò)上拉電阻接正電源。當(dāng)總線空閑時(shí)，兩根線均為高電平。連到總線上的任一器件輸出的低電平，都將使總線的信號(hào)變低，即各器件的SDA及SCL都是線“與”關(guān)系。圖SEQ圖表\*ARABIC3I2C總線框圖3）I2C總線的數(shù)據(jù)傳送 a)數(shù)據(jù)位的有效性規(guī)定I2C總線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送時(shí)，時(shí)鐘信號(hào)為高電平期間，數(shù)據(jù)線上的數(shù)據(jù)必需保持穩(wěn)定，只有在時(shí)鐘線上的信號(hào)為低電平期間，數(shù)據(jù)線上的高電平或低電平狀態(tài)才允許變更。圖SEQ圖表\*ARABIC4SDA與SCL的工作時(shí)序圖b)起始和終止信號(hào)SCL線為高電平期間，SDA線由高電平向低電平的變更表示起始信號(hào)SCL線為高電平期間，SDA線由低電平向高電平的變更表示終止信號(hào)。起始和終止信號(hào)都是由主機(jī)發(fā)出的，在起始信號(hào)產(chǎn)生后，總線就處于被占用的狀態(tài)；在終止信號(hào)產(chǎn)生后，總線就處于空閑狀態(tài)。c)I2C總線的數(shù)據(jù)傳送速率I2C總線的通信速率受主機(jī)限制，能快能慢，最高速率限制為100Kb/sd)I2C總線的數(shù)據(jù)傳送格式主機(jī)向從機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù) 從機(jī)向主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)圖SEQ圖表\*ARABIC5I2C總線的數(shù)據(jù)傳送格式S:起始位SA:從機(jī)地址，7位W/：寫標(biāo)記位，1位R:讀標(biāo)記位，1位A：應(yīng)答位，1位 A/：非應(yīng)答位，1位D：數(shù)據(jù)，8位 P：停止位陰影:主機(jī)產(chǎn)生的信號(hào)無(wú)陰影：從機(jī)產(chǎn)生的信號(hào)4）總線的尋址I2C總線協(xié)議有明確的規(guī)定：采納7位的尋址字節(jié)（尋址字節(jié)是起始信號(hào)后的第一個(gè)字節(jié)）。尋址字節(jié)的位定義D7～D1位組成從機(jī)的地址。D0位是數(shù)據(jù)傳送方向位，為“0”時(shí)表示主機(jī)向從機(jī)寫數(shù)據(jù)，為“1”時(shí)表示主機(jī)由從機(jī)讀數(shù)據(jù)。主機(jī)發(fā)送地址時(shí)，總線上的每個(gè)從機(jī)都將這7位地址碼與自己的地址進(jìn)行比較，假如相同，則認(rèn)為自己正被主機(jī)尋址，依據(jù)R/位將自己確定為發(fā)送器或接收器。從機(jī)的地址由固定部分和可編程部分組成。在一個(gè)系統(tǒng)中可能希望接入多個(gè)相同的從機(jī)，從機(jī)地址中可編程部分確定了可接入總線該類器件的最大數(shù)目。如一個(gè)從機(jī)的7位尋址位有4位是固定位，3位是可編程位，這時(shí)僅能尋址8個(gè)同樣的器件，即可以有8個(gè)同樣的器件接入到該I2C總線系統(tǒng)中。LM75特征及應(yīng)用LM75A是一個(gè)運(yùn)用了內(nèi)置帶隙溫度傳感器和模數(shù)轉(zhuǎn)換技術(shù)的溫度-數(shù)字轉(zhuǎn)換器I2C總線接口。工作溫度范圍-55oC~+125oC，精度可達(dá)0.125oC。LM75A可設(shè)置成工作在兩種模式：正常工作模式或關(guān)斷模式。在正常工作模式中，每隔100ms執(zhí)行一次溫度-數(shù)字的轉(zhuǎn)換，Temp寄存器保存著最終一次更新的結(jié)果；但是，在該模式下，器件的I2C接口仍舊有效，寄存器讀/寫操作糾結(jié)執(zhí)行。器件的工作模式通過(guò)配置寄存器可編程位B0業(yè)設(shè)定。當(dāng)器件上電或從關(guān)斷模式進(jìn)入正常工作模式時(shí)啟動(dòng)溫度轉(zhuǎn)換。LM75A可配置成不同的工作條件。它可設(shè)置成在正常工作模式下周期性地對(duì)環(huán)境溫度進(jìn)行監(jiān)控或進(jìn)入關(guān)斷模式來(lái)將器件功耗降至最低。OS輸出有2種可選的工作模式：OS比較器模式和OS中斷模式。OS輸出可選擇高電平或低電平有效。圖表SEQ圖表\*ARABIC6LM75A工作原理圖溫度寄存器（Temp）Temp寄存器存放著每次A/D轉(zhuǎn)換的或監(jiān)控到的數(shù)字結(jié)果。包含2個(gè)8位的數(shù)據(jù)字節(jié)，由一個(gè)高數(shù)據(jù)字節(jié)（MS）和一個(gè)低數(shù)據(jù)字節(jié)（LS）組成。其中，只有11位用來(lái)存放辨別率為0.125oC的Temp數(shù)據(jù)（以二進(jìn)制補(bǔ)碼數(shù)據(jù)的形式）對(duì)于正的溫度值，D10＝0T=Temp*0.125oC對(duì)于負(fù)的溫度值，D10＝1T=-Temp的補(bǔ)碼*0.125oCLM75A主要應(yīng)用于系統(tǒng)溫度管理、個(gè)人計(jì)算機(jī)、電子設(shè)備和工業(yè)限制器等地方，典型應(yīng)用實(shí)例為：圖SEQ圖表\*ARABIC7LM75A典型應(yīng)用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)原理步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。通俗一點(diǎn)講：當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖從頭到尾，它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度（即步進(jìn)角）。所以，我們可以通過(guò)限制脈沖個(gè)數(shù)來(lái)限制角位移量，從而達(dá)到精確定位的目的，同時(shí)也可以通過(guò)限制脈沖頻率來(lái)限制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)整的目的。本試驗(yàn)中驅(qū)動(dòng)電機(jī)的信號(hào)仍由PWM脈沖方波限制。原理圖如圖8所示。圖SEQ圖表\*ARABIC8步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)原理圖程序框圖主程序主程序初始化SysInit()開啟16位定時(shí)器T0DispInit()數(shù)據(jù)管顯示初始化開啟中斷T1I2C_Init()I2C總線協(xié)議初始化設(shè)定PWM，溫度初值讀取溫度顯示溫度掃描鍵盤推斷是否有鍵按下‘+’,溫度cnt++更新DispBuf設(shè)置延時(shí)標(biāo)記flag的值中斷時(shí)間到蜂鳴器響0.5s‘-‘,溫度cnt--推斷k更新溫度值推斷是否有鍵抬起掃描鍵盤有無(wú)無(wú)每1ms進(jìn)入一次中斷（T1）中斷服務(wù)程序起先有更新掃描數(shù)據(jù)推斷延時(shí)標(biāo)記flag為0，BUZZER取反比較cnt與temp，設(shè)置PwmValue值為差的肯定值若大則致熱燈亮若小則致冷燈亮相等則送風(fēng)燈亮中斷服務(wù)程序結(jié)束PwmValue的值限制脈沖寬度t>PwmValuePWM=0t<PwmValuePWM=1t>PWM_MAXt=0思索題：設(shè)定溫度的按鍵改用外部中斷模式，電路如何修改（畫示意圖）？程序如何修改，寫出中斷服務(wù)程序。答：將KEY1與KEY2鍵通過(guò)跳線分別接到INT0與INT1接口上。 開啟中斷： SysInit() {…EA=0;//禁止總中斷EX1=1;//使能/INT1中斷EX0=1;//使能/INT0中斷EA＝1;}//使能總中斷 中斷服務(wù)程序：voidINT0SVC()interrupt0 {if(cnt<=31)cnt++;}voidINT1SVC()interrupt2{if(cnt>=17)cnt--;}示意圖總結(jié)及心得體會(huì)通過(guò)本試驗(yàn)課程，我對(duì)中斷和定時(shí)有了較深化的了解，對(duì)單片機(jī)的相識(shí)也進(jìn)一步的提高。在編程的過(guò)程中，遇到了一些問(wèn)題，本質(zhì)緣由是因?yàn)閷?duì)單片機(jī)的相識(shí)不足，對(duì)工作機(jī)理不清晰，望文生義，從而導(dǎo)致一些程序行不通，不過(guò)最終還是在老師和同學(xué)的幫助下，順當(dāng)?shù)耐瓿闪嗽囼?yàn)。我想，對(duì)于語(yǔ)言來(lái)說(shuō)，要想機(jī)器懂你，就必需遵守規(guī)則，所以，先弄懂是怎么運(yùn)行的，再著手編程，會(huì)更順理成章一點(diǎn)。對(duì)本試驗(yàn)過(guò)程及方法、手段的改進(jìn)建議無(wú)附錄學(xué)號(hào)+秒表+按鍵+電機(jī)的程序溫度采集限制（數(shù)碼管+直流電機(jī)）程序

附錄1：學(xué)號(hào)+秒表+按鍵+電機(jī)的程序/* main.c 加減計(jì)數(shù)器*/#include<reg51.h>#include<absacc.h>#include<ctype.h>//定義按鍵sbitKEY1=P2^0; //按鍵1sbitKEY2=P2^1; //按鍵2sbitBUZZER=P3^2;sbitPWM=P3^3;//定義PWM最大級(jí)數(shù)#definePWM_MAX 50//定義PWM級(jí)數(shù)，分為0～PWM_MAX-1級(jí)unsignedcharcnt=18; //定義計(jì)數(shù)器變量intflag=1;unsignedcharPwmValue;unsignedcharsec=0;unsignedintcount=998;codeunsignedcharTab[]= {//定義0123456789AbCdEF的數(shù)碼管字型數(shù)據(jù) 0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07, 0x7F,0x6F };unsignedcharDispBuf[8];/*函數(shù)：KeyScan()功能：鍵盤掃描返回：掃描到的鍵值*/unsignedcharKeyScan(){ unsignedchark='\0'; if(KEY1==0)k='+'; if(KEY2==0)k='-'; returnk;}/*函數(shù)：T1INTSVC()功能：定時(shí)器T1的中斷服務(wù)函數(shù)*/voidT1INTSVC()interrupt3{ codeunsignedcharcom[]={0x01,0x02,0x04,0x08,0x10,0x20,0x40,0x80}; staticunsignedcharn=0; staticunsignedchart=0; TR1=0; TH1=0xFC; TL1=0x66; TR1=1; P1=0xFF; //暫停顯示 XBYTE[0xE800]=~DispBuf[n]; //更新掃描數(shù)據(jù) P1=~com[n]; //重新顯示 n++;t++; n&=0x07; if(flag==0) { BUZZER=!BUZZER;} if(n==8){n=0;} {count++;//統(tǒng)計(jì)毫秒 //pwmcnt++;} if(count==999) //一秒時(shí)間到 { sec++;count=0; DispBuf[4]=Tab[sec/10]; //分別十位 DispBuf[3]=Tab[sec%10]; //分別個(gè)位 if(sec==30){sec=0;} } if(cnt>sec) PwmValue=cnt-sec; else PwmValue=sec-cnt; if(t>=PWM_MAX)t=0; if(t<=PwmValue) PWM=1; else PWM=0; }/*函數(shù)：DispClear()功能：清除數(shù)碼管的全部顯示*/voidDispClear(){ unsignedchari; for(i=0;i<8;i++) { DispBuf[i]=0x00; }}/*函數(shù)：DispChar()功能：在數(shù)碼管上顯示字符參數(shù)： x：數(shù)碼管的坐標(biāo)位置（0～7） c：要顯示的字符（僅限16進(jìn)制數(shù)字和減號(hào)） dp：是否顯示小數(shù)點(diǎn)，0－不顯示，1－顯示/*函數(shù)：DispInit()功能：數(shù)碼管掃描顯示初始化*/voidDispInit(){ DispClear(); //初始為全滅 EA=0; TMOD&=0x0F; TMOD|=0x10; TH1=0xFC; TL1=0x66; TR1=1; ET1=1; EA=1;}/*函數(shù)：Delay()功能：延時(shí)0.01～2.56s參數(shù)： t>0時(shí)，延時(shí)(t*0.01)s t=0時(shí)，延時(shí)2.56s說(shuō)明： 晶振用11.0592MHz*/voidDelay(unsignedchart){ do { TH0=0xDC; TL0=0x00; TR0=1; while(!TF0); TR0=0; TF0=0; }while(--t!=0);}/*函數(shù)：SysInit()功能：系統(tǒng)初始化*/voidSysInit(){ TMOD&=0xF0; TMOD|=0x01; //設(shè)置定時(shí)器T0為16位定時(shí)器 DispInit(); //數(shù)碼管掃描顯示初始化 PwmValue=PWM_MAX/2; //設(shè)置PWM初值 PWM=1;}//PWM管腳為高voidmain(){ unsignedchark; //定義鍵值變量 SysInit(); //系統(tǒng)初始化 DispBuf[7]=Tab[1]; DispBuf[6]=Tab[5]; DispBuf[1]=Tab[cnt/10]; DispBuf[0]=Tab[cnt%10]; for(;;) {for(;;) {Delay(5); //延時(shí)50ms k=KeyScan(); //鍵盤掃描 if(k!='\0') { flag=0; Delay(50); flag=1; }break;} switch(k) //推斷鍵值，執(zhí)行詳細(xì)功能 {case'+': if(cnt<25) cnt++; break; case'-': if(cnt>16) cnt--; break; default: break; } DispBuf[1]=Tab[cnt/10]; DispBuf[0]=Tab[cnt%10]; for(;;) { Delay(5); //延時(shí)50ms if(KeyScan()=='\0')break; //假如按鍵抬起，退出循環(huán) } } }

附錄2：溫度采集限制（數(shù)碼管+直流電機(jī)）程序/* main.c LM75A數(shù)字溫度計(jì)*/#include"I2C.h"#include<reg51.h>#include<string.h>#include<absacc.h>#include<ctype.h>//定義按鍵sbitKEY1=P2^0; //按鍵1sbitKEY2=P2^1; //按鍵2sbitBUZZER=P3^2;sbitPWM=P3^3;sbitLED0=P2^2;sbitLED1=P2^3; //定義LED由P0.0限制//定義LED由P0.0限制sbitLED2=P2^4; //定義LED由P0.0限制#definePWM_MAX 50//定義PWM級(jí)數(shù)，分為0～PWM_MAX-1級(jí)unsignedcharPwmValue;unsignedcharcnt=25; //定義計(jì)數(shù)器變量intflag=1;unsignedinttemp;codeunsignedcharTab[]= {//定義0123456789AbCdEF的數(shù)碼管字型數(shù)據(jù) 0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07, 0x7F,0x6F};unsignedcharDispBuf[8];/*函數(shù)：KeyScan()功能：鍵盤掃描返回：掃描到的鍵值*/unsignedcharKeyScan(){ unsignedchark='\0'; if(KEY1==0)k='+'; if(KEY2==0)k='-'; returnk;}/*函數(shù)：T1INTSVC()功能：定時(shí)器T1的中斷服務(wù)函數(shù)*/voidT1INTSVC()interrupt3{ codeunsignedcharcom[]={0x01,0x02,0x04,0x08,0x10,0x20,0x40,0x80}; staticunsignedcharn=0; staticunsignedchart=0; TR1=0; TH1=0xFC; TL1=0x66; TR1=1; P1=0xFF; //暫停顯示 XBYTE[0xE800]=~DispBuf[n]; //更新掃描數(shù)據(jù) P1=~com[n]; //重新顯示 n++;t++; n&=0x07; if(flag==0) { BUZZER=!BUZZER;} if(cnt==temp/8) {LED2=0; LED1=1; LED0=1;} if(cnt>temp/8) { PwmValue=cnt-temp/8; if(PwmValue>1) {LED0=0; LED1=1; LED2=1;}} if(cnt<temp/8) { PwmValue=temp/8-cnt; if(PwmValue>1) {LED1=0; LED2=1; LED0=1;}} if(t>=PWM_MAX)t=0; if(t<=PwmValue) PWM=1; else PWM=0;}/*函數(shù)：DispClear()功能：清除數(shù)碼管的全部顯示*/voidDispClear(){ unsignedchari; for(i=0;i<8;i++) { DispBuf[i]=0x00; }}/*函數(shù)：DispChar()功能：在數(shù)碼管上顯示字符參數(shù)： x：數(shù)碼管的坐標(biāo)位置（0～7） c：要顯示的字符（僅限16進(jìn)制數(shù)字和減號(hào)） dp：是否顯示小數(shù)點(diǎn)，0－不顯示，1－顯示/*函數(shù)：DispInit()功能：數(shù)碼管掃描顯示初始化*/voidDispInit(){ DispClear(); //初始為全滅 EA=0; TMOD&=0x0F; TMOD|=0x10; TH1=0xFC; TL1=0x66; TR1=1; ET1=1; EA=1;}/*函數(shù)：Delay()功能：延時(shí)0.01～2.56s參數(shù)： t>0時(shí)，延時(shí)(t*0.01)s t=0時(shí)，延時(shí)2.56s說(shuō)明： 晶振用11.0592MHz*/voidDelay(unsignedchart){ do { TH0=0xDC; TL0=0x00; TR0=1; while(!TF0); TR0=0; TF0=0; }while(--t!=0);}/*函數(shù)：SysInit()功能：系統(tǒng)初始化*/voidSysInit(){ TMOD&=0xF0; TMOD|=0x01; //設(shè)置定時(shí)器T0為16位定時(shí)器 DispInit(); I2C_Init(); //數(shù)碼管掃描顯示初始化 PwmValue=PWM_MAX/2; //設(shè)置PWM初值 PWM=1; //PWM管腳為高}/*函數(shù)：LM75A_GetTemp功能：讀出LM75A的溫度值返回：LM75A溫度寄存器的數(shù)值（乘以0.125可得到攝氏度值）*/intLM75A_GetTemp(){ unsignedcharbuf[2]; intt; I2C_Gets(0x90,0x00,2,buf); t=buf[0