Mega16的综合运用.doc

西南科技大学10届创新实践班论文meg16的综合运用the comprehensive use of meg16团队成员：， 单位：创新实践班，学号：2010005 ， 单位：创新实践班，学号：20090163. ， 单位：创新实践班， 学号：20010004指导教师： 摘要：用meg16使其能够拥有计数器，时钟，音乐播放器，花灯的综合功能。abstract:making the meg16 to be the comprehensive use of the counter, clock, music player and changing led.关键词：计数器，时钟，蜂鸣器，跑马灯。keyword: counter, clock, music player and changing led.目录摘要：2关键词：21使用说明31.1计数器使用说明31.2时钟使用说明31.3音乐播放器使用说明31.4跑马灯使用说明32设计目的33原理细分33.1时钟计时实现原理33.2 跑表显示与技术存储原理33.3音乐播放器33.31pwm音乐播放器说明33.32过程实现及方法说明33.4跑马灯3参考文献31使用说明1.1计数器使用说明按下k2，灯d10亮了，准备进行计数，再按下k3进行计数。接着，按k1记录第一次数据，按下k2记录第二次数据。最后按k1显示第一次记录的数据，按k2显示第二次记录的数据。1.2时钟使用说明先按复位键进行复位。再按下k1键进行时间记录。本计数器最多可记录一个钟的时间。误差说明：每一小时误差为一分钟。1.3音乐播放器使用说明按下k5键进行音乐准备,按k6第一手歌播放。再按复位键，按k5进行音乐准备，按k7第二首歌进行播放。再按复位键，按下k5进行进行音乐准备，按k8键第三首歌进行播放。1.4跑马灯使用说明先按复位键进行复位，再按下k4进行花灯演示。2设计目的综合运用假期所学的关于c语言，单片机，等方面的知识，开发已有知识和器材的潜能，为以后的课程设计打下基础，特别是对c语言的深度使用，和对单片机运用方面了解。其次培养团队分工合作的能力，使得大家更加的了解对方。培养程序模块的思想，运用现学知识，将能做的项目做到最好。结合现在单片机的迅速发展和现在沿海地区信息化产业升级，我们组努力培养自己这方面的的能力。随着单片机运用的地日益普及，和信息化程度的逐渐加深，我国越来越需要关于单片机的开发与运用方面的人才。我们组为实现四个现代化，做四有新人而努力奋斗。3原理细分3.1时钟计时实现原理一、时钟函数流程图： 在该函数中，通过timer的自加来表示一秒钟的时间，通过中断函数的使用（系统中断时间为1毫秒），但由于程序的某些条件的限制需要timer自加到1010时才近似于一秒，在程序中，变量的命名及相关定义为：count-indi-s （个位秒）、count-ten-s (十位秒)、count-indi-mit（个位分）、count-ten-mit（十位分）。当timer自加到1010时，count-indi-s由零自加，并且timer变为0，再次循环判断条件，当count-indi-s自加到10时，count-ten-s由零自加，并且count-indi-s变为0，再次循环判断条件，当count-ten-s自加到6时，count-indi-mit由零自加，并且count-ten-s变为0，再次循环判断条件，当count-indi-mit自加到10时，count-ten-mit由零自加，并且count-indi-mit变为0，再次循环判断条件，当count-ten-mit自加到6时，变为0，整个程序按上述再次循环。二、时钟函数的内部模块： 1、分秒之间的转换模块：该模块主要实现分秒之间的转换，而其中的每一个变量的数值都会记录，并且在如下模块中使用。 2、数码管显示模块： 这一模块紧接着上一模块，在此模块中，你会看到数组名为num、num-的数组，它们定义在主函数中，其定义为：其中，num数组表示的是数码管不带有小数的的数字编码，num-数组表示的是数码管带有小数点的编码，在上述模块中，对portb的操作是为了保护portb的端口位，只让规定的位打开，从而实现数码管的位选操作，上述的带有count为头的变量由分秒转换模块给出，从而实现portd的位操作，再通过delay-time-ms（）的毫秒延时函数，于是数码管通过while的死循环进行数码显示。三、时钟模块的误差统计：3.2 跑表显示与技术存储原理一、跑表函数流程图： 二、跑表计时模块：该模块中，stopwatch-count用来最低位计数，该位在数码管中显现不出来，但通过函数delay-time-us（16）的调用可以较为精确的得出千分位的毫秒计数，而流程图中所描述的秒与毫秒的进位关系，通过变量stopwatch-hundred-percent-ms（毫秒的百分位），stopwatch-ten-percent-ms（毫秒十分位），stopwatch-indi-s（秒的个位），stopwatch-ten-s（秒的十位），等变量来描述。三、跑表的显示函数：该模块的显示依照时钟显示模块，数组num、num-为前面所定义的类型与内容。四、按键计数模块：在该模块中，通过数组same-key-press的元素数值来记录相应按键按下的次数。五、按键按下后状态保存模块：在该模块中，利用数组stopwatch-final-state来保存相应按键第一次按下时的数码管端口状态，用以显示使用。六、数值显示模块（部分）：在该模块中，利用前面保存的端口状态与按键条件标记sign的数值来进行判断，并通过无限循环来进行显示，该模块中的stopwatch-state数组的数值有前面的stopwatch-final-state数组来传递。3.3音乐播放器次流程图介绍了关于音乐播放器的程序书写。最后整合到一个主函数中。3.31pwm音乐播放器说明寄存器说明:tccr0tccro:本音乐播放软件采用64分频并且打开tcnt0 与ocr0 的匹配模式，查pdf 可得tccr0赋值为0x0b;tccr0 = 0x0b英文参考文献：mega16数据手册，原文摘录如下。本音乐播放其中对com端口和foco端口不做定义，故直接将位设为0 ，对于wgm01和wgm02及cs01、cs02端口分别定义分频大小和波形产生模式。最终采用64分频，和ctc模式及时ocr启动模式tcnt0、ocr0对于寄存器tcnt0和ocr0而眼，两者采用匹配方式得到中断时间。本程序中对其赋值为。tcnt0 = 0x00;ocr0 = 0x01;说明：在此中断种即说明，处理器计数一次及中断。时间为 8 us tifr、timsk在数据手册中对这两个寄存器的定义与开启中断匹配相关原文如下。 bit 1 ocf0: output compare flag 0the ocf0 bit is set (one) when a compare match occurs between the timer/counter0and the data in ocr0 output compare register0. ocf0 is cleared by hardware whenexecuting the corresponding interrupt handling vector. alternatively, ocf0 is cleared bywriting a logic one to the flag. when the i-bit in sreg, ocie0 (timer/counter0 comparematch interrupt enable), and ocf0 are set (one), the timer/counter0 comparematch interrupt is executed. bit 1 ocie0: timer/counter0 output compare match interrupt enablewhen the ocie0 bit is written to one, and the i-bit in the status register is set (one), thetimer/counter0 compare match interrupt is enabled. the corresponding interrupt isexecuted if a compare match in timer/counter0 occurs, i.e., when the ocf0 bit is set inthe timer/counter interrupt flag register tifr.本说明只摘引部分文献，详细询英文数据手册p80 。本程序采用tcnt0和ocr0相互匹配得到中断时间，所以将tifr和timsk设为0x02tifr = 0x02timsk = 0x023.32过程实现及方法说明首先其中main函数中具体实现代码如下（部分摘录）函数过程为，首先确认按键被按下，然后判断被按下的按键的位置，接着选择歌曲进行播放。（上图表现的只有其中一首歌曲的选择和播放代码）代码关键点说明赋值给ocr0确定中断时间从而确定音符 经过计算可以得到如果tcnt0=0x00而且ocr0=0x01时每次中断使用的时间为8us,得到这个数据之后，可知道根据赋值的不同。（查找音符的频率，从而确定每次鸣叫所需要的时间。用基数乘以需要的数即可得到特定频率）interrupt time(中断时间) = count * 8 us中断时间改变之后得到的频率就不一样了，这是模拟音乐的关键所在！也是因为这个模拟方式的原因pwm模拟的只是音符的频率而没有模拟其振幅，所以音色有失真的情况。音符的实现是通过微观的中断时间不同而实现的，在宏观时间上表现为频率不同（即音符），同时由于实现方式的局限所以，音色的问题是蜂鸣器的瓶颈3.4跑马灯首先用icc写入meg16的跑马灯的程序。该程序主要由meg16c端口电位的变化所形成的。灯的变化有四灯交替闪，和全部灯一起闪，灯闪着从两边向中间亮。还有灯从一边想另一边灭掉，再从一边向亮起来，再是灯从两边向中间灭，再从中间向两边亮。其中包括了灯像一个弹球一样向两边弹。其次就是用progisp将程序调入单片机里。 其中工作量最大的一部分就是关于跑马灯程序的写法