水利水电测控专业实训课程资料.doc

郑州信盈达电子有限公司华北水利水电课程设计第一天：嵌入式、单片机和IO口的使用1.嵌入式讲解2.单片机的概述3.对单片机的IO口操作1.嵌入式：2.AT89C51： 电源： ROM:存放代码 （掉电不丢失，只读） （4K） RAM:运行代码 （随机读写） (128Byte) 51的内核： 52单片机：（8K,128Byte） ARM9 - 内存（64M） 32位CPU - 4G 210 = 1K 1M 1G3.51的管脚 - 40个 IO管脚 - 32个 4组 P0 P1 P2 P34.LED实验 1.软件平台： Keil - （MDK）编辑软件 2.新建功能： 1.新建文件夹 - 在文件夹下面新建4个文件夹 inc obj list src 2.打开Keil软件 工程 - 新建工程 - 选择CPU - AT89C52 3.点击魔术棒 1.output 2.list 3.C51 4.新建文件 保存到SRC中 inc - 用来存放的.h（头文件，函数或者变量的声明。宏定义） src - 用来存放.c文件（源文件） obj - 用来存放目标文件（.obj .o） list - 用来存放链接文件（生成可执行性文件）5.编写程序 1.点亮一盏灯 1.看原理图 - 找到LED所连接的IO管脚 数字量 0 - 0 1.5V 1 - 2.5v 5v P2 07 接了8个灯 2.例如点亮第一盏灯 sbit LED1 = P2_0; 3.下载到开发板 1、选择CPU STC89C52RC 2.选择串口（USB转串口） 3.打开文件 4.下载1.灯闪烁 LED灯点亮 延时 LED熄灭 延时2.流水灯 用for循环进行操作3.呼吸灯 通过PWM波来控制LED灯点亮和熄灭的时间4.按键（输入设备） 1.通过原理图找到按键 P1_4 - KEY1 KEY1 来控制LED1（点亮） 注意：1.按键要进行消抖 软件和硬件 2.功能函数（给其他函数提供接口）作业：1.流水灯；2.4个按键控制4个LED灯；第二天：数码管1.数码管2.矩阵键盘1.数码管：分类：7段显示数码管 8段显示数码管 共阳：发光二极管的正极，都连接在电源上（低电平有效）共阴：发光二极管的负极，都连接在地上（高电平有效）2.操作数码管1.查找原理图 1、三极管（放大和开关）（PNP 低电平导通） 2、P20P27 - 8个数码管的8个com段（开关作用） 3、P07 - AH (传输数据) 例如：显示0 - 1100 0000 0xC02.软件编写 1.设置开关变量 2.选择哪个数码管 3.输出要显示的数据3.动态显示 让不同的数码管，显示不同的数据？ 1.第一个数码管显示07 1.打开开关量 2.选择第一个数码管 3.循环显示数字 2.在8个数码管上显示 0 7 3.显示电话号码的前八位：3.矩阵键盘 1.通过原理图 1.P1 47 呈现高电平（1） 2.如果给P10管脚赋值为低电平 - 当K2键按下，那么P14呈现低电平得知K2被按下 2.查询整个矩阵键盘 1.判断是否有按键按下 P1 03都为低电平 读取P1 47 如果其中有一个为低电平，那么就证明有按键按下 2.判断哪个按键被按下 轮询法： 1.检测第一排是否有按键按下： P10为低电平，1 2 3为高电平 - 检测 4 5 6 7 状态 2.检测第二排是否有按键按下： P11为低电平 0 2 3为高电平 - 检测 4 5 6 7 状态 3.检测第三排是否有按键按下： P12为低电平，0 1 3为高电平 - 检测 4 5 6 7 状态 4.检测第四排是否有按键按下： P13为低电平 0 1 2为高电平 - 检测 4 5 6 7 状态作业：矩阵键盘：在数码管上显示对应数据第三天：定时器定时器：定时器和计数器：定时器：定时的作用；内部提供时钟，驱动一个计数器计数器：用来计数，外部提供信号，驱动一个计数器用途：定时器：家电 - 空调，微波炉，洗衣机计数器：工厂中记件 特点与区别：定时器：通过自身的计数，当计数完成后，那么给外部发送信号计数器：外部给计数器传递信号，进而达到计数的效果机器周期和指令周期：51单片机的输入的时钟频率 = 12M机器周期：12M/12 = 1M指令周期：14个机器周期for(i=0;i8;i+)数电：需要时钟脉冲：数字芯片的脉搏。51单片机：定时器2个T0:T1:今天就以T0来进行举例：T0可以代表的功能1.定时器2.计数器定时器：在CPU内部。定时器不会占用CPU时间。 Delay（5000）; 起到精确的延时。振荡器：12Mhz分频：1Mhz - 产生的时钟用来给定时器进行计数TR1：开关定时器TL0和TH0 - 16位 065535 （us）TF1：定时器定是完成的标志位 定时完成 - 1 否则 0定时器的两个寄存器：TMOD:配置定时器模式TCON:定时控制寄存器TMOD:方式0:13位定时器方式1:16位定时器方式2：1个8位定时器，另外的8位存放预置数。方式3：T0有，T1没有，1个定时器和1个计数器。TR0：1 启动定时器 0 不启动定时器TF0：1 代表计数完成 0 代表计数未完成软件定时：1个灯0.5秒闪烁一次。1.设置定时器模式2.给THO和TLO赋初值3.启动定时器4.查询等待TF0是否为1.作业：用定时器精确的1s定时，实现LED闪烁第四天：LCD屏128641.显示设备2.像素点3.取模软件的使用4.LCD屏12864的使用1.显示设备： 1.灯箱 2.数码管（家电） 3.段码式显示屏（电子表，微波炉，电饭煲） 4.8*8led屏（户外显示屏） 5.1602 （字符型显示屏）（传呼机，只能显示字符） 6.12864（点阵型显示屏）（不带字库，通过取模操作） 7.彩屏 TFT:16 24 32 OLED:可以弯曲2.像素点： 像素：LCD屏最小单位3.取模软件： 1.参数设置： 字体选择：选择字体的大小和类型 其他选项：选择字体的取模方式 2.输入字符或者汉字 3.取模方式： 4种：点亮为1，不点亮为0. 1.纵向+倒序 2.纵向+不倒序 3.横向+倒序 4.横向+不倒序 12864：LCD屏：1.不带字库2.查看12864的硬件连接图（IO管脚）3.12864的软件操作2.硬件连接图： 20个管脚： VSS VDD：电源和地 A和K：LCD屏背光的正极和负极 V0：连接滑动变阻器的正极 VEE：连接滑动变阻器的负极 （作用：调节对比度） D/I:数据和指令管脚 1 - 对于LCD屏来说，发送过来的是数据 0 - 对于LCD屏来说，发送过来的是指令 R/W:读写管脚 1 - 读取LCD屏数据 0 - 往LCD屏写数据 E:数据使能管脚 DB0DB7：8位并行通信管脚 12864： 宽 = 128个像素点 高 = 64个像素点 CS1：代表的是左半屏 CS2：代表的是右半屏 可以认为12864是有两个64*64的LCD屏组成。 /RET:用来复位。3.时序图： 写时序： 1.怎么去看时序图： 1.明白各个管脚的作用以及相互之间的联系 2.从左向右看4.刚才取模的方式： 1.LCD屏用纵向和倒序取模； 2.LCD屏页地址设置和Y地址（列地址设置） 64行： 每8行代表一页 一共：8页； Y地址：64列5.软件操作： 1.LCD屏初始化 1.初始化开始页和列地址 2.LCD屏清屏 注意：清屏前后要记得延时。 3.LCD屏显示数据6.显示一个字符 1.LCD屏初始化和清屏 2.取模： 保存到一个字符数组中。 3.调用disp8_16(页地址，列地址，字符数组);函数 作业：显示一串电话号码和自己的姓名第五天：12864LCD屏1.回顾： 1.像素点和取模软件 取模方式： 1.纵向+倒序 D0D7 2.纵向+不倒序 D7D0 3.横向+倒序 4.横向+不倒序 2.昨天LCD屏讲解 1.12864的解释： 128*64 128代表列的个数 64 代表的是行的个数 像素点：128*64 2.硬件连接： 8080接口（Inter） D/I(CS):数据或者指令选择管脚 R/W：读写选择管脚 E: 使能 DB0DB7：8位数据（8个管脚） CS1：左半屏 CS2：右半屏 6800接口：（Motor） 3.时序图： 1.从左到右 2.根据每个管脚的作用和其之间的联系 时序图：主要是理解； 4.软件编程 1.显示字符 8*16 = disp8_16(页，列，数据); 2.显示汉字 16*16 = disp16_16(页，列，数据); 3.理解12864的内部寄存器 12864显示图片（函数的编写） 12864显示多幅图片（形成动画） 1.12864与CPU的连接及其内部构造 1.1 页地址寄存器 64行 1页 = 8行 共8页 8位寄存器： 发送页地址： 1.cpu发送页地址 R/W = 0 D/I = 0 DB7DB0 DB7DB3是固定的数10111 DB2DB0 23 = 8; A2 A1 A0来代表8个页。 2.CPU发送列地址： 8位的寄存器： DB7DB6是固定的：01 DB5DB0 = 6位 26 23*23 = 64; CS1: CS2: 3.数据寄存器 8位寄存器：存放数据 4.软件编写 1.分析disp8_16（）;函数的编写。 1.看形参和函数返回值。 2.8*16 数组的数据： 3.12864一下打印8个像素点（纵向） 2.12864显示图片 1.编写显示图片函数 1.1 打开lcd.c文件 2.新建数组：保存图片的数据量作业：1.显示图片 2.显示动画第六天：串口1.串行通信和并行通信的区别2.通信的方式3.RS232协议4.51单片机通信的硬件连接5.软件编写串口程序：通信：两个设备之间的数据交流；通信：并行通信和串行通信并行通信：在同一时刻发送多位数据。串行通信：用一根线，通过不同时间，发送8位数据。（分时复用）并行通信：优点：发送速度快。缺点：传输距离短，资源占用多。串行通信：优点：传输距离远，占用资源少。缺点：发送速度慢。2.通信的方式： 1.单工通信 只能接收或者只能发送。 （收音机）（信号基站） 2.半双工通信 在同一时刻，只能接收或者发送。（对讲机） 3.全双工通信 在同一时刻，既能接收又能发送。（电话）3.协议： 数据发送的格式。 RS232协议： 串行通信： 例如：发送8位数据； 0x12； 开始位+数据位+奇偶校验位+停止位 开始位：1位 - 0 数据位：58位（8位数据） 奇偶校验位：1位 停止位：12位 1位 1.5位 2位 奇偶校验： 奇校验： 通过查看数据中1的个数。 例如：选择奇校验 发送的数据为：0101 1110 1的个数为奇数，那么奇偶校验位为0. 如果发送的数据为：1010 1010 1的个数为偶数，那么奇偶校验位为1. 总结：发送方通过发送数据中1的个数，如果为奇数，那么奇偶校验位为0，否则为1. 接收方，当接收到数据，通过查看数据中1的个数+奇偶校验位1的个数。如果为奇数，代表数据发送成功，否则失败。 停止位：1位 2位 1.5位 数字芯片：时间通过时钟脉冲。 1位 = 1个脉冲 2位 = 2个脉冲 1.5位 = 1.5个脉冲3.串口的硬件连接：4.51单片机中的硬件连接图 1.TTL电平 0 0v1.5v 1 2.55v 2.把TTL电平转化为CMOS电平 0 5v 12v 1 -5v -12v 3.通过MAX232转化（TTL电平转化为CMOS电平） 5.软件控制 51单片机中包含一个串口： 1.波特率： 例如：1s中可以发送100帧数据。 一帧数据包含10个位。 波特率 = 10*100 = 1000（bits/s） 设备1s钟发送的位数。 单片机的波特率：9600. 2.串口控制寄存器 SCON: 8位寄存器： D7D6 - SM0 SM1 代表的是串口工作模式： 00 ：代表的是串口只是一个8位移位寄存器。 01 ：代表的是一个一帧信息为10位的串口。（用的最多） 10 11 ：代表的是一个一帧信息为11位的串口。 10位： 开始位+8位数据位+1位停止位。 D4：REN：代表的数据接收使能位。 1：代表可以接收数据，否则不能接收数据。 D0: RI：接收标志位。如果接收到数据，那么RI为1，否则为0. D1： TI：发送标志位。如果发送完数据，那么TI为1，否则为0. 01 0 1 0 0 0 0 - 0101 0000 - 0x50； PCON:电源控制寄存器： 最高位：SMOD代表时钟频率是否加倍。 产生波特率：通过T1定时器产生的。 T1工作在方式2下，并且TH1 = 0xfd，TL1 = 0xfd。 软件编程： 1.初始化串口 1.1 设置波特率 1.2 初始化SCON（设置串口模式） 1.3 启动定时器1. 2.回显 1.单片机等待接收数据 2.接收到数据，再把数据发送给电脑。 作业： 1.串口实现回显功能。 2.串口去控制LED灯。 发送1 - LED1 点亮 发送2 - LED2 点亮 发送7 - LED7 点亮 发送$ - 全部熄灭 扩展：实现流水灯 3.printf函数的使用 C语言的库函数（stdio.h） 菜单界面（方便我们使用你的函数）第七天：SIM900A GSM模块使用1.GSM的介绍：2.SIM900A - AT指令集的介绍：3.打电话操作：4.发送英文短信的操作：1.GSM： 二代的移动通信： 作用：通讯行业。 移动电话、远程控制、发送短信等。 例如：智能家居： 物联网： 1、无线（wifi） 1.在wifi。 2.大的城市。 2、GSM 1.电话卡和信号 2.产生通信费用2.SIM900A 串口通信的GSM模块： AT指令集： ME:移动设备：GSM模块 DTE：数据终端设备：PC机 注意：AT作为开头，以回车作为结尾。 3种指令集： 基础指令集： S参数指令集： 扩展指令集： 基础指令集和扩展指令集： 基础指令集： AT x代表的是命令 扩展指令集： AT+ x代表的是命令 1.查询指令 AT+？ 2.设置指令 AT+= 3.执行指令 AT+3.打电话： 1.基本指令： AT:检测GSM是否已经准备好 2.检测运营商指令： AT+COPS? 3.设备的连接 4.开机操作： 按下开机键：按下，等待信号灯闪烁 - 3秒闪烁一次。 5.操作基本指令： AT 查询运营商：AT+COPS? 返回值：+COPS: 0,0,CHINA MOBILE OK 查询信号强度：AT+CSQ 返回： +CSQ: 15,0 OK 信号强度：030.6.打电话操作： 呼出电话： ATDxxxxxxxxx;(回车) 挂电话 ATH(回车) 接电话 ATA 重播 ATDL7.发短息： 英文短信： 1.设置短信的格式： ASCII码格式 AT+CMGF=1(回车) 返回 - OK 2.发送短信的地址号码 AT+CMGS输入发送的内容（Ctrl+z）（0x1A） +CMGS: 90 /短信的大小 OK /代表是否成功8.查询短信 AT+CMGL=ALL(回车) 返回：+CMGL:3,/第三个位置 REC UNREAD,/未读 已读 READ +8615638539105,/信息人号码 _XeS, 15/01/07,16:34:45+32 /时间和信息 halo /内容9.读取短信： AT+CMGR=短信编号作业：1.显示运营商 2.打电话（10086或者10010） 3.发短信（列出所有短信 - 找到我发短信）第八天：手机制作1.回顾2.项目的流程3.手机制作的流程1.回顾： GSM模块 - 芯片：SIM900A 电脑和SIM900A进行通信 - 串口通信 SIM900A的工作电压：912v 指令集： 注意：AT开头，回车结束。 3种：基础类指令 S参数类指令 扩展类指令 基础类指令：AT.x代表的是命令 扩展类指令：AT+.x代表的是命令 1.打电话： 1.1 查询运营商： AT+COPS? 返回： +COPS: 0,0,XXXXXXXX 1.2 打电话 ATDxxxxxxxxx;（回车） 1.3 挂电话 ATH 1.4 接电话 ATA 1.5 重拨 ATDL2.发短信： 1.设置短信格式 AT+CMGF=1 - ASCII码格式 2.发送短信 AT+CMGS=XXXXXXXXX 返回：输入要发送的内容（0x1A）3.列出所有的短信 AT+CMGL=ALL4.读取某一条短信 AT+CMGR=(短信的序号)项目开发的流程：项目的特性： 1.项目管理知识 1.1 项目管理定义、特点 项目定义：项目是为完成某一独特的产品和服务所做的一次性努力。 项目特点： 一次性项目有明确的开始时间和结束时间。当项目目标已经实现，或因项目目标不能实现而项目被终止时，就意味着项目的结束。 独特性项目所创造的产品或服务与已有的相似产品或服务相比较，在有些方面有明显的差别。项目要完成的是以前未曾作过的工作，所以它是独特的。 1.2 项目三要素： 时间、质量、成本。 项目三要素相互影响、相互制约 1.3 项目执行过程： 项目开始到结束需要：识别需求、提出方案、执行项目、结束项目等四个阶段。 项目生命期特征： a) 在项目开始时费用和人员投入水平较低，随着项目的进展逐渐增加，在项目收尾时又迅速降低； b) 在项目