核技术与自动化工程学院实习报告

1、成都理工大学实习报告成 都 理 工 大 学核技术与自动化工程学院实习报告实习名称： 单片机课程设计 实习内容： 单片机的运用 姓 名： 许助 学 号： 201106010208 专 业： 测控技术与仪器 学 期： 2013-2014 第二学期 任课教师： 成毅 实习地点： 校内 实习时间： 2014.6 一：设计内容与要求1：基本要求 1.1：完成单片机电路板的焊接与调试。 1.2：通过编程来实现基本功能外加附加功能。2：基本功能（已实现） 2.1：流水灯的闪烁和移动。 2.2：按键控制流水灯的刷新频率和亮度（占空比）。 2.3：利用串口通讯来控制流水灯的刷新频率和亮度。 2.4：利用定时器来

2、改变刷新频率和亮度（占空比）。3：附加功能 3.1：i/o键盘的扩展。 3.2：1602液晶的显示控制。 （已实现：显示心形图形） 3.3：串口加液晶显示传输。 3.4：实现加减乘除的计数器。 3.5：实现可设置的定时功能。二：电路原理说明1：电路的原理框图 1.1：电源电路 1.2：单片机cpu 1.3：晶振电路与独立按键电路 1.4：双复位电路与红外接受电路 1.5：rs232电路 1.6：接口电路与上拉电阻排 1.7：i/o扩张排针 1.8：8路led灯电路与1602液晶电路 2：电路原理介绍 2.1：键盘接口的电路原理 键盘在单片机应用系统中能实现向单片机输入数据、传送命令等功能，是人

3、工干预单片机的主要手段。 按键的确认，键的闭合与否，反映在行线输出电压上就是呈现出高电平或低电平，如果高电平表示断开的话，那么低电平则表示键闭合，所以通过对行线电平的高低状态的检测，便可确认按键按下与否。为了确保cpu对一次按键动作只确认一次按键，必须消除抖动的影响。消除抖动分软件和硬件两种（本实验采用的是定时器消抖）。 独立式键盘是各按键相互独立，每个按键各接一根输入线，一根输入线上的按键工作状态不会影响到其他输入线上的工作状态。因此，通过检测输入线的电平状态可以很容易判断那个键被按下了。 独立式按键电路配置灵活，软件简单，但每个按键需要占用一根输入口线，在按键数量较多时，需要较多的输入口线

4、且电路结构复杂，故此种键盘适用于按键较少或操作速度较高的场合。 2.2：led流水灯显示驱动的电路原理 由于led正向伏安特性非常陡（正向动态电阻非常小），要给led供电就比较困难。直接用电压源供电，否则电压波动稍增，电流就会增大到将led烧毁的程度。为了稳住led的工作电流，保证led能正常可靠地工作，我需要加一个驱动，本实验加的驱动就是每个led灯串联了一个电阻，由欧姆定律的知识可知，当电压增大时，由于串联了电阻，流过led的电流就减小，从而控制在有效电流范围里面。 2.3：通讯接口电路原理 本实验采用的是usb通信接口设计 usb总线的控制是主从结构，有一个host和多个device。

5、host负责总线的带宽管理（帧的编组），device枚举，device的编址。device对host在总线上的行为做出回应，如从总线上读取数据或写出数据，处理或生成回应。usb总线的数据线由两根差分信号线d+ d-构成，host和device都挂接在这两条信号线上通讯。usb协议内容分两大块，一个是对通讯逻辑进行分层定义；一个是对设备的组成逻辑进行分层定义。数据包的最大长度为1023个字节，一个事务最多只有一个数据包；数据处理顺序由host控制，一个事务的包不会分到不同的帧里；事务处理中，包的传输是顺序，如令牌包总在数据包之前传送；令牌包都是由host发出的；设备device根据令牌包决定自己

6、是否发送数据，不能主动发送数据。3：附加功能（液晶l602显示）的电路原理介绍显示容量:162 个字符 芯片工作电压:4.55.5v 工作电流:2.0ma(5.0v) 模块最佳工作电压:5.0v 1602lcd 采用标准的 14脚（无背光）或 16脚（带背光）接口，各引脚接口说明如下表所示: 编号 符号 引脚说明 编号 符号 引脚说明 1 vss 电源地 9 d2 数据 2 vdd 电源正极 10 d3 数据 3 vl 液晶显示偏压 11 d4 数据 4 rs 数据/命令选择 12 d5 数据 5 r/w 读/写选择 13 d6 数据 6 e 使能信号 14 d7 数据 7 d0 数据 15

7、bla 背光源正极 8 d1 数据 16 blk 背光源负极 第 1 脚：vss 为地电源。 第 2 脚：vdd接 5v正电源。 第 3 脚：vl为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地时对比度最高，使用时可以通过一个 10k 的电位器调整对比度。 第 4 脚：rs 为寄存器选择，高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器。 第 5 脚：r/w 为读写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作。当 rs和 r/w共同为低电平时可以写入指令或者显示地址，当 rs 为低电平 r/w 为高电平时可以读忙信号，当 rs 为高电平 r/w为低电平时可以写入数据。 第 6 脚：e端为使

8、能端，当 e 端由高电平跳变成低电平时，液晶模块执行命令。 第 714脚：d0d7为 8 位双向数据线。 第 15脚：背光源正极。 第 16脚：背光源负极。三：程序设计 初定义1：系统软件流程框图键盘扫描 定时延时 消抖按键判 断s1按键按下s2按键按下长按短按判断长按短按判断长按进入串口程序，可以控制流水灯的状态短按即控制流水灯的刷新频率长按进入液晶1602的程序，心形图像显示短按即控制流水灯的亮度（占空比）2：各接口电路软件程序及代码说明#include#include#define uchar unsigned char#define uint unsigned intuchar buf

9、;uchar trg; /按键触发标志uchar cont; /按键连续标志位uchar p3value_present; /定义一个p3口的电平值变量uchar readdate; /定义一个读p3口的变量uint num; /刷新频率数字标志位uint num1;uint c=1; /led占空比亮度控制uint a=10;uint b;uint d;uint h;uint x;uchar aa=0xfe; /定义一个中间变量uint e=10; /刷新频率的变量定义uint y;/*lcd1602液晶显示屏，心型图案的初定义*/sbit rs=p05; sbit rw=p06;sbit

10、en=p07; uchar code table=0x03,0x07,0x0f,0x1f,0x1f,0x1f,0x1f,0x1f, 0x18,0x1e,0x1f,0x1f,0x1f,0x1f,0x1f,0x1f, 0x07,0x1f,0x1f,0x1f,0x1f,0x1f,0x1f,0x1f, 0x10,0x18,0x1c,0x1e,0x1e,0x1e,0x1e,0x1e, 0x0f,0x07,0x03,0x01,0x00,0x00,0x00,0x00, 0x1f,0x1f,0x1f,0x1f,0x1f,0x0f,0x07,0x01, 0x1f,0x1f,0x1f,0x1f,0x1f,0x1c

11、,0x18,0x00, 0x1c,0x18,0x10,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00;/心图案/* 定时器0的初定义子函数*/ void dinyi() tmod=0x02; /定时器0工作方式2，八位自动装载 th0=6; /250us溢出 tl0=6; ea=1; /开总中断 et0=1; tr0=1; /启动定时器0/* 串口初定义子函数，采用定时器1*/void ckdinyi() scon=0x50; /设定串口工作方式 pcon=0x00; /波特率不倍增 tmod=0x20; /定时器1工作于8位自动重载模式, 用于产生波特率 ea=1; es = 1; /允许

12、串口中断 tl1=0xfd; th1=0xfd; /波特率9600 tr1=1; /启动定时器1/* 按键扫描程序*/void scanf() p3value_present=p3; /端口当前值 readdate=p3value_present0xff; /将p3口的电平信号取反 trg=readdate&(readdatecont); /短暂按键记录 cont=readdate; /长按按键记录/* 定义延时函数*/void delay(uint n)while(1)/消抖程序 if(num1n) /计数20ms，按键消抖 num1=0;break; /* 对1602液晶进行写命令函数 *

13、/ void lcd_wcom(uchar com) rs=0; /选择指令寄存器 rw=0; /选择写 p2=com; /把命令字送入p2端口，即液晶 delay(100); /延时一会儿，让1602准备接受数据 en=1; /使能端电平变化，命令送入1602的8位数据口 en=0; /* 对1602液晶进行写数据函数 */void lcd_wdat(uchar dat) rs=1; /选择数据寄存器 rw=0; /选择写 p2=dat; /把要显示的数据写入p2端口 delay(100); /延时一会儿，让1602准备接受数据 en=1; /使能端电平变化，数据送入1602的8位数据口 e

14、n=0; /* 对1602液晶进行初始化函数 */ void lcd_init() lcd_wcom(0x38); /8位数据，双列，5*7的字型 lcd_wcom(0x0c); /开启显示屏，关光标，光标不闪烁lcd_wcom(0x06); /显示地址递增，即写一个数据后，显示数据右移一位 lcd_wcom(0x01); /清屏 /* 主程序*/void main() dinyi(); /按键初定义函数 while(1) scanf(); /扫描函数 if(trg&0x10) /刷新频率按键检测，检测s2按键是否按下 e=a+b*100; /将刷新频率分为五种，即每个灯计数10，110，21

15、0，310，410，510 b+; if(b=5) /按键清零 b=0; if(nume) /刷新频率控制中断计数 num=0; aa=_crol_(aa,1); /将aa右移一位，即后面的右移一个灯 if(trg&0x04) /占空比控制，检测s1是否按下 c+;d=(e*c)/10; /将led灯亮度分为10类if(c=9) /计数清零c=1; d=(e*c)/10; y=e-d; p0=aa; delay(y); p0=0xff; delay(d); delay(80); /延时20毫秒消抖 if(cont&0x10)/按键长按进入串口控制功能 h+; if(h200) while(1)

16、 ckdinyi();/串口初定义程序 if(cont&0x04) /lcd液晶显示程序 x+;if(x200)char m=0; lcd_init(); /初定义函数 lcd_wcom(0x40); /设定cgram地址 for(m=0;m64;m+) /将心型代码写入cgram中 lcd_wdat(tablem); lcd_wcom(0x85); /设定上排的显示位置 for(m=0;m4;m+) /显示心型图案的上半部分 lcd_wdat(m); lcd_wcom(0xc5); /将显示坐标转移到下排和上排相对应的地方 for(m=4;m8;m+) /显示心型图案的下半部分 lcd_wd

17、at(m); while(1); /* 定时器0中断程序*/void t0_frequency() interrupt 1using 2 /频率控制中断程序 num+; num1+; /* 串口中断程序*/void serial() interrupt 4 es = 0; /关闭串行中断 ri = 0; /清除串行接受标志位 buf = sbuf; /从串口缓冲区取得数据 switch(buf) case 0x31: p0=0xfe;break; /接受到1，第一个led亮 case 0x32: p0=0xfc;break; /接受到2，第二个led亮 case 0x33: p0=0xf8;b

18、reak; /接受到3，第三个led亮 case 0x34: p0=0xf0;break; /接受到4，第四个led亮 case 0x35: p0=0xe0;break; /接受到5，第五个led亮 case 0x36: p0=0xc0;break; /接受到5，第六个led亮 case 0x37: p0=0x80;break; /接受到5，第七个led亮 case 0x38: p0=0x00;break; /接受到5，第八个led亮 default: p0=0xff;break; /接受到其它数据 es = 1; /允许串口中断四：系统调试1：硬件调试 焊完电路板后，我将一个简单的流水灯移动

19、程序下载到单片机里面，然后去观察它的现象并测试各芯片引脚的电哦，来检测是否虚焊了，结果是检测正常，各部分功能均能实现。2：软件调试 软件程序的编写和调试花了我两天的时间，中途遇到过几个关卡，比如说占空比的控制，刚开始我设计了一个占空比的程序，觉的我自己的思路没有问题，但是却找不错它不行的原因，后来经过室友一句话的提醒，幡然醒悟，有时候真的是当局者迷，旁观者清啊，还遇到了一个非常低级的问题，算是一个知识记忆混乱的错误，我将五个中断的优先号给记混了，可能是很久没有写单片机程序的原因了，最后还是被发现了，这两个问题花了我大半天的时间，其他程序只要思路框架以及自己的系统设计正确，也就可以很快的写出来。

20、3：主要问题的解决方法 问题1：按键扫描 解决方法：按键扫描在这个程序里面是个非常重要的程序，这里采用的是一个非常经典的按键扫描方法，也是十分的实用与简便，重要的原因是可以检测到按键的短按和长按，并且可以控制非常多程序的切换。 问题2：流水灯的亮度（占空比）控制 解决方法：我开始是用的if语句，通过检测定时器计数来控制流水灯的占空比，到现在都还没有发先我原来的思路有什么不对，由于时间的原因，我不得不采用了另一个方法，通过定时延时来控制，这个延时是有定时器控制的，通过在一个周期里面进行定时器计数从而控制亮度 问题3：知识混乱的问题 解决方法：当你觉的你的思路的是对的，程序运行又没有错误，那就可能是知识记忆错误了，我就犯了这个错误，这个可以查书，上网查，或者问大神。五：结论1：完成的情况及功能 基本功能中按键控制流水灯的刷新频率和亮度已经实现了，但串口通信控制