单片机及应用上机手册(1)

1、单片机及应用上机手册V0.91 PSoC试验板 PSoC试验板核心是一颗PSoC微控制器，型号为CY8C24794-24LFXI。CY8C24794-24LFXI，56脚QNF封装，拥有50个I/O管脚，其内部拥有4个数字模块，6个模拟模块以及一个全速的USB接口。试验板在CY8C24794外围扩展了八段数码管扫描电路、44键盘阵列电路、RS232接口、USB接口、蜂鸣器、AD采样等电路。并引出了24个单片机管脚信号，使用者可以利用它们来搭建其他应用。图1是试验板CY8C24794-24LFXI的56个管脚信号定义。试验板直接使用烧写接口的5V供电，也可以通过USB接口提供的5V电源供电。使用

2、USB接口直接供电时，还可以通过跳接开工选择将5V电源转换成3.3V做为试验板的供电电源。图1 CY8C24794信号、编程接口及USB接口电路图2 八段数码管动态显示例程试验板配备了4个共阳型数码管，每个数码管的阳极由一个PNP三极管控制供电，微控制器的P40、P41、P42、P43四个管脚控制4个三极管的状态。P3端口组的8个管脚组成一个数据总线共同来控制每个数码管的8个阴极。 另外MCU的P46、P47、P12、P13管脚可以单独控制一个LED灯，使用前请短接LED JMP跳帽。如图2所示。图2 试验板八段数码管及LED扩展电路2.1 八段数码管扫描控制原理八段数码管（以下简称数码管）由

3、8个发光二极管LED组成，其中包括7个细长型的LED和1个小数点型的LED，每个LED称为一字段，分别为a、b、c、d、e、f、g、dp共8段，其中dp为小数点，如图3所示。图3 八段数码管内部字段和引脚分布数码管模块通常有10根管脚，每一段有一根管脚，另外两根管脚是数码管的公共端。数码管有共阳极（其中LED的阳极都连接在一起）和共阴极（其中LED的阴极都连接在一起）两种结构形式。当数码管中的某个LED导通，相应的字段发亮。这样，若干个LED导通，就构成一个字符。在共阳极数码管中，要使某个LED亮，则该LED的控制管脚要接低电平，否则接高电平。共阴极数码管则刚好相反。因此我们可以排列出共阳型数

4、码管的字形码，如表1所示。表1 共阳型数码管字形码字形012345678字形码03H9fH25H0dH99H49H41H1fH01H字形9AbCdEF。全灭字形码09H11Hc1H63H85H61H71H01HffH多个数码管组成的显示电路中，我们一般采用动态扫描的方式进行显示，单片机定时地对数码管扫描，即逐个地循环地点亮各位数码管。在这种方式中，数码管分时工作，每次只能有一个数码管显示内容。不同位显示的时间间隔可以通过定时中断完成。这样虽然在任一时刻只有一位数码管被点亮，但是由于人眼具有视觉残留效应，只要保证每个数码管的刷新率在50Hz左右，则动态刷新数码管显示看起来与全部数码管持续点亮效果

5、是完全一样。为了实现数码管地动态扫描，除了要给数码管提供段（字形代码）的输入之外，还要对各个数码管之间添加位的控制，也就是通常所说的段控和位控。因此，这里数码管接口电路需要有2个输出口，其中一个用于输出8条段控线，另一个用于输出位控线，位控线的数目等于数码管的个数（本实验为4个）。本实验中，段控线连到P3.0P3.7口，分别对应数码管的dp、g、f、e、d、c、b、a段。位控线连到P4.0P4.3口，分别用来选择所要点亮的数码管。试验实现一个秒表的功能，显示内容每5毫秒刷新一次，显示内容到1/10秒。2.2 硬件模块设选择与配置1创建一个新工程，在该工程的器件编辑器（Device Editor

6、）中选择定时器模块，然后将其按要求放置，如图4所示。图4 定时器模块放置图2配置全局资源。单击参数内容方框里的下拉箭头，选择合适的参数值，便可以更改工程中默认的全局资源。此实验配置的全局资源如图8-5所示。图8-5 全局资源配置按图6配置Timer8定时器模块的参数。图6 定时器模块的参数配置4按图7配置管脚驱动模式。图7 管脚驱动模式的参数配置5在timer8_1int.asm文件的_Timer8_1_ISR函数内添加如下代码，实现中断程序跳转：ljmp _timer1_ISR2.3 软件设计#include / part specific constants and macros#incl

7、ude PSoCAPI.h / PSoC API definitions for all User Modules#pragma interrupt_handler timer1_ISR#define DATA PRT3DR /port for display data #define SEL PRT4DR /control port for PNP transisitor#define LED1 0b11111110 #define LED2 0b11111101#define LED3 0b11111011#define LED4 0b11110111#define dp 0b111111

8、10unsigned char reg=0x03,0x9f,0x25,0x0d,0x99,0x49,0x41,0x1f,0x01,0x09,0x11,0xc1,0x63, 0x85,0x61,0x71,0xff;unsigned char led1_dig=0,led2_dig=0,led3_dig=0,led4_dig=0;unsigned char led_count=1;unsigned char led_dp=0;unsigned char count = 0;/*/void timer1_ISR() if(led_count=5) led_count=1; if(count+ = 1

9、) count = 0; if(led4_dig+ = 9) led4_dig = 0; if(led3_dig+ = 9) led3_dig = 0; if(led2_dig+ = 9) led2_dig = 0; if(led1_dig+ = 5) led1_dig = 0; switch(led_count) case 1: SEL=0xff&LED1; if(led_dp=1) DATA=regled1_dig&dp; else DATA=regled1_dig; break; case 2: SEL=0xff&LED2; if(led_dp=2) DATA=regled2_dig&d

10、p; else DATA=regled2_dig; break; case 3: SEL=0xff&LED3; if(led_dp=3) DATA=regled3_dig&dp; else DATA=regled3_dig; break; case 4: SEL=0xff&LED4; if(led_dp=4) DATA=regled4_dig&dp; else DATA=regled4_dig; break; default: break; +led_count;/*/void main() Timer8_1_EnableInt(); M8C_EnableGInt; Timer8_1_Star

11、t(); led_dp=2; while(1);3 AD采样例程模数转换器（A/D Convert）的功能是把模拟量转换成数字量，以便于利用计算机进行处理。PSoC试验板将微控制器的P01管脚连接到一个可调电位器的滑动端，用于给使用者验证PSoC的模数转换模块功能。本例程使用PSoC SAR6模数转换模块对模拟量进行采集和转换，并将结果显示在数码管。试验过程中通过改变电位器（本质上是一个可调电阻）改变模拟量的输入，观察显示结果的变化，并与万用表测试的结果相比较。试验原理框图如图8所示。图8 实验原理框图3.1 硬件模块选择与配置1. 创建一个新工程，在该工程的器件编辑器（Device Edit

12、or）中选择PGA用户模块和SAR6用户模块，然后将PGA用户模块和SAR6用户模块按要求放置。其中，PGA占用一个连续时间基本模块（ACB），SAR6占用一个开关电容模拟模块（ASC）。图9 全局资源配置2. 全局资源。单击参数内容方框里的下拉箭头，选择合适的参数值，便可以更改工程的全局资源。此实验配置的全局资源如图9所示。3. 连接用户模块。PGA用户模块的输出作为SAR6用户模块的输入信号源。4. 按以下步骤选择模拟列时钟：1) 单击AnalogColumn_Clock_x多路选择器；2) 从菜单里选择一个值（此处选择VC1）。5. 按以下步骤配置模拟列输入多路复用器：1) 单击Anal

13、ogColumn_InputMUX _x多路选择器；2) .从菜单里选择一个端口（此处选择Port_0_1）。6. 按图10配置PGA用户模块参数。图10 PGA用户模块参数7. 按图11配置SAR6用户模块参数。图11 SAR6用户模块参数8. 数码管显示部分的配置，由于在LED显示实验处有详细介绍，此处不再重复叙述。请参考LED显示实验。以上步骤，9. 通过以上步骤，最后得到如图12所示的资源配置图。10. 在Timer8_1INT.asm文件的_Timer8_1_ISR中断服务子程序里加入以下一行代码：jmp _timer1_ISR；11. 编写应用程序。程序代码见附录。图12 模拟资源

14、配置总图3.2 软件设计/-/文件名：main.c/-#include / part specific constants and macros#include PSoCAPI.h / PSoC API definitions for all User Modules#pragma interrupt_handler timer1_ISR #define DATA PRT3DR#define SEL PRT4DR#define LED1 0b11111110#define LED2 0b11111101#define LED3 0b11111011#define LED4 0b11110111

15、#define dp 0b11111110/unsigned char reg=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0x88,0x83,0xc6,0xa1,0x86,0x8e,0xff;unsigned char reg=0x03,0x9f,0x25,0x0d,0x99,0x49,0x41,0x1f,0x01,0x09,0x11,0xc1,0x63,0x85,0x61,0x71,0xff;unsigned char led1_dig=0,led2_dig=0,led3_dig=0,led4_dig=0;unsigned char

16、led_count=1;unsigned char led_dp=0;int iResult;void display(int num) led1_dig = num/1000; led2_dig = (num%1000)/100; led3_dig = (num%100)/10; led4_dig = num%10; void timer1_ISR() if(led_count=5) led_count=1; switch(led_count) case 1: SEL=0xff&LED1; if(led_dp=1) DATA=regled1_dig&dp; else DATA=regled1

17、_dig; break; case 2: SEL=0xff&LED2; if(led_dp=2) DATA=regled2_dig&dp; else DATA=regled2_dig; break; case 3: SEL=0xff&LED3; if(led_dp=3) DATA=regled3_dig&dp; else DATA=regled3_dig; break; case 4: SEL=0xff&LED4; if(led_dp=4) DATA=regled4_dig&dp; else DATA=regled4_dig; break; default: break; +led_count

18、;void main() / Insert your main routine code here. PGA_1_Start(PGA_1_MEDPOWER); / Turn on PGA power SAR6_1_Start(SAR6_1_MEDPOWER); / Turn on SAR6 power Timer8_1_Start(); Timer8_1_EnableInt(); M8C_EnableGInt; while(1) / SAR6模数转换结果范围在 -32,31 ，加32，转换为无符号数0,63 iResult = SAR6_1_cGetSample() + 32; display

19、(iResult); 4 PWM控制蜂鸣器例程PWM模块是用来产生一定频率、一定占空比的周期方波，给蜂鸣器施加不同频率和占空比的方波，它就会发出不同的声音。试验板使用的蜂鸣器需要4KHz，占空比为50的方波驱动。试验电路图如图13所示，P03管脚配置成PWM模块的输出。图13 实验电路图4.1 硬件模块选择与配置1. 创建一个新工程，在该工程的器件编辑器（Device Editor）中选择PWM8用户模块，然后将PWM8用户模块按要求放置。2. 配置全局资源。单击参数内容方框里的下拉箭头，选择合适的参数值，便可以更改工程的全局资源。此实验的数字时钟资源如图14配置。图14 数字时钟资源配置3.

20、 图15配置PWM8用户模块参数。图15 PWM8用户模块参数4. 将PWM8的CompareOut输出连接到Row_O_Output_3总线。5. 使能Row_O_Output_3_Driver_0。6. 将P03管脚连接到GlobalOutEven3事件上，配置结果如图16所示。图16 资源配置总图7. 短接SPK_SEL跳帽。4.2 软件设计/-/文件名：main.c/-#include / part specific constants and macros#include PSoCAPI.h / PSoC API definitions for all User ModulesBYT

21、E byte_Period,byte_Duty;void delay()BYTE tmp1,tmp2;for(tmp1=0;tmp1255;tmp1+) for(tmp2=0;tmp2255;tmp2+);void main() byte_Period = 99; byte_Duty = 50; PWM8_1_WritePeriod(byte_Period); PWM8_1_WritePulseWidth(byte_Duty); while(1) PWM8_1_Start(); delay(); PWM8_1_Stop(); delay(); 尝试修改一下byte_Period,byte_Du

22、ty两个变量的值，看有什么效果。5 USB通讯例程Universal Serial Bus（USB）即通用串行总线是一种简单易行的标准接口，能最大限度的节省计算机的软硬件资源。学习板支持USB1.1协议，最大传输速度可以达12Mb/S，同时支持同步传输、批量传输、控制传输、中断传输 。例程中PC机的通讯程序从USB EP2端口发送数据，微控制器接收到数据后通过数码管显示出来，并存储到USB EP1的缓存区中；当PC机的通讯程序从USB EP1端口读取数据，微控制器就从EP1端口的缓存区取出数据并发送给PC机。向USB EP2端口写数据将数据读到数组缓存中将数组缓存中的数据发送给EP1从EP1缓

23、存中读数据在LED显示图17 USB例程读写流程8.5.1 硬件模块选择与配置1. 添加USB用户模块。2. 对USB描述符进行配置：选中USB模块，然后单击右键，选择USB Setup Wizard ，对描述符表进行如表2所示的配置。表2 USB描述符表Vendor IDProduct ID04b4E001Endpoint NumberDirectionTransfer TypeMax Packet SizeEp1InBulk64Ep2OutBulk643. 数码管显示部分资源配置参见数码管显示例程。5.2 软件设计/-/文件名：main.c/-#include / part specifi

24、c constants and macros#include PSoCAPI.h / PSoC API definitions for all User Modules#include main.h/ledvoid Display(unsigned char k);#define DATA PRT3DR#define SEL PRT4DR#define LED1 0b11111110#define LED2 0b11111101#define LED3 0b11111011#define LED4 0b11110111unsigned char num17 = 0x03,0x9f,0x25,0

25、x0d,0x99,0x49,0x41,0x1f,0x01,0x09,0x11,0xc1,0x63,0x85,0x61,0x71,0xff;/ - Globalsunsigned char cEp1Count = 0;unsigned char cEp2Count = 0;unsigned char aBuf64;WORD wCount;BYTE bCount;#define EP1SZ 0x40void Display(unsigned char k) SEL = LED2;DATA = numk;void main()unsigned char cIndx;unsigned char cIn

26、dx2;unsigned char cOnce; DATA=0xff; SEL=0x0f; M8C_EnableGInt; USBFS_Start(0,USB_5V_OPERATION); / start device to 5V / Wait for it to enumerate while(!USBFS_bGetConfiguration();aBuf0 = 9 ; / Enable the Out Endpoint to recieve data USBFS_EnableOutEP(USB_EP2); cOnce = 0; cIndx = 0; while (1) if (0 = cO

27、nce) cOnce = 1;/ Enable EP interruptsUSBFS_INT_REG |= USBFS_INT_EP1_MASK | USBFS_INT_EP2_MASK ;/while(!USBFS_bGetEPAckState(1)USBFS_LoadInEP(USB_EP1, &aBuf0,1, USB_TOGGLE); / EP1SZ prime EP1 if (cEp2Count) wCount = USBFS_wGetEPCount(USB_EP2); bCount = USBFS_bReadOutEP(USB_EP2, &aBuf0, wCount); Displ

28、ay(aBuf0); USBFS_LoadInEP(USB_EP1, &aBuf0,1, USB_TOGGLE); cEp2Count = 0; USBFS_EnableOutEP(USB_EP2); / forever while 6 串口收发数据串口常用于一些低速设备和电脑进行数据交换。学习板上有一个串口，寄存器位置符合16C550工业标准，内置波特率发生器。在使用串口与上位机PC通信时，需要一个RS232转换电路，如MAX3232。6.1 硬件模块选择与配置1. 添加UART用户模块；配置全局资源与串口资源以确定合适的波特率，资源设置如表3和表4所示，可知串口的时钟源为VC3，因此其波特

29、率为VC3/8。表3 全局资源配置表VC3 SourceSysClk/1VC3 Divider156由上表可知，VC3的里时钟源是系统时钟，所以VC3的时钟频率为：SysClk/156 Hz。表4 串口资源配置表ClockVC3Rx_InputRow_0_Input_3Tx_OutputRow_0_Output_02. 配置串口的接收与发送管脚，管理配置如表5所示。表5 管脚配置列表NameSelectDrive说明Port_1_3StdCPUStrong用于控制LED3的点亮Port_7_0GlobalOutOdd_0Strong串口的输出管脚Port_7_7GlobalInOdd_7Hig

30、h Z串口的输入管脚6.2 软件设计本实验要用到串口助手，读者可在网上下载（推荐周立功easyARM的串口助手）,串口的波特率为19200.。连续收到11个字符，即Hello World时，LED3将会闪一下,并将字符串到串口助手的接收窗口。#include #include PSoCAPI.h #define N11/ 要接收的字符个数BYTEcReceDataN; / 接收缓冲BYTEiCount;/ 接收计数器BOOLbRxCompleted;/ 判断是否接收完成#pragma interrupt_handler UART_1_Rx_ISR/ 中断函数声明void DelayNs(WOR

31、D dly) / 功能是进行时间延时，dly是要延时的时间长度 WORDi, j;for(i=0;idly;i+)for(j=0;j1000;j+);/*/void LedFlash() / 功能是让Led4亮一下PRT1DR =0x08;DelayNs(40);PRT1DR =0x00;DelayNs(40);/*/void UART_1_Rx_ISR() /接收中断，每接收到一个字符，中断一次，并存储该字符cReceDataiCount = UART_1_bReadRxData();/ 存储接收到的字符iCount+;if(iCount=N)/ 判断是否接收已完成bRxCompleted

32、= 1;iCount = 0;/*/void main() BYTE i; UART_1_Start(UART_PARITY_NONE);/ 使能UART UART_1_IntCntl(UART_1_ENABLE_RX_INT); UART_1_CPutString(UART Example);/ 发送例子字符串UART_1_PutCRLF();/ 发送回车 M8C_EnableGInt;/ 全局中断使能bRxCompleted = 0;iCount = 0; while (1) if(bRxCompleted)/ 若接收完成 LedFlash();/ 闪LED灯 for(i=0;iN;i+)

33、/ 在串口助手上显示该字符串 UART_1_PutChar(cReceDatai); bRxCompleted = 0; 7 键盘本实验的矩阵键盘为3x4键盘，行线分别连到P5.4P5.7口，列线连到P5.0P5.2口，设有10个数字键（09）和2个备用键。原理图如图18所示。图18 试验板矩阵键盘原理图7.1 矩阵式键盘扫描控制原理矩阵式键盘，也即通常所讲的行列式键盘，由行线和列线组成。按键位于行、列的交叉点上，行、列分别连接到按键开关的两端，行线通过上拉电阻接到高电平。无按键动作时，行线处于高电平状态；有按键按下时，交点的行线和列线接通，行线电平状态将由与此行线相连的列线电平决定。列线电平

34、如果低，则行线电平为低；列线电平如果高，则行线电平也为高。这一点是识别矩阵键盘按键是否被按下的关键所在。由于矩阵键盘中行、列线为多键公用，各按键均影响该键所在的行和列的电平，所以必须将行、列线信号配合起来作适当的处理，才能确定闭合键所在的位置。矩阵式键盘节省了好多的I/O口，适用于按键数量较多的场合。通过行列键盘扫描的方法可获取键盘输入的键值，从而得知按下的是哪个按键，具体过程如下：1、查询是否有键按下。单片机向列扫描口输出全为“0”的扫描码，然后从行检测口检测信号，只要有一行信号不为“1”，则表示有键按下，且不为“1”的行即对应为按下的键所在的行。2、查询按下键所在的行、列位置。前面已经取得

35、了按下的键的行号，接下来要确定键所在的列，这需要进行逐列扫描。单片机首先使第1列为“0”，其余各列为“1”，接着进行行检测，若为全“1”，表示不在第1列，否则即在第1列；然后使第2列为“0”，其余各列为“1”，再进行行检测，若为全“1”，表示不在第2列，否则即在第2列；这样逐列检测，直到找到按下键所在的列。当各列都扫描以后仍没有找到，则放弃扫描，认为是键的误动作。3、对得到的行号和列号译码，得到键值。在扫描键盘过程中，应注意以下问题：1、当操作者按下或松开按键时，按键会产生机械抖动。这种抖动经常发生在按下或松开的瞬间，一般持续几到十几毫秒，抖动时间随按键的结构不同而不同。在扫描键盘过程中，必须

36、想办法消除按键抖动，否则会引起错误。消除按键抖动可以用硬件电路来实现，例如，利用R-S触发器来锁定按键状态，以消除抖动的影响。较为简单的方法是用软件延时方法来消除按键的抖动，也就是说，一旦发现有键按下，就延时20ms以后再测按键的状态。这样就避开按键发生抖动的那一段时间，使CPU能可靠地读按键状态。在编制键盘扫描程序时，只要发现按键状态有变化，即无论是按下还是松开，程序都应延时20ms以后再进行其他操作。2、在键盘扫描中，应防止按一次键而有多个对应键值输入的情况。这种情况的发生是由于键扫描速度和键处理速度较快，当某一个按下的键还未松开时，键扫描程序和键处理程序已执行了多遍。这样，由于程序执行和

37、按键动作不同步而造成按一次键有多个键值输入的错误状态。为避免发生这种情况，必须保证按一次键，CPU只对该键作一次处理。7.2 硬件模块选择与配置1. 本例程实现34矩阵键盘扫描功能，将按下键的键值显示在数码管上。相应的按键管脚配置如图19如示。图19 按键管脚配置2. 控制数码管显示的管脚配置参见图7。3. 在psocgpioint.asm文件中的全局外部中断函数中添加函数跳转语句：ljmp _KeyScan7.3 软件设计/-/文件名：main.c/-#include / part specific constants and macros#include PSoCAPI.h / PSoC

38、API definitions for all User Modules#pragma interrupt_handler KeyScan/void KeyScan();void delay10ms(unsigned char time);void Dispaly(unsigned char k);unsigned char key=0,temp;#define DATA PRT3DR#define SEL PRT4DR#define LED1 0b11111110#define LED2 0b11111101#define LED3 0b11111011#define LED4 0b11110111/*common anode LED,therefore the LED will light when the pin