【文章內容簡介】 在下載程序時，需采用STC公司的USB下載器，下載器的VCC腳接排針VCC腳；下載器的RXD腳接排針的TXD腳；下載器的TXD腳連接排針的RXD腳；下載器的GND腳接排針的GND腳，然后用STC公司的ISP軟件選擇keil編譯生成的hex文件，即可將程序燒寫到單片機中。電路如圖310所示。圖中P2即為4pin排針。圖310 下載接口電路 按鍵電路按鍵選擇彈片開關，電路由3個彈片開關組成。3個彈片開關的一段依次接至單片機的1（）、2（）、3（）腳；另一端共地。功能依次為模式切換、加快運行速度、減慢運行速度，電路如圖311所示。圖311 按鍵電路 LED燈電路將16個LED的負極依次與單片機的P1口和P2口的16個I/O口相接，正極則與5V電源相接。但由于直接相接可能會燒壞發(fā)光二極管，因此需要串聯(lián)電阻。，故此處的電阻采用貼片0805封裝。此外，由于P0口的驅動能力較弱，無法直接驅動8個發(fā)光二極管，故選擇在P0口的I/O和發(fā)光二極管的負極之間接入10kΩ的共陽排阻以提供一個強上拉。電路圖如圖312中P1即為10kΩ共陽排阻。圖312 LED電路第4章 程序設計及軟件仿真第4章 程序設計及軟件仿真 軟件設計框圖如圖41所示為本系統(tǒng)的軟件實現(xiàn)流程圖。圖41 軟件流程 軟件開發(fā)平臺選擇軟件設計的開發(fā)平臺采用美國keil Software公司出品的Keil uvision4。Keil uvision4是美國keil software公司出品的51系列兼容單片機C語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編語言相比，C語言在功能上、結構性、可讀性、可維護性上有明顯的又是，因而易學易用。keil提供了包括C編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個功能強大的仿真調試器等在內的完整開發(fā)方案，通過一個集成開發(fā)環(huán)境將這些部分組合在一起。運行keil軟件需要win9NT、win2000、winXP等操作系統(tǒng)。若使用C語言進行編程，keil將是不二之選，即使是使用匯編語言編程，keil方便易用的集成環(huán)境以及強大的軟件仿真調試工具也能讓開發(fā)者事半功倍。 軟件系統(tǒng)功能模塊本系統(tǒng)采用結構化模塊程序設計，所謂“模塊”，實質上就是具有一定功能、相對獨立的程序段。在編程過程中首先將所要完成的各個功能分別按模塊編寫和調試，所有模塊調試成功以后，再將各個模塊連接整合在一起形成系統(tǒng)。模塊化程序設計的主要特點是：單個模塊比一個完整的程序更容易編寫、查錯和測試；模塊化程序可以實現(xiàn)共享，一個模塊化程序可被多個任務在不同的條件下調用；把輸入/輸出封裝起來，可以使程序減少不必要的修改；這樣的設計有利于程序代碼的優(yōu)化和共享，而且便于設計、調試和維護，可以增強系統(tǒng)的可靠性。本系統(tǒng)的主要模塊有：初始化模塊、延時模塊、定時器控制模塊、鍵盤掃描模式、LED燈輸出控制模塊，下面依次簡要介紹。 初始化模塊根據(jù)本系統(tǒng)的設計要求，當系統(tǒng)上電之后，LED燈并不亮，只有進入模式切換之后才有變換，因此需要對系統(tǒng)的控制參數(shù)，比如模式標志位、速度變量進行初始化，其代碼如下：void InitialCPU(void){RunMode = 0x00。TimerCount = 0。SystemSpeedIndex = 10。Delay1ms(500)。SetSpeed(SystemSpeedIndex)。} 延時函數(shù)系統(tǒng)控制流水燈的變換主要是通過延時函數(shù)的延時時間長短來做出相應的反映，因此設置一個延時函數(shù)是控制速度的關鍵，其代碼如下：void Delay1ms(unsigned int count){ unsigned int i,j。 for(i=0。icount。i++) for(j=0。j120。j++)。}其中，count為時間控制參數(shù)。 定時器控制模塊由于單片機資源有限，通過利用中斷來檢測按鍵，提高單片機的時鐘利用率，其代碼如下：void InitialTimer2(void){T2CON = 0x00。 //16 Bit AutoReload ModeTH2 = RCAP2H = 0xFC。 //重裝值,初始值 TL2 = RCAP2L = 0x18。ET2=1。 //定時器 2 中斷允許TR2 = 1。 //定時器 2 啟動EA=1。} 鍵盤掃描模式鍵盤掃描主要是利用IO口讀取的參數(shù)與0相與，然后進行比較，判斷是哪個鍵輸入了控制信號，比較之后返回相應的值，返回值被另一個鍵盤反應函數(shù)得到相應的控制信號。其代碼分為兩部分，一部分為掃描部分，一部分為輸出控制信號，掃描部分如下：unsigned char KeyTemp,CheckValue,Key = 0x00。CheckValue = P1amp。0x07。if(CheckValue==0x07)return 0x00。Delay1ms(10)。KeyTemp = P1amp。0x07。if(KeyTemp==CheckValue)return 0x00。if(!(CheckValueamp。0x01))Key|=0x10。if(!(CheckValueamp。0x02))Key|=0x20。if(!(CheckValueamp。0x04))Key|=0x40。return Key。輸出控制信號核心算法如下：if(Keyamp。0x10){LEDDirection = 1。LEDIndex = 0。LEDFlag = 1。}if(Keyamp。0x20){if(SystemSpeedIndex0){SystemSpeedIndex。SetSpeed(SystemSpeedIndex)。}if(Keyamp。0x40){if(SystemSpeedIndex28){++SystemSpeedIndex。SetSpeed(SystemSpeedIndex) LED燈輸出控制模塊LED燈的輸出信號進行一次性賦值，P2口直接與低八位相與得到相應所設定的信號，P0口先將數(shù)據(jù)進行左移八位，然后在進行相與得到相應所設定的信號。其相與代碼如下（只選取了兩種流水模式的代碼）：{P2 = ~(LEDStatusamp。0x00FF)。P0 = ~((LEDStatus8)amp。0x00FF)。}其根據(jù)模式賦予不同的輸出值代碼如下：void Mode_0(void){P2 = 0xFF。P0 = 0xFF。}void Mode_1(void){LEDShow(0x0001LEDIndex)。LEDIndex = (LEDIndex+1)%16。}void Mode_2(void){LEDShow(0x8000LEDIndex)。LEDIndex = (LEDIndex+1)%16。} 程序調試仿真 仿真平臺介紹仿真平臺采用英國Labcenter electronics公司開發(fā)的EDA工具軟件proteus。它不僅具有其它EDA工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機及外圍器件。它是目前比較好的仿真單片機及外圍器件的工具。雖然目前國內推廣剛起步，但已受到單片機愛好者、從事單片機教學的教師、致力于單片機開發(fā)應用的科技工作者的青睞。Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真軟件)，從原理圖布圖、代碼調試到單片機與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到PCB設計，真正實現(xiàn)了從概念到產品的完整設計。是目前世界上唯一將電路仿真軟 件、PCB設計軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設計平臺，其處理器模型支持805HC1PIC10/12/16/18/24/30 /DsPIC3AVR、ARM、8086和MSP430等，2010年又增加了Cortex和DSP系列處理器，并持續(xù)增加其他系列處理器模型。在編 譯方面，它也支持IAR、Keil和MATLAB等多種編譯器。 仿真測試首先，在proteus里編輯原理圖，如圖42所示，然后再在單片機屬性中導入從keil中生成的hex文件即可進行仿真。圖42 仿真電路第5章 硬件調試第5章 硬件調試 硬件設計用Altium designer 69，將事先畫好的原理圖的網(wǎng)格導入PCB文檔，然后對元件進行布局和布線設計，最終得到的PCB電路板如圖51所示。圖51 PCB布線圖 硬件調試 下載功能調試將STC公司的USB下載器與4pin排針P2相接，然后打開ISP軟件，選擇對應的hex文件，設置好口、芯片型號、波特率之后，點擊開始下載，觀察到程序成功地燒錄到了單片機中。然后拔掉下載器，接通電源，可以看到流水燈正常運行，說明下載功能已通過。 LED電路測試接通電路后仔細觀察，發(fā)現(xiàn)沒有從頭至尾都不亮的燈，說明LED電路已通過。 模式選擇功能調試接通電源，流水燈開始運行，然后按動彈片開關1，即S2，如果能正常切換模式，則說明這部分的功能已通過。觀察到當按下模式切換按鍵時，流水燈的運行模式改變，由正轉變?yōu)榉崔D，說明這部分已通過。 速度加減功能調試當流水燈以正常速度運行時，按下彈片開關2，即S3，觀察到流水燈的運行速度明顯加快，說明加速功能已通過。按下彈片開關3，即S4,觀察到流水燈的速度回歸正常速度，再按一下，發(fā)現(xiàn)流水燈的運行速度變慢，說明減速功能也已通過。 復