【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 蜂鳴器模塊原理圖如圖318所示流水燈模塊包含8個(gè)LED燈，單片機(jī)的P0口接10K上拉電阻，八個(gè)LED的負(fù)極依次連接單片機(jī)P0口的8個(gè)引腳，八個(gè)LED的正極依次與510歐姆的排阻的八個(gè)端子相連，排阻的公共端連接短路插針的一端，短路插針的另一端與電源相連，因此，若將短路插針用短路帽短路，則八個(gè)LED的正極上拉到高電平， LED低電平點(diǎn)亮。如圖319所示，，Q1導(dǎo)通，Q1的發(fā)射極與集電極導(dǎo)通，將發(fā)射極下拉為低電平，蜂鳴器兩端出現(xiàn)電位差，蜂鳴器發(fā)聲；，Q1不導(dǎo)通，蜂鳴器兩端沒(méi)有電流流過(guò)，蜂鳴器不發(fā)聲。 本章小結(jié)對(duì)硬件的設(shè)計(jì)采用模塊化設(shè)計(jì)方法，采用的電路為典型應(yīng)用電路，資源配置合理，通過(guò)使用短路帽連接相應(yīng)的功能模塊，降低了功耗，減弱了器件之間的相互干擾，提高了系統(tǒng)穩(wěn)定性，硬件工作穩(wěn)定可靠。注意：除第一章緒論外，其他每一章都應(yīng)該有一個(gè)本章小結(jié)第4章 總體設(shè)計(jì) 整體程序設(shè)計(jì)軟件部分主要包括數(shù)碼管程序、鍵盤(pán)程序、AD程序、DA程序、DS1302時(shí)鐘程序、DS18b20溫度傳感器程序、串行通信程序、顯示程序和其他簡(jiǎn)單模塊程序[10]。 分模塊程序設(shè)計(jì)依據(jù)開(kāi)發(fā)板上硬件資源，進(jìn)行程序的開(kāi)發(fā)，在軟件的設(shè)計(jì)過(guò)程中，采用模塊化的設(shè)計(jì)方法，依次分別為每個(gè)模塊設(shè)計(jì)軟件。下面分別介紹以上各個(gè)模塊的程序設(shè)計(jì)。 鍵盤(pán)模塊程序設(shè)計(jì)矩陣式鍵盤(pán)的按鍵識(shí)別方法為：判斷鍵盤(pán)中有無(wú)鍵按下：將全部行線KEY0KEY3置低電平，然后檢測(cè)列線的狀態(tài)。只要有一列的電平為低，則表示鍵盤(pán)中有鍵被按下，而且閉合的鍵位于低電平線與4根行線相交叉的4個(gè)按鍵之中。若所有列線均為高電平，則鍵盤(pán)中無(wú)鍵按下。 判斷閉合鍵所在的位置：在確認(rèn)有鍵按下后，即可進(jìn)入確定具體閉合鍵的過(guò)程。其方法是：依次將行線置為低電平，即在置某根行線為低電平時(shí)，其它線為高電平。在確定某根行線位置為低電平后，再逐行檢測(cè)各列線的電平狀態(tài)。若某列為低，則該列線與置為低電平的行線交叉處的按鍵就是閉合的按鍵。 矩陣式鍵盤(pán)的按鍵編碼處理：將行線和列線依次進(jìn)行數(shù)值編碼，然后進(jìn)行一定規(guī)則的運(yùn)算，就是對(duì)鍵值的編碼。 鍵盤(pán)程序流程圖如圖41所示：開(kāi)始鍵盤(pán)掃描有鍵按下取鍵值YN原有鍵值不變鍵值P0口選通數(shù)碼管圖41 鍵盤(pán)程序流程圖鍵盤(pán)采用的是行掃描法確定鍵值，在程序中具體是這樣掃描鍵盤(pán)的：將鍵盤(pán)掃描碼送入P2口，先是使行線依次為低電平，順序?yàn)镵EYKEYKEYKEY4，在某一行線為低電平的狀態(tài)下，讀取P2口的狀態(tài)，將狀態(tài)值依次右移四位，這樣便將KEY5KEY8的狀態(tài)值移到了低四位，再將高四位狀態(tài)值置一，將處理后的狀態(tài)值與當(dāng)前的掃描碼比較，如果此時(shí)的狀態(tài)值與四個(gè)掃描碼中的一個(gè)相同，證明有鍵按下，此時(shí)保存掃描碼的數(shù)組下標(biāo)和與狀態(tài)值相等的掃描碼數(shù)組下標(biāo)，并將兩個(gè)值按照鍵盤(pán)編碼值進(jìn)行某一規(guī)則的四則運(yùn)算后返回給主函數(shù)中的某一變量；如果在全部行線依次為低電平情況下的狀態(tài)值與四個(gè)掃描碼中沒(méi)有一個(gè)相同，證明沒(méi)有鍵按下，返回1到主函數(shù)。在主函數(shù)中調(diào)用鍵盤(pán)掃描函數(shù)對(duì)鍵盤(pán)進(jìn)行掃描，判斷返回鍵值，若返回值不為1，證明右鍵按下，在某一個(gè)數(shù)碼管上顯示鍵值，若返回值為1，證明沒(méi)有鍵按下，顯示先前按下的按鍵鍵值。 DA模塊程序設(shè)計(jì)1．TLC5615的工作時(shí)序 TLC5615的工作時(shí)序如圖42所示：圖42 TLC5615的時(shí)序圖由時(shí)序圖可以看出，當(dāng)片選CS為低電平時(shí)，輸入數(shù)據(jù)DIN由時(shí)鐘SCLK同步輸入或輸出，而且最高有效位在前，低有效位在后。輸入時(shí)SCLK的上升沿把串行輸入數(shù)據(jù)DIN移入內(nèi)部的16位移位寄存器，SCLK的下降沿輸出串行數(shù)據(jù)DOUT，片選CS的上升沿把數(shù)據(jù)傳送至DAC寄存器。當(dāng)片選CS為高電平時(shí)，串行輸入數(shù)據(jù)DIN不能由時(shí)鐘同步送入移位寄存器；輸出數(shù)據(jù)DOUT保持最近的數(shù)值不變而不進(jìn)入高阻狀態(tài)。由此要想串行輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)必須滿足兩個(gè)條件：第一時(shí)鐘SCLK的有效跳變；第二片選CS為低電平。這里，為了使時(shí)鐘的內(nèi)部饋通最小，當(dāng)片選CS為高電平時(shí)，輸入時(shí)鐘SCLK應(yīng)當(dāng)為低電平。 串行數(shù)模轉(zhuǎn)換器TLC5615的使用有兩種方式，即級(jí)聯(lián)方式和非級(jí)聯(lián)方式。如不使用級(jí)聯(lián)方式，DIN只需輸入12位數(shù)據(jù)。DIN輸入的12位數(shù)據(jù)中，前10位為TLC5615輸入的D/A轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)，且輸入時(shí)高位在前，低位在后，后兩位必須寫(xiě)入數(shù)值為零的低于LSB的位，因?yàn)門LC5615的DAC輸入鎖存器為12位寬。如果使用TL5615的級(jí)聯(lián)功能，來(lái)自DOUT的數(shù)據(jù)需要輸入16位時(shí)鐘下降沿，因此完成一次數(shù)據(jù)輸入需要16個(gè)時(shí)鐘周期，輸入的數(shù)據(jù)也應(yīng)為16位。輸入的數(shù)據(jù)中，前4位為高虛擬位，中間10位為D/A轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)，最后2位為低于LSB的位即零[11]。2．DA程序流程圖DA程序流程圖如圖43所示：Y開(kāi)始TLC5615片選使能時(shí)鐘上升沿讀取數(shù)據(jù)12位數(shù)據(jù)讀取完畢TLC5615片選禁能YNN圖43 DA程序流程圖 DS1302時(shí)鐘模塊程序設(shè)計(jì)1．DS1302的工作時(shí)序DS1302 的復(fù)位特征和時(shí)鐘控制要求：復(fù)位(～RST) 輸入有兩種功能：首先，用于接通控制邏輯，允許地址/命令序列送入移位寄存器；其次，用于終止單字節(jié)或多字節(jié)數(shù)據(jù)的傳送。當(dāng)為～RST高電平時(shí)，所有的數(shù)據(jù)傳送被初始化，允許對(duì)DS1302 進(jìn)行操作。如果在傳送過(guò)程中～RST置為低電平，則會(huì)終止此次數(shù)據(jù)傳送，并且I/ O 引腳變?yōu)楦咦钁B(tài)。上電運(yùn)行時(shí)，在Vcc≥，～RST必須保持低電平。另外，當(dāng)～RST為高電平時(shí)，SCLK必須為低電平。DS1302 的數(shù)據(jù)輸入輸出：向DS1302 寫(xiě)入數(shù)據(jù)時(shí)，數(shù)據(jù)在控制字節(jié)輸入后的下一個(gè)SCLK周期的上升沿被寫(xiě)入，多余的SCLK將被忽略。數(shù)據(jù)寫(xiě)入時(shí)從低位(位0) 開(kāi)始；同樣，從DS1302 讀取數(shù)據(jù)時(shí)，數(shù)據(jù)在緊跟控制字節(jié)后的下一個(gè)SCLK的下降沿讀出，讀出數(shù)據(jù)時(shí)也是從低位(0位) 到高位(7位) ，只要～RST 保持高電平，額外的SCLK將導(dǎo)致數(shù)據(jù)字節(jié)的持續(xù)讀出，這個(gè)特性用于實(shí)現(xiàn)該芯片的突發(fā)讀模式。數(shù)據(jù)讀寫(xiě)時(shí)序如圖44所示：圖44 DS1302的讀寫(xiě)時(shí)序突發(fā)模式下，可以一次性讀出所有日歷時(shí)鐘數(shù)據(jù)或RAM數(shù)據(jù)。2．DS1302的寄存器DS1302 共有12 個(gè)寄存器，其中有7 個(gè)寄存器與日歷、時(shí)鐘相關(guān)，存放的數(shù)據(jù)位為BCD 碼格式。其日歷、時(shí)間寄存器及其控制字見(jiàn)表41[12]：表41 DS1302的寄存器寄存器名命令字取值范圍各位內(nèi)容寫(xiě)操作讀操作76543210秒寄存器80H81H0059啟動(dòng)十位個(gè)位分寄存器82H83H00590十位個(gè)位時(shí)寄存器84H85H001或002312/24010/AP十位個(gè)位日寄存器86H87H0128，29，30，3100十位個(gè)位月寄存器88H89H0112000十位個(gè)位周寄存器8AH8BH010700000個(gè)位年寄存器8CH8DH0099十位個(gè)位3．DS1302時(shí)鐘程序流程圖 DS1302時(shí)鐘程序流程圖如圖45所示：開(kāi)始讀取DS1302的秒值寫(xiě)入允許時(shí)鐘芯片關(guān)閉N寫(xiě)入初始化時(shí)間寫(xiě)入禁止獲取時(shí)鐘芯片的時(shí)間時(shí)間、日期數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為液晶字符顯示YNY 圖45 DS1302時(shí)鐘程序流程圖在程序中定義了一個(gè)結(jié)構(gòu)體，用來(lái)存儲(chǔ)秒、分、時(shí)、星期、日、月、年信息，對(duì)DS1302的寄存器地址進(jìn)行了聲明，方便在編程時(shí)使用，依據(jù)DS1302讀寫(xiě)單字節(jié)數(shù)據(jù)時(shí)序圖編寫(xiě)實(shí)時(shí)時(shí)鐘讀寫(xiě)一個(gè)字節(jié)的函數(shù)，依據(jù)DS1302讀寫(xiě)數(shù)據(jù)時(shí)序圖編寫(xiě)向DS1302某地址寫(xiě)入數(shù)據(jù)和從DS1302某地址讀出數(shù)據(jù)的函數(shù)，從DS1302某地址讀出數(shù)據(jù)可以獲取時(shí)鐘芯片的時(shí)鐘數(shù)據(jù)到自定義的結(jié)構(gòu)型數(shù)組中，這樣單片機(jī)就可以實(shí)時(shí)的從DS1302獲取時(shí)間了，向DS1302某地址寫(xiě)入數(shù)據(jù)可以實(shí)現(xiàn)單片機(jī)對(duì)DS1302進(jìn)行時(shí)間的初始化和修改操作。 測(cè)溫模塊程序設(shè)計(jì)1．DS18B20的工作時(shí)序單總線在任何時(shí)刻只能有一個(gè)控制信號(hào)或數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)要能在單片機(jī)和單總線芯片之間實(shí)現(xiàn)可靠的傳送，遵循單總線處理次序通信協(xié)議，確保數(shù)據(jù)有條不紊地傳送，單總線處理次序圖如圖46所示：圖46 單總線處理次序圖處理次序操作時(shí)，一般有以下4 個(gè)過(guò)程：(1)初始化?；趩慰偩€上的所有傳輸過(guò)程都是以初始化開(kāi)始的，初始化過(guò)程由主機(jī)發(fā)出的復(fù)位脈沖和從機(jī)的應(yīng)答脈沖組成。應(yīng)答脈沖使主機(jī)知道總線上有從機(jī)設(shè)備，且準(zhǔn)備就緒。(2)ROM 操作命令。在主機(jī)檢測(cè)到應(yīng)答信號(hào)后，主機(jī)可以發(fā)出ROM 操作命令之一。所有的ROM 命令都是8 位，而且這些命令與各個(gè)從機(jī)設(shè)備的唯一64位ROM代碼相關(guān)，允許主機(jī)在單總線上連接多個(gè)從機(jī)設(shè)備時(shí)，指定操作某個(gè)從機(jī)設(shè)備?？砂l(fā)送的ROM 命令有：讀ROM，匹配ROM，搜索ROM，跳過(guò)ROM，超ROM，超速跳過(guò)ROM，條件查找ROM。(3)RAM 操作命令。當(dāng)成功執(zhí)行上述某個(gè)ROM 操作命令后，總線可以發(fā)出一個(gè)RAM 命令來(lái)訪問(wèn)和控制RAM?？砂l(fā)送的RAM 命令有：寫(xiě)暫存RAM，讀暫存RAM，復(fù)制暫存RAM，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，回讀E2PROM，讀電源模式。(4)數(shù)據(jù)交換。主機(jī)和從機(jī)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸，所有的數(shù)據(jù)都是從低位開(kāi)始讀寫(xiě)的。所有的單總線器件要求采用嚴(yán)格的通信協(xié)議，以保證數(shù)據(jù)的完整性。該協(xié)議定義了幾種信號(hào)：復(fù)位脈沖、應(yīng)答脈沖、寫(xiě)0、寫(xiě)讀0 和讀1。這些信號(hào)當(dāng)中，除了應(yīng)答信號(hào)是由從機(jī)發(fā)給主機(jī)的以外，其他的信號(hào)都是由主機(jī)發(fā)出同步信號(hào)，并且發(fā)送所有的命令和數(shù)據(jù)都是從字節(jié)的低位開(kāi)始的。單總線上的所有通信都是以初始化時(shí)序開(kāi)始，包括主機(jī)發(fā)出的復(fù)位脈沖及從機(jī)的應(yīng)答脈沖，初始化時(shí)序如圖47所示：圖47 初始化時(shí)序當(dāng)主機(jī)把數(shù)據(jù)從邏輯高電平拉到邏輯低電平時(shí)，寫(xiě)時(shí)序開(kāi)始，寫(xiě)“1”和“0”， 寫(xiě)時(shí)序如圖48所示：圖48 寫(xiě)時(shí)序圖49 讀時(shí)序2．測(cè)溫程序流程圖測(cè)溫程序流程圖如圖410所示：開(kāi)始DS18B20初始化跳過(guò)讀序列號(hào)操作啟動(dòng)溫度轉(zhuǎn)換延時(shí)DS18B20初始化跳過(guò)讀序列號(hào)操作讀取溫度寄存器值延時(shí)讀取溫度值低位讀取溫度值高位相加的溫度值溫度值轉(zhuǎn)化為液晶字符圖410 DS18b20溫度傳感器程序流程圖根據(jù)初始化時(shí)序?qū)S18B20進(jìn)行初始化，根據(jù)讀寫(xiě)時(shí)序?qū)S18B20進(jìn)行讀寫(xiě)編程，另外，在循環(huán)讀取溫度數(shù)據(jù)后，要將讀取的溫度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為可以在液晶上顯示的液晶字符。 串行通信模塊程序設(shè)計(jì)1．RS232通信模塊程序設(shè)計(jì)單片機(jī)通過(guò)MAX232與PC機(jī)通訊程序流程圖411所示： Y開(kāi)始串口初始化保存數(shù)據(jù)發(fā)送數(shù)據(jù)RI等于1？YNTI等于1？RI置零TI置零YNNNY圖411 單片機(jī)通過(guò)MAX232與PC機(jī)通訊程序流程圖在PC機(jī)串口調(diào)試助手的發(fā)送窗口發(fā)送數(shù)據(jù)到單片機(jī)，單片機(jī)接收到