【文章內(nèi)容簡介】 語言及其混合編程，能夠兼容絕大多數(shù) 51 系列單片機的程序設計和仿真。在本設計中，所有的程序采用 C 語言編寫，最后把調(diào)試通過的程序編譯成二進制文件并通過串口下載到目標板。 程序總體結(jié)構(gòu)由于整個系統(tǒng)涉及到的外設模塊較多，故采用了多文件模塊化編程，這樣大大提高了程序的可讀性，也為以后可能遇到的程序移植和升級提供了方便。整個設計的程序結(jié)構(gòu)如圖 31 所示。圖 31 程序結(jié)構(gòu)圖其中， 是設計主函數(shù)包含了各種外設的初始化及其功能函數(shù)的調(diào)用，、 、 分別為溫度傳感器、紅外接收器、時鐘芯片和液晶的驅(qū)動程序， 是用來定時、定溫的功能模塊。 DS18B20 溫度程序模塊 DS18B20 操作流程使用 DS18B20 時首先應遵循圖 28 所示的時序圖，然后按照流程進行具體操作。DS18B20 操作流程如圖 32 所示。泰山學院本科畢業(yè)論文（設計）16初始化復位、發(fā)跳過 ROM 命令發(fā)溫度轉(zhuǎn)換命令、等待發(fā)讀取溫度命令復位、發(fā)跳過 ROM 命令調(diào)用顯示函數(shù)存儲并轉(zhuǎn)化數(shù)據(jù)圖 32 DS18B20 操作流程 DS18B20 重點代碼 及其分析DS18B20 程序的核心部分是利用單片機讀取芯片內(nèi)部的溫度值，其讀函數(shù)如下，/***********************************************************從 DS1820 中讀出數(shù)據(jù)**********************************************************/uchar DS1820_RData(){uchar i,j,Tmep。for(i=8。i0。i){Tmep=1。泰山學院本科畢業(yè)論文（設計）17DS1820_bit=0。 //低電平,產(chǎn)生讀信號for(j=2。j0。j)。 //延時 4usDS1820_bit=1。 //釋放總線,準備讀數(shù)據(jù)for(j=4。j0。j)。 //延時if(DS1820_bit==1){Tmep|=0x80。}for(j=30。j0。j)。 //延時DS1820_bit=1。 //拉高數(shù)據(jù)線，準備讀下一位}return(Tmep)。 //返回數(shù)據(jù)}通過上面的讀函數(shù)，溫度值被保存到 Tmep 變量內(nèi)，接下來便可以按照一定的規(guī)則對 Tmep 的值進行轉(zhuǎn)化，最后顯示在液晶屏上。另外，應當注意在每次獲取溫度值時都要對 DS18B20 進行復位操作。 DS1302 時間程序模塊 DS1302 總體操作及基本讀寫功能函數(shù)本設計中 DS1302 操作主要包括讀取內(nèi)部時間值和修改時間值兩部分，DS1302 模塊總體操作如圖 33 所示。 圖 33 DS1302 操作總流程泰山學院本科畢業(yè)論文（設計）18DS1302 讀寫操作流程如圖 34 所示。開始結(jié)束設置 CE 為高上升沿，按位傳輸?shù)刂纷x取或?qū)懭胂鄳刂返臄?shù)據(jù)設 置 C E 為 低圖 34 DS1302 讀寫操作流程在對 DS1302 操作時，只要調(diào)用 Write1302_Cmd_Dat(),和 Read1302()就可以實現(xiàn)其與單片機之間的數(shù)據(jù)交流。下面是讀寫函數(shù)的實現(xiàn)。/**********************************************************/向 DS1302 寫地址和數(shù)據(jù)， Addr 地址，Dat 數(shù)據(jù)**********************************************************/void Write1302_Cmd_Dat(unsigned char Addr, unsigned char Dat){ DS1302_RST = 0。DS1302_CLK = 0。DS1302_RST = 1。DS1302_WriteByte(Addr)。 // 地址，命令 DS1302_WriteByte(Dat)。 // 寫 1Byte 數(shù)據(jù)DS1302_CLK = 1。DS1302_RST = 0。} /**********************************************************/讀取 DS1302 某地址的數(shù)據(jù) ,**********************************************************/ uchar Read1302(unsigned char Addr){ uchar Dat。泰山學院本科畢業(yè)論文（設計）19DS1302_RST = 0。DS1302_CLK = 0。DS1302_RST = 1。DS1302_WriteByte(Addr|0x01)。 // 以寫數(shù)據(jù)時的地址為參考，讀時應加 1Dat = DS1302_ReadByte()。 // 讀取數(shù)據(jù)到變量 DatDS1302_CLK = 1。DS1302_RST = 0。return(Dat)。} 讀取時間數(shù)據(jù)并轉(zhuǎn)化成字符串由于時間數(shù)據(jù)包含年、月、日、時、分、秒、周，為了方便可以定義一個時間類型結(jié)構(gòu)體，把轉(zhuǎn)換前后的數(shù)據(jù)都作為這個結(jié)構(gòu)體的成員。typedef struct { unsigned char Week。unsigned char Second。unsigned char Hour。unsigned char Minute。unsigned char Hour。unsigned char Month。unsigned char Day。unsigned char Year。unsigned char Str_Time[9]。unsigned char Str_Year[5]。unsigned char Str_Month[3]。unsigned char Str_Day[3]。}struct_TIM。然后，通過 Read1302()函數(shù)讀取各個地址處的時間數(shù)據(jù)分別保存于Second、Minute 等變量中并轉(zhuǎn)換成十進制，如讀取并轉(zhuǎn)換秒值可以用以下兩個語句：temp = Read1302(0x80)。//低四位是秒的個位，高三位是秒的十位（原來是BCD 碼）TimeSecond = ((temp amp。0x70)4)*10 + (temp amp。0x0F)。接著就可以把數(shù)值轉(zhuǎn)換成字符串了，仍以秒值為例轉(zhuǎn)換語句如下：TimeStr_Time[0] = TimeSecond/10 + 39。039。//十位TimeStr_Time[1] = TimeSecond%10 + 39。039。//個位至此，所得數(shù)據(jù)便可以方便的顯示在液晶屏上了。泰山學院本科畢業(yè)論文（設計）20 LCD12864 液晶驅(qū)動程序 LCD12864 初始化LCD12864 初始化流程如圖 35 所示。圖 35 12864 液晶初始化LCD12864 液晶屏使用前先要進行初始化，已設定不同的功能和模式，本設計中液晶初始化為基本指令集，開顯示關(guān)閉游標，光標從左向右加 1 移動，初始化通過 Init_12864()函數(shù)完成。 寫數(shù)據(jù)到 LCD12864 功能函數(shù)LCD12864 的功能函數(shù)主要是顯示從其他模塊采集到的并轉(zhuǎn)化后的數(shù)據(jù)，這里主要提供了兩種顯示函數(shù)，writestring()和 writedat()兩個函數(shù)，writestring() 用來顯示從一個地址開始的字符串，writedat() 函數(shù)用來在某個地址顯示一個字符。下面是相應的實現(xiàn)代碼。泰山學院本科畢業(yè)論文（設計）21//從地址 addr_12864 開始，寫字符串到 LCD void writestring(uchar addr_12864 ,uchar * str){uchar i = 0。Write12864_Cmd_Dat(addr_12864,0)。while(str[i] != 39。\039。){Write12864_Cmd_Dat(str[i++],1)。 }}//在地址 addr，寫一個字符到 LCDvoid writedat(uchar addr ,uchar dat){Write12864_Cmd_Dat(addr,0)。Write12864_Cmd_Dat(dat,1)。} HS0038 紅外解碼程序模塊 紅外遙控器編碼介紹在進行紅外解碼之前首先要對本設計采用的紅外遙控器編碼方式進行簡要介紹。遙控器發(fā)送一組完整數(shù)據(jù)（如圖 36 所示） ，首先是 9ms 高電平和 低電平組成的前導碼，緊接著是 8 位地址碼及其反碼，最后便是 8 位操作碼及其反碼。具體的編碼方式為脈寬調(diào)制的串行碼，用 的高電平和 的低電平表示二進制 0，以 的高電平和 的低電平表示二進制 1，編碼形式如圖 37 所示。 圖 36 遙控器發(fā)送一組完整數(shù)據(jù)泰山學院本科畢業(yè)論文（設計）22圖 37 遙控器編碼的 0 和 1 紅外解碼程序流程及重要代碼分析本設計中紅外遙控器作為控制單片機運行的按鍵，為了更好的實現(xiàn)按鍵功能紅外接收端接在了單片機的外部中斷 0 引腳，另外遙控器編碼采用脈寬調(diào)制方式，為了更精確的記錄脈寬時間需要啟用定時器功能，所以程序開始要進行中斷和定時器的初始化。為了保證精度，定時器初始化為工作方式 2 即 8 位自動重裝模式。中斷觸發(fā)方式采用下降沿觸發(fā)，中斷程序只需要記錄兩個中斷之間時間值并保存，然后對相應脈沖的時間值與標準的脈沖時間進行比較，這樣得出了是 0 還是 1。由于中斷函數(shù)盡量要短，進行解碼的工作盡量不要在中斷函數(shù)中進行。下面是中斷函數(shù)。/**********************************************************晶振 12M，一個機械周期為 12/12022000 為 1 微秒，則每一次中斷256*=**********************************************************/void timer0() interrupt 1{ timer++。 }/**********************************************************startflag 初始值位 0，第一次進入中斷標記為 1，同時時間清零，如果經(jīng)判斷有引導碼出現(xiàn)，就開始記錄了。**********************************************************/void int0() interrupt 0{if(startflag){if( timer45) //9+ 的引導碼 泰山學院本科畢業(yè)論文（設計）23可{ ir_num=0。}ir_time_data[ir_num]=timer。timer=0。irnum++。if(ir_num==33) {Ir_num=0。Ir_end=1。 //一組接收完成}}else{startflag=1。 //第一次進來時被標記為 1，timer 清 0timer=0。}}另外，根據(jù)通過實際應用發(fā)現(xiàn)，外部光源特別是太陽光對紅外通信干擾較大，為了避免光源干擾可能帶來的麻煩，這里采用了軟件解決的方式。按鍵按下后把得到的數(shù)據(jù)分別與操作碼和操作反碼比較，每次比較通過后要立即清零。下面是一段示例代碼：if(ircode[2]==0x09) { ircode[2]=0x00。if (ircode[3]==0xf6) ircode[3]=0x00。具體功能代碼……}這樣就保證了即使干擾數(shù)據(jù)能進入第一層，但進不了第二層，由于進入第一層后數(shù)據(jù)被清除，下一次連第一層也進不去了，從而避免了由于干擾出現(xiàn)隨機數(shù)對系統(tǒng)功能的影響。 定時定溫功能的程序?qū)崿F(xiàn)本系統(tǒng)具有隨時設定時間值和溫度值的功能，要達到這樣的目的需要滿足這樣幾個條件，第一、能進入設置模式，第二、能通過按鍵選擇要修改的項并能對其數(shù)值增大和減小，第三、能順利返回。該流程可以通過圖 38 表示。泰山學院本科畢業(yè)論文（設計）24返回修改項切換增減修改設置模式圖 38 時間溫度設置流程以上工作完成后，設置功能已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)，只需要在主函數(shù)中調(diào)用Compare_temp_time()函數(shù)就可以通過比較設定值與實際值，來執(zhí)行繼電器開關(guān)燈和開關(guān)空調(diào)動作了。4 系統(tǒng)調(diào)試及設計總結(jié) 系統(tǒng)調(diào)試 最小系統(tǒng)調(diào)試本設計的電路圖由 Protel99SE 繪制，各功能模塊的實際電路由萬用板人工焊接。最小系統(tǒng)的正常運行是整個系統(tǒng)得以正常運行的前提。焊接完成最小系統(tǒng)后，首先用軟件平臺編寫一個能使 口一秒間隔高低電平變化的 C 程序，然后把編譯生成的二進制文件通過串口下載到單片機。這時再在 引腳連接發(fā)光二極管，上電復位后，發(fā)現(xiàn)二級管能夠一秒間隔出現(xiàn)亮滅循環(huán)。通過以上實驗能夠證明單片機最小系統(tǒng)已經(jīng)正常運行，下面就可以焊接其他功能模塊了。 其他各模塊調(diào)試過程由于本設計的所有數(shù)據(jù)都以可見方式顯示在液晶上，所以在焊接其他模塊前需要使液晶屏能夠正常顯示。焊接好液晶模塊后，通過上面的方式下載程序使液晶顯示出幾個漢字和字符，液晶調(diào)試通過。接著焊接溫度傳感器和時鐘芯片，并通過各自的程序在液晶上顯示出數(shù)