嵌入式实验报告(电子表流水灯设计)

关于单片机的嵌入式设计报告

山 西 大 学

计算机组装与维护论文

题 目 电子表设计 学 院 计算机与信息技术学院 专 业 软件工程 指导教师 李月香 学生姓名 曹艳艳 学 号 2008242001 日 期 2010-12-10

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电子表设计

内容提要： LCD 电视是 Liquid Crystal Display 的简称，是液晶显示屏的全称:它包括了TFT,UFB,TFD,STN等类型的液晶显示屏。

LCD 的构造是在两片平行的玻璃当中放置液态的晶体，两片玻璃中间有许多垂直和水平的细小电线，透过通电与否来控制杆状水晶分子改变方向，将光线折射出来产生画面。

1888年奥地利植物学家发现了一种白浊有粘性的液体，后来，德国物理学家发现了这种白浊物质具有多种弯曲性质，认为这种物质是流动性结晶的一种，由此而取名为Liquid Crystal即液晶LCD显示器是智能仪器仪表中最常用的显示器件。近年来一些单片机内部也集成了LCD控制级驱动电路，更方便了单片机在嵌入式系统中的应用，特别是微功耗智能化仪器仪表上的应用。 关键词： LCD 工作原理 应用 发展 参考文献：

1．《嵌入式系统应用基础》。 2. 百度百科。

一、实验目的

1.熟练掌握单片机控制系统硬件电路的设计、测试；单片机监控程序的编写、调试及运行。 2.学习使用单片机设计出简单的应用系统。

二、实验设备

1． PC计算机；

2． NEC全系列微控制器(单片机)开发工具EM/EZ-1系统； 3． 实验系统。

三、实验内容及要求

1.设计方案

本次使用主要使用了LCD，做了一个电子表。

主函数显示电子表。

P3.0按键中断用来测温度并在LCD上显示。 P4.0按键中断用来进入更改时间的中断。 P4.1按键中断用来进入设置闹钟的中断。

P4.2用来在进入更改时间中断和设置闹钟中断时进行小时的设置。 P4.3用来在进入更改时间中断和设置闹钟中断时进行分钟的十位设置。

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P4.4用来在进入更改时间中断和设置闹钟中断时进行分钟的个位设置。 P4.5是一个流水灯和蜂鸣器中断。

2.结构图

3.实现的功能

1.实现了利用LCD动态的显示秒数的走动。

2.实现了利用按键中断实现的温度计，更改时间和设置闹钟。 3.实现了通过利用LED灯做成一个流水灯。

4.实现了中断还原，即在进入中断时电子表上的值清空，显示当前中断的内容，当中断结束时LCD还原为进入中断前的电子表时间。

3.电路原理

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4.实验步骤

1． 了解清楚LCD的工作原理。 2． 编写电子表显示程序。

3． 了解按键中断原理，并进行设置中断。

4． 了解AD转换原理，编写测温度程序，形成温度计。 5． 了解按键的过程，编写设置闹钟和更改时间程序。 6． 了解LED灯工作原理，编写流水灯程序。

7． 把所有的功能加入按键中断里，并了解每个中断的优先级（P3.0优先于P4）。 8． 编译程序，编译成功后，连接单片机调试，观察单片机运作。

5.程序流程图

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6.实验源代码

#pragma sfr #pragma interrupt INTKR KEY_duan #pragma interrupt INTP5 yellow_key RB1 #pragma DI #pragma EI

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#pragma access

#define KEY1 0xfe #define KEY2 0xfd #define KEY6 0xf9

unsigned int LCD_buff[10]={0x070d,0x0600,0x030e,0x070a,0x0603,0x050b,0x050f,0x0701,0x070f,0x070b}; float

tem_num[80][2]={60,1829.8,59,1891.4,58,1955.4,57,2022.0,56,2091.3,55,2163.4,54,2238.8,53,2317.4,52,2399.2,51,2484.5,50,2573.3,49,2665.2,48,2761.1,47,2861.0,46,2965.1,45,3073.8,44,3187.2,43,3305.6,42,3429.2,41,3558.2,40,3692.9,39,3833.2,38,3979.8,37,4132.9,36,4293.1,35,4460.5,34,4635.4,33,4818.4,32,5009.9,31,5210.3,30,5420.2,29,5639.4,28,5869.1,27,6109.8,26,6362.0,25,6626.4,24,6903.4,23,7193.9,22,7498.8,21,7818.8,20,8154.8,19,8506.9,18,8876.9,17,9265.6,16,9674.3,15,10104,14,10553,13,11025,1211521,11,12044,10,12594,9,13173,8,13782,7,14424,6,15102,5,15816,4,16565,3,17355,2,18189,1,19070,0,20000,-1,20980,-2,22025,-3,23109,-4,24267,-5,25492,-6,26777,-7,28137,-8,29577,-9,31103,-10,32720,-11,34434,-12,36252,-13,38181,-14,40229,-15,42404,-16,44696,-17,47131,-18,49719,-19,52472}; unsigned int AD[5]; unsigned int tem[5]; unsigned int dig_buff[2]; unsigned int addr; int Clock[4]={0,0,0,0}; int Chang_clock[4]={0,1,5,0};

void delay_long() { int i,j;

for(i=0;i<=200;i++) for(j=0;j<200;j++); }

void delay(){ int i,j;

for(i=0;i<=200;i++) for(j=0;j<10;j++);

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void buz() { int Buzi;

for(Buzi=5;Buzi>0;Buzi--) CKS=0XE0; delay();BZOE=0;

CKS=0x80; delay();BZOE=0; CKS=0xA0; delay();BZOE=0;

CKS=0x80; delay();BZOE=0; CKS=0XC0; delay();BZOE=0; CKS=0xA0; delay();BZOE=0; CKS=0XE0; delay();BZOE=0; CKS=0XC0; delay();BZOE=0; } void led(){ int i; P3.4=1;

for(i=0;i<=5;i++){

P15.1=1; P15.3=1;delay_long();P15.1=0;P15.3=0; P13 = 0x05; delay_long(); P13.3=1; P14.1=1;delay_long();P13.3=0;P14.1=0; P14.2=1; P15.0=1;delay_long();P14.2=0;P15.0=0; }

for(i=0;i<=3;i++) {

P13.0 = 0x01; delay_long();P13 = 0x00;

P13.1 = 0x01; delay_long();P13 = 0x00; P13.2 = 0x01; delay_long();P13 = 0x00; P13.3 = 0x01; delay_long(); P13 = 0x0; P14.0 = 0x01; delay_long();P14 = 0x0;

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} }

delay_long();P14 = 0x0; P14.3 = 0x01; delay_long(); P14 = 0x0; P15.0 = 0x01; delay_long();P15 = 0x0;

P15.1 = 0x01; delay_long();P15 = 0x0; P15.2 = 0x01;delay_long(); P15 = 0x0;P15.3 = 0x01;delay_long();P15 = 0x0;

//温度计：在按键中断中，当按键按下,LCD上显示温度度数 ，出中断后，LCD恢复中断前电 子表运行到的值，接着运行。 void A_D(){ int i,m,k; int buffer[6]; int j=0; int n=0; float ai,AD_RI; ADCE=1; PM2.5=1; ADPC0=0x00; ADM=0x08; ADCS=1; addr=0xFA44; for(k=0;k<6;k++){ buffer[k]=peekw(addr); addr=addr+2; }

for(addr=0xFA44;addr<0xFA50;addr++){ pokew(addr,0x0000); addr++; }

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for(m=0;m<5;m++){ ADS=0x05; delay_long(); AD[m]=ADCR;

ai=(AD[m]/64-0.5)*5/1024; AD_RI=4*(5.0/ai-1);

while(AD_RI>tem_num[80][1]&&n<80){n++;} if(n==0||n==80)tem[m]=0xFFFF; //tem[m]=(int)tem_num[n][0]; tem[m]=AD[m]; for(i=3;tem[m]!=0;i--){ dig_buff[i]=tem[m]%10; tem[m]=tem[m]/10; }

pokeb(0xFA52,0x08); addr=0xFA4A; while(j<5){

pokew(addr,LCD_buff[dig_buff[j]]); addr=addr+2; j++; }

delay_long();delay_long(); } ADCS=0; ADCE=0; addr=0xFA44; for(k=0;k<6;k++){ pokew(addr,buffer[k]);

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addr=addr+2; }

pokeb(0xFA52,0x00); } void red() {

PM3.3=0;P3.3=0;P13.0=1;P13.3=1;P14.2=1;P15.1=1;CKS=0x80; }

void yellow() {

PM3.3=0;P3.3=0;P13.1=1;P14.0=1;

P14.3=1;P15.2=1;CKS=0xA0;delay_long();

delay_long(); BZOE=0;P13.0=0;P13.3=0;P14.2=0;P15.1=0;

BZOE=0;P13.1=0;P14.0=0;P14.3=0;P15.2=0; }

void green() {

PM3.3=0;P3.3=0;P13.2=1;P14.1=1; P15.0=1;P15.3=1;CKS=0xC0;delay_long(); BZOE=0;P13.2=0;P14.1=0;P15.0=0;P15.3=0; }

void middle() {

PM3.3=0;PM3.4=0;

P3.3=0;P3.4=0;P3.4=1;CKS=0XE0; delay_long();BZOE=0;P3.4=0; }

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void a() {

P3=0x00;P13.0=1;P13.2=1;P13.1=1;delay_long(); } void b() {

P13=0x00;P14=0x00;P15=0x00; P13.3=1;P14.0=1;P14.1=1;delay_long(); } void c() {

P13=0x00;P14=0x00;P15=0x00; P14.2=1;P14.3=1;P15.0=1;delay_long(); } void d() {

P13=0x00;P14=0x00;P15=0x00; P15.3=1;P15.2=1;P15.1=1;delay_long(); } void all() {

P13=0x00;P14=0x00;P15=0x00; P13.0=1;P13.2=1;P13.1=1;delay_long(); P13.3=1;P14.0=1;P14.1=1;delay_long(); P14.2=1;P14.3=1;P15.0=1;delay_long(); P15.3=1;P15.2=1;P15.1=1; delay_long();P3.4=1;delay_long(); }

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//用来设置改变时间的值，中断1键进入设置，分别按3,4,5键各几下LCD上显示相应的值，把这个值保存到相应的数组中。 void ChangTime() {

int h1,h2,m1,m2; int addr;

h1=0;h2=0;m1=0;m2=0; addr=0xFA44;

for(addr=0xFA44;addr<0xFA50;addr++){ pokew(addr,0x0000); addr++; }

while(P4.1!=0){ if(P4.2==0) {

P13.0=1;

h1=h1+1;delay();P13.0=0; if(h1>=24){h1=0;h2=0;} else {h2=h1%10; h1=h1/10;} Chang_clock[0]=h1; Chang_clock[1]=h2;

pokew(0xFA44,LCD_buff[h1]); pokew(0xFA46,LCD_buff[h2]); }

if(P4.3==0) {

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P13.1=1;

m1=m1+1;delay();P13.1=0; if(m1>=6){m1=0;} Chang_clock[2]=m1;

pokew(0xFA48,LCD_buff[m1]); }

if(P4.4==0) {

P13.2=1;

m1=m1+1;delay();P13.2=0; if(m2>=10){m2=0;} Chang_clock[3]=m2;

pokew(0xFA4A,LCD_buff[m2]); } } }

//设置闹钟，用2键按键中断进入，用3，4，5，键设置时分，分别按3,4,5键各几下LCD上显示相应的值，把这个值保存到相应的数组中。 void Set_bell() {

int h1,h2,m1,m2; int buffer[6];int k=0; int addr;

h1=0;h2=0;m1=0;m2=0; addr=0xFA44; for(k=0;k<6;k++){ buffer[k]=peekw(addr); addr=addr+2;

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}

for(addr=0xFA44;addr<0xFA50;addr++){ pokew(addr,0x0000); addr++; }

while(P4.0!=0){ if(P4.2==0) {

P13.0=1;

h1=h1+1;delay();P13.0=0; if(h1>=24){h1=0;h2=0;} else {h2=h1%10; h1=h1/10;} Clock[0]=h1; Clock[1]=h2;

pokew(0xFA44,LCD_buff[h1]); pokew(0xFA46,LCD_buff[h2]); }

if(P4.3==0) {

P13.1=1;

m1=m1+1;delay();P13.1=0; if(m1>=6){m1=0;} Clock[2]=m1;

pokew(0xFA48,LCD_buff[m1]); }

if(P4.4==0) {

P13.2=1;

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m1=m1+1;delay();P13.2=0; if(m2>=10){m2=0;} Clock[3]=m2;

pokew(0xFA4A,LCD_buff[m2]); } } addr=0xFA44; for(k=0;k<6;k++){ pokew(addr,buffer[k]); addr=addr+2; } }

//中断函数 void KEY_duan() { DI(); switch(P4) {

case KEY1:{P1.4=1;ChangTime();P1.4=0;};break;//更改时间的按键中断 case KEY2:{P1.7=1;Set_bell();P1.7=0;}break;//闹钟的按键中断

case KEY6:{led();buz();a(); b();c();d();all();}break;//流水灯及蜂鸣器的中断 default: ;break; } }

//P3.0按键的中断函数 void yellow_key() { DI(); P1.4=1;

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A_D(); P1.4=0; }

//电子表的程序，包括实时设置闹钟和更改时间 void Elec_watch() {

int g,h,m,n,j,i; int hour=0; while(1){

if(hour>=24)hour=0; if(Chang_clock[0]!=0){ g=Chang_clock[0]; Chang_clock[0]=0; }

else g=hour/10; while(g<=2){

pokew(0xFA44,LCD_buff[g]); if(Chang_clock[1]!=0){ h=Chang_clock[1]; Chang_clock[1]=0; }

else h=hour%10; while(h<=9){

pokew(0xFA46,LCD_buff[h]); if(Chang_clock[2]!=0){ m=Chang_clock[2]; Chang_clock[2]=0; }

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else m=0;//yellow(); while(m<6){

pokew(0xFA48,LCD_buff[m]); if(Chang_clock[3]!=0){ n=Chang_clock[3]; Chang_clock[3]=0; } else n=0; while(n<=9){

pokew(0xFA4A,LCD_buff[n]); j=0;

if(g==Clock[0]&&h==Clock[1]&&m==Clock[2]&&n==Clock[3]){ while(P4.3!=0){ red();

if(P4.3==0)break; middle(); } }

while(j<6){

pokew(0xFA4C,LCD_buff[j]); for(i=0;i<10;i++){

if(Chang_clock[0]!=0||Chang_clock[1]!=0||Chang_clock[2]!=0||Chang_clock[3]!=0)break; pokew(0xFA4E,LCD_buff[i]); pokeb(0xFA53,0x01); delay_long(); pokeb(0xFA53,0x00);

delay_long();}

if(Chang_clock[0]!=0||Chang_clock[1]!=0||Chang_clock[2]!=0||Chang_clock[3]!=0)break;

j++;

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}

if(Chang_clock[0]!=0||Chang_clock[1]!=0||Chang_clock[2]!=0||Chang_clock[3]!=0)break; n++; }

if(Chang_clock[0]!=0||Chang_clock[1]!=0||Chang_clock[2]!=0||Chang_clock[3]!=0)break;

m++; }

if(Chang_clock[0]!=0||Chang_clock[1]!=0||Chang_clock[2]!=0||Chang_clock[3]!=0)break; hour++; }

if(Chang_clock[0]!=0||Chang_clock[1]!=0||Chang_clock[2]!=0||Chang_clock[3]!=0)break; } } } void main() {

//初始化中断端口 PM3.0=1; PU3.0=1; EGP.5=1; PMK5=0; PM1.4=0; P1.4=0; PM1.7=0; P1.7=0; //初始化 PM13=0x00; PM14=0x00; PM15=0x00;

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P13=0x00; P14=0x00; P15=0x00; //初始化按键端口 PM4=0xff;

KRM=0x03; PU4=0xff; KRMK=0; //初始化LCD PF2=0x00; PFALL=0x0f; LCDC0=0x34; LCDMD=0x30; LCDM=0xc0; EI();

Elec_watch();//调用电子表函数 }

7.实验结果及分析

电子表显示 时：分 秒 ，秒每秒加一到60时分加一，秒变为0，按黄色键LCD上显示 XX

度，按KEY1进入更改时间中断，分别按P4.2，P4.3，P4.4各几下LCD上显示相应的数字，再按KEY1退出中断，同时电子表显示刚才更改为的时间。按KEY2进入设置闹钟中断，分别按P4.2，P4.3，P4.4各几下LCD上显示相应的数字，再按KEY2退出中断，同时电子表继续接着中断前的时间运行，当到达闹钟所设时间，会有声音和灯的提醒，按P4.3退出提醒，电子表继续，最好按KEY6进入流水灯中断，单片机上的LED灯流动闪烁，流水灯完成后自动返回电子表。

8.实验中遇到的问题及解决方法

1.由于在AD转换连接的电路不同导致公式算出的电阻偏高，在温度-电阻表中无对应的值，导致显示的温度不准确。

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解决方法：通过试验，自己总结出一套计算电阻的公式代入，得到准确的电阻值，在温度-电阻表中找到相对应的值，显示出较准确的温度。

2. 在做更改时间和设置闹钟时，在获取设置值时，出现按得次数与得到的值不符。

解决方法：通过单步调试，发现在让按键后自加的时候总是多加一，导致错误，更改了自加的位置问题解决。

8．总结

通过这次的做实验，了解到了关于单片机的很多知识，对嵌入式有了深一步的理解，并手动做了一个嵌入式，感觉提高很高，我个人比较喜欢LCD，感觉很有趣，试验中也遇到了许多问题，并一一解决了，提高了分析能了和调试能力，感觉有很大的提高，如果可能的话在下边会多多接触这一方面的知识，做一些自己的东西。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/is04.html