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標(biāo)題: 單片機(jī)轉(zhuǎn)送帶計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì) 附源程序原理圖 [打印本頁(yè)]
作者: 佳桂    時(shí)間: 2023-7-29 08:13
標(biāo)題: 單片機(jī)轉(zhuǎn)送帶計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì) 附源程序原理圖
目錄
1、項(xiàng)目需求分析 2
11、項(xiàng)目目標(biāo)意義 2
12、功能需求分析 2
13、系統(tǒng)開(kāi)發(fā)環(huán)境、工具需求分析與選擇 2
14、非功能性需求分析 2
2、項(xiàng)目硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 2
21、 系統(tǒng)方案原理圖 2
22、AT89C51原理介紹 2
23 、光電開(kāi)關(guān)模塊原理 3
24、報(bào)警模塊原理 4
25、按鍵模塊原理 4
26、數(shù)碼管顯示模塊原理 5
27、存儲(chǔ)模塊原理 5
28、傳送帶電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊原理 6
3、系統(tǒng)軟件體系架構(gòu) 6
31 項(xiàng)目軟件系統(tǒng)總架構(gòu)圖 6
32 顯示子模塊流程圖 9
33 重要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、參數(shù)和函數(shù)分析 12
4、項(xiàng)目運(yùn)行效果展示 13
5、總結(jié)與心得體會(huì) 14
6、附錄 15

1、項(xiàng)目需求分析

1.1、項(xiàng)目目標(biāo)意義
工業(yè)生產(chǎn)中，很多領(lǐng)域需要自動(dòng)統(tǒng)計(jì)產(chǎn)品的數(shù)量，基于光電開(kāi)關(guān)和AT89C51單片機(jī)開(kāi)發(fā)的傳送帶計(jì)數(shù)器完美解決了傳送帶上面運(yùn)送的產(chǎn)品需要人工計(jì)數(shù)的煩惱，通過(guò)該計(jì)數(shù)器的應(yīng)用，企業(yè)無(wú)論是計(jì)數(shù)效率和準(zhǔn)確度方面都有了質(zhì)的提升而普及自動(dòng)計(jì)數(shù)器也具有非常實(shí)際的意義，受到廣大企業(yè)的青睞。
1.2、功能需求分析
通過(guò)光電開(kāi)關(guān)檢測(cè)傳送帶傳送過(guò)來(lái)的產(chǎn)品，每過(guò)一個(gè)產(chǎn)品，單片機(jī)計(jì)數(shù)加1，由此實(shí)現(xiàn)自動(dòng)計(jì)數(shù)功能；設(shè)置蜂鳴器在出現(xiàn)異常時(shí)可實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能；添加數(shù)碼管實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)的顯示功能；通過(guò)EEPROM存儲(chǔ)器，實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)的存儲(chǔ)功能；添加按鍵實(shí)現(xiàn)相關(guān)設(shè)置功能。
1.3、系統(tǒng)開(kāi)發(fā)環(huán)境、工具需求分析與選擇
本系統(tǒng)是基于Keil C51的單片機(jī)開(kāi)發(fā)環(huán)境進(jìn)行的開(kāi)發(fā)，Keil C51是美國(guó)Keil Software公司出品的51系列兼容單片機(jī)C語(yǔ)言軟件開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比，C語(yǔ)言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢(shì)，因而易學(xué)易用，基于此我們選擇C語(yǔ)言進(jìn)行編程。
1.4、非功能性需求分析
在電子技術(shù)飛速發(fā)展的今天，電子產(chǎn)品的智能化和自動(dòng)化的發(fā)展已越來(lái)越成熟，每個(gè)行業(yè)都在尋求自動(dòng)化來(lái)代替人工，基于光電開(kāi)關(guān)和AT89C51單片機(jī)開(kāi)發(fā)的傳送帶計(jì)數(shù)器使用簡(jiǎn)單，操作方便，有效節(jié)省了人工成本，單位時(shí)間內(nèi)提高了工作效率，給企業(yè)帶來(lái)更大的收益。
2、項(xiàng)目硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
2.1、系統(tǒng)方案原理圖

如圖是整個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的框圖，從圖中我們可以看到整個(gè)系統(tǒng)包括單片機(jī)模塊、按鍵輸入模塊、計(jì)數(shù)模塊、存儲(chǔ)模塊、數(shù)碼管顯示模塊、傳送帶電機(jī)模塊、蜂鳴器和指示燈報(bào)警模塊。整個(gè)系統(tǒng)通過(guò)這幾個(gè)模塊協(xié)同工作實(shí)現(xiàn)傳送帶計(jì)數(shù)器的功能。



2.2、AT89C51原理介紹
AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能CMOS8位微處理器，俗稱(chēng)單片機(jī)。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。
本系統(tǒng)應(yīng)用到的AT89C51的I/O輸入輸出功能：在32個(gè)I/O口中選擇，實(shí)現(xiàn)按鍵、顯示、驅(qū)動(dòng)等功能，I/O口分為P0、P1和P3三大類(lèi)；P0可以作普通IO口,也可以在讀寫(xiě)外部存儲(chǔ)器作低8位的地址總線(xiàn)和8位的數(shù)據(jù)總線(xiàn);P1口只作為一般IO口;P2作為一般IO口還在在讀寫(xiě)外部存儲(chǔ)器作高8位的地址總線(xiàn);P3口除作為一般IO口還為第二輸入/輸出功能(P3.0 串行數(shù)據(jù)接入端;P3.1 串行數(shù)據(jù)發(fā)送端;P3.2外中斷0輸入端 ;P3.3 外中斷1輸入端;P3.4 定時(shí)或計(jì)數(shù)器TO 的外部輸入端;P3.5 定時(shí)或計(jì)數(shù)器T1的外部輸入端;P3.6 外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通信號(hào);P3.7 外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通信號(hào);)
本系統(tǒng)應(yīng)用到的定時(shí)器功能：實(shí)現(xiàn)定時(shí)中斷功能，AT89C51有T0和T1兩個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器，分別有定時(shí)和計(jì)數(shù)兩種模式、4種（T1為3種）工作方式，方式0-方式3，方式0下、計(jì)數(shù)工作方式時(shí)，計(jì)數(shù)范圍是1-8192，定時(shí)工作方式時(shí)，定時(shí)時(shí)間的計(jì)算公式是：（2^13-計(jì)數(shù)初值）*機(jī)器周期；方式1下，與方式0的差別僅在于計(jì)數(shù)位數(shù)不同，方式1為16位計(jì)數(shù)，作為定時(shí)方式使用時(shí)，定時(shí)時(shí)間的計(jì)算公式是：（2^16-計(jì)數(shù)初值）*機(jī)器周期，計(jì)數(shù)范圍是1-65536；方式2下，計(jì)數(shù)滿(mǎn)后自動(dòng)裝入計(jì)數(shù)初值，精確定時(shí)并簡(jiǎn)化定時(shí)初值；方式3只適用于T0，T1不能工作在方式3。
2.3 、光電開(kāi)關(guān)模塊原理
光電開(kāi)關(guān)即光電傳感器，是光電接近開(kāi)關(guān)的簡(jiǎn)稱(chēng)，它主要是利用被檢測(cè)物對(duì)光束的遮擋或反射，由同步回路選通電路，從而檢測(cè)物體有無(wú)的。光電開(kāi)關(guān)是傳感器的一種，它把發(fā)射端和接收端之間光的強(qiáng)弱變化轉(zhuǎn)化為電流的變化以達(dá)到探測(cè)的目的。例當(dāng)光電開(kāi)關(guān)被產(chǎn)品遮擋時(shí)，輸出引腳變低電平，單片機(jī)檢測(cè)到低電平計(jì)數(shù)一次代表一個(gè)產(chǎn)品，當(dāng)光電開(kāi)關(guān)無(wú)遮擋是，輸出引腳變高電平，單片機(jī)檢測(cè)到高電平不予計(jì)數(shù)，代表無(wú)產(chǎn)品通過(guò)。我們這里使用一個(gè)開(kāi)關(guān)模擬他的信號(hào)，這個(gè)開(kāi)關(guān)接入單片機(jī)的P3.4口，當(dāng)按鍵按下一次表示檢測(cè)到一個(gè)商品。
2.4、報(bào)警模塊原理
本系統(tǒng)采用蜂鳴器和LED指示燈做報(bào)警元件，蜂鳴器一端接電源，另一端通過(guò)三級(jí)管接到單片機(jī)I/O口進(jìn)行控制，當(dāng)需要報(bào)警時(shí)，單片機(jī)控制蜂鳴器的I/O口置高，三極管導(dǎo)通，將蜂鳴器另一端拉低，蜂鳴器導(dǎo)通并鳴響，實(shí)現(xiàn)報(bào)警。另外LED串聯(lián)一個(gè)限流電阻，一端連接電源，一端連接單片機(jī)的P1.1引腳，單片機(jī)控制LED亮滅進(jìn)行指示作用。
2.5、按鍵模塊原理
本系統(tǒng)采用獨(dú)立按鍵和矩陣按鍵結(jié)合的方式，獨(dú)立按鍵直接用I/O口線(xiàn)構(gòu)成的單個(gè)按鍵電路，其特點(diǎn)式每個(gè)按鍵單獨(dú)占用一根I/O口線(xiàn)，每個(gè)按鍵的工作不會(huì)影響其他I/O口線(xiàn)的狀態(tài)。獨(dú)立式按鍵電路配置靈活，軟件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但每個(gè)按鍵必須占用一個(gè)I/O口線(xiàn)，因此，在按鍵較多時(shí)，I/O口線(xiàn)浪費(fèi)較大，不宜采用。獨(dú)立按鍵的軟件常采用查詢(xún)式結(jié)構(gòu)。先逐位查詢(xún)沒(méi)跟I/O口線(xiàn)的輸入狀態(tài)，如某一根I/O口線(xiàn)輸入為低電平，則可確認(rèn)該I/O口線(xiàn)所對(duì)應(yīng)的按鍵已按下，然后，再轉(zhuǎn)向該鍵的功能處理程序。矩陣按鍵是逐行掃描，然后判斷有沒(méi)有按鍵按下，有按下的時(shí)候再判斷列，最終確定按鍵的數(shù)值。

2.6、數(shù)碼管顯示模塊原理
數(shù)碼管也稱(chēng)LED數(shù)碼管，晶美、光電、不同行業(yè)人士對(duì)數(shù)碼管的稱(chēng)呼不一樣，其實(shí)都是同樣的產(chǎn)品。數(shù)碼管按段數(shù)可分為七段數(shù)碼管和八段數(shù)碼管，八段數(shù)碼管比七段數(shù)碼管多一個(gè)發(fā)光二極管單元（多一個(gè)小數(shù)點(diǎn)顯示）；按能顯示多少個(gè)“8”可分為1位、2位、3位、4位、5位、6位、7位等數(shù)碼管；按發(fā)光二極管單元連接方式可分為共陽(yáng)極數(shù)碼管和共陰極數(shù)碼管。共陽(yáng)數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陽(yáng)極接到一起形成公共陽(yáng)極(COM)的數(shù)碼管，共陽(yáng)數(shù)碼管在應(yīng)用時(shí)應(yīng)將公共極COM接到+5V，當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陰極為低電平時(shí)，相應(yīng)字段就點(diǎn)亮，當(dāng)某一字段的陰極為高電平時(shí)，相應(yīng)字段就不亮。共陰數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陰極接到一起形成公共陰極(COM)的數(shù)碼管，共陰數(shù)碼管在應(yīng)用時(shí)應(yīng)將公共極COM接到地線(xiàn)GND上，當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陽(yáng)極為高電平時(shí)，相應(yīng)字段就點(diǎn)亮，當(dāng)某一字段的陽(yáng)極為低電平時(shí)，相應(yīng)字段就不亮，本系統(tǒng)采用共陽(yáng)數(shù)碼管。
2.7、存儲(chǔ)模塊原理
本系統(tǒng)采用AT24C02存儲(chǔ)芯片，AT24C02芯片是以IIC接口的EEPROM器件。所謂EEPROM即電可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器，是ROM的一種。它是只讀存儲(chǔ)器，即掉電可繼續(xù)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，而同時(shí)又可以在高于普通電壓的作用下擦除和重寫(xiě)，這就方便了單片機(jī)對(duì)其的開(kāi)發(fā)，現(xiàn)在電腦上的ROM很多都是用的EEPROM。
2.8、傳送帶電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊原理
本系統(tǒng)采用單片機(jī)通過(guò)三極管控制繼電器驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)，根據(jù)傳送帶直流電機(jī)的功率等參數(shù)選用相應(yīng)的繼電器，當(dāng)單片機(jī)控制電機(jī)的I/O口為低時(shí)，三極管導(dǎo)通，繼電器吸合，電機(jī)電源端導(dǎo)通，電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)傳送，當(dāng)單片機(jī)控制電機(jī)的I/O口為高時(shí)，三極管截止，繼電器斷開(kāi)，電機(jī)電源端斷開(kāi)，電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。
3、系統(tǒng)軟件體系架構(gòu)
3.1 項(xiàng)目軟件系統(tǒng)總架構(gòu)圖
整個(gè)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)流程圖如圖，從圖中我們可以看到程序首先對(duì)外設(shè)進(jìn)行了初始化，然后讀取存儲(chǔ)在芯片中的設(shè)定數(shù)值，接著初始化定時(shí)器之后就進(jìn)入了主循環(huán)。主循環(huán)首先讀取了按鍵，然后根據(jù)按鍵進(jìn)行設(shè)定和啟停等操作，同時(shí)判斷計(jì)數(shù)數(shù)值是否大于等于設(shè)置數(shù)值，如果到了就報(bào)警提示。最后根據(jù)不同的模式顯示不同的數(shù)值。


/********************************************************************
* 名稱(chēng) : Main()                 
* 功能 : 主函數(shù)               
* 輸入 : 無(wú)         
* 輸出 : 無(wú)         
***********************************************************************/
void Main(void)
{
  uchar press_sure_num=0;
  uchar Key_num=0;
  uchar temp=0;

  moto=0;              //關(guān)閉電機(jī)
  BUZZ=1;      //關(guān)閉報(bào)警
  Read_set_num();      //讀取設(shè)定的數(shù)值
  Time0_init();             // 定時(shí)器初始化

  while(1)
  {           
    Key_num=KEY_Scan(); //掃描按鍵

    if(set_mode==0)   //非設(shè)定模式
    {
      if(Key_num==12)            //啟動(dòng)
      {
        counter_buf[0]=0;counter_buf[1]=0;counter_buf[2]=0;counter_buf[3]=0;   //清除顯示
        counter_num=0;         //計(jì)數(shù)清零
        moto=1;                       //打開(kāi)電機(jī)
          LED=1;
        BUZZ=1; //關(guān)閉報(bào)警
        EA=1;                           //打開(kāi)計(jì)數(shù)
      }
      else if(Key_num==13)//停止
      {
        moto=0;                //關(guān)閉電機(jī)
          LED=1;
        BUZZ=1;//關(guān)閉報(bào)警
        EA=0;                    //關(guān)閉計(jì)數(shù)
      }
      if(Key_num==14)     //設(shè)置
      {
        set_mode=1;        //設(shè)置模式置一
        set_position=1;
        moto=0;                //關(guān)閉電機(jī)
        EA=0;                   //關(guān)閉計(jì)數(shù)

      }
     }
    else//設(shè)定模式
    {
      if(Key_num==11)//按下了確定鍵
      {
        set_mode=0;//退出設(shè)定
        set_position=0;
        counter_buf[0]=0;counter_buf[1]=0;counter_buf[2]=0;counter_buf[3]=0;
          //set_num=(dis_data_buf[0]*1000)+(dis_data_buf[1]*100)+(dis_data_buf[2]*10)+dis_data_buf[3];  //計(jì)算出計(jì)數(shù)的數(shù)值
          Write_set_num();
      }
      else if(Key_num<10)//顯示的設(shè)定值
      {

        dis_data_buf[4-set_position]=Key_num;
        set_position++;
        if(set_position>4)set_position=4;
      }
      else if(Key_num==10)//清除設(shè)定
      {
        set_position=1;
        dis_data_buf[0]=0;
        dis_data_buf[1]=0;
        dis_data_buf[2]=0;
        dis_data_buf[3]=0;
      }
    }

    set_num=(dis_data_buf[0]*1000)+(dis_data_buf[1]*100)+(dis_data_buf[2]*10)+dis_data_buf[3];       //計(jì)算出計(jì)數(shù)的數(shù)值

    if(counter_num>=set_num)  //如果計(jì)數(shù)數(shù)值大于等于設(shè)定的數(shù)值就停止
    {
      moto=0;                    //關(guān)閉電機(jī)
      BUZZ=0;     //打開(kāi)報(bào)警
     LED=0;//

    }                                          
    if(set_mode==0)   //正常模式下顯示計(jì)數(shù)值
    {
      diplay(counter_buf);
    }
    else   //設(shè)定模式下顯示設(shè)定值
    {
      diplay(dis_data_buf);
    }


  }
}


3.2 顯示子模塊流程圖
這里我們介紹的是顯示子函數(shù)，子函數(shù)首先是關(guān)閉數(shù)碼管的顯示，這一步稱(chēng)為消引。然后把顯示的數(shù)據(jù)送給其中一個(gè)數(shù)碼管，最后點(diǎn)亮這個(gè)數(shù)碼管，等到下一次輪尋就再調(diào)用下一個(gè)數(shù)碼管。


//數(shù)碼管的顯示函數(shù)
void diplay(uchar *dis_p)
{
  static uchar temp_num=0;
  static uint flash_time=0;
  //全部關(guān)閉消引
  seg_1=0;
  seg_2=0;
  seg_3=0;
  seg_4=0;
  SEG_DATA=SEG_Table[*(dis_p+temp_num)];    //把數(shù)據(jù)發(fā)送給數(shù)碼管的數(shù)據(jù)接口
  switch(temp_num)    //動(dòng)態(tài)一次掃描各個(gè)數(shù)碼管
  {
  case 0:
    if(set_position==4)
    {
      if(flash_time<50)     //如果社說(shuō)的時(shí)間小于50那么就打開(kāi)心事
      {seg_1=1;seg_2=0;seg_3=0;seg_4=0;}
      else if(flash_time<100)//小于100就關(guān)閉顯示
      {seg_1=0;seg_2=0;seg_3=0;seg_4=0;}
      else                                  //大于等于100就重新開(kāi)始閃爍
      {flash_time=0;}
    }
    else
    {
      seg_1=1;
      seg_2=0;
      seg_3=0;
      seg_4=0;
    }
    break;
  case 1:
    if(set_position==3)
    {
      if(  flash_time<50)
      {seg_1=0;seg_2=1;seg_3=0;seg_4=0;}
      else if(flash_time<100)
      {seg_1=0;seg_2=0;seg_3=0;seg_4=0;}
      else
      {flash_time=0;}
    }
    else
    {
      seg_1=0;
      seg_2=1;
      seg_3=0;
      seg_4=0;
    }
    break;
  case 2:
    if(set_position==2)
    {
      if(  flash_time<50)
      {seg_1=0;seg_2=0;seg_3=1;seg_4=0;}
      else if(flash_time<100)
      {seg_1=0;seg_2=0;seg_3=0;seg_4=0;}
      else
      {flash_time=0;}
    }
    else
    {
      seg_1=0;
      seg_2=0;
      seg_3=1;
      seg_4=0;
    }
    break;
  case 3:
    if(set_position==1)
    {
      if(  flash_time<50)
      {seg_1=0;seg_2=0;seg_3=0;seg_4=1;}
      else if(flash_time<100)
      {seg_1=0;seg_2=0;seg_3=0;seg_4=0;}
      else
      {flash_time=0;}
    }
    else
    {
      seg_1=0;
      seg_2=0;
      seg_3=0;
      seg_4=1;
    }
    break;
  }
  Delay_1ms(2);

  temp_num++;
  if(temp_num>3) temp_num=0;//循環(huán)四次

  flash_time++;
  if(set_position==0)flash_time=0;      //閃爍


}
3.3 重要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、參數(shù)和函數(shù)分析
//讀取設(shè)定的目標(biāo)數(shù)值
void Read_set_num(void)
{
   uchar i=0;
   for(i=0;i<4;i++)
   {
    dis_data_buf[ i]=read_rom(i);
[ i]    if(dis_data_buf[ i]>9)break;
    }
    if(i==4)
    {
          set_num=(dis_data_buf[0]*1000)+(dis_data_buf[1]*100)+(dis_data_buf[2]*10)+dis_data_buf[3];     //計(jì)算出計(jì)數(shù)的數(shù)值
   }
   else
   {
     for(i=0;i<4;i++)
     {
        dis_data_buf[ i]=0;
        write_rom(i,dis_data_buf[ i]);
     }
   }
}
這里我們分析一下讀取設(shè)定目標(biāo)數(shù)值的子函數(shù)，這個(gè)子函數(shù)在程序的一開(kāi)始調(diào)用一次，主要是讀取上一次存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，防止其掉電丟失。首選讀24C02得到不同地址內(nèi)的數(shù)據(jù)，然后根據(jù)存入的順序把數(shù)據(jù)拼接成設(shè)定值給后面使用。
4、項(xiàng)目運(yùn)行效果展示
  這是初始狀態(tài)沒(méi)有進(jìn)行操作的時(shí)候，如圖
然后我們點(diǎn)擊啟動(dòng)按鈕，可以看到電機(jī)開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)了，如圖
我們按下模擬光電的開(kāi)關(guān)，實(shí)際數(shù)值增加到設(shè)定值，此時(shí)電機(jī)停止并報(bào)警，如圖
5、總結(jié)與心得體會(huì)
這個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們通過(guò)在原有的計(jì)數(shù)器系統(tǒng)進(jìn)行了改進(jìn)，使之增添了設(shè)置、啟動(dòng)、停止等的三個(gè)控制功能，并添加了報(bào)警、顯示、存儲(chǔ)等功能，使之成為一個(gè)更加適用，功能更加完備的屬于自己的一個(gè)系統(tǒng)。設(shè)計(jì)結(jié)果能夠符合題意，成功完成了此次設(shè)計(jì)要求，這個(gè)過(guò)程中，我們花費(fèi)了大量的時(shí)間和精力，更重要的是，我們?cè)趯W(xué)會(huì)創(chuàng)新的基礎(chǔ)上，同時(shí)還懂得合作精神的重要性，學(xué)會(huì)了與他人合作。我們掌握的僅僅是理論知識(shí)，如何去鍛煉我們的實(shí)踐能力？如何把我們所學(xué)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)踐中去呢？我想做類(lèi)似設(shè)計(jì)就為我們提供了良好的實(shí)踐平臺(tái)。
       在這次設(shè)計(jì)中，我們運(yùn)用到了以前所學(xué)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，如：C語(yǔ)言、模擬和數(shù)字電路知識(shí)等。雖然過(guò)去從未獨(dú)立應(yīng)用過(guò)它們，但在學(xué)習(xí)的過(guò)程中帶著問(wèn)題去學(xué)效率很高，這是我做這次設(shè)計(jì)的又一收獲。
基于Keil C51的單片機(jī)開(kāi)發(fā)環(huán)境應(yīng)用范圍廣泛，功能強(qiáng)大，但由于自己應(yīng)用不夠熟悉，出現(xiàn)了很多不規(guī)范的情況，使得在調(diào)試過(guò)程中遇到很多困難，這是自己軟件開(kāi)發(fā)能力不足的表現(xiàn)，有待提高。本系統(tǒng)通過(guò)按鍵進(jìn)行設(shè)定計(jì)數(shù)功能，需要人為現(xiàn)場(chǎng)近距離操作，可考慮通過(guò)遙控設(shè)定，改進(jìn)方案后，可遠(yuǎn)距離操作，更好的節(jié)省人力。


6、附錄

單片機(jī)源程序如下:
  1. //包含頭文件
  2. #include<reg52.h>
  3. #include<intrins.h>

  5. //宏定義方便使用
  6. #define uint unsigned int
  7. #define uchar unsigned char
  8. #define AT24C02               255
  9. #define AT24C16               2047
  10. #define AT24CXX   AT24C02                             //此處修改器件類(lèi)型24c02或者24c256

  12. sbit SCL = P1^6; //24Cxx接線(xiàn)
  13. sbit SDA = P1^7;


  16. //數(shù)碼管位選接口
  17. sbit seg_1=P3^0;
  18. sbit seg_2=P3^1;
  19. sbit seg_3=P3^2;
  20. sbit seg_4=P3^3;

  22. #define SEG_DATA            P0                //數(shù)碼管的數(shù)據(jù)接口


  25. //獨(dú)立按鍵
  26. sbit K1=P3^7;
  27. sbit K2=P3^6;
  28. sbit K3=P3^5;

  30. //矩陣按鍵的接口
  31. #define K_PORT                 P2

  33. //蜂鳴器引腳
  34. sbit BUZZ=P1^0;
  35. //LED引腳
  36. sbit LED=P1^1;

  38. //電機(jī)的控機(jī)制口
  39. sbit moto=P1^2;


  42. uchar code SEG_Table[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0x88,0x83,0xc6,0xa1,0x86,0x8e};//CA共陽(yáng)
  43. char dis_data_buf[4]={0,0,0,1};
  44. uchar counter_buf[4]={0,0,0,0};
  45. unsigned long int set_num=0;
  46. unsigned long int counter_num=0;
  47. uchar set_position=0;
  48. uchar set_mode=0;


  51. void Delay_1ms(uint i)//1ms延時(shí)
  52. {
  53.   uchar x,j;
  54.   for(j=0;j<i;j++)
  55.     for(x=0;x<=148;x++);      
  56. }

  58. void delay_us(uint i)
  59. {
  60.           uint t;
  61.          for(t=0;t<i;t++)
  62.          _nop_();

  64. }



  68. /*開(kāi)始I2C數(shù)據(jù)發(fā)送或接收*/
  69. void start_rom()//在時(shí)鐘線(xiàn)為高，數(shù)據(jù)線(xiàn)從高電平跳到低電平時(shí)，開(kāi)始傳送
  70. {
  71.    SDA=1;           //數(shù)據(jù)先
  72.    delay_us(2);
  73.    SCL=1;           //時(shí)鐘線(xiàn)為高,等數(shù)據(jù)線(xiàn)下降才開(kāi)始
  74.   delay_us(5);
  75.    SDA=0;           //數(shù)據(jù)線(xiàn)下降拉,啟動(dòng)了
  76.          delay_us(5);
  77.    SCL=0;           
  78. }

  80. /*結(jié)束數(shù)據(jù)傳送*/
  81. void stop_rom()
  82. {  
  83.    SDA=0;            //時(shí)鐘線(xiàn)為高時(shí),數(shù)據(jù)線(xiàn)上升沿為結(jié)束信號(hào)
  84.          delay_us(2);
  85.    SCL=1;
  86.          delay_us(4);
  87.    SDA=1;
  88.          delay_us(4);
  89.    SCL=0;
  90. }

  92. //************************************************************************//
  93. //函數(shù)名稱(chēng)：void ack_rom()
  94. //函數(shù)功能：ROM應(yīng)答信號(hào)
  95. //**********************************************************************//
  96. void ack_rom()
  97. {
  98.          SDA=1;
  99.          delay_us(2);
  100.          SCL=0;
  101.          delay_us(2);
  102.          SCL=1;
  103.          delay_us(2);
  104.          SCL=0;
  105.          delay_us(2);
  106. }

  108. //***********************************************************************//
  109. //函數(shù)名稱(chēng)：void no_ack_rom()
  110. //函數(shù)功能：無(wú)需應(yīng)答
  111. //***********************************************************************//
  112. void no_ack_rom()
  113. {
  114.          SDA=1;
  115.          delay_us(2);
  116.          SCL=1;
  117.          delay_us(2);
  118.          SCL=0;
  119.          delay_us(2);
  120. }

  122. //**********************************************//
  123. //函數(shù)名稱(chēng)：void write_byte_rom(uchar data)
  124. //函數(shù)功能：向ROM 寫(xiě)入字節(jié)
  125. //傳入?yún)?shù)：data 待寫(xiě)入的字節(jié)
  126. //返回參數(shù)：無(wú)
  127. //**********************************************//
  128. void write_byte_rom(uchar dataa)
  129. {
  130.          uchar i=8;
  131.          SDA = 0;
  132.          SCL=0;
  133.          _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();
  134.          while(i--)//寫(xiě)數(shù)據(jù)循環(huán)，從高位開(kāi)始
  135.          {
  136.                   if((dataa & 0x80)) SDA=1; //將IO 口拉高，寫(xiě)入1
  137.                    else SDA=0; //將IO 口拉低，寫(xiě)入0
  138.                    delay_us(5);
  139.                    dataa<<=1;
  140.                    SCL=1;
  141.                    delay_us(5);
  142.                    SCL=0;
  143.                    delay_us(5);
  144.          }
  145. }

  147. uchar read_byte_rom()
  148. {
  149.          uchar i,k;
  150.          for(i=0;i<8;i++)
  151.          {
  152.                    SCL=1;
  153.                    delay_us(5);
  154.                    k=(k<<1)|SDA;
  155.                    SCL=0;
  156.                    delay_us(5);            
  157.          }
  158.          return k;
  159. }

  161. uchar read_rom(uint add)
  162. {
  163.          uchar da;
  164.          start_rom();
  165.          write_byte_rom(0xa0);
  166.          ack_rom();      
  167.          if(AT24CXX>AT24C16)
  168.          {
  169.          //write_byte_rom(addr/256); //寫(xiě)入地址高八位
  170.          write_byte_rom(add>>8); //寫(xiě)入地址高八位
  171.          ack_rom();
  172.          write_byte_rom(add%256); //寫(xiě)入地址低八位
  173.          //write_byte_rom(addr&0xff); //寫(xiě)入地址低八位
  174.          }
  175.          else
  176.          write_byte_rom(add);

  178.          ack_rom();
  179.          start_rom();
  180.          write_byte_rom(0xa1);
  181.          ack_rom();
  182.          da=read_byte_rom();
  183.          no_ack_rom();
  184.          stop_rom();
  185.          return da;
  186.                   
  187. }
  188.         
  189. //**********************************************//
  190. //函數(shù)名稱(chēng)：void write_rom(uchar addr,uchar data)
  191. //函數(shù)功能：寫(xiě)數(shù)據(jù)到ROM
  192. //傳入?yún)?shù)：addr 寫(xiě)入的地址
  193. //返回參數(shù)：read_data 待寫(xiě)入的數(shù)據(jù)
  194. //**********************************************//
  195. void write_rom(uint addr,uchar dataa)
  196. {
  197.          start_rom();
  198.          write_byte_rom(0xa0); //選擇寫(xiě)操作
  199.          ack_rom();
  200.          if(AT24CXX>AT24C16)
  201.          {
  202.          //write_byte_rom(addr/256); //寫(xiě)入地址高八位
  203.          write_byte_rom(addr>>8); //寫(xiě)入地址高八位
  204.          ack_rom();
  205.          write_byte_rom(addr%256); //寫(xiě)入地址低八位
  206.          //write_byte_rom(addr&0xff); //寫(xiě)入地址低八位
  207.          }
  208.          else
  209.                    write_byte_rom(addr);
  210.          ack_rom();
  211.          write_byte_rom(dataa); //寫(xiě)入數(shù)據(jù)
  212.         
  213.          ack_rom();
  214.          stop_rom();
  215.         
  216. }



  220. //*********************************
  221. //按鍵掃描程序
  222. //*********************************
  223. uchar KEY_Scan()
  224. {      
  225.   uchar table[3]={0xB0,0xd0,0xE0};
  226.   uchar temp=0,temp_data=0,temp_key_num=0XFF;
  227.   uchar i=0,k=0;
  228.   static uchar key_up=0;

  230.   K_PORT = 0xF0;
  231.   if(key_up==0)      
  232.   {
  233.    
  234.     for(k=0;k<4;k++)
  235.     {
  236.       temp_data=~(1<<k);  //逐行拉低判斷有沒(méi)有按鍵按下
  237.       _nop_();
  238.       K_PORT=temp_data;
  239.       if(K_PORT!=temp_data)//有按鍵按下
  240.       {
  241.         Delay_1ms(10);//去抖動(dòng)
  242.         if(K_PORT!=temp_data)//有按鍵按下
  243.         {
  244.           key_up=1;
  245.           temp=K_PORT&0xf0;  //取高字節(jié)，即列
  246.           for(i=0;i<3;i++)
  247.           {
  248.             if(temp==table[i])
  249.             {
  250.               break;
  251.             }
  252.           }
  253.           if(i!=3)//有效按鍵
  254.           {
  255.             temp_key_num=i+k*3;    //獲取按鍵
  256.             break;
  257.           }
  258.          
  259.         }
  260.       }
  261.     }
  262.    
  263.     //判斷獨(dú)立按鍵
  264.     if((K1==0||K2==0||K3==0))
  265.     {
  266.       key_up=1;
  267.       Delay_1ms(10);//去抖動(dòng)
  268.       if(K1==0)temp_key_num=12;
  269.       else if(K2==0)temp_key_num=13;
  270.       else if(K3==0)temp_key_num=14;
  271.     }
  272.    
  273.   }
  274.   else
  275.   {
  276.     if((K_PORT==0xf0)&&(K1==1)&&(K2==1)&&(K3==1))key_up=0;    //松開(kāi)按鍵
  277.     temp_key_num=0XFF;
  278.   }      
  279.   return temp_key_num;// 返回鍵值
  280. }

  282. //數(shù)碼管的顯示函數(shù)
  283. void diplay(uchar *dis_p)
  284. {
  285.   static uchar temp_num=0;
  286.   static uint flash_time=0;
  287.   //全部關(guān)閉消引
  288.   seg_1=0;
  289.   seg_2=0;
  290.   seg_3=0;
  291.   seg_4=0;
  292.   SEG_DATA=SEG_Table[*(dis_p+temp_num)];     //把數(shù)據(jù)發(fā)送給數(shù)碼管的數(shù)據(jù)接口
  293.   switch(temp_num)      //動(dòng)態(tài)一次掃描各個(gè)數(shù)碼管
  294.   {
  295.   case 0:
  296.     if(set_position==4)
  297.     {
  298.       if(flash_time<50) //如果社說(shuō)的時(shí)間小于50那么就打開(kāi)心事
  299.       {seg_1=1;seg_2=0;seg_3=0;seg_4=0;}
  300.       else if(flash_time<100)//小于100就關(guān)閉顯示
  301.       {seg_1=0;seg_2=0;seg_3=0;seg_4=0;}
  302.       else                                            //大于等于100就重新開(kāi)始閃爍
  303.       {flash_time=0;}
  304.     }
  305.     else
  306.     {
  307.       seg_1=1;
  308.       seg_2=0;
  309.       seg_3=0;
  310.       seg_4=0;
  311.     }
  312.     break;
  313.   case 1:
  314.     if(set_position==3)
  315.     {
  316.       if( flash_time<50)
  317.       {seg_1=0;seg_2=1;seg_3=0;seg_4=0;}
  318.       else if(flash_time<100)
  319.       {seg_1=0;seg_2=0;seg_3=0;seg_4=0;}
  320.       else
  321.       {flash_time=0;}
  322.     }
  323.     else
  324.     {
  325.       seg_1=0;
  326.       seg_2=1;
  327.       seg_3=0;
  328.       seg_4=0;
  329.     }
  330.     break;
  331.   case 2:
  332.     if(set_position==2)
  333.     {
  334.       if( flash_time<50)
  335.       {seg_1=0;seg_2=0;seg_3=1;seg_4=0;}
  336.       else if(flash_time<100)
  337.       {seg_1=0;seg_2=0;seg_3=0;seg_4=0;}
  338.       else
  339.       {flash_time=0;}
  340.     }
  341.     else
  342.     {
  343.       seg_1=0;
  344.       seg_2=0;
  345.       seg_3=1;
  346.       seg_4=0;
  347.     }
  348.     break;
  349.   case 3:
  350.     if(set_position==1)
  351.     {
  352.       if( flash_time<50)
  353.       {seg_1=0;seg_2=0;seg_3=0;seg_4=1;}
  354.       else if(flash_time<100)
  355.       {seg_1=0;seg_2=0;seg_3=0;seg_4=0;}
  356.       else
  357.       {flash_time=0;}
  358.     }
  359.     else
  360.     {
  361.       seg_1=0;
  362.       seg_2=0;
  363.       seg_3=0;
  364.       seg_4=1;
  365.     }
  366.     break;
  367.   }
  368.   Delay_1ms(2);

  370.   temp_num++;
  371.   if(temp_num>3) temp_num=0;//循環(huán)四次

  373.   flash_time++;
  374.   if(set_position==0)flash_time=0;            //閃爍


  377. }
  378. //計(jì)數(shù)器0的初始化
  379. void Time0_init(void)
  380. {
  381.   TMOD=0x05;
  382.   TH0=0xff;
  383.   TL0=0xff;
  384.   ET0=1;
  385.   TR0=1;
  386.   EA=1;

  388. }

  390. //讀取設(shè)定的目標(biāo)數(shù)值
  391. void Read_set_num(void)
  392. {
  393.          uchar i=0;
  394.          for(i=0;i<4;i++)
  395.          {
  396.           dis_data_buf[i]=read_rom(i);
  397.           if(dis_data_buf[i]>9)break;
  398.           }
  399.           if(i==4)
  400.           {
  401.                    set_num=(dis_data_buf[0]*1000)+(dis_data_buf[1]*100)+(dis_data_buf[2]*10)+dis_data_buf[3];     //計(jì)算出計(jì)數(shù)的數(shù)值
  402.          }
  403.          else
  404.          {
  405.            for(i=0;i<4;i++)
  406.            {
  407.                 dis_data_buf[i]=0;
  408.                 write_rom(i,dis_data_buf[i]);
  409.            }
  410.          }
  411. }
  412. //向eeprom中寫(xiě)入存儲(chǔ)數(shù)據(jù)
  413. void Write_set_num()
  414. {
  415.    uchar i=0;
  416.    for(i=0;i<4;i++)
  417.           write_rom(i,dis_data_buf[i]);

  419.   
  420. }
  421. /********************************************************************
  422. * 名稱(chēng) : Main()                        
  423. * 功能 : 主函數(shù)                     
  424. * 輸入 : 無(wú)            
  425. * 輸出 : 無(wú)            
  426. ***********************************************************************/
  427. void Main(void)
  428. {
  429.   uchar press_sure_num=0;
  430.   uchar Key_num=0;
  431.   uchar temp=0;

  433.   moto=0;                 //關(guān)閉電機(jī)
  434.   BUZZ=1;       //關(guān)閉報(bào)警
  435.   Read_set_num();         //讀取設(shè)定的數(shù)值
  436.   Time0_init();                  // 定時(shí)器初始化

  438.   while(1)
  439.   {            
  440.     Key_num=KEY_Scan();     //掃描按鍵
  441.    
  442.     if(set_mode==0)      //非設(shè)定模式
  443.     {
  444.       if(Key_num==12)          //啟動(dòng)
  445.       {
  446.         counter_buf[0]=0;counter_buf[1]=0;counter_buf[2]=0;counter_buf[3]=0;    //清除顯示
  447.         counter_num=0;               //計(jì)數(shù)清零
  448.         moto=1;                               //打開(kāi)電機(jī)
  449.                    LED=1;
  450.         BUZZ=1;  //關(guān)閉報(bào)警
  451.         EA=1;                                    //打開(kāi)計(jì)數(shù)
  452.       }
  453.       else if(Key_num==13)//停止
  454.       {
  455.         moto=0;                     //關(guān)閉電機(jī)
  456.                    LED=1;
  457.         BUZZ=1;//關(guān)閉報(bào)警
  458.         EA=0;                          //關(guān)閉計(jì)數(shù)
  459.       }
  460.       if(Key_num==14) //設(shè)置
  461.       {
  462.         set_mode=1;            //設(shè)置模式置一
  463.         set_position=1;
  464.         moto=0;                     //關(guān)閉電機(jī)     
  465.         EA=0;                         //關(guān)閉計(jì)數(shù)
  466.       
  467.       }
  468.      
  469.      
  470.     }
  471.     else//設(shè)定模式
  472.     {
  473.       if(Key_num==11)//按下了確定鍵
  474.       {
  475.         set_mode=0;//退出設(shè)定
  476.         set_position=0;
  477.         counter_buf[0]=0;counter_buf[1]=0;counter_buf[2]=0;counter_buf[3]=0;
  478.                    //set_num=(dis_data_buf[0]*1000)+(dis_data_buf[1]*100)+(dis_data_buf[2]*10)+dis_data_buf[3]; //計(jì)算出計(jì)數(shù)的數(shù)值
  479.                    Write_set_num();
  480.       }
  481.       else if(Key_num<10)//顯示的設(shè)定值
  482.       {
  483.       
  484.         dis_data_buf[4-set_position]=Key_num;
  485.         set_position++;
  486.         if(set_position>4)set_position=4;
  487.       }
  488.       else if(Key_num==10)//清除設(shè)定
  489.       {
  490.         set_position=1;
  491.         dis_data_buf[0]=0;
  492.         dis_data_buf[1]=0;
  493.         dis_data_buf[2]=0;
  494.         dis_data_buf[3]=0;
  495.       }
  496.     }      
  497.    
  498.     set_num=(dis_data_buf[0]*1000)+(dis_data_buf[1]*100)+(dis_data_buf[2]*10)+dis_data_buf[3];     //計(jì)算出計(jì)數(shù)的數(shù)值
  499.    
  500.     if(counter_num>=set_num)  //如果計(jì)數(shù)數(shù)值大于等于設(shè)定的數(shù)值就停止
  501.     {
  502.       moto=0;                          //關(guān)閉電機(jī)
  503.       BUZZ=0;       //打開(kāi)報(bào)警
  504.            LED=0;//

  506.     }                                                               
  507.     if(set_mode==0)      //正常模式下顯示計(jì)數(shù)值
  508.     {
  509.       diplay(counter_buf);
  510.     }
  511.     else  //設(shè)定模式下顯示設(shè)定值
  512.     {
  513.       diplay(dis_data_buf);
  514.     }
  515.    
  516.    
  517.   }
  518. }

  520. //計(jì)數(shù)器0中斷
  521. void Time0_counter() interrupt 1
  522. {
  523.   TH0=0xff;
  524.   TL0=0xff;

  526.   if(TF0==0)
  527.   {
  528.     if(counter_num>9999)counter_num=0; //最大計(jì)數(shù)到9999，然后從零開(kāi)始
  529.     else
  530.     {
  531.       counter_num++;           //計(jì)數(shù)加一
  532.       counter_buf[3]++;
  533.       if(counter_buf[3]>9)  //個(gè)位大于9十位就加一
  534.       {
  535.         counter_buf[3]=0;
  536.         counter_buf[2]++;
  537.       }
  538.       if(counter_buf[2]>9)  //十位大于9百位就加一
  539.       {
  540.         counter_buf[2]=0;
  541.         counter_buf[1]++;
  542.       }
  543.       if(counter_buf[1]>9)
  544.       {
  545.         counter_buf[1]=0;
  546.         counter_buf[0]++;
  547.       }
  548.       if(counter_buf[0]>9)
  549.       {
  550.         counter_buf[0]=0;
  551.       }
  552.     }
  553.   }
  554. }
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