C51温度采集与控制实验Word格式.docx
《C51温度采集与控制实验Word格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《C51温度采集与控制实验Word格式.docx（27页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
当扫描整个数码管的频率应当保证在50Hz以上时，就不会看到明显的闪
烁，肉眼观察，看上去是一起亮的。
原理图如下：
图1数码管的动态扫描原理图
2、蜂鸣器工作原理
蜂鸣器发声原理是电流通过电磁线圈，使电磁线圈产生磁场来驱动振动
膜发声的，因此需要一定的电流才能驱动它，单片机IO引脚输出的电流较小，
单片机输出的TTL电平基本上驱动不了蜂鸣器，因此需要增加一个电流放大
的电路。
原理图见图：
图2蜂鸣器的原理图
如图2所示，蜂鸣器的负极经电阻R3接地，蜂鸣器的正极接到三极管的
4
集电极C，三极管的基级B经过限流电阻R2后由单片机的P1.3引脚控制，当
P1.3输出高电平时，三极管Q1截止，没有电流流过线圈，蜂鸣器不发声；
当
P1.3输出低电平时，三极管导通，这样蜂鸣器的电流形成回路，发出声音。
因此，我们可以通过程序控制P1.3脚的电平来使蜂鸣器发出声音和关闭。
程
序中改变单片机P1.3引脚输出波形的频率，就可以调整控制蜂鸣器音调，产
生各种不同音色、音调的声音。
另外，改变P1.3输出电平的高低电平占空比，
则可以控制蜂鸣器的声音大小。
3、I2C工作原理
1）I2C总线概述
I2C总线是PHLIPS公司推出的一种串行总线，是具备多主机系统所需
的包括总线裁决和高低速器件同步功能的高性能串行总线。
2）I2C信号线
I2C总线只有两根双向信号线。
一根是数据线SDA，另一根是时钟线SCL。
I2C总线通过上拉电阻接正电源。
当总线空闲时，两根线均为高电平。
连到
总线上的任一器件输出的低电平，都将使总线的信号变低，即各器件的SDA
及SCL都是线“与”关系。
图3I2C总线框图
3）I2C总线的数据传送
a）数据位的有效性规定
I2C总线进行数据传送时，时钟信号为高电平期间，数据线上的数据必
须保持稳定，只有在时钟线上的信号为低电平期间，数据线上的高电平或
低电平状态才允许变化。
图4SDA与SCL的工作时序图
5
b）起始和终止信号
SCL线为高电平期间，SDA线由高电平向低电平的变化表示起始信号
SCL线为高电平期间，SDA线由低电平向高电平的变化表示终止信号。
起
始和终止信号都是由主机发出的，在起始信号产生后，总线就处于被占用的
状态；
在终止信号产生后，总线就处于空闲状态。
c）I2C总线的数据传送速率
I2C总线的通信速率受主机控制，能快能慢，最高速率限制为100Kb/s
d）I2C总线的数据传送格式
主机向从机发送数据
从机向主机发送数据
图5I2C总线的数据传送格式
S:
起始位SA:
从机地址，7位
W/：
写标志位，1位R:
读标志位，1位
A：
应答位，1位A/：
非应答位，1位
D：
数据，8位P：
停止位
阴影:
主机产生的信号无阴影：
从机产生的信号
4）总线的寻址
I2C总线协议有明确的规定：
采用7位的寻址字节（寻址字节是起始信号
后的第一个字节）。
寻址字节的位定义
D7～D1位组成从机的地址。
D0位是数据传送方向位，为“0”时表示主机
向从机写数据，为“1”时表示主机由从机读数据。
6
主机发送地址时，总线上的每个从机都将这7位地址码与自己的地址进行
比较，如果相同，则认为自己正被主机寻址，根据R/位将自己确定为发送器或
接收器。
从机的地址由固定部分和可编程部分组成。
在一个系统中可能希望接入多
个相同的从机，从机地址中可编程部分决定了可接入总线该类器件的最大数目。
如一个从机的7位寻址位有4位是固定位，3位是可编程位，这时仅能寻址8
个同样的器件，即可以有8个同样的器件接入到该I2C总线系统中。
4、LM75特征及应用
LM75A是一个使用了内置带隙温度传感器和模数转换技术的温度-数字转换
器I2C总线接口。
工作温度范围-55oC~+125oC，精度可达0.125oC。
LM75A可设置成工作在两种模式：
正常工作模式或关断模式。
在正常工作模
式中，每隔100ms执行一次温度-数字的转换，Temp寄存器保存着最后一次更新
的结果；
但是，在该模式下，器件的I2C接口仍然有效，寄存器读/写操作纠结
执行。
器件的工作模式通过配置寄存器可编程位B0业设定。
当器件上电或从关
断模式进入正常工作模式时启动温度转换。
LM75A可配置成不同的工作条件。
它可设置成在正常工作模式下周期性地对
环境温度进行监控或进入关断模式来将器件功耗降至最低。
OS输出有2种可选
的工作模式：
OS比较器模式和OS中断模式。
OS输出可选择高电平或低电平有
效。
图表6LM75A工作原理图
温度寄存器（Temp）
Temp寄存器存放着每次A/D转换的或监控到的数字结果。
包含2个8位的
数据字节，由一个高数据字节（MS）和一个低数据字节（LS）组成。
其中，只
有11位用来存放分辨率为0.125oC的Temp数据（以二进制补码数据的形式）
对于正的温度值，D10＝0T=Temp*0.125oC
对于负的温度值，D10＝1T=-Temp的补码*0.125oC
7
LM75A主要应用于系统温度管理、个人计算机、电子设备和工业控制器等地
方，典型应用实例为：
图7LM75A典型应用
5、步进电机驱动原理
步进电机是一种将电脉冲转化为角位位移的执行机构。
通俗一点讲：
当步进驱动器接收到一个脉冲从头到尾，它就驱动步进电机按设定的方向转
动一个固定的角度（即步进角）。
所以，我们可以通过控制脉冲个数来控制角
位移量，从而达到准确定位的目的，同时也可以通过控制脉冲频率来控制电
机转动的速度和加速度，从而达到调整的目的。
本实验中驱动电机的信号仍
由PWM脉冲方波控制。
原理图如图8所示。
图8步进电机驱动原理图
6、程序框图
8
主程序
初始化
SysInit（）开启16位定时器T0
DispInit（）数据管显示初始化
开启中断T1
I2C_Init（）I2C总线协议初始化
设定PWM，温度初值
读取温度
显示温度
扫描键盘
判断是否有键按下
‘+’,温度cnt++
更新DispBuf
设置延时标志flag的值
中断时间到蜂鸣器响0.5s
‘-‘,温度cnt--
判断k
更新温度值
判断是否有键抬起
有
无
每1ms进入一次中断（T1）
中断服务程序开始
更新扫描数据
判断延时标志flag
为0，BUZZER取反
比较cnt与temp，设置
PwmValue值为差的绝
对值
若
大
则
致
热
灯
亮
小
冷
相
等
送
风
中断服务程序结束
PwmValue的值
控制脉冲宽度
t>
PwmValue
PWM=0
t<
PWM=1
PWM_MAX
t=0
9
思考题：
设定温度的按键改用外部中断模式，电路如何修改
（画示意图）？
程序如何修改，写出中断服务程序。
答：
将KEY1与KEY2键通过跳线分别接到INT0与INT1接口上。
开启中断：
SysInit（）
{…
EA=0;
//禁止总中断
EX1=1;
//使能/INT1中断
EX0=1;
//使能/INT0中断
EA＝1;
}//使能总中断
中断服务程序：
voidINT0SVC（）interrupt0
{
if（cnt<
=31）cnt++;
}
voidINT1SVC（）interrupt2
{
if（cnt>
=17）cnt--;
}示意图
七、总结及心得体会
通过本实验课程，我对中断和定时有了较深入的了解，对单片机的认识也
进一步的提高。
在编程的过程中，遇到了一些问题，本质原因是因为对单片
机的认识不足，对工作机理不清楚，望文生义，从而导致一些程序行不通，
不过最终还是在老师和同学的帮助下，顺利的完成了实验。
我想，对于语言
来说，要想机器懂你，就必须遵守规则，所以，先弄懂是怎么运行的，再着
手编程，会更顺理成章一点。
八、对本实验过程及方法、手段的改进建议
九、附录
1、学号+秒表+按键+电机的程序
2、温度采集控制（数码管+直流电机）程序
10
附录1：
学号+秒表+按键+电机的程序
/*
main.c
加减计数器
*/
#include<
reg51.h>
absacc.h>
ctype.h>
//定义按键
sbitKEY1=P2^0;
//按键1
sbitKEY2=P2^1;
//按键2
sbitBUZZER=P3^2;
sbitPWM=P3^3;
//定义PWM最大级数
#definePWM_MAX50
//定义PWM级数，分为0～PWM_MAX-1级
unsignedcharcnt=18;
//定义计数器变量
intflag=1;
unsignedcharPwmValue;
unsignedcharsec=0;
unsignedintcount=998;
codeunsignedcharTab[]=
{//定义0123456789AbCdEF的数码管字型数据
0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,
0x7F,0x6F
};
unsignedcharDispBuf[8];
函数：
KeyScan（）
功能：
键盘扫描
返回：
扫描到的键值
unsignedcharKeyScan（）
unsignedchark='
\0'
;
if（KEY1==0）k='
+'
if（KEY2==0）k='
-'
returnk;
11
T1INTSVC（）
定时器T1的中断服务函数
voidT1INTSVC（）interrupt3
codeunsignedcharcom[]={0x01,0x02,0x04,0x08,0x10,0x20,0x40,0x80};
staticunsignedcharn=0;
staticunsignedchart=0;
TR1=0;
TH1=0xFC;
TL1=0x66;
TR1=1;
P1=0xFF;
//暂停显示
XBYTE[0xE800]=~DispBuf[n];
//更新扫描数据
P1=~com[n];
//重新显示
n++;
t++;
n&
=0x07;
if（flag==0）
BUZZER=!
BUZZER;
}
if（n==8）{n=0;
{count++;
//统计毫秒
//pwmcnt++;
if（count==999）//一秒时间到
sec++;
count=0;
DispBuf[4]=Tab[sec/10];
//分离十位
DispBuf[3]=Tab[sec%10];
//分离个位
if（sec==30）{sec=0;
if（cnt>
sec）
PwmValue=cnt-sec;
else
PwmValue=sec-cnt;
if（t>
=PWM_MAX）t=0;
if（t<
=PwmValue）
PWM=1;
PWM=0;
12
DispClear（）
清除数码管的所有显示
voidDispClear（）
unsignedchari;
for（i=0;
i<
8;
i++）
DispBuf[i]=0x00;
}}
DispChar（）
在数码管上显示字符
参数：
x：
数码管的坐标位置（0～7）
c：
要显示的字符（仅限16进制数字和减号）
dp：
是否显示小数点，0－不显示，1－显示
DispInit（）
数码管扫描显示初始化
voidDispInit（）
DispClear（）;
//初始为全灭
EA=0;
TMOD&
=0x0F;
TMOD|=0x10;
ET1=1;
EA=1;
Delay（）
延时0.01～2.56s
t>
0时，延时（t*0.01）s
t=0时，延时2.56s
说明：
晶振用11.0592MHz
13
voidDelay（unsignedchart）
do
TH0=0xDC;
TL0=0x00;
TR0=1;
while（!
TF0）;
TR0=0;
TF0=0;
}while（--t!
=0）;
SysInit（）
系统初始化
voidSysInit（）
=0xF0;
TMOD|=0x01;
//设置定时器T0为16位定时器
DispInit（）;
//数码管扫描显示初始化
PwmValue=PWM_MAX/2;
//设置PWM初值
}//PWM管脚为高
voidmain（）
unsignedchark;
//定义键值变量
SysInit（）;
//系统初始化
DispBuf[7]=Tab[1];
DispBuf[6]=Tab[5];
DispBuf[1]=Tab[cnt/10];
DispBuf[0]=Tab[cnt%10];
for（;
）
{for（;
{Delay（5）;
//延时50ms
k=KeyScan（）;
//键盘扫描
if（k!
='
）
flag=0;
Delay（50）;
flag=1;
}break;
switch（k）//判断键值，执行具体功能
{case'
:
14
if（cnt<
25）
cnt++;
break;
case'
if（cnt>
16）
cnt--;
default:
Delay（5）;
if（KeyScan（）=='
）break;
//如果按键抬起，退出循环
15
附录2：
温度采集控制（数码管+直流电机）程序
LM75A数字温度计
#include"
I2C.h"
string.h>
sbitLED0=P2^2;
sbitLED1=P2^3;
//定义LED由P0.0控制//定义LED由P0.0控制
sbitLED2=P2^4;
//定义LED由P0.0控制
unsignedcharcnt=25;
unsignedinttemp;
0x7F,0x6F};
16
if（cnt==temp/8）
{LED2=0;
LED1=1;
LED0=1;
temp/8）
{PwmValue=cnt-temp/8;
if（PwmValue>
1）
{LED0=0;
LED2=1;
}}
if（cnt<
{PwmValue=temp/8-cnt;
{LED1=0;
17
DispClea
升级会员 