PIC课程设计报告.docx

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PIC课程设计报告

电子装置与系统设计

课程设计

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班级：

学号：

姓名：

指导老师：

日期：

电子装置与系统设计课程设计任务书

任务一：

以下是PIC评估板上可用的资源列表，请阅读以下芯片的手册资料。

编号

元件

功能

备注

U9

max232

RS485

U12

at24C02

I2C存储器

U6

ds18b20

数字温度传感器

u3

pcf8563

时钟

1602

液晶模块

K1-K16

4*4键盘

任务二：

完成以下单元模块电路

1、双机RS232和RS485通讯，测试10m,50m不同距离时的通讯情况

2、键盘显示功能（计算器）

3、遥控日历查询

4、I2C存储器读写（计数器，并能断点存储）

5、温度测量并带报警（用键盘ps/2设置最高值）

任务三：

设计一个简单系统，每10S进行温度采集（结合电路与程序，分析指标），在液晶屏上显示当前温度和前一状态的温度，并将结果存入存储器，具备可将温度的存储结果与PC机通讯和数据发送功能，可以使用键盘设定温度高低限制值，达到限制值时报警。

任务二选择：

键盘显示功能（计算器）

相关资料：

一、PIC18F452芯片

引脚说明：

MCLR/VPP：

主清0或编程电压

VDD:

接电源

VSS：

接地

RA0-RA7：

双向I/O口

RB0-RB7：

数字I/O口

RC0-RC7：

数字I/O口

RD0-RD7：

数字I/O口

RE0-RE3：

数字I/O口

PIC18F452外设功能：

高灌/拉电流：

25mA/25mA；

3个外部中断引脚，定时器0模块：

具有8位可编程预分频器的8/16位定时器/计数器；

定时器1模块：

16位定时器/计数器；

定时器2模块：

具有8位周期寄存器的8位定时器/计数器（时基为脉宽调制）；

定时器3模块：

16位定时器/计数器；

辅助振荡器时钟选项：

定时器1/定时器3；

2个捕捉/比较/PWM模块。

CCP引脚，可以配置为：

捕捉输入：

16位捕捉模块，最大分辨率是6.25ns（TCY/16）；

16位比较模块，最大分辨率为100ns（TCY）；

PWM输出：

最大PWM是1～10位。

最大PWM频率：

当8位分辨率为156kHz，10位分辨率为39kHz；

主同步串口（MSSP）模块；2种运作模式：

3线SPITM（支持所有4线SPI模式）；I2CTM主从模式；

模拟功能：

兼容的10位模数转换模块带有：

快速采样率；可用转换睡眠；线形≤1LSB；可编程低电压检测（PLVD）；支持中断低电压检测；可编程欠压复位（BOR）；

微控制器的特殊功能：

可进行100000次擦写操作的闪存程序存储器（标准值）；闪存/数据EEPROM的保存时间：

>40年，在软件控制下自行编程；

上电复位（POR），上电延时定时器（PWRT）和振荡器起振定时器（OST）；

采用自身片上RC振荡器可靠工作的看门狗定时器（WDT），可编程代码保护；省电的休眠模式；可选振荡器选项包括：

碴倍锁相回路（初级振荡器）；辅助振荡器（32kHz）时钟输入；

通过2个引脚进行5V单电源供电在线串行编程（ICSPTM）；通过2个引脚进行在线调试

二、LCD1602液晶显示屏

字符型液晶显示模块是一种专门用于显示字母、数字、符号等点阵式LCD，目前常用16*1，16*2，20*2和40*2行等的模块。

一般1602字符型液晶显示器实物如图

1602LCD分为带背光和不带背光两种，基控制器大部分为HD44780，带背光的比不带背光的厚，是否带背光在应用中并无差别，两者尺寸差别如下图

`LCD1602主要技术参数：

显示容量:

16×2个字符

芯片工作电压:

4.5—5.5V

工作电流:

2.0mA（5.0V）

模块最佳工作电压:

5.0V

字符尺寸:

2.95×4.35（W×H）mm

引脚功能说明：

1602LCD采用标准的14脚（无背光）或16脚（带背光）接口，各引脚接口说明如表

编号

符号

引脚说明

编号

符号

引脚说明

1

VSS

电源地

9

D2

数据

2

VDD

电源正极

10

D3

数据

3

VL

液晶显示偏压

11

D4

数据

4

RS

数据/命令选择

12

D5

数据

5

R/W

读/写选择

13

D6

数据

6

E

使能信号

14

D7

数据

7

D0

数据

15

BLA

背光源正极

8

D1

数据

16

BLK

背光源负极

第1脚：

VSS为地电源。

第2脚：

VDD接5V正电源。

第3脚：

VL为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地时对比度最高，对比度过高时会产生“鬼影”，使用时可以通过一个10K的电位器调整对比度。

第4脚：

RS为寄存器选择，高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器。

第5脚：

R/W为读写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作。

当RS和R/W共同为低电平时可以写入指令或者显示地址，当RS为低电平R/W为高电平时可以读忙信号，当RS为高电平R/W为低电平时可以写入数据。

第6脚：

E端为使能端，当E端由高电平跳变成低电平时，液晶模块执行命令。

第7～14脚：

D0～D7为8位双向数据线。

第15脚：

背光源正极。

第16脚：

背光源负极。

三、4×4键盘

矩阵键盘又称为行列式键盘，它是用4条I/O线作为行线，4条I/O线作为列线组成的键盘。

在行线和列线的每一个交叉点上，设置一个按键。

这样键盘中按键的个数是4×4个。

这种行列式键盘结构能够有效地提高单片机系统中I/O口的利用率。

按键排列

4×4矩阵键盘的编程方法：

1、先读取键盘的状态，得到按键的特征编码。

先从P1口的高四位输出低电平，低四位输出高电平，从P1口的低四位读取键盘状态。

再从P1口的低四位输出低电平，高四位输出高电平，从P1口的高四位读取键盘状态。

将两次读取结果组合起来就可以得到当前按键的特征编码。

使用上述方法我们得到16个键的特征编码。

举例说明如何得到按键的特征编码：

假设“1”键被按下，找其按键的特征编码。

从P1口的高四位输出低电平，即P1.4－P1.7为输出口。

低四位输出高电平，即P1.0－P1.3为输入口。

读P1口的低四位状态为“1101”，其值为“0DH”。

再从P1口的高四位输出高电平，即P1.4－P1.7为输入口。

低四位输出低电平，即P10－P13为输出口，读P1口的高四位状态为“1110”，其值为“E0H”。

将两次读出的P0口状态值进行逻辑或运算就得到其按键的特征编码为“EDH”。

用同样的方法可以得到其它15个按键的特征编码。

2、根据按键的特征编码，查表得到按键的顺序编码。

将用上述方法得到的16个按键的特征编码按图2按键排列的顺序排成一张特征编码与顺序编码的对应关系表，然后用当前读得的特征编码来查表，当表中有该特征编码时，它所在的位置就是对应的顺序编码。

程序代码：

#include

#defineuintunsignedint

#defineucharunsignedchar

#defineePORTBbits.RB3

#definerwPORTBbits.RB4

#definersPORTBbits.RB5

voiddisp_init（void）;//液晶屏初始化

voiddisp（uintnum1,uinti）;

voiddispc（uintnum1）;

voiddisp1（uintnum1,uintnum2,uintnum3,uintnum4,uintnum5）;

voidwrite_com（ucharcom）;//写指令

voidwrite_data（uchardat）;//写数据

unsignedintanjian（void）;

unsignedintjisuan（uinta1,uinta2,uintfuhao）;

voiddelay（uintz）

{

uintx,y;

for（x=110;x>0;x--）

for（y=z;y>0;y--）;

}

romunsignedcharSEGCODE[]=

{

0x30,0x31,0x32,0x33,

0x34,0x35,0x36,0x37,

0x38,0x39,0x2B,0x2D,

0x2A,0x2F,0x3D,0x24,

};

romunsignedcharKEYCODE[]=

{

0xEE,0xDE,0xBE,0x7E,

0xED,0xDD,0xBD,0x7D,

0xEB,0xDB,0xBB,0x7B,

0xE7,0xD7,0xB7,0x77,

};

voidmain（void）

{

uinta=0,b=0,c,s=0;

uinttemp,fuhao;

uinti,j,ii=0,temp1=0,temp2=0;

disp_init（）;

loop:

while

（1）

{

for（i=0;i<6;i++）

{

temp=anjian（）;

if（temp!

=0x24）

{

disp（temp,i）;temp1=temp-0x30;

if（（temp!

=0x2B）&（temp!

=0x2D）&（temp!

=0x2A）&（temp!

=0x2F））

{

a=a*10+temp1;

}

else

{

fuhao=temp;

i=6;

}

ii++;

}

else

{

a=（a-temp1）/10;

i--;

disp（0x20,i）;

i--;

ii--;

}

}

for（j=0;j<6;j++）

{

temp=anjian（）;

if（temp!

=0x24）

{

disp（temp,j+ii）;temp2=temp-0x30;

if（temp!

=0x3D）

{

b=b*10+temp2;

}

else

{

j=6;

}

}

else

{b=（b-temp2）/10;

j--;

disp（0x20,j+ii）;

j--;}

}

c=jisuan（a,b,fuhao）;//c的值

dispc（c）;

temp=anjian（）;//c的显示

if（temp=0x24）

{

a=0;

b=0;

ii=0;

disp_init（）;

gotoloop;

}

}

}

unsignedintjisuan（uinta1,uinta2,uintfuhao）

{

uintc;

switch（fuhao）

{

case0x2B:

c=a1+a2;

break;

case0x2D:

c=a1-a2;

break;

case0x2A:

c=a1*a2;

break;

case0x2F:

c=a1/a2;

break;

}

returnc;

}

unsignedintanjian（void）//按键扫描

{

unsignedchari;

unsignedcharKeyTemp;

TRISC=0xFF;

while

（1）

{

TRISC=0xF0;

LATC=0xF0;

if（0xF0!

=（PORTC&0xF0））

{

delay（50）;

if（0xF0!

=（PORTC&0xF0））

{

KeyTemp=PORTC&0xF0;

TRISC=0x0F;

LATC=0x0F;

KeyTemp|=（PORTC&0x0F）;

for（i=0;i

{

if（KeyTemp==KEYCODE[i]）

{

KeyTemp=i;

i=sizeof（KEYCODE）+1;

}

}

returnSEGCODE[KeyTemp];

}

//while（0x0F!

=（PORTC&0x0F））;

}

}

}

voidwrite_com（ucharcom）//对液晶屏写指令

{

TRISB=0b000000000;//TRISB=0b00010000;

TRISD=0;

e=0;

rw=0;

rs=0;//写指令：

RS=L,RW=L,D0~D7=指令码，E=高脉冲

PORTD=com;//写指令到液晶

delay（5）;

e=1;

delay（5）;

e=0;

}

voidwrite_data（uchardat）//写数据

{

TRISD=0;

e=0;

rw=0;

rs=1;//写数据：

RS=H,RW=L,D0~D7=指令码，E=高脉冲

PORTD=dat;//写数据到液晶

delay（5）;

e=1;

delay（5）;

e=0;

}

voiddisp_init（）

{

TRISD=0;//选择D端口为液晶屏数据的输入口

write_com（0x38）;//液晶开显示

write_com（0x0c）;//显示光标，光标闪烁

write_com（0x06）;//读或写一个字符后地址指针加一，光标加一

write_com（0x01）;//显示清屏：

1、数据指针清零；2、所有显示清零

write_com（0x80）;//第一行首位

}

voiddisp（uintnum1,uinti）

{

write_com（0x80+i）;//液晶第一行第i位数

write_data（num1）;

delay

（1）;

}

voiddispc（uintnum1）

{

uintc1,c2,c3,c4,c5;

c1=num1/10000;//ADC结果千位上的数字

c2=num1%10000/1000;//ADC结果百位上的数字

c3=num1%1000/100;//ADC结果十位上的数字

c4=num1%100/10;

c5=num1%10;

disp1（c1,c2,c3,c4,c5）;

}

voiddisp1（uintnum1,uintnum2,uintnum3,uintnum4,uintnum5）

{

write_com（0x80+0x40）;

write_data（num1+0x30）;//液晶第二行第一位数

delay

（1）;

write_com（0x80+0x41）;

write_data（num2+0x30）;//液晶第二行第二位数

delay

（1）;

write_com（0x80+0x42）;

write_data（num3+0x30）;//液晶第二行第三位数

delay

（1）;

write_com（0x80+0x43）;

write_data（num4+0x30）;//液晶第二行第四位数

delay

（1）;

write_com（0x80+0x44）;

write_data（num5+0x30）;//液晶第二行第五位数

delay

（1）;

}

任务三：

相关资料：

一、max232RS485

MAX232芯片是专门为电脑的RS-232标准串口设计的接口电路,使用+5v单电源供电。

内部结构基本可分三个部分：

第一部分是电荷泵电路。

由1、2、3、4、5、6脚和4只电容构成。

功能是产生+12v和-12v两个电源，提供给RS-232串口电平的需要。

第二部分是数据转换通道。

由7、8、9、10、11、12、13、14脚构成两个数据通道。

其中13脚（R1IN）、12脚（R1OUT）、11脚（T1IN）、14脚（T1OUT）为第一数据通道。

8脚（R2IN）、9脚（R2OUT）、10脚（T2IN）、7脚（T2OUT）为第二数据通道。

TTL/CMOS数据从T1IN、T2IN输入转换成RS-232数据从T1OUT、T2OUT送到电脑DP9插头；DP9插头的RS-232数据从R1IN、R2IN输入转换成TTL/CMOS数据后从R1OUT、R2OUT输出。

第三部分是供电。

15脚DNG、16脚VCC（+5v）。

下图为MAX232引脚图和接线图，带有转串口的电路。

二、ds18b20数字温度传感器

1．DS1820的特性

·单线接口：

仅需一根口线与MCU连接

·无需外围元件

·由总线提供电源

·测温范围为-55℃～75℃，精度为0.5℃

·九位温度读数

·A/D变换时间为200ms

·用户自设定温度报警上下限，其值是非易失性的

·报警搜索命令可识别哪片DS1820超温度限

2．DS1820引脚及功能（见图4）

ØGND：

地；

ØDQ：

数据输入／输出脚（单线接口，可作寄生供电）；

ØVDD：

电源电压。

3．DS18B20内部结构

   DS1820的内部结构如图5所示。

由图5可知，DS1820由三个主要数字器件组成：

①64bit闪速ROM；

②温度传感器；

③非易失性温度报警触发器TH和TL。

4.温度寄存器格式

5.DS18B20的使用方法

由于DS18B20采用的是1－Wire总线协议方式，即在一根数据线实现数据的双向传输，而对AT89S51单片机来说，硬件上并不支持单总线协议，因此，我们必须采用软件的方法来模拟单总线的协议时序来完成对DS18B20芯片的访问。

由于DS18B20是在一根I/O线上读写数据，因此，对读写的数据位有着严格的时序要求。

DS18B20有严格的通信协议来保证各位数据传输的正确性和完整性。

该协议定义了几种信号的时序：

初始化时序、读时序、写时序。

所有时序都是将主机作为主设备，单总线器件作为从设备。

而每一次命令和数据的传输都是从主机主动启动写时序开始，如果要求单总线器件回送数据，在进行写命令后，主机需启动读时序完成数据接收。

数据和命令的传输都是低位在先。

DS18B20的复位时序

DS18B20的读时序

对于DS18B20的读时序分为读0时序和读1时序两个过程。

对于DS18B20的读时隙是从主机把单总线拉低之后，在15秒之内就得释放单总线，以让DS18B20把数据传输到单总线上。

DS18B20在完成一个读时序过程，至少需要60us才能完成。

DS18B20的写时序

对于DS18B20的写时序仍然分为写0时序和写1时序两个过程。

对于DS18B20写0时序和写1时序的要求不同，当要写0时序时，单总线要被拉低至少60us，保证DS18B20能够在15us到45us之间能够正确地采样IO总线上的“0”电平，当要写1时序时，单总线被拉低之后，在15us之内就得释放单总线。

程序代码：

//40MHZ,连在RA4脚上

#include

#include

//===================================================================

voidPIC18F_HIGH_ISR（void）;//高优先级中断服务函数

voidPIC18F_LOW_ISR（void）;//低优先级中断服务函数

#pragmacodehigh_vector_section=0x08

voidhigh_vector（void）

{

_asmgotoPIC18F_HIGH_ISR_endasm

}

#pragmacodelow_vector_section=0x18

voidlow_vector（void）

{

_asmgotoPIC18F_LOW_ISR_endasm

}

#pragmacode

//------------------------------------------------宏定义

#defineuintunsignedint

#defineucharunsignedchar

#definedsLATAbits.LATA4

#defineDQ1_dataPORTA&0x10

#defineePORTBbits.RB3//液晶屏e端接RB5

#definerwPORTBbits.RB4//液晶屏rw端接RB6

#definersPORTBbits.RB5//液晶屏rs端接RB7

#defineLEDSEG_CLATC

#defineKey_DataPORTBbits.RB1

#defineKey_CLKPORTBbits.RB0

romunsignedcharLEDSEGCODE[]=//0-9笔段代码

{

0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,

0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,

};

//-------------------------------------------------------全局变量

uinttemp;

floatf_temp;//温度传感器转换结果保存在lednum

uchara1,a2,a3,a4,num;//a1--a4分别为液晶屏第二行第1、3、4、5位数

unsignedintvalue=0;

unsignedintvalue2=0;

unsignedintvalue3=0;

unsignedcharrecebuf;

ucharIntNum=0;//中断次数计数

ucharKeyV;//键值

unsignedcharBF=0;

unsignedchark;

unsignedcharflag;

unsignedchari=0;

unsignedcharflagok=0;

unsignedchardata[2];

unsignedintlednum=0,lednum0=0;

unsignedcharSndStr[]={"thetempretureis:

"};

//---------------------------------------------------------函数声明

voiddisp（ucharnum1,ucharnum2,ucharnum3）;//液晶显示

voiddisp1（ucharnum11,ucharnum21）;

voiddisp2（ucharnum11,ucharnum21,ucharnum31）;

voiddisp3（uchar