实验六开机次数统计与独立式键盘显示控制设计实验

1、实验六 5.2 开机次数统计与独立式键盘显示控制设计实验系别专业：电子系12级电信2班 学号：3121003210姓名：李书杰 指导老师：刘志群老师5.2.1 实验要求1. 复习构建单片机应用系统的方法。 2. 注意实验前方案论证和硬软件设计过程，硬件电路要有原理图，软件部分要求画出流程图和编写程序并作适当注释，拟定实验（调试、测试）步骤。 5.2.2 实验设备PC 机一台，TD-NMC+教学实验系统，万用表一台，AT24C04芯片，若干电阻和导线 5.2.3 实验目的1. 学会单片机应用系统的基本设计方法。 2. 掌握单片机人机通道的键盘输入和 LED显示技术。 3. 掌握键盘工作原理和按键

2、设置、处理方法。 4. 学会单片机定时器的应用。 5. 掌握带I 2C总线接口的 E 2PROM存储器（如AT24C04）的应用。 6. 学会面包板在电路设计中的使用。 7. 进一步学习单片机 I/O口的使用。8. 进一步学习单片机软件编程的方法。 9. 掌握单片机应用系统的调试技巧。 5.2.4 实验内容根据TD-NMC+实验平台的单元电路，构建一个硬件系统，设计一个打开实验平台（开机）次数统计、显示并能掉电保存、可预置开机次数的控制系统，要求如下：使用带 I 2C总线接口的 E 2PROM存储器保存开机次数，显示由实验平台上的键盘及数码管单元电路模块实现；开机次数可以从默认的 0次开始统计

3、，也可以由设计的系统电路中的按键预置，预置值最大只有两位，由 2个独立式按键分别控制；允许多次设置开机次数初值；同时系统中另外设计两个独立式功能按键，一个键用于决定是否预置开机次数初值（但按了预置功能请用指示灯指示），另一个键用于预置后的确认，确认后系统能实现计数器的功能，即从预置初值开始，每隔 1s（要求用单片机的定时器实现）加 1计数，允许的最大计数值为99，计数值能在数码管上显示。程序如下： ;本程序最大仅能统计255次开机或复位次数SLAW EQU 0A0H ;AT24C02寻址字节写的节点地址SLAR EQU 0A1H ;AT24C02寻址字节读的节点地址NUMBYT EQU 2FH

4、 ;被传送数据的字节数存放单元MTD EQU 50H ;发送数据缓冲区首地址(24C02高8位地址)MTD1 EQU 51H ;24C02低8位地址MRD EQU 30H ;接收字节缓冲区首地址VSDA BIT P0.1 ;虚拟总线的数据线VSCL BIT P0.0 ;虚拟总线的时钟线SLA EQU 2BH ;IIC字节读写的节点地址暂存单元/ 按键和LED定义SW_KBITP1.4; 开机次数十位设置按键GW_KBITP1.5; 开机次数个位设置按键SETUPBITP1.6; 设置按键COUNTBITP1.7; 定时计数按键LEDBITP1.0; 设置指示灯/ 数码管位定义LEDSEGEQU

5、P2SEG1BITP1.2; 数码管的十位SEG2BITP1.3; 数码管的个位SHIEQU60HGEWEIEQU61HTIMESEQU62HETIMESFBIT00H; 确认键按键奇偶标志位T1SFBIT01H; 定时1s标志位ORG0000HAJMPMAINORG000BHAJMPINTT0ORG0030HMAIN:MOVSP,#70H; 堆栈地址ORLP1, #0F0H; 设4个按键为输入口CLRLEDCLRETIMESF; 初始默认确认键按下偶数次CLRT1SFMOV TMOD,#01HMOVTIMES, #20 SETB EA LCALL RDIIC ; 读出24C02在本次开机前的

6、开机次数MOVA, MRDACALLH_BCDLOOP:LCALL DIS; 调用显示子程序JBSETUP, M1LCALLSETUPTIMES;JNBSETUP, $M1:JBCOUNT, LOOPLCALLENTER AJMPLOOP/M1:JBCOUNT, M2/LCALLENTER/ AJMPLOOP/M2:CLRTR0/CLRET0/AJMPLOOP; T0中断服务程序INTT0:PUSHACCMOV TH0,#4CH MOV TL0,#00HDJNZTIMES, INTLMOVTIMES, #20MOVA, GEWEICJNEA, #9, INTL1MOVGEWEI, #00HMO

7、VA, SHICJNEA, #9, INT2MOVSHI, #00HAJMPINT3INTL1:INCGEWEIAJMPINT3INT2:INCSHIINT3:SETBT1SFINTL:POPACCRETI; 预置开机次数初值子程序SETUPTIMES:CLRTR0CLRET0SETBLEDJBSW_K, ST3 ; 十位按键设置MOVA, SHICJNEA, #9, ST1MOVSHI, #00HAJMPST2ST1:INCSHIST2:JNBSW_K, $; 等待按键松开ST3:JBGW_K, ST6 ; 个位按键设置MOVA, GEWEICJNEA, #9, ST4MOVGEWEI, #

8、00HAJMPST5ST4:INCGEWEIST5:JNBGW_K, $; 等待按键松开ST6:RET; 确认预置开机次数子程序ENTER:CPLETIMESF;JNBETIMESF, ENT1CLRLEDMOVA, SHI; 保存预置值到EEPROM器件MOVB, #10MULABADDA, GEWEIMOVMRD, AMOV MTD, #00H ;MTD/MTD1:EEPROM读写的首地址MOV MTD+1, MRDMOV SLA,#SLAWMOV NUMBYT,#2LCALL WRNBYTLCALL DEL5MSENT1:MOVTIMES, #20MOV TH0,#4CH MOV TL0

9、,#00HSETB ET0 SETB TR0RET;显示子程序DIS:MOV DPTR, #DSEGS; 数码管段表地址MOVA, SHIMOVC A, A+DPTR; 查表SETBSEG2CLRSEG1; 选通数码管十位位显示MOV LEDSEG, A; 送段显示;CLRSEG1; 选通数码管十位位显示;SETBSEG2ACALL DL1MSMOVA, GEWEIMOVC A, A+DPTR; 查表SETBSEG1CLRSEG2; 选通数码管个位位显示MOV LEDSEG, A; 送段显示;SETBSEG1;CLRSEG2; 选通数码管个位位显示ACALL DL1MSRET; 共阴极数码管段

10、显示值DSEGS:DB 03FH, 06H,05BH,04FH,066H,06DH,07DH, 07H; 0-7DB 07FH,06FH,077H,07CH,039H,05EH,079H,071H,40H; 8-F,-; 延时1ms子程序DL1MS:MOV R7,#04HDL0:MOV R6,#125DL1:DJNZ R6,DL1DJNZ R7,DL0RET;-H_BCD-;单字节十六进制数转换为2位BCD码子程序;入口参数:AH_BCD: MOV B,#10 ;分离出十位和个位 DIV AB MOV SHI,A MOV GEWEI,B RET;-WRIIC-;送数到24C04的子程序WRII

11、C: MOV MTD,#00H MOV MTD+1,MRD MOV SLA,#SLAW MOV NUMBYT,#02H ;再将它们发送到EEPROM中 LCALL WRNBYT LCALL DEL5MS ;延时等待EEPROM内部数据处理 RET;-RDIIC-;读出24C04在本次开机前的开机次数子程序RDIIC: MOV MTD,#00H ;MTD:EEPROM读写的首地址 MOV SLA,#SLAW MOV NUMBYT,#1 LCALL WRNBYT MOV SLA,#SLAR MOV NUMBYT,#01H ;从EEPROM的指定单元顺序读出1个数据 LCALL RDNBYT ;并存

12、放在以MRD(30H)为首地址的单元中 ; 大于99的判断 MOV A, MRD CJNE A, #99, RDI1 AJMP RDI2RDI1: JC RDI3RDI2: MOV MRD, #00H; 大于等于99则清0 AJMP RDIENDRDI3: INC MRD; 小于99则开机加1RDIEND: MOV MTD, #00H ;MTD/MTD1:EEPROM读写的首地址 MOV MTD+1, MRD MOV SLA,#SLAW MOV NUMBYT,#2 LCALL WRNBYT LCALL DEL5MS RET;-WRNBYT-;*调用向被控器件发送N个字节数据WRNBYT子程序*

13、;WRNBYT: MOV R3,NUMBYT LCALL STA ;启动I2C总线 MOV A,SLA ;发送SLAW字节 LCALL WRBYT LCALL CACK ;检查应答位 JB F0,WRNBYT ;非应答位则重发 MOV R1,#MTDWRDA: MOV A,R1 LCALL WRBYT LCALL CACK JB F0,WRNBYT INC R1 DJNZ R3,WRDA LCALL STOP RET;-RDNBYT-;*调用通用N字节接收子程序RDNBYT *;RDNBYT: MOV R3,NUMBYT LCALL STA ;发送启动位 MOV A,SLA ;发送寻址字节（读

14、） LCALL WRBYT LCALL CACK ;检查应答位 JB F0,RDNBYT ;非正常应答时重新开始RDN: MOV R1,#MRD ;接收数据缓冲区首址MDR入R1RDN1: LCALL RDBYT ;读入一个字节到接收数据缓冲中 MOV R1,A DJNZ R3,ACK ;N节读完否?未完转ACK LCALL MNACK ;N个字节读完发送非应答位 LCALL STOP ;发送停止信号 RET ;子程序结束ACK: LCALL MACK ;发送应答位 INC R1 ;指向下一个接收数据缓冲单元 SJMP RDN1 ;转读入下一个字节数据;-STA-;*I2C总线典型信号的模拟子

15、程序 *;启动STA子程序STA: SETB VSDA SETB VSCL NOP NOP CLR VSDA NOP NOP CLR VSCL RET;-STOP-;*I2C总线典型信号的模拟子程序;停止（STOP）子程序STOP: CLR VSDA SETB VSCL NOP NOP SETB VSDA NOP NOP CLR VSDA CLR VSCL RET;-MACK-;*I2C总线典型信号的模拟子程序 *;发送应答位MACK子程序MACK: CLR VSDA SETB VSCL NOP NOP CLR VSCL SETB VSDA RET;-MNACK-;发送非应答位 MNACK子程

16、序 *;MNACK: SETB VSDA SETB VSCL NOP NOP CLR VSCL CLR VSDA RET;-CACK-;I2C总线模拟的通用子程序 *;CACK: SETB VSDA ;置VSDA为输入方式 SETB VSCL ;使VSDA上数据有效 CLR F0 ;预设F0=0 MOV C,VSDA ;输入VSDA引脚状态 JNC CEND ;检查VSDA状态，正常应答转CEND，且F0=0 SETB F0 ;无正常应答，F0=1CEND: CLR VSCL RET;-WRBYT-;I2C总线模拟的通用子程序;发送一个字节数据（WRBYT）子程序;该子程序是向虚拟I2C总线的

17、数据线VSDA上发送一个字节数据的操作。调用本子程序前将要发送的数据送入A中。占用资源：R0，C。WRBYT: MOV R0,#08H ;8为数据长度送R0中WLP: RLC A ;发送数据左移，使发送位入C JC WR1 ;判断发送"1"还是"0"，发送"1"转WR1 AJMP WR00 ;发送"0"转WR0WLP1: DJNZ R0,WLP ;8位是否发送完，未完转WLP RET ;8位发送完结束WR1: SETB VSDA ;发送"1"程序段 SETB VSCL NOP NOP CLR V

18、SCL CLR VSDA AJMP WLP1WR00: CLR VSDA ;发送"0"程序段 SETB VSCL NOP NOP CLR VSCL AJMP WLP1;-RDBYT-;*I2C总线模拟的通用子程序;从VSDA上接收一个字节数据（RDBYT）子程序，该子程序用来从VSDA上读取一个字节数据，执行本程序后，从VSDA上读取的一个字节存放在R2或A中。资源占用：R0，R2，C。RDBYT: MOV R0,#08H ;8位数据长度如R0RLP: SETB VSDA ;置VSDA为输入方式 SETB VSCL ;使VSDA上数据有效 MOV C,VSDA ;读入VSD

19、A引脚状态 MOV A,R2 ;读入"0"程序段，由C拼装入R2中 RLC A MOV R2,A CLR VSCL ;使VSCL=0可继续接收数据位 DJNZ R0,RLP ;8位读完否?未读完转RLP RET; 延时5ms子程序DEL5MS:MOV R7,#20DL10:MOV R6,#125DL11:DJNZ R6,DL11DJNZ R7,DL10RETEND5.2.5 方案提示系统框图如图 5.2.1所示。 软件编程的难点是 I 2C总线通用软件包的灵活应用；数字键和功能键的切换；功能键的编程；开机次数统计、保存、显示和预置的关系和实现过程。 5.2.6 思考题1.

20、谈谈硬件电路设计与调试、软件编程与调试的体会。 答：首先是焊接的顺序问题。焊接的顺序很重要，应该是应该按功能划分的器件进行焊接，顺序是功能部件的焊接-调试(OK)-另一功能部件的焊接，这样容易找到问题的所在。多观察，多思考。如我前些日子在调试320×240点阵LCD的时候，发现怎么也不能出现图像，后来在偶然的机会下，发现LCD在MPU的CS2口线下，出现闪动的情况，猜测这时候有数据写入到LCD中，仔细研究才发现，MPU的DATA0-7线与74LVC245的A0-7连接在一起，MPU的通过一个GAL16V8或是与非门等芯片进行逻辑组合后与74LVC245的OE引脚相连，这样MPU只有在某一地址范围内才可以进行数据读写操作。所以在调试过程中，对于出现的任何现象都不要放过，问题的解决就是从一些小的现象入手的。有可能的情况下，最好焊两块板子以上，这样才好有个比较，硬件上很小的问题有很多时候是很难发现的。 软件的调试要和硬件配合进行，往往问题可能不是硬件上的。2. 简述独立式键盘和行列式键盘的区别。 答：独立按键：一个按键占用单独的一个I/O口；矩阵键盘：为了节省I/O口，通常将按键排列成矩阵形式，每条水平线和垂直线在交叉处不直接连通，而是通过一个按键加以连接。3. 简述