单片机系统应用设计

1、一、键盘控制 如图所示，AT89S51 单片机的 P1.0P1.3 接四个发光二极管 L1L4，P1.4P1.7 接了四个开关 K1K4，编程将开关的状态反映到发光二极管上。（开关闭合，对应的灯亮，开关断开，对应的灯灭）。不考虑按键消抖 ORG 0000H START：MOV A,#0FFH MOV P1,A SK1：MOV A,P1 RR A RR A RR A RR A ORL A,#0F0H MOV P1,A SJMP SK1 END考虑按键消抖 一个按键从按下到释放是一个完整的过程，因此在按键按下的时候,要把干扰信号以及按键的机械接触等干扰信号给滤除掉，除采用电容滤波外，还需要采用软件

2、滤波的方法去除这些干扰。 程序设计时，从按键被识别按下之后，延时5ms以上，可避开了干扰信号区域，我们再来检测一次，看按键是否真得已经按下，若真得已经按下，这时肯定输出为低电平，若这时检测到的是高电平，证明刚才是由于干扰信号引起的误触发，CPU 就认为是误触发信号而舍弃这次的按键识别过程。 ORG 0000HSTART: MOV A,#0FFH MOV P1,A SK1：MOV A,P1 ORL A,#0FH CJNE A,#0FFH,SK2 SJMP SK1 SK2：LCALL DELAY10MS ;延时10ms MOV A,P1 ORL A,#0FH CJNE A,#0FFH,SK3 SJ

3、MP SK1 SK3：RR A RR A RR A RR A ORL A,#0F0H MOV P1,A SJMP SK1D10MS: MOV R6,#20 MOV R7,#248 D1: DJNZ R7,$ DJNZ R6,D1 RET END矩阵键盘 KEYBUF EQU 30H ORG 0000HSTART: MOV KEYBUF,#00H MOV R3,00H ;行号初值送R3 WAIT: MOV P3,#0FFH CLR P3.0 MOV A,P3 ANL A,#0F0H XRL A,#0F0H JZ NOKEY1 LCALL DELY10MS MOV A,P3 MOV R2,A AN

4、L A,#0F0H XRL A,#0F0H JZ NOKEY1 LCALL GETKEY ;判断键值,入口R2、R3NOKEY1: - ;R2存P3值，R3存行号NOKEY2: INC R3 MOV P3,#0FFH CLR P3.2 MOV A,P3 ANL A,#0F0H XRL A,#0F0H JZ NOKEY3 LCALL DELY10MS MOV A,P3 ANL A,#0F0H XRL A,#0F0H JZ NOKEY3 LCALL GETKEYNOKEY3: INC R3 MOV P3,#0FFH CLR P3.3 MOV A,P3 ANL A,#0F0H XRL A,#0F0H

5、 JZ WAIT LCALL DELY10MS MOV A,P3 ANL A,#0F0H XRL A,#0F0H JZ WAIT GETKEY: -NOKEY1: INC R3 MOV P3,#0FFH CLR P3.1 MOV A,P3 ANL A,#0F0H XRL A,#0F0H JZ NOKEY2 LCALL DELY10MS MOV A,P3 ANL A,#0F0H XRL A,#0F0H JZ NOKEY2 LCALL GETKEY ;GETKEY 判断键值,入口 R2存P3值，R3存行号 GETKEY: MOV A, R3 ; 行号送入A RL A ; 行号2 RL A ; 行号

6、4 MOV R5,A ; 存入R5中 MOV A,R2 ; P3值送A SWAP A ; 取列值 LK1：RRC A JNC LK2 ; 该位为 0 则转 INC R5 ; 列号加 1 SJMP LK1 ; 列号未判完则继续 LK2: INC R5 MOV KEYBUF,R5 ; 存键值 RET DELY10MS: MOV R6,#10 D1: MOV R7,#248 DJNZ R7,$ DJNZ R6,D1 RET END二、LED数码管显示控制 51单片机的P0口通过74HC245接数码管的ah端，8位数码管的S1-S8通过74LS138译码器的Y0-Y7来控制选通每个数码管的位选端。要求

7、在8位数码管上从右向左循环显示“12345678”。动态数码显示：进行动态扫描，一次只能让一个数码管显示，因此，要显示8位的数据，必须让数码管一个一个轮流显示才可以，每隔1ms，刷新一个数码管。 刷新时间采用单片机的定时/计数器T0来控制，T0采用方式1。在进行数码显示的时候，要对显示单元开辟8个显示缓冲区，每个显示缓冲区装有显示的不同数据即可。DISPBUF EQU 30H ;显示缓冲区指针DISPCNT EQU 38H ;DISPBIT EQU 39H ;位选指针 T1CNTA EQU 3AH ;50ms定时计数 T1CNTB EQU 3BH ;50ms*8计数 CNT EQU 3CH ;

8、 ORG 0000H LJMP START ORG 000BH LJMP INT_T0START: MOV DISPCNT,#8 MOV A,#10 MOV R1,#DISPBUF LP: MOV R1,A INC R1 DJNZ DISPCNT,LP MOV DISPBIT,#00H MOV T1CNTA,#00H MOV T1CNTB,#00H MOV CNT,#00H MOV TMOD,#01H MOV TH0,#0FCH ；65536-1000=64536 MOV TL0,#18H ; 64536(FC18H) SETB TR0 SETB ET0 SETB EA SJMP $INT_T

9、0: MOV TH0,#0FCH MOV TL0,#18H MOV A,DISPBIT ADD A,#DISPBUF MOV R0,A MOV A,R0 MOV DPTR,#TABLE MOVC A,A+DPTR MOV P0,A MOV A,P1 ANL A,#0F8H ADD A,DISPBIT MOV P1,A INC DISPBIT MOV A,DISPBIT CJNE A,#08H,NEXT MOV DISPBIT,#00H NEXT: - - TABLE: DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,- NEXT: INC T1CNTA MOV A,T1CNTA CJNE A,#

10、50,DONE ;50ms定时 MOV T1CNTA,#00H INC T1CNTB MOV A,T1CNTB CJNE A,#8, DONE ;50*8=400ms定时 MOV T1CNTB,#00H INC CNT MOV A,CNT CJNE A,#9,LLX MOV CNT,#00H MOV A,CNT LLX: MOV R1,#DISPBUF MOV R2,#8 ADD A,#0DH LP: MOVC A,A+PC MOV R1,A ;1B INC R1 ;1B DEC A ;1B DJNZ R2,LP ;2B DONE: RETI ;1B DB 10,10,10,10,10,10,

11、10,10,1,2,3,4,5,6,7,8TABLE: DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH,00H END三、点阵显示控制用定时器0实现27H行扫描地址指针，值20H-26H20H-26H显示缓冲区28H行扫描值，初值FEH定时初值 65536-1000=64536（FC18H）T0INT：MOV TH0，#0FCH MOV TL0，#18H MOV P0，#FFH MOV R0，27H MOV A，R0 MOV P1，A MOV A，28H MOV P0，A RL A MOV 28H，A INC 27H MOV A，27H CJNE A，#2

12、7H，LP1 MOV 28H，#0FEH MOV 27H，#20H LP1：RETI实现箭头滚动 TAB：DB 00H,04H,0EH,15H,04H,04H,00H,00H,04H,0EH,15H,04H,04H 每间隔1秒钟更新一次显示缓冲区内容即可实现滚动显示 1616LED点阵显示DW 0640H，0F884H,11FEH,1124H,0FF24H,-T0INT：MOV TH0,#0FCH MOV TL0,#18H MOV P2,#FFH MOV A,#20H ADD A,R3 ADD A,R3 MOV R0,A MOV A,R0 MOV P0,A SETB P1.0 NOP NOP

13、CLR P1.0用定时器0实现20H-3FH显示缓冲区R3行扫描指针,值0-7定时初值 65536-1000=64536（FC18H） INC R0 MOV A,R0 MOV P0,A SETB P1.1 NOP NOP CLR P1.1 MOV A,15 ADD A,R0 MOV R0,A MOV A,R0 MOV P0,A SETB P1.2 NOP NOP CLR P1.2 INC R0 MOV A,R0 MOV P0,A SETB P1.3 NOP NOP CLR P1.3 MOV DPTR,#TAB1 MOV A,R3 MOVC A,A+DPTR MOV P2,A RETITAB1:

14、 DB 0FEH,0FDH,0FBH,0F7H DB 0EFH,0DFH,0BFH,7FH 要求每间隔1秒钟循环显示0-1-2-3-4-5-6-7-8-9 20H-3FH显示缓冲区，用定时器0实现1ms定时，定时初值 65536-1000=64536（FC18H） R3行扫描指针,值0-7 定时器1 1秒定时 50ms*20，定时初值 65536-50000=15536（3CB0H） 1秒钟更新一次显示缓冲区内容，40H做0-9显示指针，41H做20次计数器 ORG 0000H AJMP START ;复位入口 ORG 000BH AJMP T0INT ;T0中断入口 ORG 001BH AJ

15、MP T1INT ;T1中断入口 ORG 0100H TAB1：DB 0FEH,0FDH,0FBH,0F7H,0EFH,0DFH,0BFH,7FH；点阵行扫描值 TAB2：DW XXXX,XXXX,- ;0字形表 32个字节 DW XXXX,XXXX,- ;1字形表 32个字节 DW XXXX,XXXX,- ;2字形表 32个字节 DW XXXX,XXXX,- ;3字形表 32个字节 DW XXXX,XXXX,- ;4字形表 32个字节 DW XXXX,XXXX,- ;5字形表 32个字节 DW XXXX,XXXX,- ;6字形表 32个字节 DW XXXX,XXXX,- ;7字形表 32个字

16、节 DW XXXX,XXXX,- ;8字形表 32个字节 DW XXXX,XXXX,- ;9字形表 32个字节START：MOV SP,#60H ;初始化程序 MOV TMOD,#11H MOV TH0,#0FCH MOV TL0,#18H MOV TH1,#3CH MOV TL1,#0B0H MOV R3,#00H ;行扫描指针 MOV 40H,#00H ;显示指针 MOV 41H,#00H ; 20次计数器 MOV P2,#FFH ;不显示 MOV R1，#32 ;显示0 MOV R0，#20H ;缓冲区初值 MOV DPTR,#TAB2LP0: CLR A MOVC A,A+DPTR M

17、OV R0,A INC R0 INC DPTR DJNZ R1,LP0 SETB EA ;CPU开中断 SETB ET0 ;定时器0开中断 SETB ET1 ;定时器1开中断 SETB TR0 ;启动定时 SETB TR1 ;启动定时 SJMP $ ;等待中断T1INT: MOV TH1,#3CH MOV TL1,#0B0H INC 41H MOV A,41H CJNE A,#14H,LP3 ;1秒钟到？ MOV R0,#20H ;更新显示缓冲区 MOV R1,#32 MOV DPTR,#TAB2 ; DPTR+(40H)*32 MOV A,40H MOV B,32 MUL AB CLR C

18、ADD A,DPL MOV DPL,A MOV A,B ADDC A,DPH MOV DPH,A LP2: CLR A ;更新显示缓冲区 MOVC A,A+DPTR MOV R0,A INC R0 INC DPTR DJNZ R1,LP2 INC 40H MOV A,40H CJNE A,#0AH,LP3 MOV 40H,#00H LP3: RETIT0INT：PUSH PSW PUSH ACC PUSH R0 PUSH DPH PUSH DPL MOV TH0,#0FCH MOV TL0,#18H MOV P2,#FFH MOV A,#20H ADD A,R3 ADD A,R3 MOV R0

19、,A MOV A,R0 MOV P0,A SETB P1.0 NOP NOP INC R0MOV A,R0MOV P0,ASETB P1.3NOPNOPCLR P1.3MOV DPTR,#TAB1MOV A,R3MOVC A,A+DPTRMOV P2,APOP DPLPOP DPHPOP R0POP ACCPOP PSWRETICLR P1.0INC R0MOV A,R0MOV P0,ASETB P1.1NOPNOPCLR P1.1MOV A,15ADD A,R0 MOV R0,AMOV A,R0MOV P0,ASETB P1.2NOPNOPCLR P1.2 四、时钟控制 DS1302时钟芯片

20、 实时时钟计算年、月、日、时、分、秒、星期 31x8位 通用暂存RAM 串行输入输出使管脚数最少 2.0V 至 5.5V 宽电压范围操作 在 2.0V 时工作电流小于 300nA 读写时钟或RAM数据时有单字节或 多字节（脉冲串模式）数据传送方式 简单的 3 线接口管脚名称功能1 VCC2双供电配置中的主电源供应管脚，VCC1 连接到备用电源，在主电源DS1302工作于VCC1和VCC2中较大者。2X1与标准的32.768kHz石英晶体相连3X24GND 电源地5CE CE 信号，在读写时必须保持高电平6I/OI/O 管脚，三线接口的双向数据管脚7SCLK时钟输入端8VCC1后备电源典型工作电

21、路命令字 命令字启动每一次数据传输。 MSB(位7)：必须是逻辑1，如果是0，则禁止对DS1302写入； 位6：在逻辑0时规定为时钟/日历数据，逻辑1时为RAM数据； 位1至位5：输入输出指定寄存器 LSB(位0)：在逻辑0时为写操作(输出)，逻辑1时为读操作(输入) 命令字以 LSB (位 0)开始总是输入。 CE与时钟控制 所有数据传输从CE输入高开始，CE输入实现两个功能，允许对地址/命令序列的移位寄存器进行读写的控制逻辑. CE信号为单字节和多字节 CE数据传输提供了终止的方法。 数据输入/数据输出 输入写命令字的8个SCLK周期后，接下来的8个SCLK 周期的上升沿数据字节被输入。

22、输入读命令字的8个SCLK周期后, 随后的8个SCLK 周期的下降沿，一个数据字节被输出。寄存器地址/定义秒寄存器（81h、80h）的位7定义为时钟暂停标志位（CH）。当该位置为“1”时，时钟振荡器停止，DS1302处于低功耗状态；当该位置为“0”时，时钟开始运行。小时寄存器（85h、84h）的位7：用于定义芯片在12小时与24小时之间的切换，当此位为“1”时，选择12小时模式，当此位为“0”时选择24小时。在12小时模式时，位5为定义PM与AM的标志位，当此位为“1”时，表示PM。当此位为“0”时表示选择AM。在24小时模式时，位5是第二个10小时位。控制寄存器（8Fh、8Eh）的位7是写保

23、护标志位（WP），其它位60均置为0。在任何情况下对时钟和RAM的写操作之前，WP位必须为“0”。当WP位为“1”时，写保护位防止对任一寄存器的写操作。突发工作模式寄存器 DS1302芯片有突发模式操作功能，所谓突发模式是指一次传送多个字节的时钟数据或RAM数据。T_CLK Bit Px.x;时钟引脚T_IO Bit Px.x;I/O引脚T_CE Bit Px.x;CE引脚;-; 写一个字节INBYTE; 入口：B;-; 读一个字节OUTBYTE; 出口：A;-;-; 读一个字节 OUTBYTE;-OUTBYTE:MOV R4,#8 outS1:MOVC,T_IORRCASETB T_CLK

24、NOP NOPCLRT_CLK DJNZR4,outS1RET;-; 写一个字节 INBYTE;-INBYTE:MOV R4,#8 inS1:MOVA,B RRCA MOVB,A MOVT_IO,C SETBT_CLK NOP NOP CLRT_CLK DJNZ R4,inS1 RET;-; 读时间 GET1302; Second,Minute,Hour,Day,Month,Week,Year; 连续单元存秒,分,时,日,月,星期,年的值;-GET1302：MOV R0,#Second ;日期存储单元首地址 MOVR7,#7 MOVR1,#81H ;读日历寄存器首地址 getS1：CLRT_C

25、E CLRT_CLK SETBT_CE MOVB,R1 LCALLINBYTE LCALLOUTBYTE MOVR0,A INCR0 INCR1 INCR1 CLRT_CE DJNZ R7,getS1 RET;-; 写时间、启动计时 SET1302; Second,Minute,Hour,Day,Month,Week,Year; 连续单元存秒,分,时,日,月,星期,年的值;-SET1302：CLR T_CECLRT_CLKSETBT_CEMOVB,#8EH ;控制寄存器LCALLINBYTEMOVB,#00H ;写操作前WP=0LCALLINBYTECLRT_CEMOVR0,#Second ;

26、日期存储单元首地址 MOVR7,#7 MOVR1,#80H;写日历寄存器首地址 setS：CLRT_CECLRT_CLKSETBT_CEMOVB,R1LCALLINBYTE MOV A,R0 ;写秒数据 MOVB,A LCALLINBYTE INC R0 INCR1 INCR1 CLRT_CE DJNZR7,setS1 CLRT_CE CLRT_CLK MOVB,#8EH;控制寄存器 LCALLINBYTE MOVB,#80H;写保护,WP=1, LCALLINBYTE CLRT_CE RET五、存储控制 CAT24WC01/02/04/08/16是一个1K/2K/4K/8K/16K位串行E2

27、PROM内部含有128/256/512/1024/2048个8位字节管脚名称功能A0、A1、A2器件地址选择SDA串行数据/地址SCL串行时钟WP写保护Vcc+1.8V-6.0V工作电压Vss地管脚描述 SCL：串行时钟 串行时钟输入管脚用于产生器所有数据发送或接收的时钟 SDA：串行数据/地址 双向串行数据/地址管脚，用于器件所有数据的发送或接收，SDA是一个开漏输出管脚，可与其它开漏输出或集电极开路输出进行线或。 A0、A1、A2：器件地址输入端 多个器件级联时设置器件地址，当这些悬空时默认值为0。 WP：写保护 如果WP管脚连接到Vcc，所有的内容都被写保护；当WP管脚连接到Vss或悬空

28、，允许器件进行常的读/写操作。I2C总线协议 1、只有在总线空闲时才允许启动数据传送； 2、数据传送过程中，当时钟线为高电平时，数据线必须保持稳状态，不允许有跳变。当时钟线为高电平时数据线的任何电平变化将被看作总线的起始或停信号。 起始信号：时钟线保持高电平期间，数据线电平从高到低的跳变作为I2C总线的起始信号。 停止信号：时钟线保持高电平期间数据线电平从低到高的跳变作为I2C总线的停止信号。 器件寻址 主器件通过发送一个起始信号启动发送过程，然后发送所要寻址的从器件地址。8位从器件地址的高4位固定为1010，接下来的3位(A2、A1、A0)为器件的地址位，用来定义哪个器件以及器件的哪个部分被

29、主器件访问。 从器件8位地址的最低位作为读写控制位，1表示对从器件进行读操作，0表示对从器件进行写操作。 在主器件发送起始信号和从器件地址字节后，从器件监视总线并当其地址与发送的从地址相符时，响应一个应答信号(通过SDA线)，并根据读写控制位(R/W)的状态进行读或写操作。 应答信号 I2C总线数据传送时，每成功地传送一个字节数据后，接收器都必须产生一个应答信号。应答的器件在第9个时钟周期时，将SDA线拉低，表示其已收到一个8位数据。以24C02为例写操作-字节写：在字节写模式下，主器件发送起始命令和从器件地址信息给从器件，在从器件产生应答信号后，主器件发送24C02的字节地址，主器件在收到从

30、器件的另一个应答信号后，再发送数据到被寻址的存储单元，24C02再次应答，并在主器件产生停止信号后开始内部数据的擦写，在内部擦写过程中24C02不再应答主器件的任何请求。写操作-页写：用页写24C02可以一次写入16个字节的数据,接收到16个字节数据和主器件发送的停止信号后，24C02启动内部写周期将数据写到数据区，所有接收的数据在一个写周期内写入24C02。读操作:对24C02读操作的初始化方式和写操作时一样，仅把R/W 位置为1，有三种不同的读操作方式，立即地址读、选 择读和连续读。立即地址读：24C02的地址计数器内容为最后操作字节的地址加1，即如果上次读/写的操作地址为N，则立即读的地

31、址从地址N+1开始，24C02接收到从器件地址信号后(R/W位置1)，它首先发送一个应答信号，然后发送一个8位字节数据，主器件不需发送一个应答信号，但要产生一个停止信号。选择性读：选择性读操作允许主器件对寄存器的任意字节进行读操作，主器件首先通过发送起始信号、从器件地址和它想读取的字节数据的地址执行一个伪写操作。在24C02应答之后，主器件重新发送起始信号和从器件地址，此时R/W位置1，24C02响应并发送应答信号，然后输出所要求的一个8位字节数据，主器件不发送应答信号，但产生一个停止信号。连续读：连续读操作可通过立即读或选择性读操作启动，在24C02发送完一个8位字节数据后，主器件产生一个应

32、答信号来响应，告知24C02主器件要求更多的数据，对应每个主机产生的应答信号24C02将发送一个8位数据字节。当主器件不发送应答信号而发送停止位时结束此操作。SDA BIT PX.X;定义24C02数据线SCLBITPX.X;定义24C02时钟线; -; 启动信号 START; -START:SETBSDASETBSCL NOPNOP CLRSDA NOPNOP CLRSCL RET; -; 停止信号 STOP; -STOP: CLRSDA SETBSCLNOPNOP SETBSDANOPNOPCLRSCLCLR SDA RET;- ; 向I2C总线发送一个字节数据 SENDBYTE ; 入口

33、参数：A 待发送数据; - SENDBYTE: MOVR7,#08 S_BYTE:RLCA MOVSDA,C SETBSCL NOP NOP NOP NOP CLRSCL DJNZR7,S_BYTE SETBSDA ;释放SDA信号线 NOP NOP SETBSCL NOP NOP NOPW1:MOVC,SDA JCW1 ;返回应答信号 CLRSDACLRSCLRET;-; 写操作 W_BYTE; 输入参数:R0-要写入的地址，B-要写入的数据; -W_BYTE:CALLSTART MOVA,#0A0H CALL SENDBYTE MOVA,R0 CALLSENDBYTE MOVA,B CAL

34、LSENDBYTE CALLSTOP RET;-; 读操作 R_BYTE; 输入参数：R0-要读的字节地址; 输出参数:A-结果;-R_BYTE:CALLSTARTMOVA,#0A0HCALLSENDBYTE MOVA,R0CALLSENDBYTECALLSTARTMOVA,#0A1HCALLSENDBYTE MOVR7,#08 ;接收数据 CLRA SETBSDA ;释放SDA数据线 R_1:CLRSCL NOPNOPNOP SETBSCLNOPNOPNOP MOVC,SDA ;将SDA状态读入C RLCA ;结果移入 SETBSDA ;释放SDA数据线 DJNZR7,R_1RET六、温度控

35、制DS18B20 DS18B20是DALLAS公司生产的1-Wire，即单总线器件，用它来组成测温系统，在一根通信线上可以挂多个测温器件，具有线路简单、方便和体积小等优点。 DS18B20产品的特点 （1）只要求一个端口即可实现通信。 （2）在DS18B20中的每个器件上都有独一无二的序列号。 （3）实际应用中不需要外部任何元器件即可实现测温。 （4）测量温度范围在-55到125之间。 （5）数字温度计的分辨率用户可以从9位到12位选择。 （6）内部有温度上、下限告警设置。 单个DS18B20控制 晶振频率12MHZ R_T_B EQU XXH D_T_B EQU XXH DQ BIT PX.

36、X FLAG1 BITXX;DS18B20 ;存在标志位; -; DS18B20初始化; -INIT_18B20:SETB DQ NOP CLR DQ MOV R0,#06BH TSR1:DJNZ R0,TSR1 ;延时 SETB DQ MOV R0,#25H TSR2:JNB DQ,TSR3 DJNZ R0,TSR2 LJMP TSR4 TSR3:SETB FLAG1 ;置标志位,表示 LJMP TSR5 ;DS1820存在 TSR4:CLR FLAG1 ;清标志位,表示 LJMP TSR7 ;DS1820不存在 TSR5:MOV R0,#06BH ;延时 TSR6:DJNZ R0,TSR6 TSR7:SETB DQ RET;-; 写DS18B20暂存存储器设定值 RE_CONFIG;-RE_CONFIG:JNB FLAG1,EXTR ;若DS18B20不存在退出 MOV A,#0CCH ;发SKIP ROM命令 LCALL W_18B20 MOV A,#4EH ;发写暂存存储器命令 LCALL W_18B20 MOV A,#32H ;TH 报警上限 +50 LCALL W_18B20 MOV A,#ECH ;TL 报警下限