一、单片机做项目常识
1.行业常识
2.方案选型
3.此项目定位和思路
二、单片机的小项目介绍
1.项目名称：基于51单片机的温度报警器
（1）主控：stc51；
（2）编程语言：C语言
（3）开发环境：Keil
（4）1602屏显示时间和温度；当温度超过预定值时蜂鸣器和电机工作报警
（5）系统人机界面：矩阵按键或者红外遥控器：修改时间
2.硬件资源分配
优先满足硬件上已经接好的引脚
1602屏幕 P0；P2^7 ;P2^5;P2^6
4*4按键 P2
串口 P3.0 P3.1
IR（红外遥控器）：P3^2
传感器：DS18B20 P3.7
DS1302 P3.4 P3.6
步进电机（四线双极性）P1.0---P1.5
蜂鸣器 P1.7
3.项目流程
（1）编写，移植，封装，测试顶层硬件模块操作库
（2）梳理，定义应用层功能
（3）逐个实现各功能，并联合调试，测试功能是否正常
（4）实现测试使用，并解决bug持续维护
4.一些小问题
三、构成建立及框架搭建
1.基本搭建
lst
src
app：高层时序【main存放】
driver ：低层时序
include：基本的全局变量
obj
2.端口分配检查确定
1602屏幕 P0；P1^4 ; P1.5 ; P 1.6
4*4按键 P2
串口 P3.0 P3.1
IR（红外遥控器）：P3^2
传感器：DS18B20 P3.7
DS1302 P3.4 P3.6 P3.5
步进电机（四线双极性）P1.0---P1.3
蜂鸣器 P1.6
四、第一个模块：串口
1.移植并调试确认基本功能
uart.c
cpp
#include"uart.h"
//串口初始化函数
//预设计一个串口条件：8位数据位，1位停止位，0校验位，波特率9600
//初始化的主要工作是设置相关的寄存器
//使用晶振为11.0592MHz
//CPU工作在12T模式下
void uart_init(){
//使用8bit串行接口
SCON=0x50;
//波特率不加倍
PCON=0x00;
//波特率相关设置
TMOD=0x20;//设置T1在模式2
TL1=249; //设定定时初值
TH1 = 249; //设定定时器重装值
TR1=1;//开启T1，开始工作
ES=1;//开启串行中断允许位
EA=1;//开启全部中断
}
//串口发送单个字符
void uart_send_byte(unsigned char a){
//发送一个字节
SBUF=a;
//查看当然串口是否在忙
//根据SCON中的TI位可以判断当前串口是否在忙
//如果数据8位发送结束，则硬件自动将TI=1，则TI=0表示程序还没有发送结束
if(!TI)
//软件复位TI
TI=0;
}
void uart_send_string(unsigned char *str)
{
while (*str != '\0')
{
uart_send_byte(*str); // 发送1个字符
str++; // 指针指向下一个字符
}
}2.封装
1.何为封装
（1）隐藏
（2）保护
2.封装低层接口实践
uart.h
cpp
//开头2行和最后1行加起来构成一种格式，这种格式利用了c语言的预处理中的条件编译技术，
//实现的效果就是防止该头文件被重复包含构成的错误
#ifndef __UART__H__
#define __UART__H__
#include<reg51.h>
//串口初始化函数
//预设计一个串口条件：8位数据位，1位停止位，0校验位，波特率9600
//初始化的主要工作是设置相关的寄存器
//使用晶振为11.0592MHz
//CPU工作在12T模式下
void uart_init();
//串口发送单个字符
void uart_send_byte(unsigned char a);
//串口发送字符串
void uart_send_string(unsigned char *str);
//延时函数
void Delay2000ms(); //@11.0592MHz
#endif五、DS18B20移植（温度显示）
1.static
static void Delay750us()：表示只能在该文件内部使用
2.高层时序
初始化函数将复位和检测是否存在分为两个函数，方便封装
cpp
/*******************************************************************************
* 函 数 名 : ds18b20_reset
* 函数功能 : 复位DS18B20
* 输 入 : 无
* 输 出 : 无
*******************************************************************************/
void ds18b20_reset(void)
{
DS18B20_PORT=0; //拉低DQ
delay_10us(75); //拉低750us
DS18B20_PORT=1; //DQ=1
delay_10us(2); //20US
}
/*******************************************************************************
* 函 数 名 : ds18b20_check
* 函数功能 : 检测DS18B20是否存在
* 输 入 : 无
* 输 出 : 1:未检测到DS18B20的存在，0:存在
*******************************************************************************/
u8 ds18b20_check(void)
{
u8 time_temp=0;
while(DS18B20_PORT&&time_temp<20) //等待DQ为低电平
{
time_temp++;
delay_10us(1);
}
if(time_temp>=20)return 1; //如果超时则强制返回1
else time_temp=0;
while((!DS18B20_PORT)&&time_temp<20) //等待DQ为高电平
{
time_temp++;
delay_10us(1);
}
if(time_temp>=20)return 1; //如果超时则强制返回1
return 0;
}
/*******************************************************************************
* 函 数 名 : ds18b20_start
* 函数功能 : 开始温度转换
* 输 入 : 无
* 输 出 : 无
*******************************************************************************/
//转换命令
void ds18b20_start(void)
{
ds18b20_reset();//复位
ds18b20_check();//检查DS18B20
ds18b20_write_byte(0xcc);//SKIP ROM
ds18b20_write_byte(0x44);//转换命令
}
/*******************************************************************************
* 函 数 名 : ds18b20_init
* 函数功能 : 初始化DS18B20的IO口 DQ 同时检测DS的存在
* 输 入 : 无
* 输 出 : 1:不存在，0:存在
*******************************************************************************/
u8 ds18b20_init(void)
{
ds18b20_reset();
return ds18b20_check();
}
/*******************************************************************************
* 函 数 名 : ds18b20_read_temperture
* 函数功能 : 从ds18b20得到温度值
* 输 入 : 无
* 输 出 : 温度数据
*******************************************************************************/
float ds18b20_read_temperture(void)
{
float temp;
u8 dath=0;
u8 datl=0;
u16 value=0;
//开始转换:开启转换命令
ds18b20_start();
//将各个电线置为默认电平
ds18b20_reset();//复位
//判断当前程序是否在忙
ds18b20_check();
//发送读取温度命令
ds18b20_write_byte(0xcc);//SKIP ROM
ds18b20_write_byte(0xbe);//读存储器
datl=ds18b20_read_byte();//低字节
dath=ds18b20_read_byte();//高字节
value=(dath<<8)+datl;//合并为16位数据
if((value&0xf800)==0xf800)//判断符号位，负温度
{
value=(~value)+1; //数据取反再加1
temp=value*(-0.0625);//乘以精度
}
else //正温度
{
temp=value*0.0625;
}
return temp;
}3.遇到的问题
问题：double t=24.5；要用串口把24.5打印出来给串口助手去显示
串口助手显示方式有2种：二进制方式和文本方式。文本方式最直观，但是需要通过串口去发送的不是double，不是int，而是ASCII码的字符串意思是：想要看到25.4，的uart_send_string("25.4");
所以我们需要一个函数，能够把double类型的t，给转成对应的字符串来去给串口显示
lcd1602.c
cpp
// 显示类似于24.5这种的double类型的数字
void LcdShowDouble(unsigned char x, unsigned char y, double d)
{
// 第一步：将double d转成字符串str
unsigned char str[5] = {0};
// 第1步：先由double的25.4得到uint的254
unsigned int tmp = (unsigned int)(d * 10);
unsigned char c = 0;
// 第2步：由/和%操作来得到2、5、4
// 第3步：将2、5、4对应的ASCII码放到字符串中去，完成
c = (unsigned char)(tmp / 100);
str[0] = c + 48;
tmp = tmp % 100; // 运算后tmp=54
c = (unsigned char)(tmp / 10); // c = 5
str[1] = c + 48;
str[2] = '.';
tmp = tmp % 10; // 运算后tmp=4
c = (unsigned char)(tmp / 1); // c = 4
str[3] = c + 48;
str[4] = '\0';
// 第二步：显示str
LcdShowStr(x, y, str);
}ds18b20
cpp
#include "ds18b20.h"
#include "intrins.h"
/*******************************************************************************
* 函 数 名 : delay_10us
* 函数功能 : 延时函数，ten_us=1时，大约延时10us
* 输 入 : ten_us
* 输 出 : 无
*******************************************************************************/
void delay_10us(u16 ten_us)
{
while(ten_us--);
}
/*******************************************************************************
* 函 数 名 : delay_ms
* 函数功能 : ms延时函数，ms=1时，大约延时1ms
* 输 入 : ms：ms延时时间
* 输 出 : 无
*******************************************************************************/
void delay_ms(u16 ms)
{
u16 i,j;
for(i=ms;i>0;i--)
for(j=110;j>0;j--);
}
/*******************************************************************************
* 函 数 名 : ds18b20_reset
* 函数功能 : 复位DS18B20
* 输 入 : 无
* 输 出 : 无
*******************************************************************************/
void ds18b20_reset(void)
{
DS18B20_PORT=0; //拉低DQ
delay_10us(75); //拉低750us
DS18B20_PORT=1; //DQ=1
delay_10us(2); //20US
}
/*******************************************************************************
* 函 数 名 : ds18b20_check
* 函数功能 : 检测DS18B20是否存在
* 输 入 : 无
* 输 出 : 1:未检测到DS18B20的存在，0:存在
*******************************************************************************/
u8 ds18b20_check(void)
{
u8 time_temp=0;
while(DS18B20_PORT&&time_temp<20) //等待DQ为低电平
{
time_temp++;
delay_10us(1);
}
if(time_temp>=20)return 1; //如果超时则强制返回1
else time_temp=0;
while((!DS18B20_PORT)&&time_temp<20) //等待DQ为高电平
{
time_temp++;
delay_10us(1);
}
if(time_temp>=20)return 1; //如果超时则强制返回1
return 0;
}
/*******************************************************************************
* 函 数 名 : ds18b20_read_bit
* 函数功能 : 从DS18B20读取一个位
* 输 入 : 无
* 输 出 : 1/0
*******************************************************************************/
u8 ds18b20_read_bit(void)
{
u8 dat=0;
DS18B20_PORT=0;
_nop_();_nop_();
DS18B20_PORT=1;
_nop_();_nop_(); //该段时间不能过长，必须在15us内读取数据
if(DS18B20_PORT)dat=1; //如果总线上为1则数据dat为1，否则为0
else dat=0;
delay_10us(5);
return dat;
}
/*******************************************************************************
* 函 数 名 : ds18b20_read_byte
* 函数功能 : 从DS18B20读取一个字节
* 输 入 : 无
* 输 出 : 一个字节数据
*******************************************************************************/
u8 ds18b20_read_byte(void)
{
u8 i=0;
u8 dat=0;
u8 temp=0;
for(i=0;i<8;i++)//循环8次，每次读取一位，且先读低位再读高位
{
temp=ds18b20_read_bit();
dat=(temp<<7)|(dat>>1);
}
return dat;
}
/*******************************************************************************
* 函 数 名 : ds18b20_write_byte
* 函数功能 : 写一个字节到DS18B20
* 输 入 : dat：要写入的字节
* 输 出 : 无
*******************************************************************************/
void ds18b20_write_byte(u8 dat)
{
u8 i=0;
u8 temp=0;
for(i=0;i<8;i++)//循环8次，每次写一位，且先写低位再写高位
{
temp=dat&0x01;//选择低位准备写入
dat>>=1;//将次高位移到低位
if(temp)//此时表示读入位为"1"
{
DS18B20_PORT=0;
_nop_();_nop_();
DS18B20_PORT=1;
delay_10us(6);
}
else
{
DS18B20_PORT=0;
delay_10us(6);
DS18B20_PORT=1;
_nop_();_nop_();
}
}
}
/*******************************************************************************
* 函 数 名 : ds18b20_start
* 函数功能 : 开始温度转换
* 输 入 : 无
* 输 出 : 无
*******************************************************************************/
//转换命令
void ds18b20_start(void)
{
ds18b20_reset();//复位
ds18b20_check();//检查DS18B20
ds18b20_write_byte(0xcc);//SKIP ROM
ds18b20_write_byte(0x44);//转换命令
}
/*******************************************************************************
* 函 数 名 : ds18b20_init
* 函数功能 : 初始化DS18B20的IO口 DQ 同时检测DS的存在
* 输 入 : 无
* 输 出 : 1:不存在，0:存在
*******************************************************************************/
u8 ds18b20_init(void)
{
ds18b20_reset();
return ds18b20_check();
}
/*******************************************************************************
* 函 数 名 : ds18b20_read_temperture
* 函数功能 : 从ds18b20得到温度值
* 输 入 : 无
* 输 出 : 温度数据
*******************************************************************************/
float ds18b20_read_temperture(void)
{
float temp;
u8 dath=0;
u8 datl=0;
u16 value=0;
//开始转换:开启转换命令
ds18b20_start();
//将各个电线置为默认电平
ds18b20_reset();//复位
//判断当前程序是否在忙
ds18b20_check();
//发送读取温度命令
ds18b20_write_byte(0xcc);//SKIP ROM
ds18b20_write_byte(0xbe);//读存储器
datl=ds18b20_read_byte();//低字节
dath=ds18b20_read_byte();//高字节
value=(dath<<8)+datl;//合并为16位数据
if((value&0xf800)==0xf800)//判断符号位，负温度
{
value=(~value)+1; //数据取反再加1
temp=value*(-0.0625);//乘以精度
}
else //正温度
{
temp=value*0.0625;
}
return temp;
}
/*
double Ds18b20ReadTemp(void)
{
unsigned int temp = 0;
unsigned char tmh = 0, tml = 0;
double t = 0;
Ds18b20ChangTemp(); //先写入转换命令
Ds18b20ReadTempCom(); //然后等待转换完后发送读取温度命令
tml = Ds18b20ReadByte(); //读取温度值共16位，先读低字节
tmh = Ds18b20ReadByte(); //再读高字节
// temp = tmh;
// temp <<= 8;
// temp |= tml;
temp = tml | (tmh << 8);
t = temp * 0.0625;
return t;
}
*/六、LCD1602移植
1.1602的接线
1602的引脚是事先接好的，所以不能改变
1602屏幕 P0；P2^7 ;P2^5;P2^6
2.lcd1602.c
cpp
#include <reg51.h>
#include "lcd1602.h"
// 对LCD1602的底层以及高层时序做封装
/************ 低层时序 ********************************/
static void Read_Busy() //忙检测函数，判断bit7是0，允许执行；1禁止
{
unsigned char sta; //
LCD1602_DB = 0xff;
LCD1602_RS = 0;
LCD1602_RW = 1;
do
{
LCD1602_EN = 1;
sta = LCD1602_DB;
LCD1602_EN = 0; //使能，用完就拉低，释放总线
}while(sta & 0x80);
}
static void Lcd1602_Write_Cmd(unsigned char cmd) //写命令
{
Read_Busy();
LCD1602_RS = 0;
LCD1602_RW = 0;
LCD1602_DB = cmd;
LCD1602_EN = 1;
LCD1602_EN = 0;
}
static void Lcd1602_Write_Data(unsigned char dat) //写数据
{
Read_Busy();
LCD1602_RS = 1;
LCD1602_RW = 0;
LCD1602_DB = dat;
LCD1602_EN = 1;
LCD1602_EN = 0;
}
/************* 高层时序 ******************************/
// 本函数用来设置当前光标位置，其实就是设置当前正在编辑的位置，
// 其实就是内部的数据地址指针，其实就是RAM显存的偏移量
// x范围是0-15，y=0表示上面一行，y=1表示下面一行
static void LcdSetCursor(unsigned char x,unsigned char y) //坐标显示
{
unsigned char addr;
if(y == 0)
addr = 0x00 + x;
else
addr = 0x40 + x;
Lcd1602_Write_Cmd(addr|0x80);
}
// 函数功能是：从坐标(x,y)开始显示字符串str
// 注意这个函数不能跨行显示，因为显存地址是不连续的
// 其实我们可以封装出一个能够折行显示的函数的
void LcdShowStr(unsigned char x,unsigned char y,unsigned char *str) //显示字符串
{
LcdSetCursor(x,y); //当前字符的坐标
while(*str != '\0')
{
Lcd1602_Write_Data(*str++);
}
}
// 初始化LCD，使之能够开始正常工作
void InitLcd1602() //1602初始化
{
Lcd1602_Write_Cmd(0x38); //打开，5*8,8位数据
//Lcd1602_Write_Cmd(0x0c); // 打开显示并且无光标
Lcd1602_Write_Cmd(0x0f); // 打开显示并且光标闪烁
Lcd1602_Write_Cmd(0x06);
Lcd1602_Write_Cmd(0x01); //清屏
}3.lcd1602.h
cpp
#ifndef __lcd1602__H__
#define __lcd1602__H__
#include<reg51.h>
// IO接口定义
#define LCD1602_DB P0 //data bus 数据总线
// 控制总线
sbit LCD1602_RS = P2^6; //选择读取数据/命令
sbit LCD1602_RW = P2^5; //选择读/写
sbit LCD1602_EN = P2^7; //使能
#define u8 unsigned char
//只需要声明高层时序即可，而底层时序是不需要声明
//因为我们在头文件中声明这个函数，目的是为了让别的文件去包含这个
//从而调用这个头文件中声明的函数，所以我们只需要声明1602.c中将来
//会被外部.c文件调用的哪些函数即可，而且1602.c中自己使用的内部函数将来也
//不会被外部.c文件调用，因此就不用声明了。
/************* 高层时序 ******************************/
// 本函数用来设置当前光标位置，其实就是设置当前正在编辑的位置，
// 其实就是内部的数据地址指针，其实就是RAM显存的偏移量
// x范围是0-15，y=0表示上面一行，y=1表示下面一行
void LcdSetCursor(unsigned char x,unsigned char y);
// 函数功能是：从坐标(x,y)开始显示字符串str
// 注意这个函数不能跨行显示，因为显存地址是不连续的
// 其实我们可以封装出一个能够折行显示的函数的
void LcdShowStr(unsigned char x,unsigned char y,unsigned char *str);
//void lcd1602_show_string(u8 x,u8 y,u8 *str);
// 初始化LCD，使之能够开始正常工作
void InitLcd1602();
#endif4.lcd与测温联调
1.将double转换为字符串
因为LCD中的显示函数要求输入的是字符串
此处，我们为了设置方便，要求温度只能精确到小数点后一位。
将数值转换为字符串的实质，其实就是将单独一个数值强制类型转化为unsigned char
cpp
//显示类似于24.5这种的double类型的数字
/**
思路：
1）先将其一位一位显示出来
2）然后将其强制类型转换为unsigned char
3）记得最后有一个'\0'
*/
void LcdShowDouble(unsigned char x,unsigned char y,double d){
// 第一步：将double d转成字符串str
unsigned char str[5] = {0};
// 第1步：先由double的25.4得到uint的254
unsigned int tmp = (unsigned int)(d * 10);
unsigned char c = 0;
// 第2步：由/和%操作来得到2、5、4
// 第3步：将2、5、4对应的ASCII码放到字符串中去，完成
c = (unsigned char)(tmp / 100);
str[0] = c + 48;
tmp = tmp % 100; // 运算后tmp=54
c = (unsigned char)(tmp / 10); // c = 5
str[1] = c + 48;
str[2] = '.';
tmp = tmp % 10; // 运算后tmp=4
c = (unsigned char)(tmp / 1); // c = 4
str[3] = c + 48;
str[4] = '\0';
// 第二步：显示str
LcdShowStr(x, y, str);
}
cpp
void main(void){
double t=35.4;
InitLcd1602();
//LcdShowStr(0,0,"nihaoliaoxiaoyi");
LcdShowDouble(0,0,t);
}
2.输出摄氏度符号
3.注意点
我们在定义摄氏度符号的时候发现，在最后的位置出现奇怪的符号，是因为我们没有手动的添加结束符【'\0'】
5.完整代码
lcd1602.c
cpp
#include"lcd1602.h"
/**
显示屏：显示温度和时间
*/
void Delay2000ms() //@11.0592MHz
{
unsigned char i, j, k;
_nop_();
_nop_();
i = 85;
j = 12;
k = 155;
do
{
do
{
while (--k);
} while (--j);
} while (--i);
}
/************ 低层时序 ********************************/
void Read_Busy() //忙检测函数，判断bit7是0，允许执行；1禁止
{
unsigned char sta; //
LCD1602_DB = 0xff;
LCD1602_RS = 0;
LCD1602_RW = 1;
do
{
LCD1602_EN = 1;
sta = LCD1602_DB;
LCD1602_EN = 0; //使能，用完就拉低，释放总线
}while(sta & 0x80);
}
void Lcd1602_Write_Cmd(unsigned char cmd) //写命令
{
Read_Busy();
LCD1602_RS = 0;
LCD1602_RW = 0;
LCD1602_DB = cmd;
LCD1602_EN = 1;
LCD1602_EN = 0;
}
void Lcd1602_Write_Data(unsigned char dat) //写数据
{
Read_Busy();
LCD1602_RS = 1;
LCD1602_RW = 0;
LCD1602_DB = dat;
LCD1602_EN = 1;
LCD1602_EN = 0;
}
/************* 高层时序 ******************************/
// 本函数用来设置当前光标位置，其实就是设置当前正在编辑的位置，
// 其实就是内部的数据地址指针，其实就是RAM显存的偏移量
// x范围是0-15，y=0表示上面一行，y=1表示下面一行
void LcdSetCursor(unsigned char x,unsigned char y) //坐标显示
{
unsigned char addr;
if(y == 0)
addr = 0x00 + x;
else
addr = 0x40 + x;
Lcd1602_Write_Cmd(addr|0x80);
}
// 函数功能是：从坐标(x,y)开始显示字符串str
// 注意这个函数不能跨行显示，因为显存地址是不连续的
// 其实我们可以封装出一个能够折行显示的函数的
void LcdShowStr(unsigned char x,unsigned char y,unsigned char *str) //显示字符串
{
LcdSetCursor(x,y); //当前字符的坐标
while(*str != '\0')
{
Lcd1602_Write_Data(*str++);
}
}
// 初始化LCD，使之能够开始正常工作
void InitLcd1602() //1602初始化
{
Lcd1602_Write_Cmd(0x38); //打开，5*8,8位数据
Lcd1602_Write_Cmd(0x0c); // 打开显示并且无光标
//Lcd1602_Write_Cmd(0x0f); // 打开显示并且光标闪烁
Lcd1602_Write_Cmd(0x06);
Lcd1602_Write_Cmd(0x01); //清屏
}
/**
为了显示ds18b20中获取到的浮点数温度
使其可以在显示屏上显示
*/
// 显示类似于24.5这种的double类型的数字
void LcdShowFloat(unsigned char x, unsigned char y, float d)
{
// 第一步：将double d转成字符串str
unsigned char str[5] = {0};
// 第1步：先由double的25.4得到uint的254
unsigned int tmp = (unsigned int)(d * 10);
unsigned char c = 0;
// 第2步：由/和%操作来得到2、5、4
// 第3步：将2、5、4对应的ASCII码放到字符串中去，完成
c = (unsigned char)(tmp / 100);
str[0] = c + 48;
tmp = tmp % 100; // 运算后tmp=54
c = (unsigned char)(tmp / 10); // c = 5
str[1] = c + 48;
str[2] = '.';
tmp = tmp % 10; // 运算后tmp=4
c = (unsigned char)(tmp / 1); // c = 4
str[3] = c + 48;
str[4] = '\0';
// 第二步：显示str
LcdShowStr(x, y, str);
}七、DS1302的移植和联调（实时时钟）
1.原理图和接线
DS1302 P3.4 P3.6
2.时间的封装（使用结构体）
（1）一个时间=年 月 日 分 秒 周几（相比于温度是一个简单变量）
（2）C语言提供结构体这种技巧，来处理复杂变量
（3）区分2个概念：结构体类型【不占内存】和结构体变量【占内存】
（4）结构体这种语法使用时有套路：
第一步：先定义结构体类型
第二步：用类型去生产结构体变量
第三步：使用结构体变量（其实就是使用结构体变量肚子里包着的内容）
3.使用结构体读取时间前的准备工作
1.结构体的定义
cpp
//封装出来的一个表示时间的结构体类型
//类型不占内存，也不表示一个具体时间，但是类型可以用来生成时间
//每一个时间变量占一定的内存，每一个时间变量就代表一个具体的时间
struct time_t
{
unsigned int year;//2023
unsigned char mon;//1-12
unsigned char date;//1-31【几号】
unsigned char hour;//0-23
unsigned char min;//0-59
unsigned char sec;//0-59
unsigned char day;//0-6【星期几】
};2.宏定义
之前我们使用DS1302的时候，是使用数组来记录寄存器地址。此处，我们使用结构体，则使用宏定义来实现使得CPU运行时间得到提升
cpp
// 用来存储读取的时间的，格式是：秒分时日月周年
//unsigned char code READ_RTC_ADDR[7] = {0x81, 0x83, 0x85, 0x87, 0x89, 0x8b, 0x8d};
//unsigned char code WRITE_RTC_ADDR[7] = {0x80, 0x82, 0x84, 0x86, 0x88, 0x8a, 0x8c};
//用宏定义的方式来定义时间的寄存器地址
// 用宏定义的方式来定义时间的寄存器地址 格式是：秒分时日月周年
//写地址
#define REG_ADDR_YEAR_WRITE 0x8c
#define REG_ADDR_MON_WRITE 0x88
#define REG_ADDR_DATE_WRITE 0x86
#define REG_ADDR_HOUR_WRITE 0x84
#define REG_ADDR_MIN_WRITE 0x82
#define REG_ADDR_SEC_WRITE 0x80
#define REG_ADDR_DAY_WRITE 0x8a
//读地址
#define REG_ADDR_YEAR_READ (REG_ADDR_YEAR_WRITE+1)
#define REG_ADDR_MON_READ (REG_ADDR_MON_WRITE+1)
#define REG_ADDR_DATE_READ (REG_ADDR_DATE_WRITE+1)
#define REG_ADDR_HOUR_READ (REG_ADDR_HOUR_WRITE+1)
#define REG_ADDR_MIN_READ (REG_ADDR_MIN_WRITE+1)
#define REG_ADDR_SEC_READ (REG_ADDR_SEC_WRITE+1)
#define REG_ADDR_DAY_READ (REG_ADDR_DAY_WRITE+1)3.读取函数
cpp
// 从ds1302的内部寄存器addr读出一个值，作为返回值
static unsigned char ds1302_read_reg(unsigned char addr)
{
unsigned char i = 0;
unsigned char dat = 0; // 用来存储读取到的一字节数据的
unsigned char tmp = 0;
// 第1部分: 时序起始
SCLK = 0;
delay();
RST = 0;
delay();
RST = 1; // SCLK为低时，RST由低变高，意味着一个大的周期的开始
delay();
// 第2部分: 写入要读取的寄存器地址，addr
for (i=0; i<8; i++)
{
dat = addr & 0x01; // SPI是从低位开始传输的
DSIO = dat; // 把要发送的bit数据丢到IO引脚上去准备好
SCLK = 1; // 制造上升沿，让DS1302把IO上的值读走
delay(); // 读走之后，一个小周期就完了
SCLK = 0; // 把SCLK拉低，是为了给下一个小周期做准备
delay();
addr >>= 1; // 把addr右移一位
}
// 第3部分: 读出一字节DS1302返回给我们的值
dat = 0;
for (i=0; i<8; i++)
{
// 在前面向ds1302写入addr的最后一个bit后，ds1302就会将读取到的寄存器值
// 的第一个bit放入到IO引脚上，所以我们应该先读取IO再制造下降沿然后继续
// 读取下一个bit
tmp = DSIO;
dat |= (tmp << i); // 读出来的数值是低位在前的
SCLK = 1; // 由于上面SCLK是低，所以要先拉到高
delay();
SCLK = 0; // 拉低SCLK制造一个下降沿
delay();
}
// 第4部分: 时序结束
SCLK = 0; // SCLK拉低为了后面的周期时初始状态是对的
delay();
RST = 0; // RST拉低意味着一个大周期的结束
delay();
// 第5部分：解决读取时间是ff的问题
DSIO = 0;
return dat;
}
// 用结构体方式来实现的读取时间的函数
// READ_RTC_ADDR格式是：秒分时日月周年
void ds1302_read_time_struct(void)
{
mytime.year = ds1302_read_reg(REG_ADDR_YEAR_READ) + 2000;
mytime.mon = ds1302_read_reg(REG_ADDR_MON_READ);
mytime.date = ds1302_read_reg(REG_ADDR_DATE_READ);
mytime.hour = ds1302_read_reg(REG_ADDR_HOUR_READ);
mytime.min = ds1302_read_reg(REG_ADDR_MIN_READ);
mytime.sec = ds1302_read_reg(REG_ADDR_SEC_READ);
mytime.day = ds1302_read_reg(REG_ADDR_DAY_READ);
}4.日期转换为字符串
因为我们获取到的数值是一串字符串，而我们要的是4位的年，2位的日期
所以我们为了把它区分开来，同时将其转换为字符串输出到lcd1602上
lcd1602.c
我们封装了2个函数分别将数值转换为字符串
cpp
// 实现一个子函数，将十进制的4位整数转成一个字符串
void Int2Str4(unsigned int dat, unsigned char str[], unsigned char index)
{
unsigned char c = 0;
// 假设dat=2017
c = dat / 1000; // c = 2
str[index+0] = c + '0'; // 第1位入库
dat %= 1000; // dat = 017
c = dat / 100; // c = 0
str[index+1] = c + '0'; // 第2位入库
dat %= 100; // dat = 17
c = dat / 10; // c = 1
str[index+2] = c + '0'; // 第3位入库
dat %= 10; // dat = 7
c = dat / 1; // c = 7
str[index+3] = c + '0'; // 第4位入库
}
// 实现一个子函数，将十进制的2位整数转成一个字符串
void Int2Str2(unsigned int dat, unsigned char str[], unsigned char index)
{
unsigned char c = 0;
// 假设dat=17
c = dat / 10; // c = 1
str[index+0] = c + '0'; // 第1位入库
dat %= 10; // dat = 7
c = dat / 1; // c = 7
str[index+1] = c + '0'; // 第2位入库
}
// LCD1602上显示time_t
void LcdShowTimeT(unsigned char x, unsigned char y, struct time_t ti)
{
// 第一步：将struct time_t ti转成字符串str
// 格式：20170406113515-4
unsigned char str[17] = {0};
// 格式化time_t里面的各个时间，然后填充str
// 年的格式化，str[0]-str[3]放年字符串
Int2Str4(ti.year, str, 0);
// 月的格式化 ,str[4]-str[5]
Int2Str2(ti.mon, str, 4);
// 日的格式化 ,str[6]-str[7]
Int2Str2(ti.date, str, 6);
// 时的格式化 ,str[8]-str[9]
Int2Str2(ti.hour, str, 8);
// 分的格式化 ,str[10]-str[11]
Int2Str2(ti.min, str, 10);
// 秒的格式化 ,str[12]-str[13]
Int2Str2(ti.sec, str, 12);
// 填充了一个'-' str[14]
str[14] = '-';
// 周几的格式化 ,str[15]
str[15] = ti.day + '0';
str[16] = '\0';
// 第二步：显示str
LcdShowStr(x, y, str);
}main.c
cpp
unsigned char c=0;
InitLcd1602();
LcdShowStr(0,0,"temp=");//0-4
//显示：°C
LcdShowStr(9,0,du);
while(1){
//读取温度并显示
t=Ds18b20ReadTemp2();
//显示温度值
LcdShowDouble(5,0,t);
//读取时间并且显示
ds1302_read_time_struct();
LcdShowTimeT(0,1,mytime);
}
5.进制转换
BCD码：看起来像十进制，但是实际上是十六进制
我们想要机器可以识别十六进制，则应该将其外观修改为真正的十六进制【也就是把外观和本质都修改为十六进制】bcd---》hex
比如：我们通过ds1302获得原始数据就为BCD码【此时：0x24实际上是十进制，所以我们要将其转换为0x18（这个才是真正的十六进制）】
我们在学习ds1302的时候说到：读出的其实是BCD码，所以才会产生乱码。故我们要进行转换才可以正确的显示。
cpp
// 实现2个子函数，分别实现从bcd码转十六进制，和十六进制转bcd码
unsigned char bcd2hex(unsigned char bcd)
{
// 譬如我们现在要把bcd码0x24转成24（0x18）
// 思路就是分2步
// 第1步，先从0x24得到2和4
// ((bcd & 0xf0) >> 4) 高4位，也就是2
// (bcd & 0x0f) 低4位，也就是4
// 第2步，由2*10+4得到24
return (((bcd & 0xf0) >> 4) * 10 + (bcd & 0x0f));
}
unsigned char hex2bcd(unsigned char hex)
{
// 就是要把24转成0x24
// 第一步，先由24得到2和4
// (24 / 10) 就是2， (24 % 10)就是4
// 第二步，再组合成0x24
return (((hex / 10) << 4) | (hex % 10));
}
cpp
// 用结构体方式来实现的读取时间的函数
// READ_RTC_ADDR格式是：秒分时日月周年
void ds1302_read_time_struct(void)
{
mytime.year = bcd2hex(ds1302_read_reg(REG_ADDR_YEAR_READ)) + 2000;
mytime.mon = bcd2hex(ds1302_read_reg(REG_ADDR_MON_READ));
mytime.date = bcd2hex(ds1302_read_reg(REG_ADDR_DATE_READ));
mytime.hour = bcd2hex(ds1302_read_reg(REG_ADDR_HOUR_READ));
mytime.min = bcd2hex(ds1302_read_reg(REG_ADDR_MIN_READ));
mytime.sec = bcd2hex(ds1302_read_reg(REG_ADDR_SEC_READ));
mytime.day = bcd2hex(ds1302_read_reg(REG_ADDR_DAY_READ));
}
6.时间设置
我们要向DS1302中写入时间，让其按照这个时间接着往下走
因为我们传入的时间是十进制，要被DS1302所识别着应该转换为BCD码才可以，所以使用hex2bcd。【因为BCD码只能识别0-256，所以我们需要在"年"后面-2000】
ds1302.c
cpp
// 向ds1302的内部寄存器addr写入一个值value
static void ds1302_write_reg(unsigned char addr, unsigned char value)
{
unsigned char i = 0;
unsigned char dat = 0;
// 第1部分: 时序起始
SCLK = 0;
delay();
RST = 0;
delay();
RST = 1; // SCLK为低时，RST由低变高，意味着一个大的周期的开始
delay();
// 第2部分: 写入第1字节，addr
for (i=0; i<8; i++)
{
dat = addr & 0x01; // SPI是从低位开始传输的
DSIO = dat; // 把要发送的bit数据丢到IO引脚上去准备好
SCLK = 1; // 制造上升沿，让DS1302把IO上的值读走
delay(); // 读走之后，一个小周期就完了
SCLK = 0; // 把SCLK拉低，是为了给下一个小周期做准备
delay();
addr >>= 1; // 把addr右移一位
}
// 第3部分: 写入第2字节，value
for (i=0; i<8; i++)
{
dat = value & 0x01; // SPI是从低位开始传输的
DSIO = dat; // 把要发送的bit数据丢到IO引脚上去准备好
SCLK = 1; // 制造上升沿，让DS1302把IO上的值读走
delay(); // 读走之后，一个小周期就完了
SCLK = 0; // 把SCLK拉低，是为了给下一个小周期做准备
delay();
value = value >> 1; // 把addr右移一位
}
// 第4部分: 时序结束
SCLK = 0; // SCLK拉低为了后面的周期时初始状态是对的
delay();
RST = 0; // RST拉低意味着一个大周期的结束
delay();
}
//用结构体方式在实现时间的修改函数
//本函数用于向DS1302中写入一个时间t1
void ds1302_write_time_struct(struct time_t t1){
ds1302_write_reg(0x8E, 0x00); // 去掉写保护
// 依次写各个时间寄存器
ds1302_write_reg(REG_ADDR_YEAR_WRITE, (hex2bcd(t1.year - 2000)));
ds1302_write_reg(REG_ADDR_MON_WRITE, (hex2bcd(t1.mon)));
ds1302_write_reg(REG_ADDR_DATE_WRITE, (hex2bcd(t1.date)));
ds1302_write_reg(REG_ADDR_HOUR_WRITE, (hex2bcd(t1.hour)));
ds1302_write_reg(REG_ADDR_MIN_WRITE, (hex2bcd(t1.min)));
ds1302_write_reg(REG_ADDR_SEC_WRITE, (hex2bcd(t1.sec)));
ds1302_write_reg(REG_ADDR_DAY_WRITE, (hex2bcd(t1.day)));
ds1302_write_reg(0x8E, 0x80); // 打开写保护
}main.c
cpp
struct time_t t1;
float t;
InitLcd1602();
LcdShowStr(0,0,"temp=");
LcdShowStr(9,0,du);
t1.year = 2023;
t1.mon = 10;
t1.date = 14;
t1.hour = 21;
t1.min = 6;
t1.sec = 45;
t1.day = 6;
//将时间写入寄存器
ds1302_write_time_struct(t1);
while(1){
//显示温度
t=ds18b20_read_temperture();
LcdShowFloat(5,0,t);
// 读取时间并显示
ds1302_read_time_struct();
LcdShowTimeT(0, 1, mytime);
}
7.单独修改时间
cpp
//只修改年份
void ds1302_write_time_year(unsigned int year){
ds1302_write_reg(0x8E, 0x00); // 去掉写保护
// 依次写各个时间寄存器
ds1302_write_reg(REG_ADDR_YEAR_WRITE, (hex2bcd(year - 2000)));
ds1302_write_reg(0x8E, 0x80); // 打开写保护
}
//只修改月份
void ds1302_write_time_month(unsigned char month){
ds1302_write_reg(0x8E, 0x00); // 去掉写保护
// 依次写各个时间寄存器
ds1302_write_reg(REG_ADDR_MON_WRITE, (hex2bcd(month - 2000)));
ds1302_write_reg(0x8E, 0x80); // 打开写保护
}
//只修改日
void ds1302_write_time_date(unsigned char date){
ds1302_write_reg(0x8E, 0x00); // 去掉写保护
// 依次写各个时间寄存器
ds1302_write_reg(REG_ADDR_DATE_WRITE, (hex2bcd(date - 2000)));
ds1302_write_reg(0x8E, 0x80); // 打开写保护
}
//只修改时
void ds1302_write_time_hour(unsigned char hour){
ds1302_write_reg(0x8E, 0x00); // 去掉写保护
// 依次写各个时间寄存器
ds1302_write_reg(REG_ADDR_HOUR_WRITE, (hex2bcd(hour - 2000)));
ds1302_write_reg(0x8E, 0x80); // 打开写保护
}
//只修改分
void ds1302_write_time_min(unsigned char min){
ds1302_write_reg(0x8E, 0x00); // 去掉写保护
// 依次写各个时间寄存器
ds1302_write_reg(REG_ADDR_MIN_WRITE, (hex2bcd(min - 2000)));
ds1302_write_reg(0x8E, 0x80); // 打开写保护
}
//只修改秒
void ds1302_write_time_sec(unsigned char sec){
ds1302_write_reg(0x8E, 0x00); // 去掉写保护
// 依次写各个时间寄存器
ds1302_write_reg(REG_ADDR_SEC_WRITE, (hex2bcd(sec - 2000)));
ds1302_write_reg(0x8E, 0x80); // 打开写保护
9.注意点：
1）从DS1302中获取到的数据是unsigned char ，所以不能超过255，但是我们年份是四位数，所以我们在读取时，应该直接在后面加上2000
2）我们从DS1302中获取到数据是BCD码，所以我们需要将其转换为十六进制
3）我们在显示屏上显示数据，因为我们获取到的是数值，但是要转换为字符串才可以进行展示，所以我们要将获取到的时间转换为字符串
cpp
// LCD1602上显示time_t
void LcdShowTimeT(unsigned char x, unsigned char y, struct time_t ti)
{
// 第一步：将struct time_t ti转成字符串str
// 格式：20170406113515-4
unsigned char str[17] = {0};
// 格式化time_t里面的各个时间，然后填充str
// 年的格式化，str[0]-str[3]放年字符串
Int2Str4(ti.year, str, 0);
// 月的格式化 ,str[4]-str[5]
Int2Str2(ti.mon, str, 4);
// 日的格式化 ,str[6]-str[7]
Int2Str2(ti.date, str, 6);
// 时的格式化 ,str[8]-str[9]
Int2Str2(ti.hour, str, 8);
// 分的格式化 ,str[10]-str[11]
Int2Str2(ti.min, str, 10);
// 秒的格式化 ,str[12]-str[13]
Int2Str2(ti.sec, str, 12);
// 填充了一个'-' str[14]
str[14] = '-';
// 周几的格式化 ,str[15]
str[15] = ti.day + '0';
str[16] = '\0';
// 第二步：显示str
LcdShowStr(x, y, str);
}4）因为年份和其他时间单位的位数不同，所以我们需要将其分开，写成2个函数
cpp
// 实现一个子函数，将十进制的4位整数转成一个字符串
void Int2Str4(unsigned int dat, unsigned char str[], unsigned char index)
{
unsigned char c = 0;
// 假设dat=2017
c = dat / 1000; // c = 2
str[index+0] = c + '0'; // 第1位入库
dat %= 1000; // dat = 017
c = dat / 100; // c = 0
str[index+1] = c + '0'; // 第2位入库
dat %= 100; // dat = 17
c = dat / 10; // c = 1
str[index+2] = c + '0'; // 第3位入库
dat %= 10; // dat = 7
c = dat / 1; // c = 7
str[index+3] = c + '0'; // 第4位入库
}
// 实现一个子函数，将十进制的2位整数转成一个字符串
void Int2Str2(unsigned int dat, unsigned char str[], unsigned char index)
{
unsigned char c = 0;
// 假设dat=17
c = dat / 10; // c = 1
str[index+0] = c + '0'; // 第1位入库
dat %= 10; // dat = 7
c = dat / 1; // c = 7
str[index+1] = c + '0'; // 第2位入库
}5）写入时间，因为我们传入的是十六进制，但是为了让DS1302识别，所以需要将其转换为bcd码
cpp
//十六进制转换为bcd码
unsigned char hex2bcd(unsigned char hex)
{
// 就是要把24转成0x24
// 第一步，先由24得到2和4
// (24 / 10) 就是2， (24 % 10)就是4
// 第二步，再组合成0x24
return (((hex / 10) << 4) | (hex % 10));
}6）写入时间函数
cpp
//用结构体方式在实现时间的修改函数
//本函数用于向DS1302中写入一个时间t1
void ds1302_write_time_struct(struct time_t t1){
ds1302_write_reg(0x8E, 0x00); // 去掉写保护
// 依次写各个时间寄存器
ds1302_write_reg(REG_ADDR_YEAR_WRITE, (hex2bcd(t1.year - 2000)));
ds1302_write_reg(REG_ADDR_MON_WRITE, (hex2bcd(t1.mon)));
ds1302_write_reg(REG_ADDR_DATE_WRITE, (hex2bcd(t1.date)));
ds1302_write_reg(REG_ADDR_HOUR_WRITE, (hex2bcd(t1.hour)));
ds1302_write_reg(REG_ADDR_MIN_WRITE, (hex2bcd(t1.min)));
ds1302_write_reg(REG_ADDR_SEC_WRITE, (hex2bcd(t1.sec)));
ds1302_write_reg(REG_ADDR_DAY_WRITE, (hex2bcd(t1.day)));
ds1302_write_reg(0x8E, 0x80); // 打开写保护
}八、蜂鸣器
1.接线和原理图
P1^7
2.函数封装
1.初始化
cpp
void buzzer_init(){
TMOD = 0x01; // T0使用16bit定时器
//决定中断的时间
TL0 = N % 256;
TH0 = N / 256;
TR0 = 1; // T0打开开始计数
ET0 = 1; // T0中断允许
EA = 1; // 总中断允许
BUZZER = 1;
// 设置响和不响的周期时间
/**
我们初始化频率为：4KHZ
则应该是1/4000HZ的周期
1s=1000ms=1000 000us
所以1/4000=1000 000/4000=1000/4=256us
*/
count = TIMELEN; //600*256us
flag = 0;
}2.中断函数
cpp
//timer0的isr，在这里对引脚进行电平反反转以让蜂鸣器响
void timer0_isr(void) interrupt 1 using 1
{
TL0 = N % 256;
TH0 = N / 256;
if (count-- == 0)
{
// 说明到了翻转的时候了
// count = 600;
if (flag == 0)
{
// 之前是处于有声音的，说明本次是从有声音到无声音的翻转
flag = 1;
//*10:表示不响的时间是响的时间的10倍
count = TIMELEN*10; //这里的count数量决定蜂鸣器【不响】的时间长短
}
else
{
// 之前是处于没声音的，说明本次是从没声音到有声音的翻转
flag = 0;
BUZZER = !BUZZER;
count = TIMELEN; //这里的count数量决定蜂鸣器【响】的时间长短
}
}//时间未到
else
{
// 常规情况，也就是不反转时
if (flag == 0)
{
BUZZER = !BUZZER; // 4999次声音
}
else
{
// 空的就可以，因为不进行任何IO操作就是没声音
}
}
}3.提升
1.中断函数优化
cpp
//宏定义
//设置蜂鸣器的输出频率为XKHZ
#define XKHZ 4 // 要定多少Khz，就直接写这里
#define US (500/XKHZ)
#define N (65535-US)
//N=(65535-(500/XKHZ))
static unsigned char xKHZ=0; //用于获取N的数值，可以计算响或者不响将初始化函数和中断函数中的N修改，并且将count删除
cpp
//让蜂鸣器一直响的isr
void timer0_isr(void) interrupt 1 using 1
{
//N=(65535-(500/XKHZ))
TL0 =(65535-(500/xKHZ)) % 256;
TH0 = (65535-(500/xKHZ)) / 256;
// 常规情况，也就是不反转时
if (flag == 0) //flag=0表示响
{
BUZZER = !BUZZER; // 4999次声音
}
}
//buzzer的初始化
void buzzer_init(){
TMOD = 0x01; // T0使用16bit定时器
//决定中断的时间
//N=(65535-(500/XKHZ))
TL0 =(65535-(500/xKHZ)) % 256;
TH0 = (65535-(500/xKHZ)) / 256;
TR0 = 1; // T0打开开始计数
ET0 = 1; // T0中断允许
EA = 1; // 总中断允许
BUZZER = 1;
flag = 0; // flag = 0表示有声音，flag = 1表示没声音
xKHZ=4;//默认是4khz
}
2.一直响/不响
cpp
//让蜂鸣器开始响
void buzzer_start(void){
flag=0;
}
//让蜂鸣器停止响
void buzzer_stop(void){
flag=1;
}
//设置蜂鸣器响的频率
void buzzer_freq_set(unsigned char tmp){
xKHZ=tmp;//修改蜂鸣器的频率
}3.完整代码
cpp
#include"buzzer.h"
//buzzer的初始化
void buzzer_init(){
xKHZ=4;//默认是4khz
TMOD = 0x01; // T0使用16bit定时器
//决定中断的时间
//N=(65535-(500/XKHZ))
TL0 =(65535-(500/xKHZ)) % 256;
TH0 = (65535-(500/xKHZ)) / 256;
TR0 = 1; // T0打开开始计数
ET0 = 1; // T0中断允许
EA = 1; // 总中断允许
BUZZER = 1;
flag = 1; // flag = 0表示有声音，flag = 1表示没声音
}
//让蜂鸣器一直响的isr
void timer0_isr(void) interrupt 1 using 1
{
//N=(65535-(500/XKHZ))
TL0 =(65535-(500/xKHZ)) % 256;
TH0 = (65535-(500/xKHZ)) / 256;
// 常规情况，也就是不反转时
if (flag == 0) //flag=0表示响
{
BUZZER = !BUZZER; // 4999次声音
}
}
//让蜂鸣器开始响
void buzzer_start(void){
flag=0;
}
//让蜂鸣器停止响
void buzzer_stop(void){
flag=1;
}
//设置蜂鸣器响的频率
void buzzer_freq_set(unsigned char tmp){
xKHZ=tmp;//修改蜂鸣器的频率
}4.蜂鸣器频率设置
上面的代码我们无法修改频率