单片机综合小项目

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

#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2TL1=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TITI=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

//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

/*******************************************************************************
* 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DQdelay_10us(75);	//拉低750usDS18B20_PORT=1;	//DQ=1delay_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1else 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1return 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DS18B20ds18b20_write_byte(0xcc);//SKIP ROMds18b20_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 ROMds18b20_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1temp=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

// 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strunsigned char str[5] = {0};// 第1步：先由double的25.4得到uint的254unsigned 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=54c = (unsigned char)(tmp / 10);		// c = 5str[1] = c + 48;str[2] = '.';tmp = tmp % 10;		// 运算后tmp=4c = (unsigned char)(tmp / 1);		// c = 4str[3] = c + 48;str[4] = '\0';// 第二步：显示strLcdShowStr(x, y, str);
}

ds18b20

#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DQdelay_10us(75);	//拉低750usDS18B20_PORT=1;	//DQ=1delay_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1else 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1return 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0else 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DS18B20ds18b20_write_byte(0xcc);//SKIP ROMds18b20_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 ROMds18b20_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1temp=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

#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;elseaddr = 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

#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();#endif

4.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

//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 char3）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strunsigned char str[5] = {0};// 第1步：先由double的25.4得到uint的254unsigned 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=54c = (unsigned char)(tmp / 10);		// c = 5str[1] = c + 48;str[2] = '.';tmp = tmp % 10;		// 运算后tmp=4c = (unsigned char)(tmp / 1);		// c = 4str[3] = c + 48;str[4] = '\0';// 第二步：显示strLcdShowStr(x, y, str);
}

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

#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;elseaddr = 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strunsigned char str[5] = {0};// 第1步：先由double的25.4得到uint的254unsigned 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=54c = (unsigned char)(tmp / 10);		// c = 5str[1] = c + 48;str[2] = '.';tmp = tmp % 10;		// 运算后tmp=4c = (unsigned char)(tmp / 1);		// c = 4str[3] = c + 48;str[4] = '\0';// 第二步：显示strLcdShowStr(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

//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;//2023unsigned char mon;//1-12unsigned char date;//1-31【几号】unsigned char hour;//0-23unsigned char min;//0-59unsigned char sec;//0-59unsigned 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

// 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

// 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，addrfor (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bittmp = 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

// 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=2017c = dat / 1000;	   	// c = 2str[index+0] = c + '0';  	// 第1位入库dat %= 1000;		// dat = 017c = dat / 100;	   	// c = 0str[index+1] = c + '0';  	// 第2位入库dat %= 100;			// dat = 17c = dat / 10;	   	// c = 1str[index+2] = c + '0';  	// 第3位入库dat %= 10;			// dat = 7c = dat / 1;	   	// c = 7str[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=17c = dat / 10;	   	// c = 1str[index+0] = c + '0';  	// 第1位入库dat %= 10;			// dat = 7c = dat / 1;	   	// c = 7str[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：20170406113515-4unsigned 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strLcdShowStr(x, y, str);
}

main.c

	unsigned char c=0;InitLcd1602();LcdShowStr(0,0,"temp=");//0-4//显示：°CLcdShowStr(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

【单片机】13-实时时钟DS1302-CSDN博客

BCD码与十进制数间转换_bcd码转十进制-CSDN博客

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。

// 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24return (((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0x24return (((hex / 10) << 4) | (hex % 10));
}

// 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

// 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，addrfor (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，valuefor (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

	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

//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

// 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：20170406113515-4unsigned 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strLcdShowStr(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

// 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=2017c = dat / 1000;	   	// c = 2str[index+0] = c + '0';  	// 第1位入库dat %= 1000;		// dat = 017c = dat / 100;	   	// c = 0str[index+1] = c + '0';  	// 第2位入库dat %= 100;			// dat = 17c = dat / 10;	   	// c = 1str[index+2] = c + '0';  	// 第3位入库dat %= 10;			// dat = 7c = dat / 1;	   	// c = 7str[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=17c = dat / 10;	   	// c = 1str[index+0] = c + '0';  	// 第1位入库dat %= 10;			// dat = 7c = dat / 1;	   	// c = 7str[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

//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0x24return (((hex / 10) << 4) | (hex % 10));
}

6）写入时间函数

//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

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*256usflag = 0;
}

2.中断函数

//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

//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

//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

//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

#include"buzzer.h"//buzzer的初始化
void buzzer_init(){xKHZ=4;//默认是4khzTMOD = 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