蓝桥杯之单片机设计与开发（25）——2016_第七届_蓝桥杯_省赛——“模拟风扇控制系统”

本是古典何须时尚 2022-03-12 14:55 179阅读 0赞

现在的蓝桥杯单片机组已经不考电路设计了，所以这个题的编程部分就比较简单，一般来说在DS18B20驱动写好的情况下，两个多小时就可以写好。

### 1、题目 ###

一看题目，这个题需要用到DS18B20测温度，数码管和LED显示，以及独立按键进行设置等等。

有难度的一点在PWM输出，要求PWM频率在1Kz，由于我们在DS18B20的程序中有关中断的操作，所以想要完美的输出相应占空比的PWM，需要更改DS18B20中的开关总中断的位置。

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L1hpYW9tb19oYWE_size_16_color_FFFFFF_t_70][]

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L1hpYW9tb19oYWE_size_16_color_FFFFFF_t_70 1][]

### 2、代码 ###

代码下载链接：[https://download.csdn.net/download/xiaomo\_haa/11002294][https_download.csdn.net_download_xiaomo_haa_11002294]

在第一次调试的时候，我是将DS18B20中的关中断 EA = 0 改为了禁止定时器0中断 ET0 = 0。这时使用逻辑分析仪观察波形，输出完美PWM波，但是我改为控制 EA 后，观察占空比20%时候的波形，有的部分占空比不是20%。

**附上占空比为20%时候的波形图**

控制**ET0**时

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L1hpYW9tb19oYWE_size_16_color_FFFFFF_t_70 2][]

控制**EA**时

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L1hpYW9tb19oYWE_size_16_color_FFFFFF_t_70 3][]

可以看到这个时候由于关总中断的影响，造成这个高电平时间减少，占空比小于20%

main.c

#include <stc15.h>
    #include "sys.h"
    
    bit flag_2ms = 0, flag_500ms = 0;
    bit flag_fan = 0, flag_temper = 0;
    u8 mode = 1, modebackup = 1;
    signed char min = 2, sec = 0;		//time
    int temper_int = 0;				//temperture
    
    void main(void)
    {
    	int temper = 0;
    	bit res;
    	
    	AllInit();
    	Timer0Init();
    	Start18B20();
    	EA = 1;
    	while(1)
    	{
    		TubeShow();
    		KeyPress();
    		
        	if((sec == 0) && (min == 0))
    			flag_fan = 0;
    		else
    			flag_fan = 1;
    
    		if(flag_2ms)
    		{
    			flag_2ms = 0;
    			KeyScan();
    		}
    		
    		if(flag_500ms)		//show temperture
    		{
    			flag_500ms = 0;
    			res = Get18B20Temp(&temper);
    			if(res)
    			{
    				temper >>= 4;
    				if((temper > 0) && (temper < 75))
    					temper_int = temper;
    			}
    			Start18B20();
    		}
    	}
    }

sys.c

#include "sys.h"
    
    void AllInit(void)
    {
    	P2 = (P2 & 0x1f) | 0x80;	//open Y4C
    	P0 = 0xff;
    	P2 = (P2 & 0x1f) | 0xc0;	//open Y6C
    	P0 = 0x00;
    	P2 = (P2 & 0x1f) | 0xa0;	//open Y5C
    	P0 = 0x00;
    	P2 = P2 & 0x1f;
    }
    
    void Timer0Init(void)		//100微秒@11.0592MHz
    {
    	AUXR |= 0x80;		//定时器时钟1T模式
    	TMOD &= 0xF0;		//设置定时器模式
    	TL0 = 0xAE;		//设置定时初值
    	TH0 = 0xFB;		//设置定时初值
    	TF0 = 0;		//清除TF0标志
    	TR0 = 1;		//定时器0开始计时
    	ET0 = 1;
    }
    
    void Timer0(void) interrupt 1
    {
    	static u8 T0count1 = 0, T0count3 = 0;
    	static u16 T0count2 = 0, T0count4 = 0;
    	u8 temp;
    	
    	T0count1 ++;
    	
    	if(flag_temper)
    		T0count4 ++;
    	else
    		T0count4 = 0;
    	
    	if(flag_fan)
    	{
    		T0count2 ++;
    		T0count3 ++;
    	}
    		
    	if(T0count1 >= 20)		//2ms
    	{
    		T0count1 = 0;
    		flag_2ms = 1;
    	}
    	
    	if(T0count4 >= 2000)	//500ms	show temperture
    	{
    		T0count4 = 0;
    		flag_500ms = 1;
    	}
    	
    	if(flag_fan)
    	{
    		switch(modebackup)
    		{
    			case 1: temp = 2; break;
    			case 2: temp = 3; break;
    			case 3: temp = 7; break;
    		}
    		
    		if(T0count3 <= temp)
    			PWM = 1;
    		else
    		{
    			PWM = 0;
    			if(T0count3 >= 10)
    				T0count3 = 0;
    		}
    	}
    	else
    		T0count3 = 0;
    	
    	if(T0count2 >= 10000)								//1s
    	{
    		T0count2 = 0;
    		sec --;
    		if(sec < 0)				//sec
    		{
    			sec = 59;
    			min --;
    			if(min < 0)			//min
    			{
    				min = 0;			//stop
    				min = 0;			//stop
    				flag_fan = 0;
    			}
    		}
    	}
    	LEDWork();
    	TubeScan();
    }

sys.h

#ifndef _SYS_H_
    #define _SYS_H_
    
    #include <stc15.h>
    #include <intrins.h>
    #include "ds18B20.h"
    
    typedef unsigned char u8;
    typedef unsigned int u16;
    typedef unsigned long u32;
    
    //External variables
    extern bit flag_2ms, flag_500ms;
    extern bit flag_fan, flag_temper;
    extern u8 mode, modebackup;
    extern signed char min, sec;
    extern int temper_int;
    
    //Pin
    sbit S7 = P3^0;
    sbit S6 = P3^1;
    sbit S5 = P3^2;
    sbit S4 = P3^3;
    
    sbit PWM = P3^4;
    
    //Function
    void AllInit(void);
    void Timer0Init(void);
    
    void TubeScan(void);
    void TubeShow(void);
    void LEDWork(void);
    
    void KeyScan(void);
    void KeyAction(unsigned char key);
    void KeyPress(void);
    
    #endif

display.c

#include "sys.h"
    
    unsigned char code table[]={0xc0, 0xf9, 0xa4, 0xb0, 0x99, 0x92, 0x82, 0xf8, 
                                0x80, 0x90, 0x88, 0x83, 0xc6, 0xa1, 0x86, 0x8e,
    														0xff, 0xbf};
    u8 TubeBuff[] = {0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff};
    u8 smg1, smg2, smg3, smg4, smg5, smg6, smg7, smg8;
    
    void TubeScan(void)
    {
    	static u8 index = 0;
    	
    	P2 = (P2 & 0x1f) | 0xe0;
    	P0 = 0xff;
    	
    	P2 = (P2 & 0x1f) | 0xc0;
    	P0 = 0x01 << index;
    	
    	P2 = (P2 & 0x1f) | 0xe0;
    	P0 = TubeBuff[index];
    	
    	P2 = P2 & 0x1f;
    	
    	index ++;
    	index &= 0x07;
    }
    
    void TubeShow(void)
    {
    	if((mode >= 1) && (mode <= 3))
    	{
    		smg1 = smg3 = 17;		//-
    		smg2 = mode;
    		smg4 = 16;					//shut down
    		smg5 = min / 10;		//min
    		smg6 = min % 10;
    		smg7 = sec / 10;				//sec
    		smg8 = sec % 10;
    	}
    	else if(mode == 4)
    	{
    		smg1 = smg3 = 17;		//-
    		smg2 = mode;
    		smg4 = smg5 = 16;		//shut down
    		smg6 = temper_int / 10;
    		smg7 = temper_int % 10;
    		smg8 = 12;					//c
    	}
    	
    	TubeBuff[0] = table[smg1];
    	TubeBuff[1] = table[smg2];
    	TubeBuff[2] = table[smg3];
    	TubeBuff[3] = table[smg4];
    	TubeBuff[4] = table[smg5];
    	TubeBuff[5] = table[smg6];
    	if(mode != 4)
    		TubeBuff[5] &= 0x7f;
    
    	TubeBuff[6] = table[smg7];
    	TubeBuff[7] = table[smg8];
    }
    
    
    void LEDWork(void)
    {
    	u8 dat;
    	
    	dat = _crol_(0x7f, modebackup);
    	P0 = 0xff;
    	P2 = (P2 & 0x1f) | 0x80;
    	if((sec != 0) || (min != 0))
    		P0 = dat;
    
    	P2 = P2 & 0x1f;
    }

key.c

#include "sys.h"
    
    u8 KeySta[] = {1, 1, 1, 1};
    u8 KeyBackup[] = {1, 1, 1, 1};
    u8 KeyBuff[] = {0xff, 0xff, 0xff, 0xff};
    
    void KeyScan(void)
    {
    	u8 i;
    	
    	KeyBuff[0] = (KeyBuff[0] << 1) | S7;
    	KeyBuff[1] = (KeyBuff[1] << 1) | S6;
    	KeyBuff[2] = (KeyBuff[2] << 1) | S5;
    	KeyBuff[3] = (KeyBuff[3] << 1) | S4;
    	
    	for(i = 0; i < 4; i ++)
    	{
    		if(KeyBuff[i] == 0xff)				//Key release
    			KeySta[i] = 1;
    		else if(KeyBuff[i] == 0x00)		//Key press
    			KeySta[i] = 0;
    		else
    		{}
    	}
    }
    
    void KeyAction(unsigned char key)
    {
    	if(key == 0)					//S7 temperture
    	{		
    		if(mode != 4)
    		{
    			mode = 4;
    			flag_500ms = 1;
    			flag_temper = 1;
    		}
    		else
    		{
    			flag_temper = 0;
    			mode = modebackup;
    		}
    	}
    	else if(key == 1)			//S6 stop
    	{
    		sec = 0;
    		min = 0;
    		flag_fan = 0;
    	}
    	else if(key == 2)			//S5 minter plus
    	{
    		min ++;
    		if(min > 99)
    			min = 99;
    	}
    	else if(key == 3)			//S4	mode change
    	{
    		if(mode == 4)
    		{
    			modebackup ++;
    			if(modebackup == 4)
    				modebackup = 1;
    		}
    		else
    		{
    			mode ++;
    			if(mode == 4)
    				mode = 1;
    			modebackup = mode;	//backup mode
    		}
    	}
    }
    
    void KeyPress(void)
    {
    	u8 i;
    	
    	for(i = 0; i < 4; i ++)
    	{
    		if(KeySta[i] != KeyBackup[i])
    		{
    			if(KeySta[i] == 0)					//action when key press
    				KeyAction(i);
    			KeyBackup[i] = KeySta[i];
    		}
    	}
    }

ds18b20.c

#include "sys.h"
    
    sbit DS18B20_IO = P1^4;
    
    /*******************************************************************************
    * 函数名	：Delayus
    * 输入值	：unsigned int us
    * 返回值	：none
    * 作者		：小默haa
    * 时间		：2019年2月17日
    * 功能描述：1T单片机延时指定us
    * 备注		：最大形参65535，即最大延时65ms
    *******************************************************************************/
    void Delayus(unsigned int us)
    {
    	do{
    		_nop_();
    		_nop_();
    		_nop_();
    		_nop_();
    		_nop_();
    		_nop_();
    		_nop_();
    		_nop_();
    	}while(--us);
    }
    
    /*******************************************************************************
    * 函数名	：Get18B20Ack
    * 输入值	：none
    * 返回值	：none
    * 作者		：小默haa
    * 时间		：2019年2月27日
    * 功能描述：复位总线，获取18B20存在脉冲，以启动一次读写操作
    * 备注		：
    *******************************************************************************/
    bit Get18B20Ack(void)
    {
    	bit ack;
    	
    	DS18B20_IO = 0;			//产生500us的复位脉冲
    	Delayus(500);
    	DS18B20_IO = 1;			//延时60us
    //	EA = 0;							//禁止总中断
    	ET0 = 0;
    	Delayus(60);
    	ack = DS18B20_IO;		//读取存在脉冲
    	while(!DS18B20_IO);	//等待存在脉冲结束
    	
    //	EA = 1;							//重新使能总中断
    	ET0 = 1;
    	
    	return ack; 	
    }
    
    /*******************************************************************************
    * 函数名	：DS18B20Write
    * 输入值	：unsigned char dat
    * 返回值	：none
    * 作者		：小默haa
    * 时间		：2019年2月27日
    * 功能描述：向18B20写入一个字节
    * 备注		：dat为待写入字节
    *******************************************************************************/
    void DS18B20Write(unsigned char dat)
    {
     	unsigned char mask;
    						
    	for(mask = 0x01; mask != 0; mask <<= 1)	//低位在先，依次移出8个bit
    	{
    //		EA = 0;
    		ET0 = 0;
    		DS18B20_IO = 0;				//产生2us低电平脉冲
    		Delayus(2);
    	 	if(dat & mask)				//输出该bit值
    		 	DS18B20_IO = 1;
    		else
    		 	DS18B20_IO = 0;
    //		EA = 1;
    		ET0 = 1;
    		Delayus(60);					//延时60us
    		DS18B20_IO = 1;				//拉高通信引脚
    	}
    }
    
    /*******************************************************************************
    * 函数名	：DS18B20Read
    * 输入值	：none
    * 返回值	：unsigend char dat
    * 作者		：小默haa
    * 时间		：2019年2月27日
    * 功能描述：从18B20读取一个字节
    * 备注		：返回值为读取到的字节
    *******************************************************************************/
    unsigned char DS18B20Read(void)
    {
     	unsigned char mask, dat = 0;
    	
    	for(mask = 0x01; mask != 0; mask <<= 1)	//低位在先，依次采集8个bit
    	{
    //		EA = 0;
    		ET0 = 0;
    		DS18B20_IO = 0;				//产生2us低电平脉冲
    		Delayus(2);
    		DS18B20_IO = 1;				//结束低电平脉冲，等待18B20输出数据
    		Delayus(2);						//延时2us
    
    	 	if(DS18B20_IO)				//读取通信引脚上的值
    		 	dat |= mask;
    //		EA = 1;
    		ET0 = 1;
    		Delayus(60);					//再延时60us
    	}
    	
    	return dat;	
    }
    
    /*******************************************************************************
    * 函数名	：Start18B20
    * 输入值	：none
    * 返回值	：bit ~ack
    * 作者		：小默haa
    * 时间		：2019年2月27日
    * 功能描述：启动一次18B20温度转换
    * 备注		：返回值为是否启动成功
    *******************************************************************************/
    bit Start18B20()
    {
     	bit ack;
    	static bit flag = 1;
    
    	ack = Get18B20Ack();		//执行总线复位，并获取18B20应答
    	if(ack == 0)						//如18B20正确应答，则启动一次转换
    	{
    		DS18B20Write(0xCC);		//跳过ROM操作
    		
    		if(flag)
    		{
    			flag = 0;
    			DS18B20Write(0x4e);			//写暂存器指令4E
    			DS18B20Write(0x4b);			//写高速缓存器TH高温限值75度
    			DS18B20Write(0x00);			//写高速缓存器TL低温限值0度
    			DS18B20Write(0x1f);			//写配置寄存器4
    															//0x1f ： 0.5000°C  转换时间93.75ms
    															//0x3f ： 0.2000°C  转换时间187.5ms
    															//0x5f ： 0.1250°C  转换时间375ms
    															//0x7f ： 0.0625°C  转换时间750ms
    		}
    		
    		ack = Get18B20Ack();		//执行总线复位，并获取18B20应答
    		if(ack == 0)						//如18B20正确应答，则启动一次转换
    		{
    			DS18B20Write(0xCC);		//跳过ROM操作
    			DS18B20Write(0x44);		//启动一次温度转换
    		}
    	}
    
    	return ~ack;						//ack == 0 表示操作成功，所以返回值对其取反
    }
    
    /*******************************************************************************
    * 函数名	：Get18B20Temp
    * 输入值	：int *temp
    * 返回值	：bit ~ack
    * 作者		：小默haa
    * 时间		：2019年2月27日
    * 功能描述：读取18B20转换的温度值
    * 备注		：返回值为是否读取成功
    *******************************************************************************/
    bit Get18B20Temp(int *temp)
    {
     	bit ack;
    	unsigned char LSB, MSB;			//16bit温度值的低字节和高字节
    
    	ack = Get18B20Ack();				//执行总线复位，并获取18B20应答
    	if(ack == 0)								//如18B20正确应答，则读取温度值
    	{
    	 	DS18B20Write(0xCC);				//跳过ROM操作
    		DS18B20Write(0xBE);				//发送读命令
    		LSB = DS18B20Read();			//读温度值的低字节
    		MSB = DS18B20Read();			//读温度值的高字节
    		*temp = ( MSB << 8) + LSB;	//合成16bit的整数
    	}
    
    	return ~ack;								//ack == 0 表示操作应答，所以返回值为1其取反值
    }

ds18b20.h

#ifndef __DS18B20_H
    #define __DS18B20_H
    
    
    //单总线延时函数
    void Delayus(unsigned int us);
    bit Get18B20Ack(void);
    void DS18B20Write(unsigned char dat);
    unsigned char DS18B20Read(void);
    bit Start18B20();
    bit Get18B20Temp(int *temp);
    
    
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