./taobaozuopin.json```bash

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```

三、通信聊天

任务要求：

用单片机实现与串口调试助手的通信，具体功能如下:

1、通过蓝牙模块（需要领取，如果使用笔记本电脑做该题，则只需要领取一个蓝牙模块，如果使用台式机则需要领取两个蓝牙模块外加一条USB转TTL线，尽量使用笔记本电脑，简化工作，学院的USB转TTL线并不多）实现与电脑串口调试助手的连接；（15分）

2、设定单片机的两种运行模式：接收消息/发送消息，同时按下按键A6和A7进行模式切换；（20分）

3、实现由电脑串口调试助手发送字母或数字给单片机，并由开发板OLED显示出来。(20分)

4、从PC端串口助手发送一个字符串到单片机，OLED显示屏显示该字符串，并通过按键上下左右选择其中任意一个字符，并将选中的字符发送回PC端。其中按键A4为上移方向、A5为下移方向、A6为左移方向、A7为右移方向。（25分）

5、单片机发送字符成功后流水灯亮起，接收到消息后蜂鸣器发出短暂声响。（20分）

附加题：

自行编写上位机软件与单片机通信，编程语言不限，基本功能必须有发送数据和接收数据并显示的功能。

【注释】

1、已提供串口调试助手软件；

2、蓝牙模块需要同学们自己外接，手柄板上有现成的接口，如需详细了解其引脚连接，可查看手柄板原理图。此部分涉及知识为串口通讯，蓝牙模块更多信息请参考说明书或网络资料。

3、请同学们根据自己情况搭配杜邦线（学院每位同学提供五根）与口袋开发板外接引脚（排针）连接，详见实验板数据手册。

【TB作品】51单片机，MSP430单片机，STM32单片机，通信聊天

./taobaozuopin.json```bash

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```


二、 简易波形发生器 （限MSP430、STM32单片机）

任务要求：

制作一个简易波形发生器，具有如下功能：

1、能够产生方波、正弦波，并可通过示波器观察到；（30分）

2、可通过按键切换2种波形的产生；（20分）

3、在OLED显示屏上显示当前输出的波形类型的名称、频率和幅值；（20分）

4、通过独立按键修改波形的频率、幅值；（10分）

5、LED1~LED8同时亮起，且输出波形的幅值越大，LED灯亮度越大。（20分）

附加题：

在本题基础上，增加产生三角波的功能。

【注释】

1、本题目需要用到DA输出模块和独立按键模块，其引脚连接可查询手柄板原理图，更多模块信息请参考说明书或网络资料。

2、由于开发板的DA 转换器参考电压为2.048V，故输出波形幅值不能大于2V。

3、在通过按键进行幅值和频率的设置时，通过按键A6切换两种波形的产生，通过按键A7进行频率设置和幅值设置的切换，按键A4为幅值或频率上调键，按键A5为幅值或频率的下调键（芯片板插槽为一字型的按键代号为P批次的板子，请参考注意事项中的第八条）。

4、附加任务中，使用按键A6进行三种波形的切换，其他按键功能不变。

5、对于所产生的波形频率和幅值不做要求。如采用下方提到的“简易示波器”进行程序调试，简易波形频率在1到5赫兹之间。

考虑到同学们假期里可能找不到示波器进行试验，现提供板载简易示波器程序（基于口袋开发板的简易示波器，以附件形式发放）。该程序通过单片机内部AD采样通道采集信号，并将波形显示于手柄板OLED显示屏上。如同学们需要使用，请在该程序的基础上添加本题的程序。使用效果见下图：

 

图一 板子输出锯齿波并且通过自身AD采样将其显示

 

图二 上图锯齿波在真实示波器上的对比效果

“示波器程序”仅提供波形信号采集和显示，原程序采样周期20ms，未提供波形发生的程序，这部分正是同学们需要自己完成的。简易示波器仅提供波形显示，如需其它详细功能，请同学们自行完善。

“简易示波器”具体使用方法见附件！由于STC89C51单片机无内部ADC，故无“简易示波器”功能，51的同学们选择该题请三思！

【TB作品】51单片机，MSP430单片机，STM32单片机，简易波形发生器

./taobaozuopin.json```bash

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```


二年级口袋开发板学年任务

一、 万年历

任务要求：

制作一个万年历，具有显示时间、日期、温度、湿度、闹钟功能。

1、OLED显示屏上显示日期和时钟（显示到秒，时间可走动）；（20分）

2、通过开发板上的温度传感器采集当前环境温度并显示在显示屏上；（20分）

3、通过湿度传感器采集当前环境湿度并显示在显示屏上；（20分）

4、通过独立按键设置闹钟，并在OLED上显示设置的闹钟时间，到达闹钟时间时蜂鸣器发出声响并持续一段时间，同时D1~D8以流水灯形式亮起；（20分）

5、日期为滚动特效；（20分）

附加题：

1、可以通过按键修改日期和时间（类似于手动调电子手表时间一样）。

【注释】

1、湿度传感器(需要领取）需要根据其使用手册和单片机原理图，由学生接到开发板上并编写湿度采集函数，更多湿度传感器信息请参考说明书或网络资料；

2、温度传感器DS18B20已焊接在手柄板上，其引脚连接查看手柄板原理图；

基本任务中，设置闹钟时，使用按键A4进行时间的上调，使用按键A5进行时间的下调，步进值为10s，即每按一次按键时间上调或下调10s。上调达到60s时，时间“分”加1；时间下调小于0s时，时间“分”减1，时间“时”的调节依此类推。

3、附加任务中，通过按键A1进行日期、时间、闹钟设置功能的切换，按键A4、A5仍为上调和下调按键，设置时间和闹钟时调节对象是“秒”，步进值为10s；设置日期时调节的对象是“日”，步进值是1日，大于一个月的最大日时，月份自动加一。

【TB作品】51单片机，MSP430单片机，STM32单片机，万年历

基于 MSP430-FFTB6638 实验箱





频率测量与通信系统 利用 MCU 定时器模块相关功能设计实现数字频率计功能，测量范围：100~10000Hz， 测量误差≤1%，测量速度≤1 秒。测量结果本地显示（段式 LCD、字符型 LCD、点阵 LCD （128x64）、点阵 LED（16x16）或多位 7 段 LED 等），同时通过 UART/RS232 通讯把测 量结果传送到 PC/平板/手机等其他终端。

项目设计基本要求（必做）：

（1）项目名称、学号、姓名、测量结果等信息的本地显示（段式 LCD、字符型 LCD、 点阵 LCD（128x64）、点阵 LED（16x16）或多位 7 段 LED 等）。 

（2）项目名称、学号、姓名、测量结果等信息通过 UART/RS232 握手通讯（握手信号 为本人序号或学号）传送到 PC/平板/手机等其他终端。 

（3）蜂鸣器声响提示项目功能的开始或不同蜂鸣器声响指示不同工作状态，如通信握 手的正确与否。 

项目设计提高要求（选做）： 

（1）用按键或串口命令实现不同功能的转换。 

（2）项目名称、姓名等信息的中文显示。 


代码功能如下:

测量定时器模块或中断相关引脚输入信号的频率，结果送到字符型 LCD/LED 等 进行显示。可在点阵 LCD 上稳定显示项目名称、学号、姓名等信息； 

握手：

电脑发送学号给单片机，单片机收到这个字符串后，蜂鸣器响一声，并回发一个字符串给电脑显示频率。

电脑发送别的字符给单片机，单片机响三声，发送一个字符串给电脑告诉正确握手信号。

蜂鸣器声响提示项目功能的开始。 

选做内容一：用按键实现信号频率/周期的显示转换。 

选做内容二：中文显示

代码：

```bash
https://docs.qq.com/sheet/DUEdqZ2lmbmR6UVdU?tab=BB08J2
```

实物效果:

![在这里插入图片描述](/static/img/images/00695.png)




# 频率测量——使用MSP430F6638的捕获模式

在嵌入式系统中，频率测量是一个非常常见且重要的任务。本文将介绍如何使用MSP430F6638的捕获模式来实现频率测量。我们将详细讲解相关代码，并解释其工作原理。

## 1. 初始化捕获模式

在MSP430F6638中，我们可以利用定时器和捕获/比较寄存器（CCR）来实现频率测量。首先，我们需要初始化捕获模式。以下是初始化捕获模式的代码：

```c
//频率测量变量
uint16_t capv1 = 0;
uint16_t capv2 = 0;
uint32_t period = 0;
uint32_t frequency = 0;
uint8_t cap_flag = 0;
void init_cap(void) {
    //捕获引脚配置
    P1DIR &= ~BIT4; /* 配置P1.4为输入，用于捕获电平TA0.3 */
    P1SEL |= BIT4;  /* 将P1.4配置为TA0.3捕获功能 */
    // 配置捕获模式
    TA0CCTL3 = CM_1 + SCS + CCIS_0 + CAP + CCIE; 
    /* CM_1: 上升沿捕获
       SCS: 同步捕获
       CCIS_0: 捕获输入选择CCIxA
       CAP: 捕获模式
       CCIE: 捕获/比较中断使能 */
    // 配置定时器
    TA0CTL = TASSEL_2 + MC_2 + TACLR + ID_3;
    /* TASSEL_2: 选择SMCLK作为时钟源
       MC_2: 连续模式
       TACLR: 清除定时器
       ID_3: 输入时钟除以8 */
}
```

在上述代码中，我们首先配置了P1.4引脚作为捕获输入，然后设置捕获/比较寄存器TA0CCTL3的相关参数，最后配置定时器TA0CTL。

## 2. 捕获中断服务程序

捕获中断服务程序是实现频率测量的核心部分。以下是捕获中断服务程序的代码：

```c
// 捕获中断
#pragma vector=TIMER0_A1_VECTOR
__interrupt void TIMER0_A1() {
    switch (__even_in_range(TA0IV, 14)) {
        case 0:
            break;                          // 无中断
        case 2:
            break;                          // CCR1未用
        case 4:
            break;                          // CCR2未用
        case 6:
            // 捕获TA0.3
            if (TA0CCTL3 & CCI) {
                if (cap_flag == 0) {
                    capv1 = TA0CCR3;
                    cap_flag = 1;
                } else if (cap_flag == 1) {
                    capv2 = TA0CCR3;
                    cap_flag = 2;
                }
            }
            break;                          // CCR3
        case 8:
            break;                          // 保留
        case 10:
            break;                          // 保留
        case 12:
            break;                          // 保留
        case 14:
            break;
        default:
            break;
    }
    TA0CCTL3 &= ~CCIFG;  // 清除中断标志
}
```

在上述代码中，我们使用中断向量TIMER0_A1_VECTOR来处理定时器A0的中断。通过检查TA0IV寄存器的值，我们可以确定是哪个CCR引发了中断。在这种情况下，我们关注的是CCR3。在每次中断时，我们检查捕获输入标志（CCI），并根据cap_flag变量的值来保存捕获的时间戳。

## 3. 计算频率

在捕获了两个时间戳后，我们可以计算信号的周期和频率。假设我们已经捕获了两个上升沿的时间戳capv1和capv2，可以通过以下公式计算周期和频率：

$$

\text{period} = capv2 - capv1

$$

$$

\text{frequency} = \frac{\text{clock\_frequency}}{\text{period}}

$$

假设我们的时钟频率是2MHz（经过8分频后），则频率的计算代码如下：

```c
if (cap_flag == 2) {
    period = capv2 - capv1;
    frequency = 2000000 / period;
    cap_flag = 0;  // 重置标志以捕获下一组信号
}
```

## 4. 结论

通过上述步骤，我们实现了一个简单的频率测量程序。通过配置捕获模式、编写中断服务程序以及计算信号的周期和频率，我们能够准确地测量输入信号的频率。这种方法可以广泛应用于各种嵌入式系统中，帮助开发者实现对频率的精确测量。

【TB作品】MSP430F6638单片机，频率计

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# 实验报告：51单片机 Proteus仿真 超声波读取+LCD1602显示仿真

## 一、实验背景

本实验旨在使用51单片机（AT89C51）结合超声波传感器HC-SR04和LCD1602液晶显示屏，通过Proteus仿真平台实现超声波测距功能，并将测得的距离显示在LCD1602上。该系统可以用于智能小车避障、距离检测等应用场景。

## 二、硬件介绍

1. **51单片机（AT89C51）**

   - 主频：12MHz

   - 存储器：4KB Flash，128B RAM

   - 定时器：两个16位定时器

   - I/O口：4个8位并行I/O口

2. **超声波传感器（HC-SR04）**

   - 工作电压：5V

   - 工作频率：40kHz

   - 测量范围：2cm-400cm

   - 测量精度：±3mm

   - 引脚：VCC, GND, Trig, Echo

3. **LCD1602液晶显示屏**

   - 显示内容：2行16字符

   - 工作电压：5V

   - 控制接口：8位并行数据接口或4位并行数据接口

## 三、器件连接

- **HC-SR04连接**

  - VCC连接到5V电源

  - GND连接到地

  - Trig连接到P1.5

  - Echo连接到P1.6

- **LCD1602连接**

  - RS连接到P2.0

  - RW连接到P2.1

  - E连接到P2.2

  - 数据线D4-D7分别连接到P2.4-P2.7

## 四、设计原理

### 1. 超声波测距原理

超声波传感器通过发射40kHz的超声波脉冲，当遇到障碍物时，超声波反射回来。传感器接收反射波并计算从发射到接收的时间差，根据公式：

\[ \text{距离} = \frac{\text{时间差} \times \text{声速}}{2} \]

计算出距离。声速在空气中约为340m/s。

### 2. 定时器使用

定时器0配置为模式1（16位定时器），用于测量Echo引脚的高电平时间。通过中断处理溢出情况，确保测量的精确性。

### 3. LCD1602显示

LCD1602使用4位数据接口模式连接到单片机。通过初始化函数`LCD_init`进行初始化，之后通过`LCD_write_str`函数将测量结果显示到屏幕上。

## 五、电路原理

### 1. 超声波模块

Trig引脚通过软件控制发射超声波脉冲，Echo引脚接收反射信号，并由定时器0记录高电平持续时间。

### 2. 定时器与中断

定时器0的溢出中断服务程序设置一个标志位`Flag_Ultrasonic`，表示测量超时，防止因未接收到反射信号而导致程序卡死。

### 3. LCD1602控制

通过定义的函数库实现对LCD1602的控制，包括初始化、清屏、光标移动和字符串显示等功能。

## 六、程序原理

程序主要包括以下几个部分：

1. **初始化部分**

   - 初始化LCD1602

   - 初始化定时器0

2. **测距过程**

   - 控制Trig引脚发出10us高电平脉冲

   - 等待Echo引脚变高，启动定时器0

   - Echo引脚变低，停止定时器0

   - 计算时间差并转换为距离

3. **显示部分**

   - 将计算出的距离转换为字符串格式

   - 调用`LCD_write_str`函数显示到LCD1602上

```c
void main() {
    unsigned char disp[10];
    unsigned int distance = 0;
    Trig = 0;
    Echo = 1;
    LCD_init();
    Init_Timer0();
    delay_ms(100);
    while (1) {
        TR0 = 0;
        TH0 = 0;
        TL0 = 0;
        Trig = 1;
        _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_();
        Trig = 0;
        while (!Echo);
        TR0 = 1;
        while (Echo);
        TR0 = 0;
        distance = Conut();
        sprintf(disp, "%dmm", distance);
        LCD_write_str(6, 1, disp);
    }
}
```

### 程序简要说明

- `main`函数初始化硬件和软件环境，进入主循环。

- 通过控制Trig引脚发出超声波信号，并测量Echo引脚高电平持续时间。

- 计算距离并转换为字符串格式，显示在LCD1602上。

## 七、总结

本实验通过Proteus仿真平台，成功实现了51单片机结合超声波传感器和LCD1602显示屏的距离测量系统。实验过程中，熟悉了定时器的使用、中断的处理以及液晶显示屏的控制方法，为后续更加复杂的应用奠定了基础。


## 资料
```
https://docs.qq.com/sheet/DUEdqZ2lmbmR6UVdU?tab=BB08J2
```

【TB作品】51单片机 Proteus仿真 超声波读取+LCD1602显示仿真12MHZ

我是一个专注技术分享的博主,尤其爱搞深度学习和单片机电子。你现在看到的是我的个人博客网站。