./taobaozuopin.json```bash

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


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

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


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

![在这里插入图片描述](/static/img/images/00770.png)





![在这里插入图片描述](/static/img/images/00771.png)

![在这里插入图片描述](/static/img/images/00772.png)

## 超声波 51单片机 LCD1602显示实验报告

### 实验目的

本实验的目的是利用51单片机控制LCD1602显示屏和超声波传感器，实时测量距离并将测量结果显示在LCD1602上。通过本实验，掌握51单片机的基本操作、LCD1602显示屏的驱动方法以及超声波传感器的使用。

### 实验器材

- 51单片机（如STC89C52）

- LCD1602显示屏

- 超声波传感器（如HC-SR04）

- 若干连接线

- 面包板和电源

### 实验原理

1. **51单片机**：用作主控单元，负责处理超声波传感器的数据并驱动LCD1602显示屏。

2. **LCD1602显示屏**：通过51单片机的并行接口与其通信，显示测量得到的距离数据。

3. **超声波传感器（HC-SR04）**：通过发射超声波并接收反射回来的超声波，计算从发送到接收的时间差，从而测量距离。

### 电路连接

1. **51单片机与LCD1602显示屏连接**：

   - RS（P2.7）: 控制命令/数据选择

   - RW（P2.6）: 控制读/写选择

   - EN（P2.5）: 使能信号

   - 数据端口（P0.0-P0.7）: 数据线

2. **51单片机与超声波传感器连接**：

   - Trig（P1.0）: 触发信号

   - Echo（P1.1）: 回波信号

### 实验步骤

#### 初始化LCD1602显示屏

初始化函数通过发送一系列命令设置LCD1602的工作模式，包括显示模式、清屏和光标设置等。这些命令通过51单片机的I/O口发送给LCD1602。

#### 超声波传感器测距

通过向超声波传感器的Trig引脚发送一个10微秒的高电平信号，触发传感器发射超声波。超声波遇到障碍物反射回来，被传感器的Echo引脚接收。通过计时从发送到接收的时间差，并利用公式计算出距离。

#### 显示测量数据

将计算得到的距离数据转换为字符串格式，并通过51单片机将其发送到LCD1602显示屏显示。

### 程序原理

#### LCD1602显示控制

LCD1602显示屏的初始化过程包括设置显示模式、清屏、光标设置等步骤。显示数据时，通过设置RS和RW引脚选择命令或数据模式，并通过使能引脚EN来锁存数据。

#### 超声波传感器测距

超声波传感器通过发送和接收超声波来测量距离。测距过程包括发送触发信号、等待接收回波信号以及计时。根据计时时间和声速，计算得到距离值。

### 关键函数介绍

1. **LCD初始化函数**：设置显示模式、清屏、光标设置等。

2. **LCD命令写入函数**：向LCD1602发送控制命令。

3. **LCD数据写入函数**：向LCD1602发送显示数据。

4. **超声波测距函数**：通过超声波传感器测量距离，并返回计算得到的距离值。

5. **数据显示函数**：将测量得到的距离数据转换为字符串格式，并显示在LCD1602上。

### 总结

通过本实验，成功实现了51单片机控制LCD1602显示屏并结合超声波传感器实时测量并显示距离。实验过程中，掌握了51单片机与LCD1602显示屏的接口技术、超声波传感器的工作原理及其在实际应用中的使用方法。实验结果表明，该系统能够准确测量并实时显示距离，具有一定的实用价值和参考意义。


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

【TB作品】51单片机 Proteus仿真 超声波 LCD1602显示实验

00024 超声波LCD1602ADC0832





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# 实验报告：基于51单片机的身高体重测量仪设计

## 背景介绍

本实验设计并实现了一个基于51单片机的身高体重测量仪。该系统利用超声波传感器测量高度，通过ADC0832模数转换芯片获取重量数据，并使用LCD1602显示屏显示测量结果。该测量仪器可以自动检测身高和体重，并将结果显示在LCD上，适用于婴儿体检。

## 硬件介绍

1. **51单片机**：作为主控芯片，负责整个系统的控制与数据处理。

2. **LCD1602显示屏**：用于显示测量结果，包括体重和身高。

3. **超声波传感器**：用于测量身高，包含Trig和Echo两个引脚，分别用于触发和接收超声波信号。

4. **ADC0832模数转换芯片**：用于将模拟重量信号转换为数字信号。

5. **LED**：用于指示状态，当重量大于500克时点亮。

## 设计原理

### 电路原理

系统电路主要包括以下几个部分：

1. **超声波模块连接**：

   - Trig (P1.6)：连接超声波传感器的触发端。

   - Echo (P1.7)：连接超声波传感器的接收端。

2. **LED指示灯连接**：连接在P3.1端口，用于指示重量状态。

3. **LCD1602显示屏连接**：用于显示测量结果。

### 程序原理

程序主要分为以下几个模块：

1. **初始化模块**：

   - 初始化LCD1602显示屏。

   - 初始化定时器0，用于超声波测距。

   - 初始化超声波传感器的引脚。

2. **超声波测距模块**：

   - 通过触发Trig引脚发出超声波。

   - Echo引脚接收到回波信号后，通过定时器0计算时间，进而计算出距离。

   - 根据测得的距离换算出身高。

3. **重量测量模块**：

   - 使用ADC0832芯片获取重量的模拟信号并转换为数字信号。

   - 通过计算公式将ADC结果转换为实际重量值。

4. **显示模块**：

   - 将测得的身高和体重显示在LCD1602上。

5. **指示灯控制模块**：

   - 根据测量的重量控制LED指示灯的亮灭。

### 主要函数解析

```c
uint Conut()
{
    static uint Time = 0, S = 0;
    Time = TH0 * 256 + TL0;
    TH0 = 0;
    TL0 = 0;
    S = (Time * 1.7) / 100; // 换算为cm
    if ( (S >= 700) || Flag_Ultrasonic == 1 ) // 超出测量范围
    {
        Flag_Ultrasonic = 0;
        S = 700;
    }
    return(S);
}
void delay_ms( unsigned char x )
{
    unsigned char a, b, c;
    for ( c = x; c > 0; c-- )
    {
        for ( b = 102; b > 0; b-- )
            for ( a = 3; a > 0; a-- )
                ;
    }
}
void Init_Timer0()
{
    TMOD &= 0xf0;
    TMOD |= 0x01; // 定时器0模式1
    TH0 = 0;
    TL0 = 0;
    ET0 = 1; // 使能定时器0中断
    EA = 1;  // 使能总中断
}
void main()
{
    u8 disp[10];
    u8 count = 0;
    u16 distance = 0;
    int weight = 0;
    Trig = 0;
    Echo = 1;
    LED = 0;
    LCD_init();
    Init_Timer0();
    LCD_write_str(0, 0, "weight: 00.0 kg");
    LCD_write_str(0, 1, "height: 000  cm");
    delay_ms(100);
    while (1)
    {
        weight = ((float)Get_AD_Result(0) * (10000.0 / 255.0));
        LCD_write_com(0x80 + 8);
        LCD_write_data(weight % 100000 / 10000 + '0');
        LCD_write_data(weight % 10000 / 1000 + '0');
        LCD_write_data('.');
        LCD_write_data(weight % 1000 / 100 + '0');
        TR0 = 0;
        TH0 = 0;
        TL0 = 0;
        Trig = 1;
        _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_();
        _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_();
        _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_();
        _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_();
        Trig = 0;
        while (!Echo);
        TR0 = 1;
        while (Echo);
        TR0 = 0;
        distance = 204 - Conut();
        count = 0;
        disp[count++] = distance % 1000 / 100 + '0';
        disp[count++] = distance % 100 / 10 + '0';
        disp[count++] = distance % 10 / 1 + '0';
        disp[count++] = 0;
        LCD_write_str(8, 1, disp);
        if (weight > 500)
        {
            LED = 1;
        }
        else
        {
            LED = 0;
        }
    }
}
void Timer0() interrupt 1
{
    Flag_Ultrasonic = 1;
}
```

## 结论

本实验成功实现了基于51单片机的身高体重测量仪。通过使用超声波传感器测量身高，ADC0832芯片获取体重数据，并通过LCD1602显示屏显示结果，实现了体检仪的基本功能。该系统可以准确测量和显示婴儿的身高和体重，具有良好的实用性和可靠性。

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

【TB作品】51单片机 Proteus仿真 超声波LCD1602ADC0832 身高体重测量仪

![在这里插入图片描述](/static/img/images/00802.png)





//              GND    电源地

//              VCC  接5V或3.3v电源

//              D0   P1^4（SCL）

//              D1   P1^3（SDA）

//              RES  接P12

//              DC   接P11

//              CS   接P10        


# OLED显示接口与控制实验报告

## 背景

OLED（有机发光二极管）显示器由于其高对比度、低功耗和快速响应时间，被广泛应用于各种电子设备。本实验旨在使用单片机接口和控制OLED显示器。所用的显示驱动器是SSD1306，这是小型OLED屏幕常用的控制器。

## 硬件组件

1. **OLED显示器**：使用由SSD1306控制器驱动的显示模块。

2. **单片机**：使用基于8051的单片机来控制OLED显示器。

3. **电源**：需要3.3V或5V电源为OLED模块供电。

4. **连接线**：用于将OLED与单片机连接。

## 电路连接

- **GND**：连接到电源地。

- **VCC**：连接到3.3V或5V电源。

- **D0 (SCL)**：连接到P1^4（SCL）。

- **D1 (SDA)**：连接到P1^3（SDA）。

- **RES**：连接到P12。

- **DC**：连接到P11。

- **CS**：连接到P10。

## 设计原理

### 显存结构

OLED的显存存放格式如下：
```
[0]0 1 2 3 ... 127
[1]0 1 2 3 ... 127
[2]0 1 2 3 ... 127
...
[7]0 1 2 3 ... 127
```

### 延时函数
```c
void delay_ms1(unsigned int ms) {
    unsigned int a;
    while (ms) {
        a = 80;
        while (a--);
        ms--;
    }
    return;
}
```

该延时函数通过简单的循环实现毫秒级延时，用于在OLED初始化和控制过程中确保操作稳定。

### 写入字节

根据不同的OLED模式，通过并行或串行接口向SSD1306写入字节。以下代码展示了并行和串行模式下的写入操作：
```c
#if OLED_MODE == 1
// 并行模式
void OLED_WR_Byte(u8 dat, u8 cmd) {
    DATAOUT(dat);
    if (cmd) OLED_DC_Set();
    else OLED_DC_Clr();
    OLED_CS_Clr();
    OLED_WR_Clr();
    OLED_WR_Set();
    OLED_CS_Set();
    OLED_DC_Set();
}
#else
// 串行模式
void OLED_WR_Byte(u8 dat, u8 cmd) {
    u8 i;
    if (cmd) OLED_DC_Set();
    else OLED_DC_Clr();
    OLED_CS_Clr();
    for (i = 0; i < 8; i++) {
        OLED_SCLK_Clr();
        if (dat & 0x80) OLED_SDIN_Set();
        else OLED_SDIN_Clr();
        OLED_SCLK_Set();
        dat <<= 1;
    }
    OLED_CS_Set();
    OLED_DC_Set();
}
#endif
```

### 主要功能实现

#### 设置光标位置
```c
void OLED_Set_Pos(unsigned char x, unsigned char y) {
    OLED_WR_Byte(0xb0 + y, OLED_CMD);
    OLED_WR_Byte(((x & 0xf0) >> 4) | 0x10, OLED_CMD);
    OLED_WR_Byte((x & 0x0f) | 0x01, OLED_CMD);
}
```

#### 显示控制

开启和关闭OLED显示：
```c
void OLED_Display_On(void) {
    OLED_WR_Byte(0X8D, OLED_CMD); // SET DCDC命令
    OLED_WR_Byte(0X14, OLED_CMD); // DCDC ON
    OLED_WR_Byte(0XAF, OLED_CMD); // DISPLAY ON
}
void OLED_Display_Off(void) {
    OLED_WR_Byte(0X8D, OLED_CMD); // SET DCDC命令
    OLED_WR_Byte(0X10, OLED_CMD); // DCDC OFF
    OLED_WR_Byte(0XAE, OLED_CMD); // DISPLAY OFF
}
```

#### 清屏
```c
void OLED_Clear(void) {
    u8 i, n;
    for (i = 0; i < 8; i++) {
        OLED_WR_Byte(0xb0 + i, OLED_CMD); // 设置页地址（0~7）
        OLED_WR_Byte(0x00, OLED_CMD);     // 设置显示位置—列低地址
        OLED_WR_Byte(0x10, OLED_CMD);     // 设置显示位置—列高地址
        for (n = 0; n < 128; n++) OLED_WR_Byte(0, OLED_DATA);
    }
}
```

#### 显示字符

在指定位置显示一个字符：
```c
void OLED_ShowChar(u8 x, u8 y, u8 chr) {
    unsigned char c = 0, i = 0;
    c = chr - ' ';
    if (x > Max_Column - 1) {
        x = 0; y = y + 2;
    }
    if (SIZE == 16) {
        OLED_Set_Pos(x, y);
        for (i = 0; i < 8; i++) OLED_WR_Byte(F8X16[c * 16 + i], OLED_DATA);
        OLED_Set_Pos(x, y + 1);
        for (i = 0; i < 8; i++) OLED_WR_Byte(F8X16[c * 16 + i + 8], OLED_DATA);
    } else {
        OLED_Set_Pos(x, y + 1);
        for (i = 0; i < 6; i++) OLED_WR_Byte(F6x8[c][i], OLED_DATA);
    }
}
```

#### 显示字符串
```c
void OLED_ShowString(u8 x, u8 y, u8 *chr) {
    unsigned char j = 0;
    while (chr[j] != '\0') {
        OLED_ShowChar(x, y, chr[j]);
        x += 8;
        if (x > 120) {
            x = 0; y += 2;
        }
        j++;
    }
}
```

### 初始化

OLED的初始化过程涉及一系列的配置命令，以确保显示器正确工作：
```c
void OLED_Init(void) {
    OLED_RST_Set();
    delay_ms1(100);
    OLED_RST_Clr();
    delay_ms1(100);
    OLED_RST_Set();
    OLED_WR_Byte(0xAE, OLED_CMD); // 关闭OLED面板
    OLED_WR_Byte(0x00, OLED_CMD); // 设置低列地址
    OLED_WR_Byte(0x10, OLED_CMD); // 设置高列地址
    OLED_WR_Byte(0x40, OLED_CMD); // 设置起始行地址
    OLED_WR_Byte(0x81, OLED_CMD); // 设置对比度控制寄存器
    OLED_WR_Byte(0xCF, OLED_CMD); // 设置SEG输出电流亮度
    OLED_WR_Byte(0xA1, OLED_CMD); // 设置段/列映射
    OLED_WR_Byte(0xC8, OLED_CMD); // 设置COM/行扫描方向
    OLED_WR_Byte(0xA6, OLED_CMD); // 设置正常显示
    OLED_WR_Byte(0xA8, OLED_CMD); // 设置多路复用比率
    OLED_WR_Byte(0x3f, OLED_CMD); // 1/64 duty
    OLED_WR_Byte(0xD3, OLED_CMD); // 设置显示偏移
    OLED_WR_Byte(0x00, OLED_CMD); // 不偏移
    OLED_WR_Byte(0xd5, OLED_CMD); // 设置显示时钟分频比/振荡频率
    OLED_WR_Byte(0x80, OLED_CMD); // 设置时钟为100帧/秒
    OLED_WR_Byte(0xD9, OLED_CMD); // 设置预充电周期
    OLED_WR_Byte(0xF1, OLED_CMD); // 设置预充电为15时钟和放电为1时钟
    OLED_WR_Byte(0xDA, OLED_CMD); // 设置COM引脚硬件配置
    OLED_WR_Byte(0x12, OLED_CMD);
    OLED_WR_Byte(0xDB, OLED_CMD); // 设置VCOMH
    OLED_WR_Byte(0x40, OLED_CMD); // 设置VCOM解除电平
    OLED_WR_Byte(0x20, OLED_CMD); // 设置页地址模式
    OLED_WR_Byte(0x02, OLED_CMD);
    OLED_WR_Byte(0x8D, OLED_CMD); // 设置电荷泵使能/禁用
    OLED_WR_Byte(0x14, OLED_CMD); // 设置（0x10）禁用
    OLED_WR_Byte(0xA4, OLED_CMD); // 禁用整个显示
    OLED_WR_Byte(0xA6, OLED_CMD); // 禁用反向显示
    OLED_WR_Byte(0xAF, OLED_CMD); // 打开OLED面板
    OLED_Clear();
    OLED_Set_Pos(0, 0);
}
```


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

TB作品】51单片机 Proteus仿真 51单片机SPI显示OLED字符驱动

1、8乘8点阵模块（爱心）





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数码管测试程序与仿真

![在这里插入图片描述](/static/img/images/00829.png)


# 实验报告: MAX7219 数码管驱动测试

## 一、实验目的

通过对 MAX7219 芯片的编程与控制，了解如何使用单片机驱动数码管显示数字，并掌握 SPI 通信协议的基本应用。

## 二、实验器材

1. 51系列单片机开发板

2. MAX7219 芯片

3. 共阴极数码管（8位）

4. 连接线若干

## 三、背景知识

MAX7219 是一种串行输入/输出共阴极显示驱动器，它将微处理器与8位数码管显示器连接起来。该芯片内置 BCD 编码解码器、扫描循环、多路复用驱动、段驱动和数字驱动。通过使用少量的I/O 口，即可实现对多个数码管的控制，简化了硬件设计和软件编程。

## 四、硬件连接

- **CLK (时钟)**: P2.2

- **CS (片选)**: P2.1

- **DIN (数据输入)**: P2.0

将 MAX7219 的引脚分别连接到单片机的 P2 端口，并连接数码管到 MAX7219 的输出端。

## 五、设计原理

### 1. 延时函数
```c
void Delay_xms(unsigned int x) {
    unsigned int i, j;
    for (i = 0; i < x; i++)
        for (j = 0; j < 112; j++);
}
```

此函数用于产生指定毫秒的延时，通过嵌套循环实现。

### 2. 向 MAX7219 写入字节

该函数通过 SPI 协议将一个字节的数据写入 MAX7219 芯片。具体步骤为:

1. 片选信号置低，表示开始通信。

2. 按位将数据移出，并通过时钟信号同步传输。

3. 完成后，片选信号置高，结束通信。

### 3. 向 MAX7219 写入数据

该函数用于将具体的数据写入到 MAX7219 的特定地址。地址表示数码管的位置，数据表示显示的内容。


该函数对 MAX7219 进行初始化设置，包括解码方式、亮度、扫描界限以及工作模式等。

### 5. 主程序
```c
void main(void) {
    unsigned char i;
    Delay_xms(50);
    Init_MAX7219();
    for (i = 1; i < 9; i++)
        Write_Max7219(i, i);  // 第i个数码管显示数字i
    while (1) {
        // 主循环
    }
}
```

主程序先进行初始化，然后将 1 到 8 显示在8个数码管上。

## 六、实验结果

通过运行程序，可以看到8位数码管依次显示 1 到 8。如果出现显示错误，可以检查连接和初始化设置。

## 七、总结

本实验通过驱动 MAX7219 芯片，实现了对数码管的控制，熟悉了 SPI 通信协议的基本操作。掌握了 MAX7219 的初始化及数据传输方法，为后续更多复杂的显示控制打下了基础。

## 八、注意事项

1. 确保硬件连接正确。

2. 检查每一根连接线是否稳固。

3. 仔细设置 MAX7219 的初始化参数，以确保显示效果。


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

【TB作品】51单片机 Proteus仿真 MAX7219点阵驱动数码管驱动

![在这里插入图片描述](/static/img/images/00843.png)





# 实验报告：基于单片机的LCD12864万年历及温度监测系统设计

## 背景介绍

本实验旨在设计并实现一个基于STC89C52单片机的LCD12864显示的万年历系统，同时集成温度传感器以实现温度监测功能。系统具备整点报时和闹钟功能，通过蜂鸣器进行提示。该设计不仅可以实现基本的时钟和温度显示，还具备一定的报警功能，适用于家庭或办公室等场景。

## 硬件介绍

1. **STC89C52单片机**：作为系统的核心控制器，负责处理各项功能的实现。

2. **LCD12864显示屏**：用于显示时间、日期和温度等信息。

3. **DS18B20温度传感器**：用于实时监测环境温度。

4. **蜂鸣器**：用于整点报时和闹钟提示。

5. **按键模块**：用于用户设置时间和闹钟功能。

6. **其他电子元件**：如电阻、电容等，用于电路的搭建和稳定工作。

## 电路设计

电路主要由单片机、LCD显示屏、温度传感器和蜂鸣器组成。LCD12864显示屏与单片机通过并行接口连接，DS18B20温度传感器通过单线接口与单片机连接，蜂鸣器则通过单片机的I/O端口控制。

### 主要连接说明

1. **LCD12864显示屏**：

   - 数据端口D0-D7连接单片机P0口。

   - 控制信号RS、RW、E分别连接单片机的P2.0、P2.1、P2.2。

2. **DS18B20温度传感器**：

   - 数据端口DQ连接单片机的P3.7口。

3. **蜂鸣器**：

   - 连接到单片机的P2.0口。

4. **按键模块**：

   - 各按键分别连接到单片机的P1口，用于扫描和检测按键状态。

## 软件设计

### 系统初始化

系统上电后首先进行初始化，包括LCD显示屏初始化、时钟初始化和中断初始化等。初始化代码如下：

```c
void main( void )
{
 uchar clock_time[6] = { 0X00, 0X59, 0X23, 0X09, 0X04, 0X11 };       /* 定义时间变量 秒  分 时 日 月 年 */
 uchar alarm_time[2] = { 10, 06 };                                   /* 闹钟设置  alarm_time[0]: 分钟  alarm_time[1] :小时 */
 uchar temperature[2];                                                 /* 定义温度变量   temperature[0]  低8位   temperature[1]  高8位 */
 Lcd_Initial();                                                          /* LCD初始化 */
 Clock_Fresh( clock_time );                                              /* 刷新时间 */
 Clock_Initial( clock_time );                                            /* 时钟初始化 */
 /* 中断初始化 */
 EA = 1;    /* 开总中断 */
 ET0 = 1;    /* Timer0 开中断 */
 ET2 = 1;    /* Timer2 开中断 */
 TMOD = 0x01; /* Timer0 工作方式 1 */
 RCAP2H = 0x3c;
 RCAP2L = 0xb0; /* Timer2 延时 50 ms */
}
```

### 时间显示与更新

系统在主循环中不断刷新时间，并通过LCD显示屏显示出来。同时，通过DS18B20传感器读取温度值并显示在LCD上。

```c
while ( 1 )
{
 Clock_Fresh( clock_time );      /* 时间刷新 */
 Lcd_Clock( clock_time );        /* 时间显示 */
 Sensor_Fresh( temperature );    /* 温度更新 */
 Lcd_Temperture( temperature );  /* 温度显示 */
 /* 整点报时 */
 if ( (*clock_time == 0x59) && (*(clock_time + 1) == 0x59) )
 {
  bell = 0;
  TR2 = 1;    /* 启动Timer2 */
 }
 /* 闹钟报警 */
 if ( *alarm_time == HexNum_Convert( *(clock_time + 1) ) ) /* 分钟相吻合 */
  if ( *(alarm_time + 1) == HexNum_Convert( *(clock_time + 2) ) ) /* 小时相吻合 */
  {
   bell = 0;
   TR2 = 1;    /* 启动Timer2 */
  }
}
```

### 中断服务程序

系统中断服务程序主要包括Timer0和Timer2的中断服务，用于整点报时和闹钟功能。Timer0用于整点报时，每小时响三声，Timer2用于每分钟的时间校准。

```c
void Timer0_Service() interrupt 1
{
 static uchar count = 0;
 static uchar flag = 0;    /* 记录鸣叫的次数 */
 count = 0;
 TR0 = 0;    /* 关闭Timer0 */
 TH0 = 0x3c;
 TL0 = 0XB0;    /* 延时 50 ms */
 TR0 = 1;    /* 启动Timer0 */
 count++;
 if ( count == 20 ) /* 鸣叫 1 秒 */
 {
  bell = ~bell;
  count = 0;
  flag++;
 }
 if ( flag == 6 )
 {
  flag = 0;
  TR0 = 0;    /* 关闭Timer0 */
 }
}
```

## 结论

通过本实验，我们成功设计并实现了一个基于STC89C52单片机的LCD12864显示的万年历和温度监测系统。系统具备时间显示、温度监测、整点报时和闹钟功能，硬件电路设计合理，软件程序逻辑清晰，能够稳定运行，满足设计需求。

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

【TB作品】51单片机 Proteus仿真 基于单片机的LCD12864万年历及温度监测系统设计

课题任务





本课题任务

(联机乒乓球游戏)如下图所示:

同步显示

oo

8个LED

ooooo

oo

ooooo

8个LED

单片机

单片机

按键

主机

从机

按键

设计题目:两机联机乒乓球游戏

图1课题任务示意图

具体说明:

共有两个单片机,每个单片机接8个LED和1

个按键,两个单片机使用串口连接。

(2)单片机A为主机,控制8个LED灯的亮灭情

况。单片机B为从机,8个LED需要与A机

同步显示。

8个LED灯最多只有一个灯亮,并以走马灯

形式左右移动。

当走马灯移动到最左边时A机按键按下灯反

弹向右边,若失败灯全灭;灯移动到最右

边时B机按键按下灯反弹向左边,若失败灯

全灭。如果提早按下按键,也会失败灯全

灭。

选做:自己设计额外功能(重开局、加速等

功能),并在这里描述功能。

2.设计思路与方案框图

介绍本课题的设计思路(讲清楚要如何实现同

步显示、B机按键如何影响LED、如何控制LED

移动、如何判断失败等功能的思路)。整个代

码划分为哪些模块,以及整体的模块框图(模

块间的关系)。

电路设计

在这里放置proteus仿真电路图,并配合文字介

绍各器件功能和作用。

程序设计

详细描述A/B两机各个模块程序的实现方法(串

口/波特率设置等),包含文字描述、伪代码或

程序流程图。

测试结果与结论

5.

进行了什么测试,测试了多少情况下的截图和

文字说明,根据测试得出结论:设计是否功能

正确且完整?

总结

最后对本课题的设计进行总结和自我评价(自

己觉得做得好不好,有没有什么缺陷)。

![在这里插入图片描述](/static/img/images/00852.png)

![在这里插入图片描述](/static/img/images/00853.png)

![在这里插入图片描述](/static/img/images/00854.png)


# 实验报告: 两机联机乒乓球游戏

## 1. 课题任务

### 1.1 任务描述

本课题任务是设计一个联机乒乓球游戏，使用两台单片机，每台单片机接8个LED和一个按键，两个单片机通过串口连接实现同步显示和控制。具体要求如下：

- 主机(A机)控制8个LED灯的亮灭情况，从机(B机)8个LED需要与A机同步显示。

- 8个LED灯最多只有一个灯亮，并以走马灯形式左右移动。

- 当走马灯移动到最左边时A机按键按下，灯反弹向右边，若失败灯全灭；灯移动到最右边时B机按键按下，灯反弹向左边，若失败灯全灭。提早按下按键，灯也会全灭。

### 1.2 选做功能

- 设计额外功能，如重开局、加速等。

## 2. 设计思路与方案框图

### 2.1 设计思路

- **同步显示**: 通过串口通信实现A机和B机的LED灯状态同步。A机负责控制灯的移动并通过串口发送当前灯的状态到B机。

- **B机按键影响LED**: B机通过检测按键状态，将检测结果发送回A机。A机根据接收到的按键状态决定LED灯的移动方向或全灭。

- **LED移动控制**: A机控制LED灯以走马灯形式左右移动，并在按键按下时反弹。

- **失败判断**: A机和B机分别检测灯的位置和按键状态，若按键按下时灯不在相应位置，判定为失败并全灭LED。

### 2.2 模块划分及框图

整个系统划分为以下模块：

- 串口通信模块

- LED控制模块

- 按键检测模块

- 状态处理模块

```plaintext
+-------------------+
|      主机 A       |
| +---------------+ |
| | LED控制模块   |<---按键检测模块
| +---------------+ |
|         |         |
|         v         |
| +---------------+ |
| | 串口通信模块 |<-->串口通信
| +---------------+ |
+-------------------+
        |
        v
+-------------------+
|      从机 B       |
| +---------------+ |
| | LED同步模块   |<---按键检测模块
| +---------------+ |
|         |         |
|         v         |
| +---------------+ |
| | 串口通信模块 |<-->串口通信
| +---------------+ |
+-------------------+
```

## 3. 电路设计

### 3.1 电路图

（此处应插入Proteus仿真电路图）

### 3.2 器件功能介绍

- **单片机**: 用于控制LED的亮灭和处理按键输入。

- **LED**: 显示灯的状态。

- **按键**: 用于控制灯的反弹。

- **串口连接**: 实现两台单片机之间的数据通信。

## 4. 程序设计

### 4.1 串口初始化

使用如下参数进行串口初始化：

- 晶振频率：11.0592MHz

- 波特率：9600bps

#### 代码描述
```c
#define FSOC 11059200L
#define BAUD 9600
void UartInit(void) {
    SCON = 0x50;  // 8位UART，允许接收
    TMOD = 0x20;  // T1工作于方式2
    TH1 = -(FSOC / BAUD / 12 / 16);  // T1计数初值
    TL1 = -(FSOC / BAUD / 12 / 16);
    PCON = 0x80;  // 双倍速率
    RI = 0;
    TI = 0;
    ES = 1;  // 开启串口中断
    EA = 1;  // 开启总中断
}
```

### 4.2 LED控制模块

主机A控制LED灯的移动，当检测到按键按下时，改变灯的移动方向。

#### 代码描述
```c
sbit S0 = P1 ^ 0;  // 定义按键输入
void main() {
    UartInit();
    while (1) {
        if (S0 == 0) {
            send('1');  // 按键按下发送1
            while (S0 == 0);  // 等待按键释放
        }
    }
}
```

### 4.3 按键检测模块

从机B检测按键状态并将结果发送回主机A。

#### 代码描述
```c
unsigned char Txd_data;
void Uart_isr() interrupt 4 {
    if (RI) {
        Txd_data = SBUF;  // 读入缓冲区
        RI = 0;  // 清标志
        P2 = Txd_data;  // 显示接收到的数据
    }
}
```

## 5. 测试结果与结论

### 5.1 测试过程

- 测试A机控制LED灯的移动情况，确保LED灯以走马灯形式移动。

- 测试B机同步显示A机的LED灯状态，确保同步准确。

- 测试按键控制灯的反弹效果，确保按键操作准确反应。

- 测试失败判定，确保按键误操作时灯全灭。

### 5.2 测试结果

- 各模块功能均正常，LED灯移动、同步显示、按键控制、失败判定均实现预期功能。

- 额外功能（如重开局、加速）测试正常。

## 6. 总结

本课题设计了一个两机联机乒乓球游戏，通过串口通信实现两台单片机的同步显示和控制。系统设计合理，功能实现完整。测试结果表明各模块工作正常，满足设计要求。通过本次实验，对单片机串口通信、LED控制和按键检测有了更深入的理解和掌握。在未来的设计中，可以考虑增加更多功能，如增加难度调节、计分系统等，以提升游戏的趣味性和挑战性。

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

【TB作品】51单片机 Proteus仿真00016 乒乓球游戏机

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# 实验报告：智能小车系统设计与实现

## 一、背景介绍

本实验旨在设计并实现一个基于STC89C52单片机控制的智能小车系统。该系统通过超声波传感器进行避障，通过红外接收器实现远程控制，同时具备循迹功能。整个系统的核心是单片机，它通过对各种传感器和执行器的控制，实现智能小车的多种功能。

## 二、硬件介绍

1. **STC89C52单片机**：主控芯片，负责处理所有传感器数据及控制信号。

2. **红外接收器**：接收遥控器的信号，实现远程控制。

3. **超声波传感器**：用于检测前方障碍物的距离，进行避障处理。

4. **电机及驱动模块**：控制小车的运动，包括前进、后退、左转、右转等。

5. **LCD1602显示屏**：用于显示当前小车的状态信息，如距离、按键值等。

6. **蜂鸣器**：提供声音提示。

## 三、器件连接

1. **红外接收器**连接到单片机的P3^3引脚。

2. **超声波传感器**的Trig和Echo分别连接到P1^0和P1^1引脚。

3. **电机驱动**连接到单片机的P3^0、P3^1、P3^2、P3^6、P3^4、P3^5引脚。

4. **LCD1602显示屏**连接到单片机的P0端口。

5. **蜂鸣器**连接到P2^4引脚。

## 四、设计原理

### 1. 红外接收与解码

红外接收器接收遥控器发出的信号，通过外部中断1(INT1)进行处理，记录脉冲时间并存储在`IR_receive_data`数组中。定时器1以256us的周期记录脉冲宽度，通过分析脉冲宽度确定接收的数据位值。解码后，将按键值存储在`IR_receive_code`中。

### 2. 超声波测距

超声波传感器通过发送Trig信号触发测距，Echo信号返回高电平时间用于计算距离。距离计算公式为：

\[ \text{距离} = \frac{\text{高电平时间} \times 1.7}{100} \]

### 3. 电机控制

电机通过H桥电路进行驱动，控制信号分别连接到P3端口，实现前进、后退、左转、右转及停止功能。

### 4. LCD1602显示

LCD1602显示屏用于显示当前小车状态信息，如距离、按键值等。通过`LCD1602_init`初始化后，通过`LCD1602_Print`函数进行显示操作。

### 5. 蜂鸣器提示

蜂鸣器通过PWM控制发出声音提示，主要用于操作确认。

## 五、电路原理

电路设计包括电源模块、传感器模块、执行器模块及显示模块。每个模块与单片机连接，并通过单片机的I/O口进行数据采集与控制。

## 六、程序原理

程序包括初始化、主循环及各功能模块的实现。

### 1. 初始化

包括定时器、外部中断、LCD1602显示屏及各传感器的初始化。

```c
void Init_Timer0() {
    TMOD &= 0xf0;
    TMOD |= 0x01;        // 设T0为方式1
    TH0 = 0;
    TL0 = 0;            // 定时器0初始化装载0
    ET0 = 1;            // 允许T0中断
    EA = 1;             // 开启总中断
}
void IR_receive_init() {
    IR_receive_time = 0;
    IR_receive_flag = 0;
    IR_receive_bit = 0;
    IR_receive_OK = 0;
    IR_receive_end = 0;
    TMOD |= 0x20;        // 设置定时器1为8位自动重装计数
    TH1 = 0x00;
    TL1 = 0x00;         // 设置定时时间为256us
    ET1 = 1;            // 定时器1中断打开
    EA = 1;             // 总中断打开
    TR1 = 1;            // 启动定时器1
}
```

### 2. 主循环

主循环主要负责超声波测距、红外信号处理及执行相应的控制操作。

```c
void main(void) {
    // 初始化LCD1602
    LCD1602_init();
    LCD1602_Print(0, 0, "KEY:");
    LCD1602_Print(0, 1, "Distance:");
    IR_receive_init();      // 红外解码设置程序
    int1init();             // 外部中断设置
    Init_Timer0();
    while (1) {
        delay_ms(50);
        // 测量超声波距离并显示
        TR0 = 0;
        TH0 = 0;
        TL0 = 0;
        Trig = 1;
        _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_();
        _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_();
        _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_();
        _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_();
        Trig = 0;
        while (!Echo);
        TR0 = 1;
        while (Echo);
        TR0 = 0;
        distance = Conut();
        // 显示距离
        count = 0;
        disp[count++] = distance % 1000 / 100 + '0';
        disp[count++] = distance % 100 / 10 + '0';
        disp[count++] = distance % 10 / 1 + '0';
        disp[count++] = 'c'; disp[count++] = 'm';
        disp[count++] = 0;
        LCD1602_Print(9, 1, disp);
        // 按键处理
        if (IR_receive_OK) {
            IR_receive_OK = 0;
            IR_code();      // 红外数据解码
            if (IR_receive_end) {
                IR_receive_end = 0;
                IR_check(IR_receive_code[2]); // 红外按键值处理程序
                if (KEY == 1) {
                    AUTOMODE = !AUTOMODE;   // 自动模式开关
                } else if (KEY == 2) {
                    forward();              // 前进
                } else if (KEY == 5) {
                    left();                 // 左转
                } else if (KEY == 6) {
                    stop();                 // 停止
                } else if (KEY == 7) {
                    right();                // 右转
                } else if (KEY == 10) {
                    backward();             // 后退
                }
                beep();     // 蜂鸣器提示
                IR_receive_init(); // 重新初始化红外接收
                int1init();
            }
        }
        // 自动模式下的避障与循迹
        if (AUTOMODE) {
            Avoid();    // 避障
            tracking(); // 循迹
        }
    }
}
```

## 七、实验结果

通过上述设计与实现，小车能够实现红外遥控、超声波避障及自动循迹功能。实验过程中，通过LCD1602实时显示距离及按键状态，方便调试与观察。

## 八、结论

本实验成功实现了基于STC89C52单片机的智能小车系统，具备红外遥控、超声波避障及自动循迹等功能。通过合理的硬件连接与程序设计，小车能够稳定运行，实现预期功能。进一步优化可以考虑提高传感器精度及增加更多智能功能。


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

【TB作品】51单片机 Proteus仿真 00013红外proteus仿真循迹避障小车

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# 实验报告：基于51单片机的智能台灯控制系统

## 背景

本实验旨在设计一个基于51单片机的智能台灯控制系统，该系统可以通过按键进行手动控制，并能根据环境光强度自动调节台灯亮度。此外，系统还具备倒计时关灯功能。

## 器件连接

1. **51单片机（STC89C52RC）**

2. **LCD显示屏**

   - RS：P2^5

   - RW：P2^6

   - EN：P2^7

   - 数据端口：P0

3. **ADC0832模数转换器**

   - CS：P1^0

   - CLK：P1^1

   - DIO：P1^2

4. **LED灯**

   - LED1：P1^7

   - LED2：P1^6

5. **按键**

   - key_01：P3^0

   - key_02：P3^1

   - key_03：P3^2

## 硬件介绍

1. **51单片机**

   - STC89C52RC是一款高性能、低功耗的8位微控制器，具有丰富的I/O接口和强大的处理能力。

2. **LCD显示屏**

   - 使用LCD1602显示屏，通过4位或8位并行接口与单片机连接，用于显示当前状态和设置项。

3. **ADC0832**

   - 一款8位分辨率的模数转换器，用于将模拟信号（如光强传感器的输出）转换为数字信号，供单片机处理。

4. **LED灯**

   - 作为控制对象，通过PWM（脉宽调制）信号调节其亮度。

5. **按键**

   - 用户接口，用于设置和控制台灯模式及参数。

## 设计原理

### 电路原理

1. **LCD显示屏连接**

   - RS、RW、EN分别连接到P2的5、6、7脚，数据端口连接到P0口。

   - 通过设定RS、RW和EN信号，控制LCD显示指令和数据。

2. **ADC0832连接**

   - 通过P1口的0、1、2脚与单片机连接，分别为CS、CLK和DIO信号。

   - 通过控制CS、CLK和DIO，实现模拟信号到数字信号的转换。

3. **LED灯连接**

   - LED1和LED2分别连接到P1的7、6脚，通过PWM信号控制其亮度。

4. **按键连接**

   - key_01、key_02、key_03分别连接到P3的0、1、2脚，通过检测按键状态实现功能选择和参数调整。

### 程序原理

1. **LCD显示初始化**

   - 设置显示模式、光标移动模式和显示开关，通过函数`LCD_init`实现。

2. **按键扫描**

   - 通过函数`KeySscan`扫描按键状态，并通过防抖处理确保按键检测的准确性。

3. **ADC0832数据获取**

   - 通过函数`Get_AD_Result`从指定通道读取模拟信号，并转换为数字信号。

4. **LED亮度控制**

   - 通过PWM信号控制LED亮度，根据环境光强度或用户设置调整PWM占空比。

5. **倒计时功能**

   - 通过定时器中断实现秒级倒计时功能，并在倒计时结束时关闭LED灯。

### 核心代码说明

```c
void LCD_write_com(unsigned char com) {
    RS_CLR;
    RW_CLR;
    EN_SET;
    DataPort = com;   // 命令写入端口
    delay_lcd_ms(5);
    EN_CLR;
}
void LCD_write_data(unsigned char dataa) {
    RS_SET;
    RW_CLR;
    EN_SET;
    DataPort = dataa;  // 数据写入端口
    delay_lcd_ms(5);
    EN_CLR;
}
void init_timer1(void) {
    TMOD |= 0x10;  // 定时器1为工作方式1  16bit
    TH1 = (65536 - 500) / 256;
    TL1 = (65536 - 500) % 256;
    ET1 = 1;  // 开定时器1中断
    TR1 = 1;  // 开定时器
    EA = 1;  // 开总开关
}
```

### 主要功能

1. **显示功能**

   - 初始化显示屏并在不同模式下显示相应信息，如手动模式、自动模式和倒计时功能。

2. **按键功能**

   - 实现模式切换和参数调整，通过按键选择不同功能并调整相应参数。

3. **自动亮度调节**

   - 根据环境光强度自动调整LED亮度，使得台灯在不同光照条件下保持适宜的亮度。

4. **倒计时关灯**

   - 通过定时器中断实现倒计时功能，在设定时间结束后自动关闭台灯。

## 实验结果

通过上述设计，实现了一个功能齐全的智能台灯控制系统，具备手动和自动模式调节亮度、显示屏显示当前状态和倒计时关灯功能。通过调试和验证，系统工作稳定，功能实现效果良好。

## 总结

本实验通过硬件电路设计和软件编程，成功实现了智能台灯控制系统的设计。通过实验验证，系统能够根据用户设置和环境光强度自动调节亮度，具备较高的实用性和智能化水平。未来可进一步优化系统性能，增加更多智能功能，如远程控制和语音识别等。

## 资源代码

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

【TB作品】51单片机 Proteus仿真 00002仿真-智能台灯色调倒计时光强

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## 实验报告：Proteus 仿真 PID 电机调速系统

### 一、实验背景

PID（比例-积分-微分）控制器广泛应用于工业控制系统中，用于调节各种物理变量。本实验的目的是通过 Proteus 仿真软件设计并实现一个 PID 电机调速系统，以控制直流电机的转速，使其能够按照设定的目标转速稳定运行。

### 二、器件与硬件介绍

1. **微控制器**：选用 51 系列单片机（如 AT89S51）作为控制核心。

2. **直流电机**：用于演示 PID 控制效果。

3. **编码器**：用于测量电机的实际转速。

4. **LCD 显示屏**：用于显示目标转速和实际转速。

5. **按键**：用于增减目标转速。

6. **PWM（脉宽调制）模块**：用于控制电机的转速。

### 三、系统设计原理

PID 控制器通过比较目标值和实际值的差异（误差），通过比例、积分和微分三个环节计算出控制量，用于调整系统输出，使误差趋于零。

- **比例（P）**：与当前误差成正比。

- **积分（I）**：与误差的累计值成正比。

- **微分（D）**：与误差的变化率成正比。

### 四、电路原理

系统主要由单片机、电机、编码器、LCD 显示屏和控制按键组成。电机的转速通过编码器反馈到单片机，单片机通过 PID 算法计算出合适的 PWM 信号，控制电机的转速。

电路连接如下：

1. 电机与 PWM 控制模块相连，PWM 信号控制电机的转速。

2. 编码器连接到单片机的外部中断口，用于测量电机转速。

3. LCD 显示屏连接到单片机的 I/O 口，用于显示目标和实际转速。

4. 增加和减少目标转速的按键连接到单片机的 I/O 口。

### 五、程序原理

程序主要包括初始化、主循环和中断处理三部分。

#### 1. 初始化

```c
void SystemInit()
{
 TMOD=0X21;    // Timer 0 和 Timer 1 初始化
 TH0=THC0;
 TL0=TLC0;
 TH1=0xC0;
 TL1=0XC0;
 ET1=1;
 ET0=1;
 TR0=1;
 TR1=1;
 EX0=1;     // 中断 0 用来测量转速
 IT0=1;
 EA=1;
 e =0;
 e1=0;
 e2=0;
}
```

#### 2. 主循环

主循环不断检查按键状态，更新目标转速，并调用 LCD 显示目标和实际转速。

```c
void main()
{
 SystemInit();
  init();
  LCD_Write_String(0,0,aa);
 zs=1;
 while(1)
 {
  SetSpeed();
  if(zs==1)
  {
      zs=0;
   cc[7]=num/1000+'0';
   cc[8]=num/100%10+'0';
   cc[9]=num/10%10+'0';
   cc[10]=num%10+'0';
   LCD_Write_String(0,1,cc);
  }
 }
}
```

#### 3. 中断处理

外部中断用于测量电机转速，定时器中断用于产生 PWM 信号和执行 PID 控制算法。

```c
void int0() interrupt 0
{
 Inpluse++;
}
void t0() interrupt 1
{
 static unsigned int time=0;
 TH0=THC0;
 TL0=TLC0;
 time++;  // 转速测量周期
 if(time>500)
 {
  zs=1;
  time=0;
  num=Inpluse;
  Inpluse=0;
  PIDControl();
 }
 PWMOUT();
}
void timer_1()  interrupt 3
{
    cnt++;
}
```

### 六、PID 算法实现

PID 算法根据当前误差计算控制输出，调整 PWM 信号的占空比。

```c
void PIDControl()
{
 e=SpeedSet-num;
 duk=(Kp*(e-e1)+Ki*e+Kd*(e-2*e1+e2));  
 uk=uk1+duk;
 out=(int)uk;
 if(out>1000)
 {
  out=1000;
 }
 else if(out<0)
 {
  out=0;
 }
 uk1=uk;
 e2=e1;
 e1=e;
 PWMTime=out;
}
```

### 七、实验结果

通过调整目标转速，观察电机实际转速的变化。PID 控制器能够快速响应并稳定在设定的目标转速上，验证了 PID 控制算法的有效性。

### 八、总结

本实验通过 Proteus 仿真平台，设计并实现了一个基于 PID 控制的电机调速系统。实验结果表明，PID 控制算法能够有效调节电机转速，使其快速稳定在目标值上，为实际应用提供了参考依据。

### 资源代码

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【TB作品】51单片机 Proteus仿真 00001仿真实物PID电机调速系统

使用Proteus仿真软件设计一个开机登录程序,单片机选用ATmegga48.





基础要求:

1.程序启动后在LCD1602液晶屏上提示用户通过独立按键输入密码(6位)。

2.密码输入错误则在屏幕上提示密码错误,密码输入正确则在屏幕上提示密

码正确后等待约3秒后进入主界面,在屏幕中央显示HelloWorld。

附加任务:在原题基础上

1.LCD1602改用LCD12864液晶屏显示,独立按键改用4x4巨阵键盘。

2.首次开机可直接设置新密码,非首次开机提示用户输入密码,尽量使用内

部EEPROM。

3.进入主界面后用几个按键来实现修改之前保存的密码,修改E时屏幕上有光

标和相关提示。

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# 实验报告：基于ATmega48的开机登录程序设计

## 一、实验目的

设计并实现一个基于ATmega48单片机的开机登录程序，通过Proteus仿真软件进行仿真，使用LCD12864液晶屏和4x4矩阵键盘，实现密码输入和验证功能，初次开机可以设置新密码，后续可以通过按键修改密码。

## 二、实验器材

1. ATmega48单片机

2. LCD12864液晶屏

3. 4x4矩阵键盘

4. Proteus仿真软件

5. 按键和其他必要的电子元件

## 三、硬件连接

1. **LCD12864液晶屏**连接：

    - 数据线连接到单片机的PORTB

    - 控制线（E、RS、RW、复位等）连接到PORTC的相应引脚

2. **4x4矩阵键盘**连接：

    - 行和列引脚分别连接到单片机的PORTD的输入输出引脚

## 四、设计原理

### 1. 程序启动流程

- 程序启动后，在LCD12864液晶屏上提示用户输入密码（6位）。

- 初次开机允许用户设置新密码，密码保存在内部EEPROM中。

- 用户输入密码后，程序进行验证，若密码正确，显示“Hello World”欢迎界面；若密码错误，提示用户重新输入。

- 进入主界面后，用户可以通过特定按键修改之前保存的密码。

### 2. 程序功能模块

1. **LCD12864液晶屏的初始化与控制**

    - 液晶屏初始化函数`F12864_init()`，设定文本和图形显示区地址、光标形状和显示方式等。

    - 液晶屏显示控制函数，包括写命令、写数据、清屏等功能。

2. **EEPROM读写操作**

    - 通过内部EEPROM保存和读取密码，EEPROM_read()和EEPROM_write()函数实现读写操作。

3. **密码输入与验证**

    - 用户通过矩阵键盘输入密码，程序实时显示输入的密码。

    - 初次开机时，允许用户设置新密码，并保存在EEPROM中。

    - 非初次开机时，读取EEPROM中的密码进行验证。

4. **按键扫描**

    - 矩阵键盘按键扫描函数`get_key()`实现按键识别。

5. **修改密码**

    - 进入主界面后，用户可以通过按键进入修改密码模式，按步骤输入旧密码和新密码进行修改，并更新EEPROM中的密码。

## 五、程序原理
```c
// LCD12864初始化函数
void F12864_init(void) {
    // 数据方向设置
    DDRB = 0xFF;
    DDRC = 0xFF;
    // 复位
    REST_0;
    delay_nms(20);
    REST_1;
    // 设置文本显示区首地址、宽度和图形显示区首地址、宽度
    write_ddc(0x40, 0x00, 0x00);
    write_ddc(0x41, 128 / 8, 0x00);
    write_ddc(0x42, 0x00, 0x08);
    write_ddc(0x43, 128 / 8, 0x00);
    // 光标形状、显示方式和显示开关设置
    write_commond(0xA0);
    write_commond(0x80);
    write_commond(0x98);
    write_commond(0x9F);
}
// 读取EEPROM中的密码
void read_pwd(void) {
    for (char i = 0; i < 6; i++) {
        SYSTEM_PASSWORD[i] = EEPROM_read(0x0040 + i);
    }
}
// 写入密码到EEPROM
void write_pwd(void) {
    for (char i = 0; i < 6; i++) {
        EEPROM_write(0x0040 + i, SYSTEM_PASSWORD[i]);
    }
}
// 主程序
void main(void) {
    // 初始化
    F12864_init();
    F12864_clear();
    // 判断是否为首次开机
    if (get_vaild_pwd() == 0) {
        // 设置新密码流程
        set_new_password();
    } else {
        // 读取密码并进行验证
        read_pwd();
        verify_password();
    }
    // 进入主界面，允许用户修改密码
    enter_main_interface();
}
// 延时函数
void delay_nms(unsigned int time) {
    for (; time > 0; time--) {
        for (int i = 0; i < 500; i++);
    }
}
```

## 六、实验总结

通过本次实验，我们熟悉了ATmega48单片机的基本操作，掌握了LCD12864液晶屏的驱动方法和EEPROM的读写操作。通过Proteus仿真，验证了设计的开机登录程序功能的实现。通过合理的模块化设计，使得程序结构清晰、功能完善，为后续类似设计提供了参考和借鉴。


# 资源代码

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

【TB作品】基于ATmega48的开机登录程序设计

硬件组成：





LCD1602+脉搏测量电路（带灯）+蜂鸣器报警+按键设置+AT24C02

功能：

（1）LCD1602主页显示脉搏、报警上限、报警下限；

（2）五个按键：按键1：切换设置上限和设置下限； 

                         按键2：查看存的脉搏数值；

                         按键3：设置的时候加数值功能，查看存储的时候上翻页功能；

                         按键4：设置的时候减数值功能，查看存储的时候下翻页功能；

（3）脉搏不在上下限范围就报警；

（4）在正常测量中，每次测量出一次脉搏后，程序自动保存此次测量结果。

（5）使用AT24C02芯片存储100组脉搏信息，可以掉电保存；同时也存储设置的上下限，可以掉电保存；

随意加个时间显示

![在这里插入图片描述](/static/img/images/01123.png)



# 实验报告：ATmega8控制脉搏测量与显示系统

## 实验目的

设计并实现一个基于ATmega8微控制器的脉搏测量与显示系统，主要功能包括脉搏测量、上下限设置、报警功能和数据存储。

## 背景与原理

在本实验中，我们使用ATmega8微控制器、LCD1602显示器、DS1302时钟芯片以及AT24C02存储芯片构建了一个简易的脉搏测量与显示系统。系统通过脉搏测量电路获取脉搏信号，并在LCD1602上显示测量结果和设定的上下限值。当脉搏不在设定范围内时，系统会触发报警。此外，测量数据会存储在AT24C02芯片中，即使断电也能保持数据完整。

## 硬件组成

- ATmega8微控制器

- LCD1602显示器

- DS1302时钟芯片

- AT24C02存储芯片

- 脉搏测量电路

- 蜂鸣器报警

- 按键

## 电路连接

1. **ATmega8与LCD1602连接**：

   - 数据线：PD0-PD7

   - 控制线：PC0（RS）、PC1（RW）、PC2（E）

2. **DS1302与ATmega8连接**：

   - RST：PC5

   - SCLK：PD6

   - IO：PD5

3. **AT24C02与ATmega8连接**：

   - SDA：PC4

   - SCL：PC5

4. **脉搏测量电路**：通过模拟输入端口连接到ATmega8

5. **蜂鸣器与按键**：分别连接到ATmega8的不同IO端口

## 软件设计

### 主要模块介绍

1. **初始化模块**：

   - 初始化LCD1602、DS1302和AT24C02。

   - 设置定时器和中断。

2. **I2C通信模块**：

   - 实现I2C通信的启动、停止、读写等基本功能，用于与AT24C02存储芯片通信。

3. **脉搏测量与显示模块**：

   - 通过定时中断测量脉搏频率。

   - 实时显示脉搏值和上下限设定值。

   - 判断是否超出设定范围并触发报警。

4. **数据存储与读取模块**：

   - 将每次测量的脉搏值存储到AT24C02中。

   - 读取存储的历史数据供用户查看。

5. **按键处理模块**：

   - 处理按键输入，实现上下限设置、历史数据查看等功能。

### 程序原理

#### 主程序流程

1. 初始化各模块。

2. 进入主循环，不断监测按键输入并处理。

3. 定时获取脉搏测量数据并更新显示。

4. 判断是否超出设定范围，触发报警。

5. 存储测量数据。

#### 关键函数

1. **x24c02_init**：初始化I2C通信和AT24C02存储芯片。

2. **ds1302_init**：初始化DS1302时钟芯片。

3. **get_time**：获取当前时间。

4. **x24c02_read/write**：读写AT24C02芯片中的数据。

5. **deal_key**：处理按键输入。

6. **display**：更新LCD1602显示内容。

### 程序代码
```c
#include <iom8v.h>
#include <macros.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include "lcd1602.h"
// 函数声明
void flash_24c02(void);
void x24c02_init(void);
void start(void);
void stop(void);
void writex(unsigned char j);
unsigned char readx(void);
void ack(void);
unsigned char x24c02_read(unsigned char address);
void x24c02_write(unsigned char address, unsigned char info);
void ds1302_init(void);
void get_time(struct RTCTIME *p);
void time_write_1(unsigned char time_tx);
unsigned char time_read_1(void);
unsigned char getKeyBoardValue(void);
void display(void);
void deal_key(unsigned char button);
void main(void);
// 全局变量
unsigned int xinlv_cnt;
unsigned char xinlv, xinlv_h, xinlv_l, index, sum_xinlv, page;
struct RTCTIME rtctime;
// 主程序
void main(void) {
    // 初始化代码
    LCD_init();
    DDRD &= ~(0x08 + 0x03 + 0x10);
    DDRD |= 0x80; // BEEP
    SREG = 0x80; // 使能全局中断
    TIMSK |= (1 << TOIE1); // 使能定时溢出中断
    TCCR1A = 0x00; // 配置定时器工作在普通模式
    TCCR1B = 0x01; // 无分频
    TCNT1H = (65535 - 20000) / 256; // 5ms
    TCNT1L = (65535 - 20000) % 256; // 5ms
    MCUCR &= ~( (1 << ISC01) | (1 << ISC00) ); // 低电平触发中断
    GICR = (1 << INT0); // 使能外部中断0请求
    ds1302_init();
    LCD_write_str(0, 0, "                ");
    LCD_write_str(0, 1, "                ");
    x24c02_init();
    delay_nms(10);
    xinlv_h = x24c02_read(100);
    delay_nms(10);
    xinlv_l = x24c02_read(101);
    delay_nms(10);
    index = x24c02_read(102);
    delay_nms(10);
    sum_xinlv = x24c02_read(103);
    while (1) {
        // 按键检测与处理
        unsigned char button = getKeyBoardValue();
        if (button) {
            deal_key(button);
            while (getKeyBoardValue());
        }
        // 定时获取时间与脉搏数据
        static unsigned char timecyc = 0;
        timecyc = (timecyc + 1) % 10;
        if (timecyc == 0) {
            get_time(&rtctime);
            static unsigned char temp_sec;
            if (temp_sec != rtctime.miao) {
                temp_sec = rtctime.miao;
                display();
                if((xinlv < xinlv_l) || (xinlv > xinlv_h)) {
                    PORTD &= ~0x80;
                } else {
                    PORTD |= 0x80;
                }
            }
        }
        delay_nms(5);
    }
}
// 定时器中断服务程序
#pragma interrupt_handler Timer1_ovf:9
void Timer1_ovf(void) {
    TCNT1H = (65535 - 20000) / 256; // 5ms
    TCNT1L = (65535 - 20000) % 256; // 5ms
    xinlv_cnt++; // 时间加5ms
}
// 外部中断服务程序
#pragma interrupt_handler int0:2
void int0(void) {
    if (xinlv_cnt != 0) {
        xinlv = 60000 / (xinlv_cnt * 5); // 计算出心率
        x24c02_write(index, xinlv); // 写入心率
        index++;
        if (index == 100) {
            index = 0;
            sum_xinlv = 1;
            x24c02_write(103, sum_xinlv);
            flash_24c02();
        }
        x24c02_write(102, index);
    }
    xinlv_cnt = 0;
}
```

## 结果与分析

系统成功实现了脉搏测量与显示功能，并且可以通过按键设置报警上下限。当脉搏不在设定范围内时，系统能够正确触发报警。此外，测量数据能实时存储并掉电保持。

## 总结

本实验通过硬件与软件的结合，实现了一个简易的脉搏测量与显示系统。通过对各模块的合理设计与调试，使系统具备了脉搏实时监测、上下限设置、报警和数据存储等功能，为相关领域的进一步研究和应用提供了良好的基础。


# 资源代码

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

【TB作品】脉搏测量，ATMEGA8单片机，Proteus仿真，ATmega8控制脉搏测量与显示系统

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# 基于ATmega16的数码管独立按键密码锁设计实验报告

## 实验背景

本实验旨在设计并实现一个基于ATmega16单片机的数码管独立按键密码锁系统。该系统能够接受用户输入的密码，并与预设的系统密码进行比对，若匹配成功则点亮绿色LED灯，否则点亮红色LED灯。此设计广泛应用于电子门锁等安全系统中。

## 硬件介绍

### 主要元器件

1. **ATmega16单片机**：核心控制器，负责按键扫描、密码存储及比较、LED灯和数码管显示控制等。

2. **独立按键**：用于用户输入密码。

3. **共阴极数码管**：用于显示用户输入的密码。

4. **LED灯**：绿色和红色LED分别用于指示密码输入正确与否。

5. **电阻、电容**：用于限流和滤波。

### 电路连接

1. **独立按键**：连接至单片机的PINA和PINB引脚，用于检测按键输入。

2. **数码管**：连接至单片机的PORTC和PORTD引脚，通过动态扫描方式显示用户输入的密码。

3. **LED灯**：分别连接至单片机的PORTA引脚，通过控制高低电平实现亮灭。

4. **电源**：为整个系统提供稳定的电源供给。

## 设计原理

### 硬件设计

- **独立按键检测**：采用独立按键，通过PINA和PINB端口检测按键状态。每个按键对应一个独立的引脚，当按键按下时，检测到低电平，从而获取按键值。

- **数码管显示**：采用动态扫描方式，逐个显示数码管的内容。通过控制PORTD和PORTC实现数码管的选择和段码显示。

- **LED指示**：通过控制PORTA的高低电平来实现绿色和红色LED灯的亮灭，指示密码输入的正确与否。

### 软件设计

程序采用C语言编写，主要包括以下几个模块：

1. **延时函数**：通过简单的循环实现延时，以配合数码管动态扫描的刷新。

2. **按键检测**：扫描独立按键，获取用户按键输入的值。

3. **密码显示**：将用户输入的密码通过数码管显示出来。

4. **密码比较**：将用户输入的密码与预设密码进行比对，控制LED灯的显示状态。

## 程序原理

### 延时函数
```c
void delay_nms(int time) {
    int i;
    for (; time > 0; time--) {
        for (i = 0; i < 1000; i++);
    }
}
```

延时函数通过简单的循环实现，以配合数码管的动态扫描。

### 独立按键检测
```c
int getKeyBoardValue(void) {
    if ((PINB & 0x01) == 0) return 0;
    else if ((PINB & 0x02) == 0) return 1;
    else if ((PINB & 0x04) == 0) return 2;
    else if ((PINB & 0x08) == 0) return 3;
    else if ((PINB & 0x10) == 0) return 4;
    else if ((PINB & 0x20) == 0) return 5;
    else if ((PINB & 0x40) == 0) return 6;
    else if ((PINB & 0x80) == 0) return 7;
    else if ((PINA & 0x08) == 0) return 8;
    else if ((PINA & 0x10) == 0) return 9;
    else if ((PINA & 0x20) == 0) return 10;
    else if ((PINA & 0x40) == 0) return 11;
    else if ((PINA & 0x80) == 0) return 12;
    return 20;
}
```

通过检测PINA和PINB引脚的电平状态，判断哪个键被按下。

### 密码显示
```c
void display_pwd(char *pwdptr, unsigned char length) {
    int i = 0;
    for (i = 0; i < length; i++) {
        LedOut[i] = Disp_Tab[pwdptr[i] - '0'];
    }
    for (i = length; i < 6; i++) {
        LedOut[i] = Disp_Tab[11];
    }
}
```

将用户输入的密码通过数码管显示出来，未输入的位显示为空白。

### 主函数
```c
void main(void) {
    char cnt_seg = 0;
    int keyTemp = 0;
    char SYSTEM_PASSWORD[7] = "123456";
    char in_buffer[7] = {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0};
    char input_nuber = 0;
    char key_press_flag = 0;
    while (1) {
        keyTemp = getKeyBoardValue();
        if ((keyTemp != 20) && (key_press_flag == 0)) {
            key_press_flag = 1;
            if (keyTemp <= 9) keyTemp += '0';
            if ((keyTemp >= '0') && (keyTemp <= '9') && (input_nuber < 6)) {
                in_buffer[input_nuber++] = keyTemp;
            }
            if ((keyTemp == 11) && input_nuber) {
                input_nuber--;
                in_buffer[input_nuber] = 0;
            }
            if (keyTemp == 12) {
                input_nuber = 0;
                memset(in_buffer, 0, sizeof(in_buffer));
                PORTA |= 0x01;
                PORTA |= 0x02;
            }
            if ((keyTemp == 10) && (input_nuber == 6)) {
                if (memcmp(in_buffer, SYSTEM_PASSWORD, 6) == 0) {
                    PORTA &= ~0x02;
                    PORTA |= 0x01;
                } else {
                    PORTA &= ~0x01;
                    PORTA |= 0x02;
                }
                memset(LedOut, Disp_Tab[11], sizeof(LedOut));
                input_nuber = 0;
                memset(in_buffer, 0, sizeof(in_buffer));
            }
            display_pwd(in_buffer, input_nuber);
        }
        if (getKeyBoardValue() == 20) {
            key_press_flag = 0;
        }
        cnt_seg++;
        if (cnt_seg > 5) {
            cnt_seg = 0;
        }
        delay_nms(2);
    }
}
```

主函数负责初始化各端口，循环检测按键输入，处理用户输入的密码，并通过数码管显示和LED指示密码验证结果。


# 资源代码

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

【TB作品】数码管独立按键密码锁，ATMEGA16单片机，Proteus仿真 atmega16数码管独立按键密码锁

机电荷2018级课程设计题目及要求





题1:电子称重器设计

功能要求:

1)开机显示时间(小时、分)、时分可修改;

2)用滑动变阻器模拟称重传感器(测量范围0-

200g),数码管显示当前重量值,当重量值高于高

值时,红灯长亮;

3)当重量值低于低值时,黄灯长亮;

4)当重量值在正常值时,绿灯亮;

5)重量高值150g-200g和低值30g。

硬件调试:实现以上功能


数码管 段选RORTD八个引脚 位选PC0  PC1  PA1 PA2 PA3 PA4 PA5(只用到7位数码管)

按键四个 PB0 PB1 PB2 PB3

滑动变阻器接PA0

三个灯，黄绿红，接PB4  PB5  PB6

功能:

1数码管前四个显示时和分比如0158代表1点58分。数码管最后三位显示重量000到200表示多少g。

重量低于30，则黄灯亮。

重量正常，则绿灯亮。

重量高于150，则红灯亮。

按键1增加小时，按键2减少小时。(调时)

按键3增加分钟，按键4减少分钟。(调分)

正常走时。


![在这里插入图片描述](/static/img/images/01318.png)

## 电子称重器设计

### 功能要求

1. **显示时间**：开机后显示当前时间（小时和分钟），并且可以通过按键进行时、分的修改。

2. **重量测量**：使用滑动变阻器模拟称重传感器，测量范围为0到200克。数码管实时显示当前重量。

3. **重量报警**：根据测量的重量值，分别控制三种指示灯：

    - 当重量高于150克时，红灯亮。

    - 当重量低于30克时，黄灯亮。

    - 当重量在30克到150克之间时，绿灯亮。

### 硬件配置

- **数码管**：用于显示时间和重量。段选引脚连接RORTD，位选引脚连接PC0、PC1、PA1、PA2、PA3、PA4、PA5（只使用7位数码管）。

- **按键**：四个按键，分别连接到PB0、PB1、PB2、PB3。用于调整时间。

- **滑动变阻器**：连接到PA0，用于模拟称重传感器。

- **指示灯**：三个灯（黄、绿、红），分别连接到PB4、PB5、PB6。

### 系统原理

1. **时间显示与调整**：

    - 数码管的前四个位置用于显示当前时间。例如，显示"0158"表示当前时间是1点58分。

    - 通过按键1和按键2可以增加或减少小时，通过按键3和按键4可以增加或减少分钟。

    - 时间正常计时，并且每秒钟更新一次。

2. **重量测量与显示**：

    - 滑动变阻器模拟称重传感器，通过AD转换器将模拟信号转换为数字信号。

    - AD转换后的数据经过处理，显示在数码管的后三位。例如，显示"050"表示当前重量为50克。

    - 重量的变化实时更新到数码管上。

3. **重量报警指示**：

    - 程序根据重量值的范围控制相应的指示灯。

        - 当重量低于30克时，黄灯亮，表示重量过轻。

        - 当重量在30克到150克之间时，绿灯亮，表示重量正常。

        - 当重量超过150克时，红灯亮，表示重量过重。

### 程序实现与讲解

#### 1. 初始化设置
```c
DDRA = 0xFF - 0x01;  // 配置引脚的输入输出关系
DDRC |= 0x03;        // 配置引脚的输入输出关系
DDRD = 0xFF;         // 配置引脚的输入输出关系
DDRB = 0xF0;         // 配置引脚的输入输出关系
```

这段代码配置了各个引脚的输入输出关系。数码管、滑动变阻器和指示灯分别连接到不同的端口。

#### 2. 时间更新与显示
```c
SEG_DISP[0] = LED_Disbuf[time_hour % 100 / 10];
SEG_DISP[1] = LED_Disbuf[time_hour % 10];
SEG_DISP[2] = LED_Disbuf[time_minute % 100 / 10];
SEG_DISP[3] = LED_Disbuf[time_minute % 10];
```

这段代码将当前时间的小时和分钟分解成个位和十位，并将其转换为数码管显示的内容。

#### 3. 按键检测与时间调整
```c
int GetKey(void) {
    if ((PINB & 0x01) == 0) {
        return 1; // 第1个按键
    } else if ((PINB & 0x02) == 0) {
        return 2; // 第2个按键
    } else if ((PINB & 0x04) == 0) {
        return 3; // 第3个按键
    } else if ((PINB & 0x08) == 0) {
        return 4; // 第4个按键
    }
    return 0;
}
```

这个函数检测哪个按键被按下，并返回相应的按键编号。通过这个返回值可以调整时间。

```c
if (keyvalue == 1) { // 按键1的功能
    time_hour++;
    if (time_hour == 24) time_hour = 0;
} else if (keyvalue == 2) { // 按键2的功能
    if (time_hour == 0) {
        time_hour = 23;
    } else {
        time_hour--;
    }
} else if (keyvalue == 3) { // 按键3的功能
    time_minute++;
    if (time_minute == 60) time_minute = 0;
} else if (keyvalue == 4) { // 按键4的功能
    if (time_minute == 0) {
        time_minute = 59;
    } else {
        time_minute--;
    }
}
```

根据按键检测结果，调整小时和分钟。按键1和按键2用于增加和减少小时，按键3和按键4用于增加和减少分钟。

#### 4. 重量检测与显示
```c
unsigned int AD_GetData(void) {
    unsigned int ADData0;
    ADMUX = (1 << REFS0); // ADC参考电压为AVcc，ADC结果右对齐，选择通道ADC0
    ADCSRA |= (1 << ADEN) | (1 << ADPS2) | (1 << ADPS1); // 使能AD转换，ADC时钟64分频
    ADCSRA |= (1 << ADSC); // 开始AD转换
    while (!(ADCSRA & (1 << ADIF)));
    ADCSRA |= (1 << ADIF); // 清零ADC中断标志位
    ADData0 = ADC;
    ADData0 = ((long)ADData0 * 5010 / 1024); // 将获得的AD值转换为电压值，单位为mv
    ADData0 = ADData0 / 25; // 数值换算到0~200g
    return ADData0;
}
```

该函数通过AD转换器获取滑动变阻器的电压值，并将其转换为重量值，显示在数码管上。

#### 5. 指示灯控制
```c
if (ADData0 < 30) { // 重量低于30
    PORTB &= ~0x10; // PB4低电平，黄灯亮
    PORTB |= 0x20; // PB5高电平，绿灯不亮
    PORTB |= 0x40; // PB6高电平，红灯不亮
} else if (ADData0 < 150) {
    PORTB &= ~0x20; // PB5低电平，绿灯亮
    PORTB |= 0x10; // PB4高电平，黄灯不亮
    PORTB |= 0x40; // PB6高电平，红灯不亮
} else {
    PORTB &= ~0x40; // PB6低电平，红灯亮
    PORTB |= 0x20; // PB5高电平，绿灯不亮
    PORTB |= 0x10; // PB4高电平，黄灯不亮
}
```

根据重量值控制相应的指示灯。当重量低于30克时，黄灯亮；重量在30克到150克之间时，绿灯亮；重量超过150克时，红灯亮。

通过以上功能模块的合理设计和实现，可以完成电子称重器的主要功能，包括时间显示与调整、重量测量与显示以及重量报警指示。

## 资源

```
https://docs.qq.com/sheet/DUEdqZ2lmbmR6UVdU?u=bdf8eeb84961492ba2b62f7bfee641ea&tab=BB08J2
```

【TB作品】体重监控系统，ATMEGA16单片机，Proteus仿真

题2:温湿度监控系统设计





功能要求:

1)开机显示时间(小时、分)、时分可修改;

2)用两个滑动变阻器分别模拟温度传感器(测量范

围0-100度)与湿度传感器(0-100%),通过按键

可以在数码管切换显示当前温度值、湿度值;

3)当温度低于20度时,红灯长亮;

4)当湿度高于70%时,黄灯长亮;

5)当湿度正常时,绿灯亮;温度正常时蓝灯亮。

硬件调试:实现以上功能


![在这里插入图片描述](/static/img/images/01862.png)

### 温湿度监控系统设计实验报告

---

#### 一、实验背景及目的

本实验旨在设计一个温湿度监控系统，通过模拟温度和湿度传感器来测量环境参数，并根据设定的阈值控制不同颜色的指示灯。同时，系统还具备时间显示与修改功能，以满足基本的时钟需求。

---

#### 二、系统功能需求

1. **时间显示与修改**：系统开机后显示当前时间（小时、分钟），并允许用户通过按键修改时间。

2. **温湿度显示**：通过两个滑动变阻器分别模拟温度传感器（0-100度）和湿度传感器（0-100%），用户可通过按键在数码管上切换显示当前温度值和湿度值。

3. **指示灯控制**：

   - 温度低于20度时，红灯长亮。

   - 湿度高于70%时，黄灯长亮。

   - 湿度在正常范围（≤70%）时，绿灯亮。

   - 温度在正常范围（≥20度）时，蓝灯亮。

---

#### 三、系统设计原理

##### 1. **硬件设计**

系统硬件主要由微控制器、数码管显示模块、滑动变阻器、按键矩阵和指示灯组成。

- **微控制器**：负责读取传感器数据、处理逻辑并控制显示和指示灯。

- **数码管显示模块**：用于显示时间、温度和湿度值。

- **滑动变阻器**：模拟温度和湿度传感器，通过AD转换获取模拟量值。

- **按键矩阵**：用于用户输入，修改时间和切换显示内容。

- **指示灯**：根据温湿度值进行指示。

##### 2. **软件设计**

软件设计主要分为以下几个模块：

1. **初始化模块**：初始化各个端口、设置定时器、初始化显示内容。

2. **按键检测模块**：检测用户按键输入，并对时间进行修改或切换显示模式。

3. **AD转换模块**：获取滑动变阻器的模拟量值，转换为温度和湿度值。

4. **显示模块**：根据当前模式，显示时间、温度或湿度值。

5. **指示灯控制模块**：根据温湿度值，控制对应的指示灯状态。

---

#### 四、电路原理



- **数码管**连接到微控制器的输出端口，用于显示数值。

- **滑动变阻器**连接到AD转换器通道，用于模拟传感器输入。

- **按键矩阵**连接到微控制器的输入端口，用于用户交互。

- **指示灯**通过微控制器的输出端口控制，显示当前环境状态。

---

#### 五、程序原理

程序采用C语言编写，主要功能模块说明如下：

##### 1. **初始化模块**

初始化各个端口、设置定时器并初始化显示内容：

```c
void main( void ) {
    DDRA = 0XFF - 0X03;
    DDRC |= 0X03;
    DDRD = 0XFF;
    DDRB = 0X00;
    disp[0] = LED_Disbuf[rtc_hour % 100 / 10];
    disp[1] = LED_Disbuf[rtc_hour % 10];
    disp[2] = LED_Disbuf[rtc_min % 100 / 10];
    disp[3] = LED_Disbuf[rtc_min % 10];
    SREG = 0x80;
    TIMSK |= (1 << TOIE0);
    TCCR0 = 0x03;
    TCNT0 = 0;
    while (1) {
        // 主循环
    }
}
```

##### 2. **按键检测模块**

检测用户按键输入，用于修改时间和切换显示模式：

```c
int get_key( void ) {
    if (PINB != 0XFF) {
        if (PINB == 0xff - 0x01) return(1);
        if (PINB == 0xff - 0x02) return(2);
        // 检测其他按键
    }
    return(0);
}
```

##### 3. **AD转换模块**

获取滑动变阻器的模拟量值，并转换为温度和湿度值：

```c
void AD_GetData( void ) {
    ADMUX = (1 << REFS0);
    ADCSRA |= (1 << ADEN) | (1 << ADPS2) | (1 << ADPS1);
    ADCSRA |= (1 << ADSC);
    while (!(ADCSRA & (1 << ADIF)));
    ADCSRA |= (1 << ADIF);
    ADData0 = ADC;
    ADData0 = ((long) ADData0 * 5010 / 1024) / 50;
    // 处理湿度传感器数据
}
```

##### 4. **显示模块**

根据当前模式，显示时间、温度或湿度值：

```c
if (mode == 0) {
    disp[0] = LED_Disbuf[rtc_hour % 100 / 10];
    disp[1] = LED_Disbuf[rtc_hour % 10];
    disp[2] = LED_Disbuf[rtc_min % 100 / 10];
    disp[3] = LED_Disbuf[rtc_min % 10];
} else if (mode == 1) {
    disp[1] = LED_Disbuf[ADData0 / 100];
    disp[2] = LED_Disbuf[ADData0 % 100 / 10];
    disp[3] = LED_Disbuf[ADData0 % 10];
} else if (mode == 2) {
    disp[1] = LED_Disbuf[ADData1 / 100];
    disp[2] = LED_Disbuf[ADData1 % 100 / 10];
    disp[3] = LED_Disbuf[ADData1 % 10];
}
```

##### 5. **指示灯控制模块**

根据温湿度值，控制指示灯的状态：

```c
if (ADData0 < 20) {
    PORTA &= ~0x10;  // 红灯亮
    PORTA |= 0x20;   // 蓝灯灭
} else {
    PORTA &= ~0x20;  // 红灯灭
    PORTA |= 0x10;   // 蓝灯亮
}
if (ADData1 > 70) {
    PORTA &= ~0x40;  // 黄灯亮
    PORTA |= 0x80;   // 绿灯灭
} else {
    PORTA &= ~0x80;  // 黄灯灭
    PORTA |= 0x40;   // 绿灯亮
}
```

---

#### 六、实验结果

通过调试和运行，系统实现了预期的功能。开机后显示当前时间，并能通过按键修改时间；模拟温度和湿度传感器的数据，并能在数码管上切换显示当前温度和湿度值；根据温湿度值控制指示灯的状态，温度低于20度红灯长亮，湿度高于70%黄灯长亮，湿度正常绿灯亮，温度正常蓝灯亮。

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#### 七、总结

本实验通过设计一个温湿度监控系统，结合了AD转换、按键检测、数码管显示和指示灯控制等多项技术，全面锻炼了硬件和软件设计能力。系统在实际运行中表现稳定，达到了预期效果。

#### 资源

```
https://docs.qq.com/sheet/DUEdqZ2lmbmR6UVdU?u=bdf8eeb84961492ba2b62f7bfee641ea&tab=BB08J2
```

【TB作品】温湿度监控系统设计，ATMEGA16单片机，Proteus仿真

4个数码管+1个独立的数码管+键盘





1 键盘输入一个密码后数码管就显示一个密码，再输一个数码管就第二个显示，依次往后推。

2 *号键可以删除之前的一个输入的密码，#号键可以清除所有输入。

3 输入4个后，单片机自动比对密码（无需确认键），密码正确 小灯点亮。

4 密码错误三次后，蜂鸣器响起来。三次后不能进行任何输入，只能重新打开仿真。

5 输入正确一次，即可清空之前有的错误次数。

6 单独的那个数码管显示的就是剩余可犯错次数，犯错3次就不能再次输入了。

7 按键盘的A按键可以修改密码，无需输入原密码，直接按4个密码进去就完成修改。（从简的设计）


![在这里插入图片描述](/static/img/images/01884.png)


# 实验报告

## 实验名称

数码管密码锁系统设计与实现

## 实验目的

1. 掌握基于ATMEGA16单片机的数码管显示和矩阵键盘输入技术。

2. 设计并实现一个具有密码输入、验证和错误提示功能的数码管密码锁系统。

3. 学习蜂鸣器报警和LED指示灯的控制。

## 实验设备

1. ATMEGA16单片机

2. 矩阵键盘

3. 数码管（4个共阳极数码管+1个独立的数码管）

4. LED灯

5. 蜂鸣器

6. Proteus仿真软件

## 系统功能

1. 键盘输入密码，数码管依次显示输入的密码。

2. “*”键用于删除上一个输入的密码，“#”键用于清除所有输入。

3. 输入4位密码后自动比对，如果密码正确，点亮指示灯；密码错误三次后，蜂鸣器报警且锁定系统。

4. 独立数码管显示剩余错误次数，三次错误后系统锁定，无法继续输入。

5. 按键“A”用于修改密码，无需输入原密码，直接输入新密码完成修改。

6. 输入正确一次，即可清空之前的错误次数。

## 系统原理

### 硬件原理

1. **矩阵键盘：** 采用4行4列的矩阵键盘，通过扫描方式获取按键值。

2. **数码管显示：** 采用共阳极数码管，使用段选信号控制显示内容，位选信号控制具体显示哪个数码管。

3. **LED指示灯：** 通过单片机IO口控制，表示密码输入正确。

4. **蜂鸣器：** 通过单片机IO口控制，表示密码错误三次后的报警。

5. **独立数码管：** 显示剩余错误次数。

### 软件原理

1. **键盘扫描：** 通过行列扫描法检测按键输入，根据按键值查找键盘映射表获取实际按键。

2. **密码存储与比对：** 通过数组存储系统密码和用户输入的密码，输入4位后进行比对。

3. **数码管显示：** 根据输入的密码和剩余错误次数更新数码管显示内容。

4. **错误处理：** 记录密码错误次数，三次错误后锁定系统，蜂鸣器报警。

5. **密码修改：** 通过按键“A”进入密码修改模式，直接输入4位新密码更新系统密码。

## 电路设计

1. **矩阵键盘接口：** 矩阵键盘的行线和列线分别连接到单片机的IO口，通过设置行线和检测列线电平变化来识别按键。

2. **数码管接口：** 数码管的段选信号连接到单片机的一个端口，位选信号通过NPN三极管驱动，由单片机的另一组端口控制。

3. **LED与蜂鸣器接口：** LED和蜂鸣器分别通过限流电阻连接到单片机的IO口，通过控制IO口电平实现开关控制。

## 程序设计

### 键盘扫描函数
```c
int getKeyBoardValue(void)
{
    // 键盘扫描代码，返回按键值
}
```

### 显示函数
```c
void display_pwd(char *pwdptr, unsigned char length)
{
    // 根据输入的密码和剩余错误次数更新数码管显示内容
}
```

### 主程序
```c
int main(void)
{
    // 系统初始化
    // 主循环，处理键盘输入、密码比对、数码管显示等逻辑
}
```

## 实验步骤

1. 连接硬件电路，完成矩阵键盘、数码管、LED、蜂鸣器的连接。

2. 编写并烧录程序到ATMEGA16单片机。

3. 使用Proteus仿真，测试系统功能，验证各项功能是否正确实现。

## 实验结果

1. 输入密码，数码管正确显示输入的数字。

2. 密码输入正确，LED指示灯点亮。

3. 密码错误三次后，蜂鸣器报警，系统锁定。

4. 按键“A”可以进入密码修改模式，重新设置系统密码。

5. 独立数码管显示剩余错误次数，错误三次后锁定输入。

## 总结

本实验通过设计和实现一个基于ATMEGA16单片机的数码管密码锁系统，掌握了矩阵键盘输入、数码管显示、LED和蜂鸣器控制等技术，系统功能完善，达到了预期的实验目标。在实际应用中，该设计可以进一步优化，例如增加密码保护机制，增强系统安全性。

## 资源

```
https://docs.qq.com/sheet/DUEdqZ2lmbmR6UVdU?u=bdf8eeb84961492ba2b62f7bfee641ea&tab=BB08J2
```

【TB作品】密码锁，数码管，ATMEGA16单片机，Proteus仿真

智能台灯





1 adc检测光强光敏电阻  显示电压

2 光强太高 也就是高于临界值   就关闭小灯  

3 光强太低 也就是低于临界值 就打开小灯

3 按键修改临界值 显示

![在这里插入图片描述](/static/img/images/01908.png)


# 实验报告：基于ATMEGA16单片机的智能台灯设计与Proteus仿真

## 1. 实验背景

智能台灯是一种能够根据环境光强自动调节亮度的灯具，广泛应用于节能和智能家居系统中。本实验利用ATmega16单片机和光敏电阻，通过AD转换测量环境光强，结合LCD1602显示屏和按键，实现对环境光强的检测和临界值的设置，从而控制小灯的亮灭。通过Proteus仿真平台，可以直观地验证设计的功能和效果。

## 2. 实验目的

1. 掌握AD转换的基本原理和使用方法。

2. 熟悉LCD1602显示屏的控制与数据输出。

3. 实现环境光强的自动检测和小灯的自动控制。

4. 提高单片机系统设计和调试能力。

## 3. 系统概述

### 3.1 系统组成

1. **ATmega16单片机**：核心控制器，负责AD转换、数据处理和显示控制。

2. **光敏电阻**：用于检测环境光强。

3. **LCD1602显示屏**：用于显示环境光强和临界值。

4. **按键**：用于设置光强临界值。

5. **小灯**：根据光强临界值自动控制亮灭。

### 3.2 系统原理

1. **AD转换**：通过光敏电阻检测环境光强，AD转换模块将模拟信号转换为数字信号。

2. **数据处理**：单片机根据AD转换的结果计算当前光强，并判断是否超过设定的临界值。

3. **显示与控制**：LCD1602显示屏实时显示当前光强和临界值。根据光强和临界值的比较结果，自动控制小灯的亮灭状态。

4. **按键设置**：通过按键可以调整光强的临界值，以适应不同的环境需求。

## 4. 硬件设计

### 4.1 硬件连接

1. **光敏电阻**：连接到ATmega16的ADC0通道，用于检测环境光强。

2. **LCD1602显示屏**：数据线和控制线连接到单片机的PORTD和其他I/O口。

3. **按键**：两个按键分别连接到单片机的PB0和PB1，用于增加和减少光强临界值。

4. **小灯**：连接到单片机的PD0，通过I/O口控制其亮灭。

### 4.2 硬件配置

1. **I/O口配置**：

   - ADC0通道设置为输入口，高阻态，用于接收光敏电阻的模拟信号。

   - PORTB配置为输入，用于接收按键输入。

   - PORTD配置为输出，用于驱动LCD显示屏和控制小灯。

2. **AD转换配置**：

   - 设置ADC参考电压为AVcc，ADC结果右对齐，选择通道ADC0。

   - 使能AD转换，设置ADC时钟为64分频。

## 5. 软件设计

### 5.1 功能模块

1. **初始化模块**：初始化LCD显示屏、AD转换模块和I/O口。

2. **AD转换模块**：获取光敏电阻的AD值，并转换为电压值。

3. **显示模块**：在LCD1602显示屏上显示当前光强和临界值。

4. **控制模块**：根据光强和临界值的比较结果，自动控制小灯的亮灭状态。

5. **按键设置模块**：通过按键调整光强的临界值。

### 5.2 系统流程

1. **系统初始化**：初始化LCD显示屏、AD转换模块和按键输入。

2. **光强检测**：通过AD转换获取光敏电阻的电压值，计算当前光强。

3. **光强显示**：将当前光强和设定的临界值显示在LCD1602显示屏上。

4. **自动控制**：根据光强和临界值的比较结果，控制小灯的亮灭。

5. **临界值调整**：通过按键输入调整光强的临界值。

## 6. 详细实现

### 6.1 AD转换原理

AD转换器用于将光敏电阻检测到的模拟信号转换为数字信号。通过设置ADC参考电压和通道选择，启动AD转换，等待转换完成后读取ADC值。具体过程如下：

1. **初始化AD转换模块**：设置ADC参考电压为AVcc，选择ADC0通道，启用ADC并设置时钟分频。

2. **获取AD转换结果**：启动AD转换，等待转换完成后读取ADC值，并将其转换为电压值。

### 6.2 数据处理与显示

1. **光强计算**：通过公式将AD转换的结果转换为电压值（单位为mV）。

2. **显示光强和临界值**：将当前光强和设定的临界值转换为字符串，并显示在LCD1602显示屏上。

### 6.3 自动控制与按键设置

1. **自动控制**：根据当前光强和临界值的比较结果，控制小灯的亮灭状态。若光强高于临界值，则关闭小灯；反之，则打开小灯。

2. **按键设置**：通过按键输入调整光强的临界值。按键1用于增加临界值，按键2用于减少临界值，每次调整100mV。

### 6.4 主程序流程

1. **初始化**：初始化LCD显示屏、AD转换模块和按键输入。

2. **循环检测**：在主循环中，持续进行光强检测和显示，判断是否需要调整临界值，并控制小灯的亮灭状态。

## 7. 总结

通过本实验，我们成功设计并实现了一个基于ATmega16单片机的智能台灯系统。该项目不仅加深了对AD转换、LCD显示和按键输入的理解，还展示了单片机在智能控制系统中的应用。通过Proteus仿真平台，我们可以直观地验证设计的功能和效果，提高了系统设计和调试的能力。该项目对于学习单片机应用和智能控制系统设计具有重要意义。

## 资源

```
https://docs.qq.com/sheet/DUEdqZ2lmbmR6UVdU?u=bdf8eeb84961492ba2b62f7bfee641ea&tab=BB08J2
```