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51单片机嵌入式开发：21、STC89C52R控制抢答器+数码管+后台显示+LCD1602x显示_stc89c52 抢答
作者：代码探险家 | 2024-08-20 03:04:17
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stc89c52 抢答
STC89C52R控制抢答器+数码管+后台显示+LCD1602x显示
1 概述
1.1 项目概述
该项目旨在利用STC89C52R单片机构建一个多功能抢答器显示系统，涵盖LCD1602x显示屏、数码管和后台数码显示器。通过串口通信，单片机能够与后台数码显示器进行数据交换和控制，实现更加灵活和多样化的显示功能。
1.2 项目组成部分
（1）STC89C52R单片机：
（2）LCD1602显示：
（3）数码管：
（4）后台数码显示器（通过串口通信）：
（5）按键：
（6）Proteus：
1.3 功能描述
（1）LCD1602:
LCD1602显示屏用于展示文字信息，能够显示实时数据如日期、时间、温度等。
（2）数码管:
数码管用于呈现数字信息，例如计数器数值、计时器时间等。
后台数码显示器（通过串口通信）:
借助串口通信，单片机与后台数码显示器相连，实现双向数据传输和控制，扩展显示功能。
（3）按键:
通过4个按键实现抢答器按钮功能。
（4）Proteus:
使用实物演示和Proteus仿真方式展示系统功能。
2 开发环境
2.1 支持设备
我们采用华晴51开发板、Keil开发工具和PROTEUS仿真软件。结合这三者，开发人员得以进行完整的嵌入式系统开发流程。他们可以利用Keil开发工具编写、编译和调试8051单片机程序，接着通过PROTEUS仿真软件验证程序正确性和系统功能。一旦验证通过，程序可下载至华晴51开发板进行实际硬件调试和测试，完成嵌入式系统的开发。这些工具的综合运用使得开发人员能够全面开发和验证嵌入式系统，提升开发效率、降低成本，并确保系统的稳定性和可靠性。
（1）华晴51开发板：
华晴51开发板是一款基于8051系列单片机的专用开发板，主要用于嵌入式系统的学习、开发和测试。该开发板拥有多样的外设接口，包括LED、按键、数码管、LCD显示屏、通信接口等，使用户能够轻松进行各种实验和项目开发。此外，华晴51开发板支持多种编程方式，如汇编语言、C语言等，适用于各类用户，无论是初学者还是专业开发人员。
（2）Keil开发工具：
Keil开发工具是一套专业的嵌入式系统开发工具，主要针对ARM和8051等处理器的嵌入式软件开发。其中，Keil C51是专为8051系列单片机设计的C语言集成开发环境，提供编译、调试、仿真等功能，使开发人员能够高效进行嵌入式软件开发。该工具配备了强大的调试功能，可帮助开发人员快速定位和解决程序中的问题，提升开发效率。
（3）PROTEUS仿真软件：
PROTEUS是一款被广泛应用于电子电路设计和仿真的软件。在嵌入式系统开发领域，PROTEUS通常用于对电路设计和单片机程序进行仿真，以验证系统功能、调试程序并检测潜在问题。该软件提供了丰富的元件库和仿真功能，使用户能够轻松搭建电路原理图、加载单片机程序，并进行实时仿真。
2.2 硬件电路
（1）STC89C52R单片机：
晶振使用11.0592Mhz
（2）LCD1602码表：
（3）数码管：
（4）后台数码显示器（通过串口通信）：
（5）按键：
按键使用独立按键形式，P34 P35 P36 P37引脚
（6）实物与Proteus：
3 软件代码工程
//main.c文件
#include "includes.h" /******************************************************************/ /* 微秒延时函数 //10us */ /******************************************************************/ void delay_us(unsigned int us)//delay us { while(us--) { } } /******************************************************************/ /* 微秒延时函数 */ /******************************************************************/ void delay_ms(unsigned int Ms)//delay us { while(Ms--) { delay_us(100); } } /*------------------------------------------------ 主函数 ------------------------------------------------*/ unsigned char pro_key_data = 0; void main (void) { char Test2[] = " "; unsigned char databuf[4] = {0}; //串口外设初始化 sys_uart_init(); //LCD1602显示屏初始化 LCD_init(); sprintf(Test2,"Nunber:"); LCD_write_strl(0,0,Test2,16); P1 = 0xFF; while (1) { //获取按键值 pro_key_data = sys_key_single(); if(pro_key_data) { //指示灯显示 P1 &= ~(1<<(pro_key_data-1)); //数码管显示 sys_keynum_ledon(pro_key_data,0); //LCD1602显示 LCD_write_com(0x80+7); lcd_number(pro_key_data); } } }
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//includes.h文件
#ifndef __INCLUDES_H__ #define __INCLUDES_H__ //#include<reg52.h> #include<intrins.h> //汇编指令_nop_ #include<stdio.h> //标准输入输出 //_nop_(); 产生一条NOP指令 //作用：对于延时很短的，要求在us级的，采用“_nop_”函数，这个函数相当汇编NOP指令，延时几微秒。 //NOP指令为单周期指令，可由晶振频率算出延时时间。 //8051 为每个机器周期 12 时钟 //对于12M晶振，延时1uS。 //11.0592M晶振，延时1.0851uS。 //对于延时比较长的，要求在大于10us，采用C51中的循环语句来实现。 //包含头文件，一般情况不需要改动，头文件包含特殊功能寄存器的定义 #include "STC89C5xRC_RDP.h" //应用层头文件 //#include "c51_gpio.h" #include "c51_ledtube.h" #include "c51_key.h" //#include "c51_timer.h" //#include "c51_exit.h" #include "c51_lcd1602.h" //#include "c51_iic.h" //#include "c51_tx1838.h" #include "c51_uart.h" //#include "c51_28byj48.h" //#include "c51_ds1302.h" extern unsigned char pro_key_data; extern void delay_us(unsigned int us);//delay us; extern void delay_ms(unsigned int Ms);//delay Ms; #endif
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//c51_ledtube.c文件
#include "includes.h" 显示段码值01234567,可对应原理图查看显示不同图形对应的引脚高点电平配置状态 //unsigned char const EL[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71};//0-F code unsigned char ledmap[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x40,0x80}; ///******************************************************** //函数名称：sys_ledtube_on1 //函数功能：点亮一个数码管全为亮起来 //入口参数： //出口参数： //修 改： //内 容： //********************************************************/ //void sys_ledtube_on1(void) //{ // //根据原理图，将P0口全部输出高电平，P2选择0号数码管 // P0=0xFF;//取显示数据，段码 // P2=0; //取位码 //} ///******************************************************** //函数名称：sys_ledtube_on2 //函数功能：显示一组数据 //入口参数： //出口参数： //修 改： //内 容： //********************************************************/ //static unsigned char ledtube_cnt = 0; //void sys_ledtube_on2(void) //{ // ledtube_cnt++; // if(ledtube_cnt>7) // { // ledtube_cnt = 0; // } // P0 = 0x00; //防止切换数码管瞬间有虚影出现 // P2 = 0x00; // P0 = ledmap[ledtube_cnt]; //取显示数据，段码 // P2 = ledtube_cnt; //取位码 // // //根据人眼适应虚影缓冲时间为50ms左右 // //我们调整delay在500以下可以看到明显的看起来是一串数据一起显示 // delay(100); //} ///******************************************************** //函数名称：sys_keynum_ledon //函数功能：显示按键数值 //入口参数：按键数值 //出口参数： //修 改： //内 容： //********************************************************/ void sys_keynum_ledon(unsigned char num,unsigned char pn) { //根据原理图，将P0口全部输出高电平，P2选择0号数码管 P0 = 0x00; //防止切换数码管瞬间有虚影出现 P2 = pn; //取位码 P0 = ledmap[num]; //取显示数据，段码 delay_ms(1); P2 = 7; //取位码 }
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//c51_ledtube.h文件
#ifndef __C51_LEDTUBE_H__
#define __C51_LEDTUBE_H__
//extern unsigned char const EL[];
//extern void sys_ledtube_on1(void);
//extern void sys_ledtube_on2(void);
extern void sys_keynum_ledon(unsigned char num,unsigned char pn);
#endif
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//c51_uart.c文件
#include "includes.h" /*----------------------------------------------- 名称：串口通信 内容：连接好串口或者usb转串口至电脑，下载该程序，打开电源 打开串口调试程序，将波特率设置为9600，无奇偶校验 晶振11.0592MHz，发送和接收使用的格式相同，如都使用 字符型格式，在发送框输入 hello，I Love MCU ，在接 收框中同样可以看到相同字符，说明设置和通信正确 ------------------------------------------------*/ /******************************************************************/ void sys_uart_init(void) { SCON = 0x50; /* SCON: 模式 1, 8-bit UART, 使能接收 */ TMOD |= 0x20; /* TMOD: timer 1, mode 2, 8-bit reload */ TH1 = 0xFD; /* TH1: reload value for 9600 baud @ 11.0592MHz */ TR1 = 1; /* TR1: timer 1 run */ EA = 1; /*打开总中断*/ //ES = 1; /*打开串口中断*///当使用串口协议通讯时可以使用此型号中断 } void Uart_SendChar(unsigned char dat) { SBUF = dat; while(!TI); TI = 0; } char putchar(char c)//重定向 { Uart_SendChar(c); return c; } /******************************************************************/ /* 串口中断程序 */ /******************************************************************/ static unsigned char uart_temp = 0; //定义临时变量 static unsigned char uart_cnt = 0; //定义临时变量 void UART_isr(void) interrupt 4 //串行中断服务程序 { if(RI) //判断是接收中断产生 { RI=0; //标志位清零 uart_temp=SBUF; //读入缓冲区的值 if(uart_cnt==0) { if(0x02 == uart_temp) { uart_cnt = 1; } else { uart_cnt = 0; } } else if(uart_cnt==1) { if(0x05 == uart_temp) { uart_cnt = 2; } else { uart_cnt = 0; } } else if(uart_cnt==2) { uart_cnt = 0; //P1=uart_temp; //把值输出到P1口，用于观察 SBUF=uart_temp; //把接收到的值再发回电脑端 } else { uart_cnt = 0; } } if(TI) //如果是发送标志位，清零 { TI=0; } }
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//c51_uart.h文件
#ifndef __C51_UART_H__
#define __C51_UART_H__
extern void Uart_SendChar(unsigned char dat);
extern char putchar(char c);//重定向
extern void sys_uart_init(void);
extern void UART_isr(void);
#endif
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//c51_lcd1602.c文件
#include "includes.h" #include <string.h> /******************************************************************/ /* 写入命令函数 */ /******************************************************************/ void LCD_write_com(unsigned char com) { RS_CLR; RW_CLR; EN_SET; P0 = com; delay_us(5); EN_CLR; } /******************************************************************/ /* 写入数据函数 */ /******************************************************************/ void LCD_write_Data(unsigned char Data) { RS_SET; RW_CLR; EN_SET; P0 = Data; delay_us(5); EN_CLR; } /**************************************** 函数功能：LCD显示数字0-9 *****************************************/ void lcd_number(unsigned int number) { int num[10]={0x30,0x31,0x32,0x33,0x34,0x35,0x36,0x37,0x38,0x39}; switch(number) { case 0:LCD_write_Data(num[0]); break; case 1:LCD_write_Data(num[1]); break; case 2:LCD_write_Data(num[2]); break; case 3:LCD_write_Data(num[3]); break; case 4:LCD_write_Data(num[4]); break; case 5:LCD_write_Data(num[5]); break; case 6:LCD_write_Data(num[6]); break; case 7:LCD_write_Data(num[7]); break; case 8:LCD_write_Data(num[8]); break; case 9:LCD_write_Data(num[9]); break; } } /******************************************************************/ /* 初始化函数 */ /******************************************************************/ void LCD_init(void) { LCD_write_com(0x38); /*显示模式设置*/ delay_ms(5); LCD_write_com(0x38); delay_ms(5); LCD_write_com(0x38); delay_ms(5); LCD_write_com(0x38); LCD_write_com(0x08); /*显示关闭*/ LCD_write_com(0x01); /*显示清屏*/ LCD_write_com(0x06); /*显示光标移动设置*/ delay_ms(5); LCD_write_com(0x0C); /*显示开及光标设置*/ } /******************************************************************/ /* 写入字符串函数 */ /* X:第几列 Y：第几行 *s字符串为空时跳出 */ /******************************************************************/ void LCD_write_strl(unsigned char x,unsigned char y,unsigned char *s,unsigned length) { unsigned char cnt = 0; //LCD_write_com(0x01); /*显示清屏*/ if (y == 0) { LCD_write_com(0x80 + x); } else { LCD_write_com(0xC0 + x); } while(length--) { LCD_write_Data( *s); s ++; cnt++; } }
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//c51_lcd1602.h文件
#ifndef __C51_LCD1602_H__ #define __C51_LCD1602_H__ #include "STC89C5xRC_RDP.h" //定义宏定义 sbit RS = P2^4; //定义端口 sbit RW = P2^5; sbit EN = P2^6; #define RS_CLR RS=0 #define RS_SET RS=1 #define RW_CLR RW=0 #define RW_SET RW=1 #define EN_CLR EN=0 #define EN_SET EN=1 extern void LCD_write_com(unsigned char com) ; extern void LCD_write_Data(unsigned char Data) ; extern void lcd_number(unsigned int number); extern void LCD_init(void) ; extern void LCD_write_strl(unsigned char x,unsigned char y,unsigned char *s,unsigned length) ; #endif
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//c51_key.c文件
#include "includes.h" sbit key1=P3^7;//定义按键位置 需要切换到独立按键模式 sbit key2=P3^6; sbit key3=P3^5; sbit key4=P3^4; bit Flag = 0; unsigned char key_num = 0; /******************************************************************/ /* 主函数 */ /******************************************************************/ unsigned char sys_key_single(void) { if(!Flag) //执行一次就停止了 先检测到的相应 复位后有效 { if(!key1) {P1=0xFE;Flag=1;key_num=1;printf("The key_num ：Number 1;\r\n");}// else if(!key2){P1=0xFD;Flag=1;key_num=2;printf("The key_num ：Number 2;\r\n");}// else if(!key3){P1=0xFB;Flag=1;key_num=3;printf("The key_num ：Number 3;\r\n");}// else if(!key4){P1=0xF7;Flag=1;key_num=4;printf("The key_num ：Number 4;\r\n");}// else { key_num=0; } //串口后台打印数字 } return key_num; } //如果有干扰请加去抖程序 //红外接收头部分用黑色物质遮光，防止干扰按键
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//c51_key.h文件
#ifndef __C51_KEY_H__
#define __C51_KEY_H__
extern unsigned char sys_key_single(void); //键盘扫描函数，使用行列反转扫描法
#endif
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4 演示Proteus仿真
5 总结
STC89C52R控制抢答器+数码管+后台显示+LCD1602x显示具有以下价值和优势：
1.
功能丰富性：整合抢答器、数码管、后台显示和LCD1602x显示功能，实现多样化的信息展示和控制功能。
2. 灵活性：通过STC89C52R控制，系统具有灵活的数据交换和控制能力，可根据需求定制显示内容和功能。
3. 用户体验：提供直观的数码显示和LCD1602x显示，增强用户交互体验，使信息更加清晰和易读。
4. 系统稳定性：采用STC89C52R作为控制核心，系统稳定可靠，保证长时间稳定运行。
5. 开发效率：整合多种显示功能和控制模块，简化开发流程，提高开发效率和系统集成度。
6. 教育和培训：适用于教育和培训领域，帮助学习者理解嵌入式系统开发和控制原理。
7. 应用广泛：可用于各类竞赛、培训、演示等活动中，扩展了系统应用领域和功能范围。
这些优势使得STC89C52R控制的抢答器与数码管、后台显示和LCD1602x显示系统成为一款具有实用性和创新性的嵌入式系统，能够满足多样化的需求并提升用户体验。
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