# 智能避雨感光窗户系统模型设计——基于飞思卡尔MC9S12XS128
一、效果展示
二、设计目的
介于现在许多家庭出于种种原因，家里的窗户在下雨或者是在白天不在家时都没有及时关闭，这样会带来很多不必要的麻烦，所以设计的这个系统，主要完成的任务是，能根据窗外的实时情况来调整窗户的开与关。这个模型结合MC9S12XS128中的周期中断定时器PIT、脉冲宽度调制器PWM、A-D转换器、串行通信接口SCI等基本模块，精确控制步进电机正转、反转来完成开窗、关窗动作。以此来巩固所学的知识，并应用于日常生活中。
当然这个也是我课程设计内容，做一些记录，给大家参考学习，如果有说的不对的，还望指正。
三、设计思想
通过开启锁相环时钟，让总线时钟达到40MHz，使能PWM通道，用来输出占空比50%、周期1ms的脉冲，从而控制步进电机转动角度，开启PIT定时器模块，用来对PWM通道输出脉冲计数；使能ATD模块，AD的两个通道分别连接雨水传感器及光敏电阻，连续采样，获取电压值，将两个参量数值与所设定的阈值比较，来控制步进电机是否正转、反转；同时从DS18B20来获取当前的温度值，通过LCD12864液晶来刷新显示每个参数当前值以及窗户状态；使能SCI串行通信模块，连接HC-05蓝牙，通过PC机连接HC-05蓝牙或者手机自带的蓝牙，发送指令给MC9S12XS128，返回当前参数各个值。
四、设计条件
| 名称 | 数量 |
|---|---|
| MC9S12XS128单片机开发板 | 1 |
| DC24V-4A适配器(给步进电机驱动器供电) | 1 |
| DC12V-1A适配器(开发板供电) | 1 |
| TB6600步进电机驱动器 | 1 |
| 42步进电机 | 1 |
| HC-05蓝牙模块 | 2 |
| USB转TTL | 2 |
| 下雨传感器 | 1 |
| PC机 | 1 |
| Android手机 | 1 |
| 面包板\杜邦线 | 若干 |
五、智能避雨感光窗户模型功能框图
六、软件流程图
1、基本流程图
2、中断流程图
七、单片机定量分析
1、锁相环时钟
一般常用内部振荡的方式为MCU提供时钟源，振荡器时钟二分频后作为MCU内部总线时钟。MC9S12XS128通常外部采用16MHz石英晶体，即
$$ f_{BUSCLK}=f_{OSCCLK}/2 $$
根据分频因子、倍频分频因子、后分频因子有
$$ f_{REFCLK}=f_{OSCCLK}/\left( REFDV+1 \right) $$
$$ f_{VCOCLK}=2f_{OSCCLK}\left( SYNR+1 \right) /\left( REFDV+1 \right) $$
$$ f_{PLLCLK}=f_{VCOCLK}/\left( 2\times POSTDIV \right) $$
开启锁相环时钟，并设置为系统时钟，则此时系统总线时钟有
$$ f_{BUSCLK}=f_{PLLCLK}/2 $$
$$ \begin{cases} > REFDV=7\\ > SYNR=19\\ > POSTDIV=0\\ >\end{cases} $$
则此时，总线时钟为
$$ f_{BUSCLK}=f_{PLLCLK}/2=f_{VOCCLK}/2 \\ =2f_{OSCCLK}\left( SYNR+1 \right) /\left( REFDV+1 \right) /2 \\ =2\times 16MHz\times \left( 19+1 \right) /\left( 7+1 \right) /2 \\ =40MHz $$
2、PIT定时器模块
PIT模块为模-数递减计数器，通过设定其计数寄存器初值，每个总线时钟8位微计数器做一次减1操作，当8位微计数器自减为0时，触发被控端16位计数器一次减1操作，然后8位微计数器再次自减直至为0，并再次触发16位计数器做一次减1操作，以此类推，直至16位计数器自减为0产生溢出。如果允许该定时器溢出中断，可以产生相应的中断申请。通过对总线时钟进行计数可以实现PIT定时功能，以触发外围模块或唤醒周期性中断。
4路24位定时器/计数器，每路可以分别打开和关闭，均可产生超时中断，定时周期可为总线时钟的1~2倍。例如，某个定时器通道使用的8位微计数器和16位计数器对应的加载寄存器的值为M和N,MCU内部总线时钟频率为f_Busclk，则该通道的定时周期为
$$ \text{定时周期}=\left( M+1 \right) \left( N+1 \right) /f_{BUSCLK} $$
通过操作PIT模块相关寄存器，设定定时器通道0、1定时周期分别为1ms，100ms，定时器通道0使用微计数器0，定时器通道1使用微计数器1，即
$$ \left( M_0+1 \right) \left( N_0+1 \right) =1\times 10^{-3}\times 40\times 10^6=40\times 1000 $$
$$ \left( M_1+1 \right) \left( N_1+1 \right) =1\times 10^{-1}\times 40\times 10^6=200\times 20000 $$
3、脉冲宽度调制器PWM
MC9S12XS128内置的PWM模块包括8路具有可编程周期和占空比的PWM通道，亦可以通过设置变为４个16位PWM通道。每个PWM通道由独立运行的８位通道计数器、通道周期寄存器和占空比寄存器等组成。通过设置各寄存器的参数设置，确定PWM信号波形的输出周期和占空比，设置每个通道PWM输出波形的极性和对齐方式，从4个时钟源(A,B,SA,SB)为通道选择时钟源。
控制步进电机转动需要设置脉冲周期1ms，占空比为50%。PWM通道0、1级联，PWM通道使用SA时钟源，
$$ \text{时钟}A=\text{总线时钟}/PCKA \\ =40MHz/8=5MHz $$
$$ \text{时钟}SA=\text{时钟}A/\left( 2\times PWMSCLA \right) \\ =5MHz/\left( 2\times 5 \right) =0.1MHz $$
PWM采用左对齐模式输出，输出电平先低后高，则有
$$ PWM01\text{周期}=SA\text{时钟周期}\times PWMPER01 \\ =\frac{1}{0.5MHz}\times 500=\frac{500}{500K}=1ms\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ $$
$$ \text{占空比}=\left( PWMPER01-PWMDTYN01 \right) /PWMPER01\times 100\% \\ =\left( 500-250 \right) /500\times 100\%=50\% $$
4、A-D转换器
MC9S12XS128内置A-D转换模块，模拟输入通道16路，转换位数可选(8位/10位/12位)，具有数据对齐方式，单次/连续转换，转换结果比较等多种转换方式。通过操作A-D相关寄存器，可以设置通道数、转化位数、结果存放方式、A-D转换时钟频率以及选择A-D转换模式，如单通道单次转换模式、多通道单次转换模式、单通道序列转换模式、多通道序列转换模式等。
在智能避雨感光窗户模型中，需要采集光敏电阻以及下雨传感器的模拟电位值，则可以通过A-D转换器，设置为8位精度，两通道连续采样转换。
ATDCTL1
| BIt7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ETRIGSEL | SRES1 | SRES0 | SMP_DIS | ETRIGCH3 | ETRIGCH2 | ETRIGCH1 | ETRIGCH0 |
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
设置ATDCTL=0x00
选择8位转换精度
ATDCTL2
| BIt7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| —— | AEFC | ICLKSSTP | ETRIGLE | ETRIGP | ETRIGE | ASCIE | ACMPIE |
| 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
设置ATDCTL2=0x40
打开CFF快速清零、
ATDCTL3
| BIt7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| DMJ | S4C | S3C | S2C | S1C | FIFO | FRZ1 | FRZ0 |
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
设置ATDCTL3=0x10
数据左对齐，non-FIFO,转换序列长度为2
ATDCTL4
| BIt7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| SMP2 | SMP1 | SMP0 | PRS4 | PRS3 | PRS2 | PRS1 | PRS0 |
| 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 |
设置ATDCTL4=0xE3
采样时间为24个ATD时钟周期，ATDCLK=40MHz/8=5MHz(总线时钟40MHz)
ATDCTL5
| BIt7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| —— | SC | SCAN | MULT | CD | CC | CB | CA |
| 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 |
设置ATDCTL5=0x32
连续转换，以AN02为起始的2个通道
5、SCI模块
允许数据发送时$\left( SCIxCR2\_\mathrm{TE=}1 \right)$，数据寄存器SCIDRH、SCIDRL中的数据通过内部数据总线，送到发送数据寄存器缓冲区，然后数据从发送数据寄存器缓冲区装入发送移位寄存器，TDRE置1，发送移位寄存器得到数据后，在它的低位装入0作为起始位，在最后一位装入1作为停止位，然后按设定的波特率依次传送，经TXD引脚输出出去，发送结束TC置1。发送逻辑自动设置发送数据寄存器缓冲区空（TDHE）和发送结束（TC）标志。
允许数据接收时$\left(SCIxCR2\_\mathrm{RE=}1 \right)$，SCI从RXD引脚接收数据，经缓冲后驱动数据恢复模块，数据恢复模块以波特率的16倍的频率进行高速采样，完成发现数据起始位、空闲线探测、噪声探测等工作，并将16次采样中的7、8、9或8、9、10位，按3取2的多数占优逻辑决定送入接收移位寄存器的每一位的值。接到停止位后，接收移位寄存器的数据（自动去掉起始位、停止位）转移到接收数据缓冲区，同时将接收数据寄存器缓冲区满标志（RDRF）置位。当接收数据寄存器缓冲区的数据未被取走，而数据移位寄存器又接收到下一数据时，就会发生溢出。此时，数据移位寄存器中的新数据将会丢失，状态寄存器中溢出标志（OR）置位。
当$IREN=0\text{时，}SCI\text{波特率}=\text{内部总线时钟}/\left( 16\times SBR\left[ 12:0 \right] \right)$，则
$$ SBR\left[ 12:0 \right] =\frac{\text{内部总线时钟}}{16\times SCI\text{波特率}}=\frac{40MHz}{16\times 9600}\approx 260 $$
将HC-05蓝牙模块与MC9S12XS128的SCI0连接，如下图所示，
6、步进电机定量分析
PWM1通道输出脉冲周期1ms，调节TB6600步进电机驱动器拨码开关设定细分为200(200个脉冲电机转动一圈)，假定电机连接的导轨的螺距为10mm(电机转动一圈窗户移动的距离)，假设窗户宽度为1.20m,那么
$$ N_{step}=\frac{L_{Win}}{l}=\frac{1.2m}{10mm}=120 $$
因此，步进电机需要转动120圈才能完成一个开窗或关窗动作，PWM1通道需要输出脉冲$120\times 200\left( \text{个} \right)$。
本设计模型用到的电机是两相四线电机，与驱动器接线如下图所示，
由于 MC9S12XS128的IO口驱动能力弱，与步进电机驱动器的控制端不能采用共阴极接法，需要采用共阳极接法，示意图如硬件原理图所示。（如果采用共阴极接法，电机始终未动)
八、设计结果验证
1、两个AD采样值逻辑判断
下雨传感器板上干燥，遮住光敏电阻，其阻值迅速减小，并且小于所设定的阈值，当窗户初始状态为：打开 时，电机开始顺时针转动，LCD12864液晶状态显示：活动，当电机转动圈数达到120圈，电机停止转动，LCD12864液晶状态显示：关闭；
光敏电阻曝光条件下，在下雨传感器板上，适量滴加清水，当窗户初始状态为：打开 时，观察LCD12864液晶，其AD采样值迅速减小，同时LCD12864液晶状态显示：活动，电机开始顺时针转动，当电机转动圈数达到120圈，电机停止转动， 状态显示：关闭；
遮住光敏电阻，同时在下雨传感器板上适量滴加清水，当窗户初始状态为：打开 时，电机开始顺时针转动，当电机转动圈数达到120圈，电机停止转动，LCD12864液晶状态显示：关闭；
光敏电阻曝光条件下，同时下雨传感器板上干燥，当窗户初始状态为：关闭 时，电机开始逆时针转动，当电机转动圈数达到120圈，电机停止转动，LCD12864液晶状态显示：打开。
2、串口通信SCI
打开手机蓝牙，搜索关键词HC-05配对，打开手机蓝牙调试助手APP（手机软件商城搜蓝牙调试助手），
发送指令＇Ｏ＇，MC9S12XS128返回 “command:open”，发送一次当前单片机三个采样值；
发送指令＇Ａ＇,MC9S12XS128返回“command:Auto_model”，每间隔１ｓ发送当前单片机三个采样值；
发送指令＇Ｃ＇,MC9S12XS128返回“command:close”，停止发送采样值；
效果如下图
<img src="https://img-blog.csdnimg.cn/20210131141531207.png"/><img src="https://img-blog.csdnimg.cn/20210131141547170.png" />用USB转TLL将 主机连接至PC机，另一个HC-05从机连接至 建立通信，发送如手机蓝牙调试助手指令，返回相同结果。如下图所示，
九、设计源代码
/*
* 外部晶振16MHz,开启锁相环时钟，内部总线时钟为40MHz
**/
#include <hidef.h>
#include "derivative.h"
/*定义步进电机控制端口*/
#define step_DIR PORTB_PB0
#define step_DIRDDR DDRB_DDRB0
#define step_Buffer PWME_PWME1
#define win_ON 1
#define win_OFF 0
#define step_ON 1
#define step_OFF 0
#define step_cycle 200 //定义步进电机细分每step_cycle个脉冲
#define win_ALL 100
/*定义下雨湿度检测端口*/
#define Rain_value 2000
/*定义温度检测端口*/
#define DSO PTJ_PTJ1
#define DSI PTIJ_PTIJ1
#define DSDDR DDRJ_DDRJ1
/*定义光敏传感端口*/
#define Light_value 2000
/*定义LCD12864显示屏*/
#define SCL PTJ_PTJ7 //IIC的时钟线
#define SDA PTJ_PTJ6 //IIC的数据线
#define CS PTM_PTM2 //片选信号
#define SCL_dir DDRJ_DDRJ7
#define SDA_dir DDRJ_DDRJ6
#define CS_dir DDRM_DDRM2
#define PSB PTM_PTM3
#define PSB_dir DDRM_DDRM3
char flag_1s=0,flag_over=0,flag_state=0;
unsigned char flag_win,flag_auto;
unsigned int counter0=0,counter1=0,cycle=0;
unsigned int Temperature,AD_Rain,AD_Light;
unsigned int zhengshu,xiaoshu;
char *symbols[5]={"窗户状态","湿度：","光照：","室温："};
char *win_state[4]={"*","打开","关闭","活动"};
char Rain_array[7]={'0','.','0','-','0','0','%'};
char Light_array[7]={'0','.','0','-','0','0','%'};
char Temp_array[6]={'0','0','0','.','0','0'};
/**
* @brief 延时函数1(延时时间=(countert*3)ms)
* @param countert 延时时间长短设置
* @retval 无
*/
void delay3ms(unsigned int countert)
{
unsigned int i,j;
for(i=0;i<countert;i++)
for(j=0;j<20000;)j++;
}
/**
* @brief 延时函数2(延时时间近似= s us)
* @param s 延时时间长短设置
* @retval 无
*/
void delayus(unsigned int s)
{
unsigned int m,n;
for(m=0;m<s;m++)
for(n=0;n<7;)n++;
}
/**
* @brief PLL锁相环初始化函数(外部晶振16MHz，锁相环时钟80MHz，总线时钟40MHz)
* @param 无
* @retval 无
*/
void PLL_init(void)
{
SYNR=0X53;
REFDV=0X07;
while(CRGFLG_LOCK==0); //时钟校正同步
CLKSEL_PLLSEL=1; //PLL时钟选择为系统时钟
}
/**
* @brief 步进电机控制端口初始化函数
* @param 无
* @retval 无
*/
void step_init(void)
{
step_DIRDDR=1; //设置控制步进电机旋转方向的端口为输出
step_DIR=win_OFF;
step_Buffer=step_OFF; //停止转动电机
}
/**
* @brief PWM初始化函数(PWM1输出脉冲，PWM7通道控制关闭PWM)
* @param 无
* @retval 无
*/
void PWM_init(void)
{
PWMCTL_CON01=1; //通道0、1级联
PWMPRCLK=0x03; //时钟A的分频系数为8，fA=40/8=5MHz
PWMSCLA=5; //fSA=5/(2*5)=0.5MHz
PWMCLK=0x02; //通道PWM1使用SA时钟源
PWMPER01=500; //周期T=500/500K=1ms
PWMDTY01=250; //占空比50%
PWMCAE=0x00; //数据左对齐
PWMPOL_PPOL1=0; //输出电平先低后高
PWME_PWME1=0; //关闭通道PWM1
}
/*PWM中断服务函数*/
void interrupt 57 PWM(void)
{
if(PWMSDN_PWM7IN==1)
PWMSDN_PWMRSTRT=1;
}
/**
* @brief 定时器PIT初始化函数(定时器通道0定时周期为1ms)
* @param 无
* @retval 无
*/
void PIT_init(void)
{
PITCFLMT_PITE=0; //关闭PIT模块
PITCE_PCE0=0; //关闭定时器通道0
PITMUX_PMUX0=0; //定时器通道0使用微计数器0
PITMTLD0=40-1; //8位定时器初值
PITLD0=1000-1; //16位定时器初值
PITINTE_PINTE0=1; //定时器通道0中断使能
PITCFLMT_PITE=1; //使能PIT模块
}
/*PIT0中断服务函数，周期为1ms*/
void interrupt 66 PIT0(void)
{
PITTF_PTF0=1;//清除标志位
counter0++;
if(counter0==step_cycle)
{
counter0=0;
cycle++;
if(cycle==win_ALL)//窗户完全打开或关闭
{
cycle=0;
flag_over=1;
}
}
}
/**
* @brief A-D转换模块初始化函数(通道AN00、AN01连续采样)
* @param 无
* @retval 无
*/
void ATD_init(void)
{
ATD0CTL1=0X00; //选择8位转换精度
ATD0CTL2=0X40; //打开CFF快速清零
ATD0CTL3=0X10; //数据左对齐，non-fifo,转换序列长度为2
ATD0CTL4=0XE3; //采样时间为24个ATD时钟周期，ATDCLK=8MHz/8=1MHz
ATD0CTL5=0X32; //连续转换，以AN00为起始的2个通道
}
/**
* @brief SCI模块初始化函数
* @param 无
* @retval 无
*/
void SCI_init(void)
{
SCI0BD=52; //Fbusclk=8MHz,9600bps
SCI0CR2=0x2c; //允许发送，接收，允许接收中断
}
/**
* @brief 串行通信发送函数
* @param c 需要发送到上位机的8位数据
* @retval 无
*/
void SCI0_SendChar(char c)
{
while(SCI0SR1_TDRE==0); //等待发送数据为空
SCI0DRL=c; //发送数据
}
/**
* @brief 串行通信接收函数
* @param 无
* @retval 返回从上位机接收的8位数据
*/
unsigned char SCI0_GetChar(void)
{
while(SCI0SR1_RDRF==0);
return SCI0DRL;
}
/**
* @brief 串行通信发送字符串函数
* @param *putchar为数组或字符串
* @retval 无
*/
void send_string(char *putchar)
{
while(*putchar!=0x00) //判断字符串是否发送完成
SCI0_SendChar(*putchar++);
}
/*SCI接收中断服务函数*/
void interrupt 20 SCI_recieve(void)
{
unsigned char tempstr;
if(SCI0SR1_RDRF==1)
{
tempstr=SCI0DRL;
if(tempstr=='O') //接收到指令'O'(Open)
{
flag_win=win_ON;//窗户标志位为打开
flag_auto=0;
send_string("command:open\n");
if(PITCE_PCE0==0)
send_string("Window is opening...");
else send_string("window is working,Please wait");
}
if(tempstr=='C') //接收到指令'C'(Close)
{
flag_win=win_OFF;//窗户标志位为关闭
flag_auto=0;
send_string("command:close \n");
if(PITCE_PCE0==0)
send_string("Window is closing...");
else send_string("window is working,Please wait");
}
if(tempstr=='A') //接收到指令'A'(auto)
{
flag_auto=1; //窗户自动
send_string("auto_model");
}
}
}
/**
* @brief 初始化18B20函数
* @param 无
* @retval 无
*/
void init_18B20(void)
{
DSDDR=1;
DSO = 1;
delayus(8);
DSO = 0; //拉低数据线，复位总线；
delayus(504); //延时504us
DSO = 1; //提升数据线；
delayus(32); //延时32us；
DSDDR=0;
while(DSI) //等待从器件器件应答信号；
{delayus(1);}
DSDDR=1;
delayus(128); //延时128us；
DSO = 1; //提升数据线，准备数据传输；
}
/**
* @brief 向18B20写入数据函数
* @param cmd
* @retval 无
*/
void WR18b20(byte cmd)
{
unsigned char k;
for(k=0;k<8;k++)
{
if(cmd & 0x01) //低位在前；
{
DSO = 0;
delayus(8);
DSO = 1; //发送数据;
}
else
{
DSO = 0;
delayus(8);
}
delayus(64); //延时64us等待从器件采样；
DSO = 1; //拉高总线
delayus(8);
cmd >>= 1;
}
}
/**
* @brief 由18B20读取数据
* @param 无
* @retval 返回读取的数据
*/
unsigned char RD18b20(void)
{
unsigned char k;
unsigned char tmp=0;
DSO = 1;
delayus(8); //准备读；
for(k=0;k<8;k++)
{
tmp >>= 1; //先读取低位
DSO = 0; //Read init；
delayus(8);
DSO = 1; //必须写1，否则读出来的将是不预期的数据；
delayus(3); //延时9us
DSDDR=0;
delayus(1);
if(DSI) //在12us处读取数据；
tmp |= 0x80;
delayus(64); //延时64us
DSDDR=1;
DSO = 1;
delayus(8); //恢复One Wire Bus；
}
return tmp;
}
/**
* @brief 由18B20读取温度函数
* @param 无
* @retval 返回温度值
*/
unsigned int read_T(void)
{
unsigned int t;
unsigned char temp[2];
init_18B20();
WR18b20(0xcc); //忽略ROM地址，直接向DS18B20发温度变换指令
WR18b20(0x44); //启动传感器进行温度转换，结果存入RAM
init_18B20();
WR18b20(0xcc); //忽略ROM地址，直接向DS18B20发温度变换指令
WR18b20(0xbe); //读取RAM中9个字节的内容
temp[0]=RD18b20();
temp[1]=RD18b20();
init_18B20();
t=(temp[1]<<8)|temp[0];
return(t);
}
/**
* @brief LCD液晶接口初始化函数
* @param 无
* @retval 无
*/
void INIT_PORT(void)
{
PSB_dir=1; //LCD控制端口设置为输出
SCL_dir=1;
SDA_dir=1;
CS_dir=1;
PSB=0;
SCL=0;
SDA=0;
CS=0;
}
/**
* @brief IIC写一个字节的数据
* @param A需要写入的字节
* @retval 无
*/
void write_byte(unsigned char A)
{
unsigned char j;
for(j=0;j<8;j++)
{
if((A<<j)&0x80)SDA=1;
else SDA=0;
SCL=1;
delayus(3);
SCL=0;
delayus(3);
}
}
/**
* @brief 向液晶发送数据
* @param C 需要发送给LCD的数据
* @retval 无
*/
void write_Data(unsigned char C)
{
CS=1;
SCL=0;
write_byte(0xFA);
write_byte(C&0xF0); //写高四位数据
write_byte(0xf0&(C<<4)); //写低四位数据
CS=0;
}
/**
* @brief 向液晶发送指令
* @param B 需要发送给LCD的指令
* @retval 无
*/
void write_command(unsigned char B)
{
CS=1;
SCL=0;
write_byte(0xF8);
write_byte(B&0xF0); //写高四位数据
write_byte(0xf0&(B<<4)); //写低四位数据
CS=0;
}
/**
* @brief LCD液晶清屏函数
* @param 无
* @retval 无
*/
void lcd_clear(void)
{
write_command(0x30);//0011,0000 功能设置，一次送8位数据，基本指令集
delayus(80); //延时80us
write_command(0x03);//AC归0,不改变DDRAM内容
delay3ms(2); //延时6ms
write_command(0x01);//0000,0001 清DDRAM
delay3ms(2); //延时6ms
write_command(0x06);//写入时,游标右移动
delayus(80); //延时80us
write_command(0x0C);//0000,1100 整体显示，游标off，游标位置off
delayus(80); //延时80us
}
/**
* @brief 向LCD液晶发送字符串
* @param row为写入数据所在的行数
* @param col为写入数据所在的列数
* @param *data1为写入的数据
* @retval 无
*/
void lcd_string(unsigned char row,unsigned char col,char *data1,unsigned char *array)
{
for(;row<4&&(*data1)!=0;row++)
{
for(;col<8&&(*data1)!=0;col++)
{
write_command(array[row*8+col]);
delayus(80); //延时80us
write_Data(*data1++);
delayus(80); //延时80us
write_Data(*data1++);
delayus(80); //延时80us
}
col=0;
}
}
/**
* @brief LCD液晶显示函数
* @param 无
* @retval 无
*/
void LCD_Play(void)
{
unsigned char i,j,k;
delayus(40);
write_command(0x94); //第二行第四列开始
delayus(80);
for(i=0;i<7;i++)
{
write_Data(Rain_array[i]);
delayus(80);
}
//lcd_string(1,6,Rain_array);
write_command(0x8c); //第三行第四列开始
delayus(80);
for(j=0;j<7;j++)
{
write_Data(Light_array[j]);
delayus(80);
}
//lcd_string(2,6,Light_array);
write_command(0x9c); //第四行第四列开始
delayus(80);
for(k=0;k<6;k++)
{
write_Data(Temp_array[k]);
}
write_Data(0XA1);
delayus(80);
write_Data(0XE6);
delayus(80);
//lcd_string(3,6,Temp_array);
}
/**
* @brief 主函数
* @param 无
* @retval 无
*/
void main (void)
{
unsigned char m;
char* Symbols[4]={"窗户状态","湿度：","光照：","室温："};
char* Win_state[4]={"*","打开","关闭","活动"};
unsigned char adress_table[]= //定义液晶点阵的坐标
{
0x80,0x81,0x82,0x83,0x84,0x85,0x86,0x87, //第一行汉字位置
0x90,0x91,0x92,0x93,0x94,0x95,0x96,0x97, //第二行汉字位置
0x88,0x89,0x8A,0x8B,0x8C,0x8D,0x8E,0x8F, //第三行汉字位置
0x98,0x99,0x9A,0x9B,0x9C,0x9D,0x9E,0x9F //第四行汉字位置
};
Rain_array[1]='.',Light_array[1]='.';
Rain_array[3]='-',Light_array[3]='-';
Rain_array[6]='%',Light_array[6]='%';
Temp_array[3]='.';
for(m=0;m<4;m++)
{
symbols[m]=Symbols[m];
win_state[m]=Win_state[m];
}
DisableInterrupts; //关闭中断
PLL_init();
step_init();
PIT_init();
init_18B20();
PWM_init();
ATD_init();
INIT_PORT();
SCI_init();
EnableInterrupts; //打开中断
lcd_clear(); //LCD清屏
for(;;)
{
while(!(ATD0STAT0&0X80)); //查询ATD是否完成
AD_Rain=(unsigned int)((unsigned long)ATD0DR0H*5000/255);//下雨检测传感器转换值
Rain_array[0]=AD_Rain/1000+48;//0字符的ASCII码为48
Rain_array[2]=(AD_Rain%1000)/100+48;
Rain_array[4]=(AD_Rain/50)/10+48;
Rain_array[5]=(AD_Rain/50)%10+48;
AD_Light=(unsigned int)((unsigned long)ATD0DR1H*5000/255);//光敏电阻电位转换值
Light_array[0]=AD_Light/1000+48;//0字符的ASCII码为48
Light_array[2]=(AD_Light%1000)/100+48;
Light_array[4]=(AD_Light/50)/10+48;
Light_array[5]=(AD_Light/50)%10+48;
Temperature=read_T(); //读取温度值
if(Temperature<2001) //温度为0上的温度
{
Temperature&=0x07ff;
zhengshu=Temperature/16; //计算温度的整数部分
xiaoshu=(Temperature*25/4)%100; //计算温度的小数部分
Temp_array[0]=zhengshu/100+48; //计算温度的各位的字符值
Temp_array[1]=(zhengshu%100)/10+48;
Temp_array[2]=zhengshu%10+48;
Temp_array[4]=xiaoshu/10+48;
Temp_array[5]=xiaoshu%10+48;
}
else //温度为0下的温度
{
Temperature=~(Temperature-1);
zhengshu=Temperature/16; //计算温度的整数部分
xiaoshu=(Temperature*25/4)%100; //计算温度的小数部分
Temp_array[0]='-';
Temp_array[1]=zhengshu/10+48; //计算温度的各位的字符值
Temp_array[2]=zhengshu%10+48;
Temp_array[4]=xiaoshu/10+48;
Temp_array[5]=xiaoshu%10+48;
}
//关窗信号(上位机发出关窗信号 或 下雨信号 或 光照降到指定程度以下)
if((AD_Rain<Rain_value)||(AD_Light>Light_value))
{
if((step_DIR==win_ON)&&(PITCE_PCE0==0))
{
step_DIR=win_OFF;
step_Buffer=step_ON;//打开通道PWM1，输出脉冲
PITCE_PCE0=1; //打开定时器通道0，开始计算脉冲个数
}
}
//开窗信号 (无下雨且光照升到指定程度以上 或 上位机发出开窗信号)
if((AD_Rain>=Rain_value)&&(AD_Light<=Light_value))
{
if((step_DIR==win_OFF)&&(PITCE_PCE0==0))
{
step_DIR=win_ON;
step_Buffer=step_ON;//打开通道PWM1，输出脉冲
PITCE_PCE0=1; //打开定时器通道0，开始计算脉冲个数
}
}
if(flag_over==1)//判断是否开窗或关窗完成
{
flag_over=0;
step_Buffer=step_OFF;//关闭通道PWM1
PITCE_PCE0=0; //关闭定时器通道0,停止对脉冲计数
}
if(PITCE_PCE0==0)
{
switch(step_DIR)
{
case win_ON:flag_state=1;break;
case win_OFF:flag_state=2;break;
}
} else flag_state=3;
delay3ms(100);
lcd_clear();
lcd_string(0,0,symbols[0],adress_table);
lcd_string(0,5,win_state[flag_state],adress_table);
lcd_string(1,1,symbols[1],adress_table);
lcd_string(2,1,symbols[2],adress_table);
lcd_string(3,1,symbols[3],adress_table);
LCD_Play();
}
}