单片机课程设计 洗衣机控制器

上海电力学院16位单片机大作业实验报告实验名称：洗衣机控制器专业：通信工程姓名：班级：学号：一、设计目的运用C 语言，深入了解MC9S12XS128单片机的知识，根据题目的要求进行软硬件的设计和调试，从而加深对于本课程知识点的理解，掌握了如何使用CodeWarrior 来整合各种驱动模块，再通过算法实现硬件上的运行。

二、功能描述最终运行程序实现的的功能为：通过对于CodeWarrior 软件的操作，编写代码，最终实现freescale MC9S12XS128单片机简单控制洗衣机洗衣功能。

按自己的要求将实验箱连线，通电后，LCD 显示屏上面上排显示可以设定的时间，下排显示倒计时的时间，通过键盘输入设定的时间，开始计时,LED 显示灯（绿灯亮起）。

设置好固定的洗衣时间后，开始执行“洗衣”，倒计时完成后，即“洗衣”完成，在LCD 显示屏上面显示“洗衣”的时间到，即时间到00:00，LED 所有灯亮。

三．实验设备1．PC 机一台2．S12嵌入式开发系统 一台3．连接导线 若干 4．小键盘一个四．模块（一）定时模块定时器实现溢出中断接线图PTA0 PTA1 PTA2 PTA3 PTA4 PTA5 PTA6 PTA7PTA 口（KEY1-8）Vcc导线接插点（二）LED 指示灯模块0x55：绿灯亮 0xFF ：全部灯亮 （三）LCD 显示模块表7-1 HD44780引脚信号管脚号 符号 电平方向引脚含义说明1 Vss 电源地2 Vdd 电源(+5V)3 V0 液晶驱动电源（0～5V ）4 RS H/L 输入 寄存器选择；1-数据寄存器 0-指令寄存器5 R/W H/L 输入 读写操作选择：1-读操作 0-写操作 6E H/L H →L 输入使能信号：R/W =0，E 下降沿有效 R/W =1，E=1有效7～10DB0～DB3 三态8位数据总线的低4位，若与MCU 进行4位传送时，此4位不用11～14 DB4～DB7 三态 8位数据总线的高4位，若与MCU 进行4位传送时，只用此4位15～16E1～E2输入上下两行使能信号，只用于一些特殊型号（四）键盘输入模块 键盘接线原理图:实验箱提供一个16键键盘，用于键盘中断信号的输入。

键盘插孔如下图所示。

图7-1 MCU 与LCD 的连接LCD(HD44780)1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2DB1DB0ER/WRSV0VddV SS +5VPTB7 PTB6 PTB5 PTB4 PTB3PTB2PTB1PTB0PTM6 PTM3PTM2本实验中:(1) 键盘采用手动接线，将键盘接入双排插孔下一排插孔。

(2) PTP0~3分别接键盘接线处的1~4； (3) PTA0~3分别接5-8； (4) PTB 口接8个小灯。

2五．设计方案实验中需要添加模块都是平时上课的时候做过的实验模块，所以要实现预期的功能，只需要在以前的程序的基础上稍加修改，把各个模块在主程序中联系起来，加以调用，就可以实现所要求的功能。

列线 n 1 n 2 n 3 n 4MCU 内部上拉电阻键盘接线原理图1 2 3 4 5 6 7 8行线m 1m 2 m 3 m 4＋5VPTB0 PTB1 PTB2 PTB3 PTB4 PTB5 PTB6 PTB7PTB （LED1-LD0-7）PTP0(PWM1) PTP1(PWM2) PTP2(GPIO-78) PTP3(GPIO-77)PTA0(KEY1) PTA1(KEY2) PTA2(KEY3) PTA3(KEY4)主要驱动模块有：计数定时模块：Timer.cLCD显示模块：LCD.cLED指示模块：Light.c键盘输入模块：KBI_I.c六．程序设计代码[main.c]//包含头文件#include "Includes.h" //包含总头文件#include <string.h>//在此添加全局变量定义uint8 receive_data[32];uint8 valve,mark,i, period,duty;extern uint8 time[3],T[6];//主函数void main(){//0.1 主程序使用的变量定uint32 mRuncount=0; //运行计数器uint8 c;//0.2 关总中断DisableInterrupt();//0.3 芯片初始化MCUInit(FBUS_32M);//0.4 模块初始化Light_Init(Light_Run_PORT,Light_Run,Light_OFF); //RUN指示灯初始化为暗 //PWMInit(0); //初始化PWM通道1TimerInit(); //(1)定时器1初始化 LCDInit(); //液晶显示初始化SCIInit(0,FBUS_32M,9600); //串口0初始化KBInit(); //键盘初始化//0.5 开放中断EnableSCIReInt0; //开放SCI0接收中断EnableKBint(); //开放键盘中断EnableInterrupt(); //开放总中断DDRB=0xff;PORTB=0x55;memcpy(receive_data,"Start:00:00******Stop: : *****",32);LCDShow((uint8 *)receive_data);// 主循环for(;;){if((receive_data[22]=='0')&&(receive_data[23]=='0')&&(receive_data[25]=='0')&&( receive_data[26]=='0')){DisableTimer;PORTB=0xFF;}}}[isr.c]//头文件包含，及宏定义区//头文件包含#include "Includes.h" //包含总头文件uint8 j=0,TimInterCount=0;uint8 T[6]=0;uint8 time[3]=0;extern uint8 valve;extern uint8 receive_data[32];#pragma CODE_SEG __NEAR_SEG NON_BANKED//中断服务程序区//未定义的中断处理函数,本函数不能删除,默认__interrupt void isr_default(void){DisableInterrupt();EnableInterrupt();}//定时器溢出中断处理程序__interrupt void isrTimOver(void){DisableInterrupt(); //关总中断TimInterCount++; //中断次数加一,中断4次为一秒 if (TimInterCount >= 4){receive_data[22]=time[1]/10+'0';receive_data[23]=time[1]%10+'0';receive_data[25]=time[2]/10+'0';receive_data[26]=time[2]%10+'0';SecAdd1(time); //定时器更新LCDShow((uint8 *)receive_data);TimInterCount=0;}TFLG2 = 0x80; //清除定时器溢出标志位EnableInterrupt(); //开总中断}//键盘中断__interrupt void isrKeyBoard(void){uint16 i;DisableInterrupt();DisableKBint();for (i=0 ; i<20000; i++); //延时valve = KBScanN(10);//扫描键值,存于value中if(j<4){if(j==0){receive_data[6]= KBDef(valve);T[0]= KBDef(valve)-'0';}if(j==1){receive_data[7]= KBDef(valve);T[1]= KBDef(valve)-'0';}if(j==2){receive_data[9]= KBDef(valve);T[2]= KBDef(valve)-'0';}if(j==3){receive_data[10]= KBDef(valve);T[3]= KBDef(valve)-'0';}j++;}time[1]=T[0]*10+T[1];time[2]=T[2]*10+T[3];if(valve==0xD7){EnableTimer;PORTA=0xAA;}LCDShow((uint8 *)receive_data);KBInit(); //键盘初始化EnableKBint(); //开放键盘中断 EnableInterrupt(); //开放总中断}[Timer.c]//头文件包含，及宏定义区//头文件包含#include "Timer.h" //定时器构件头文件void TimerInit(void){//允许主定时器开始计数TSCR1 = 0x80;//禁止定时器溢出中断,中断一次时间计算：t=n/(fbus/p)≈1/4秒, //其中n=65535,fbus=32MHZTSCR2 = 0b00000111;// |||_// ||__\分频因子为2^7=128// |___/}void SecAdd1(uint8 *p){*(p+2) -= 1; //秒减1 if (*(p+2) < 0) //秒溢出{*(p+2) = 60; //清秒 *(p+1) -= 1; //分减1 if (*(p+1) < 0) //分溢出{*(p+1) = 60; //清时 *p -= 1; //时减1 if (*p < 0) //时溢出*p = 24; //清时 }}}[Light.c]#include "Light.h" //指示灯驱动程序头文件void Light_Init(uint16 port,uint8 name,uint8 state){GPIO_Init(port,name,1,state); //初始化指示灯}void Light_Control(uint16 port,uint8 name,uint8 state){GPIO_Set(port,PRT,name,state); //控制引脚状态}void Light_Change(uint16 port,uint8 name){if(GPIO_Get(port,PRT,name)==Light_ON) //若原来为"亮",则变"暗" GPIO_Set(port,PRT,name,Light_OFF);else //若原来为"暗",则变"亮" GPIO_Set(port,PRT,name,Light_ON);}[LCD.c]#include "LCD.h" //LCD构件头文件//构件函数实现void LCDInit(void){uint16 i;// 定义数据口为输出GPIO_Set(LCD_P0,DDR,LCD_B0,1);GPIO_Set(LCD_P1,DDR,LCD_B1,1);GPIO_Set(LCD_P2,DDR,LCD_B2,1);GPIO_Set(LCD_P3,DDR,LCD_B3,1);GPIO_Set(LCD_P4,DDR,LCD_B4,1);GPIO_Set(LCD_P5,DDR,LCD_B5,1);GPIO_Set(LCD_P6,DDR,LCD_B6,1);GPIO_Set(LCD_P7,DDR,LCD_B7,1);// 定义控制口为输出GPIO_Set(LCDRS_P,DDR,LCDRS_B,1);GPIO_Set(LCDRW_P,DDR,LCDRW_B,1);GPIO_Set(LCDE_P,DDR,LCDE_B,1);// 设置指令,RS,R/W = 00, 写指令代码GPIO_Set(LCDRS_P,PRT,LCDRS_B,0);GPIO_Set(LCDRW_P,PRT,LCDRW_B,0);// 功能设置LCD_Command(0b00111000);//||||||||____ 可设任意值(0/1)//||||||______ F = 0,5*7点阵模式//|||||_______ N = 1,2行显示//||||________ DL = 1,8位数据总线//|||_________ 固定为001// 显示开关控制LCD_Command(0b00001000);//||||||||____ B = 0,不闪烁//|||||||_____ C = 0,关光标显示//||||||______ D = 0,关显示//|||||_______ 固定为00001// 清屏// 清DD RAM内容,光标回原位,清ACLCD_Command(0b00000001);// 等待清屏完毕,时间 > 1.6msfor (i=0; i<20000; i++);// 输入方式设置LCD_Command(0b00000110);//||||||||____ 显示不移动,光标左移(A = 1)//|||||||_____ 数据读写操作后,AC自动增1//||||||______ 固定为000001// 光标或画面移位设置LCD_Command(0b00010100);//||||||||____ 可设任意值(0/1)//||||||______ 光标右移一个字符位,AC自动加1//||||________ 固定为0001// 显示开关控制LCD_Command(0b00001100);//||||||||____ B = 0,不闪烁//|||||||_____ C = 0,关光标显示//||||||______ D = 1,开显示//|||||_______ 固定为00001}void Delay1(uint16 k){uint16 i,j;for (i=0; i<k; i++)for (j=0; j<=500; j++);}//LCDShow:在HD44780显示屏上显示数据void LCDShow(uint8 str[]){uint8 i;// LCD初始化LCDInit();// 显示第1行16个字符//设置显示首地址GPIO_Set(LCDRS_P,PRT,LCDRS_B,0); //RS,R/W = 00(写的是指令) GPIO_Set(LCDRW_P,PRT,LCDRW_B,0);LCD_Command(0x80); //后7位为DD RAM地址(0x00)//2.2写16个数据到DD RAMGPIO_Set(LCDRS_P,PRT,LCDRS_B,1); //RS,R/W = 10(写的是数据)GPIO_Set(LCDRW_P,PRT,LCDRW_B,0);// 将要显示在第1行上的16个数据逐个写入DD RAM中for (i = 0;i < 16;i++){LCD_Command(str[i]);}// 显示第2行16个字符//设置显示首地址GPIO_Set(LCDRS_P,PRT,LCDRS_B,0); //RS,R/W = 00(写的是指令) GPIO_Set(LCDRW_P,PRT,LCDRW_B,0);LCD_Command(0xC0); //后7位为DD RAM地址(0x40)// 再写16个数据到DD RAMGPIO_Set(LCDRS_P,PRT,LCDRS_B,1); //RS,R/W = 10(写的是数据) GPIO_Set(LCDRW_P,PRT,LCDRW_B,0);// 将要显示在第2行上的16个数据逐个写入DD RAM中for (i = 16;i < 32;i++){LCD_Command(str[i]);}}//LCD_Command:执行给定的cmd命令void LCD_Command(uint8 cmd){uint8 i;// 等待 > 40usDelay1(5);// 数据送到LCD的数据线上GPIO_Set(LCD_P0,PRT,LCD_B0,((cmd >> 0) & 0x01));GPIO_Set(LCD_P1,PRT,LCD_B1,((cmd >> 1) & 0x01));GPIO_Set(LCD_P2,PRT,LCD_B2,((cmd >> 2) & 0x01));GPIO_Set(LCD_P3,PRT,LCD_B3,((cmd >> 3) & 0x01));GPIO_Set(LCD_P4,PRT,LCD_B4,((cmd >> 4) & 0x01));GPIO_Set(LCD_P5,PRT,LCD_B5,((cmd >> 5) & 0x01));GPIO_Set(LCD_P6,PRT,LCD_B6,((cmd >> 6) & 0x01));GPIO_Set(LCD_P7,PRT,LCD_B7,((cmd >> 7) & 0x01));// 给出E信号的下降沿,使数据写入LCDGPIO_Set(LCDE_P,PRT,LCDE_B,1);for(i=0;i<10;i++) //延时asm("NOP");// Lcd结束接收数据GPIO_Set(LCDE_P,PRT,LCDE_B,0);// 等待 > 40usDelay1(5);}[KBI_I.c]//头文件包含，及宏定义区//头文件包含#include "KBI_I.h" //键盘构件头文件//构件函数实现void KBInit(void){GPPort_Set(KB_P,PTI,1,0x0F); //复位相应寄存器GPPort_Set(KB_P,DDR,0,0xF0); //定义列线(PTP0~3)为输入GPPort_Set(KB_A,PRT,0,0xF0); //复位相应寄存器GPPort_Set(KB_A,DDR,1,0x0F); //行线(PTA0~3)为输出GPPort_Set(KB_P,PER,1,0x0F); //输入引脚(列线)有内部上拉电阻 GPPort_Set(KB_P,PPS,0,0xF0); //下降沿产生中断DisableKBint(); //禁止键盘中断GPPort_Set(KB_P,PIF,1,0x0F); //清除键盘中断请求}uint8 KBScan1(void){uint8 i,tmp;for (i = 0; i <= 3; i++) //最多将扫描4根行线{GPPort_Set(KB_A,PRT,1,0x0F); //当前扫描的一行,输出低电平 GPPort_Set(KB_A,PRT,0,~(1<<i));asm("NOP");asm("NOP");//读取键盘口数据寄存器tmp=GPPort_Get(KB_P,PTI)&0x0F;//通过观察4根列线中是否出现低电平来判断当前行有无按键if (tmp != 0x0F) //当前行有键按下{tmp= (tmp<<4)|(GPPort_Get(KB_A,PRT)&0x0F);break; //退出循环不再扫描}}if (i == 4) //无按键,以后将返回0xfftmp = 0xFF;return (tmp);}//键盘定义表const uint8 KBTable[] ={0xEE,'7',0xDE,'8',0xBE,'9',0x7E,'C',0xED,'4',0xDD,'5',0xBD,'6',0x7D,'D',0xEB,'1',0xDB,'2',0xBB,'3',0x7B,'E',0xE7,'0',0xD7,'A',0xB7,'B',0x77,'F',0x00};uint8 KBDef(uint8 valve){uint8 KeyPress; //键定义值uint8 i;i = 0;KeyPress = 0xff;while (KBTable[i] != 0x00) //在键盘定义表中搜索欲转换的键值,直至表尾 {if(KBTable[i] == valve) //在表中找到相应的键值{KeyPress = KBTable[i+1]; //取出对应的键定义值break;}i += 2; //指向下一个键值,继续判断}return KeyPress;}uint8 KBScanN(uint8 KB_count){uint8 i,KB_value_last,KB_value_now;//先扫描一次得到的键值,便于下面比较if (0 == KB_count || 1 == KB_count)return KBScan1();KB_value_now = KB_value_last = KBScan1();//以下多次扫描消除误差for (i=0; i<KB_count-1; i++){KB_value_now = KBScan1();if (KB_value_now == KB_value_last)return KB_value_now; //返回扫描的键值elseKB_value_last = KB_value_now;}//返回出错标志return 0xFF;}七、设计心得在本次的实验中，要求我们将平时所学的各个模块添加在一起，从而实现洗衣机控制器的各个功能。