EEPW论坛

作者：湖北师范学院 张飞 何抗 罗雨龙
指导教师：梅斌

　　作品简介

　　一、开发背景
　　由于单片机在中国的发展越来越快，越来越多功能强大的单片机也随之问世，比如本次大赛的以IAP15F2K61S2为控制核心的单片机功能也是相当完善。同时以单片机为控制系统的各种电器也是越来越多，本设计就是为该单片机设计了一个多功能的实用系统。
　　本系统可以用于生活的多方面，比如用于汽车内，该系统设计了倒车雷达，开启后可实时检测倒车情况，可以实时了解车内的温度，当前的时间;比如用于平常生活中的计算，该系统设计了一个科学计算器，带在身上还可以实时了解时间和温度，设置报警温度和闹铃可以实时提醒自己当前气温和时间等... ...所以具有实用的价值及意义。

　　二、结构说明
　　本系统是基于IAP15F2K61S2单片机开发板的多功能系统设计。使用到开发板上的硬件资源有：DS18B20电路模块、PCF8563电路模块、4*4矩阵键盘(含独立键盘)、蜂鸣器电路、液晶12864显示模块，此外我们还设计了一个倒车雷达。该系统主要是一种模块化的设计，整体硬件框图如下图2.1：　　

　　三、功能与使用说明
　　进入主菜单后可以看到四个独立的功能模块：　　

　　4、倒车雷达
　　以上功能都是通过对应开发板上的右下方的拨码开关控制。当所有拨码开关向左拨时，可以使用4*4矩阵键盘;当分别将拨码开关K1、K2、K3、K4拨向右时(只有一个拨码开关向右)，可以分别使用第四排、第三排、第二排、第一排按键。

　　平台选型说明

　　以IAP15F2K61S2为控制核心的单片机、LCD12864显示器、自设计的测距模块

　　设计说明

　　一、系统硬件设计
　　1、时钟、温度、显示电路
　　这三个电路模块我们直接采用了开发板上的资源，做到资源的合理化利用。
　　原理图3.1a、3.1b、3.1c如下：　　

　　2、主控制电路、按键电路、蜂鸣器电路和倒车雷达电路
　　本设计的主控制电路就以本次竞赛的核心控制芯片IAP15F2K61S2控制，按键电路也采用了开发板上合理的按键设计电路，包括独立按键、矩阵键盘的切换，在程序设计中很好的实现了人机交互。该系统还使用到了上面自带的蜂鸣器电路，用于定时、定温以及倒车雷达的报警。　　

　　其中P0口接12864液晶的数据口7~14脚，P45、P55、P54分别接显示屏的4脚(RS)、5脚(R/W)、6脚(E);P3口接4*4矩阵按键(含独立按键)，RADAR_R和RADAR_T还分别分别接倒车雷达模块电路的信号输入(单片机检测雷达反射回来的信号)和输出(单片机输出40KHZ的方波给雷达装置)，使用的时候采用分时复用的方式，互不干扰;P16-SCL和P17-SDA分别接时钟芯片PCF8563的6脚(SCL)和5脚(SDA);P12接温度温度传感器的数据引脚2脚;单片机的P22脚通过一达林顿管芯片ULN2003转接到了蜂鸣器，使用时需先将拨码开关正确设置才可控制发声。

　　3、按键电路　　

　　对应开发板上的右下方的拨码开关，当所有拨码开关向左拨时，可以使用4*4矩阵键盘;当分别将拨码开关K1、K2、K3、K4拨向右时(只有一个拨码开关向右)，可以分别使用第四排、第三排、第二排、第一排按键。

　　4、蜂鸣器电路　　

　　使用蜂鸣器时需将开发板上右上方的拨码开关2、4脚向右拨，其他向左即可打开。

　　5、倒车雷达电路　　

　　单片机输出40KHZ方波经一片74LS04增大驱动电流即可控制打车雷达的输出部分电路简单性能稳定。　　

　　本设计系统用到了CX20106A 作为超声波接收处理，简单易用，性能稳定，内置放大、滤波、检波、积分、比较电路，完全替代了制作一个放大电路和滤波电路的麻烦。

　　二、系统软件设计
　　1、整体流程和控制图
　　本系统设计的最大亮点就是程序，系统程序的实现采用了复杂多任务程序的实现方式。因为CPU的运行速度非常快，但很多任务又不是同时使用的，也不需要同时发生，所以采用定时器中断的方式，定时的进行任务切换，实现不同的任务。多任务复杂流程图如下：