蓝桥杯模块学习3——蜂鸣器与继电器

news2024/10/6 4:07:09

第一章 硬件部分

1.1 电路的组成部分

1.1.1 译码器和锁存器

具体可回顾之前LED灯的文章：
https://blog.csdn.net/weixin_63568691/article/details/130660096

1.1.2 ULN2003达林顿管

  1. 原理图：
    在这里插入图片描述
  2. 功能：
    （1）改变电路特性，以提供大电流大电压
    （2）由下图可知，ULN2003是反输出
    在这里插入图片描述
  3. 为什么要用达林顿管改变电路特性，不能直接用IO口像驱动LED灯一样 ，驱动蜂鸣器和继电器吗？（需要一定的电路知识）
    （1）使用戴维南等效法，可将单片机IO口等效为一个5V电压源和一个十分大电阻组成的二端口网络，当外部电路接入IO口时，尽管它得到的是5V的电压，但是电流十分小，导致驱动功率即能量极小，所以除了LED灯，单片机基本都是用作控制器，而不是驱动器
    （2）由于蜂鸣器和继电器需要较高的功率以支撑它们完成高频振动、产生较强的磁力，所以需要用ULN2003来驱动

1.2 整体电路理解

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

  1. 蜂鸣器驱动我们很好理解，J6的1脚没用，即跟LED的接法相同
  2. 至于继电器我们要先明确，VB是在蜂鸣器图中与VCC相连的，即VB=VCC，那我们就可以把继电器控制图分成两部分：
    （1）当N_RELAY为电平时，继电器有电流，自动吸合
    3.
    （2）当K1被吸合，与3脚相连，构成回路，L10灯亮
    在这里插入图片描述
  3. 其实代码跟驱动LED类似的，只不过多了个达林顿管，P0输出高电平的引脚控制蜂鸣器或继电器工作

第二章 具体实验

2.1 实验内容

  8路LED灯闪烁三次后熄灭，接着依次点亮LED灯，继电器吸合一会后断开，然后依次熄灭LED灯，蜂鸣器鸣叫一会后关闭

2.2 无操作系统代码

注：一开始接触可以就写这个代码，过省赛应该是没问题的

2.1.1 按照以上思路写的代码

// 使用程序前，将J13调整为IO模式（2-3脚短接）
#include "reg52.h"
#define u8 unsigned char
#define u16 unsigned int

sbit HC138_A2 = P2^7;
sbit HC138_A1 = P2^6;
sbit HC138_A0 = P2^5;


#define buzzer 0X01<<6//相当于二进制01000000，代表P06
#define relay  0X01<<4
#define LED_LE_ON 4//相当于Y4
#define Buzzer_Relay_LE_ON 5
#define LE_OFF 0

void HC138_Y(u8 num);
void Delay_1ms(u16 num);
// 主函数
void main(void)
{
	u8 i;
  while(1)
  { 
		//关闭蜂鸣器和继电器
		HC138_Y(Buzzer_Relay_LE_ON);
		P0=0x00;	
		//全部连续闪三下
		HC138_Y(LED_LE_ON);
    for(i=0;i<3;i++)
		{
			P0=0x00;
			Delay_1ms(300);
			P0=0xff;
			Delay_1ms(300);
		}		
		Delay_1ms(800);
		//顺序点亮
		HC138_Y(LED_LE_ON);
		for(i=0;i<=8;i++)
		{
			P0=0XFF<<i;
			Delay_1ms(100);
		}
		Delay_1ms(800);
		//继电器闭合一段时间
		HC138_Y(Buzzer_Relay_LE_ON);
		P0=relay;//realy是宏定义的01000000，即P06
		Delay_1ms(300);
		P0=0x00;
		Delay_1ms(800);
		//顺序熄灭
		HC138_Y(LED_LE_ON);
		for(i=0;i<=8;i++)
		{
			P0=~(0XFF<<i);
			Delay_1ms(100);
		}
		Delay_1ms(800);
		//蜂鸣器鸣叫一段时间
		HC138_Y(Buzzer_Relay_LE_ON);
    P0=buzzer;
		Delay_1ms(300);
		P0=0x00;
		Delay_1ms(800);
		
		HC138_Y(LE_OFF);
  }
}
/*
	输入变量：4-7
	输出变量：无
	功能：操作138译码器，4-7分别对应Y4-Y7，其余都会使译码器不起作用
*/
void HC138_Y(u8 num)
{
	 switch(num)
	 {
		 case 4:HC138_A2=1;HC138_A1=0;HC138_A0=0;break;
		 case 5:HC138_A2=1;HC138_A1=0;HC138_A0=1;break;
		 case 6:HC138_A2=1;HC138_A1=1;HC138_A0=0;break;
		 case 7:HC138_A2=1;HC138_A1=1;HC138_A0=1;break;
		 default:HC138_A2=0;HC138_A1=0;HC138_A0=0;
	 }
}
void Delay_1ms(u16 num)
{
  unsigned int i;
  while(num--)
    for(i=0; i<628; i++);
}

2.1.2 模块化

// 使用程序前，将J13调整为IO模式（2-3脚短接）
#include "reg52.h"
#define u8 unsigned char
#define u16 unsigned int

sbit HC138_A2 = P2^7;
sbit HC138_A1 = P2^6;
sbit HC138_A0 = P2^5;


#define buzzer 0X01<<6//相当于二进制01000000，代表P06
#define relay  0X01<<4
#define LED_LE_ON 4//相当于Y4
#define Buzzer_Relay_LE_ON 5
#define LE_OFF 0

void Ouput_P0(u8 channel,u8 dat);
void Delay_1ms(u16 num);
// 主函数
void main(void)
{
	u8 i;
  while(1)
  { 
		//关闭蜂鸣器和继电器
		Ouput_P0(Buzzer_Relay_LE_ON,0x00);
		//全部连续闪三下
    for(i=0;i<3;i++)
		{
			Ouput_P0(LED_LE_ON,0x00);
			Delay_1ms(300);
			Ouput_P0(LED_LE_ON,0xff);
			Delay_1ms(300);
		}		
		Delay_1ms(800);
		//顺序点亮
		for(i=0;i<=8;i++)
		{
			Ouput_P0(LED_LE_ON,0XFF<<i);
			Delay_1ms(100);
		}
		Delay_1ms(800);
		//继电器闭合一段时间
		Ouput_P0(Buzzer_Relay_LE_ON,relay);//realy是宏定义的01000000，即P06
		Delay_1ms(300);
		Ouput_P0(Buzzer_Relay_LE_ON,0x00);
		Delay_1ms(800);
		//顺序熄灭
	
		for(i=0;i<=8;i++)
		{
			Ouput_P0(LED_LE_ON,~(0XFF<<i));
			Delay_1ms(100);
		}
		Delay_1ms(800);
		//蜂鸣器鸣叫一段时间
		Ouput_P0(Buzzer_Relay_LE_ON,buzzer);
		Delay_1ms(300);
		Ouput_P0(Buzzer_Relay_LE_ON,0x00);
		Delay_1ms(800);
		
		Ouput_P0(LE_OFF,0x00);
  }
}
/*
	输入变量：4-7
	输出变量：无
	功能：操作138译码器，4-7分别对应Y4-Y7，其余都会使译码器不起作用
*/
void HC138_Y(u8 num)
{
	 switch(num)
	 {
		 case 4:HC138_A2=1;HC138_A1=0;HC138_A0=0;break;
		 case 5:HC138_A2=1;HC138_A1=0;HC138_A0=1;break;
		 case 6:HC138_A2=1;HC138_A1=1;HC138_A0=0;break;
		 case 7:HC138_A2=1;HC138_A1=1;HC138_A0=1;break;
		 default:HC138_A2=0;HC138_A1=0;HC138_A0=0;
	 }
}

/*
	输入变量：
		channel:4-7,对应Y4-Y7
		dat:0-65535，P0口输出数据
	输出变量：无
	功能：操作138译码器，同时控制P0输出
*/
void Ouput_P0(u8 channel,u8 dat)
{
	HC138_Y(channel);
	P0=dat;
}

void Delay_1ms(u16 num)
{
  unsigned int i;
  while(num--)
    for(i=0; i<628; i++);
}

2.1.2 位操作

// 使用程序前，将J13调整为IO模式（2-3脚短接）
#include "reg52.h"
#define u8 unsigned char
#define u16 unsigned int

#define buzzer 0X01<<6//相当于二进制01000000，代表P06
#define relay  0X01<<4
#define LED_LE_ON 4//相当于Y4
#define Buzzer_Relay_LE_ON 5
#define LE_OFF 0

void Ouput_P0(u8 channel,u8 dat);
void Delay_1ms(u16 num);
void Close_All(void);
// 主函数
void main(void)
{
	u8 i;
  while(1)
  { 
		//关闭蜂鸣器和继电器
		Close_All();
		//全部连续闪三下
    for(i=0;i<3;i++)
		{
			Ouput_P0(LED_LE_ON,0x00);
			Delay_1ms(300);
			Ouput_P0(LED_LE_ON,0xff);
			Delay_1ms(300);
		}		
		Delay_1ms(800);
		//顺序点亮
		for(i=0;i<=8;i++)
		{
			Ouput_P0(LED_LE_ON,0XFF<<i);
			Delay_1ms(100);
		}
		Delay_1ms(800);
		//继电器闭合一段时间
		Ouput_P0(Buzzer_Relay_LE_ON,relay);//realy是宏定义的01000000，即P06
		Delay_1ms(300);
		Ouput_P0(Buzzer_Relay_LE_ON,0x00);
		Delay_1ms(800);
		//顺序熄灭
	
		for(i=0;i<=8;i++)
		{
			Ouput_P0(LED_LE_ON,~(0XFF<<i));
			Delay_1ms(100);
		}
		Delay_1ms(800);
		//蜂鸣器鸣叫一段时间
		Ouput_P0(Buzzer_Relay_LE_ON,buzzer);
		Delay_1ms(300);
		Ouput_P0(Buzzer_Relay_LE_ON,0x00);
		Delay_1ms(800);
		
		Ouput_P0(LE_OFF,0x00);
  }
}
/*
	输入变量：4-7
	输出变量：无
	功能：操作138译码器，4-7分别对应Y4-Y7，其余都会使译码器不起作用
*/
void HC138_Y(u8 num)
{
	 switch(num)
	 {
		 case 4:P2 = (P2 & 0x1f) | 0x80;break;
		 case 5:P2 = (P2 & 0x1f) | 0xA0;break;
		 case 6:P2 = (P2 & 0x1f) | 0xC0;break;
		 case 7:P2 = (P2 & 0x1f) | 0xE0;break;
		 default:P2 = (P2 & 0x1f) | 0x00;
	 }
}

/*
	输入变量：
		channel:4-7,对应Y4-Y7
		dat:0-65535，P0口输出数据
	输出变量：无
	功能：操作138译码器，同时控制P0输出
*/
void Ouput_P0(u8 channel,u8 dat)
{
	HC138_Y(channel);
	P0 = dat;
}

/*
	输入变量：无
	输出变量：无
	功能：关闭蜂鸣器和继电器
*/
void Close_All(void)
{
	P2 = (P2 & 0x1f) | 0xA0;
	P0 = 0x00;
}
void Delay_1ms(u16 num)
{
  unsigned int i;
  while(num--)
    for(i=0; i<628; i++);
}

2.3 RTX51代码

国赛必备，优点是可以在延时的时候畅通无阻的执行其他东西

#include <rtx51tny.h>
#include <STC15F2K60S2.H>
#define u8 unsigned char
#define u16 unsigned int	

u8 l_data=0,br_data=0;
void All_Close();
void Select(u8 cs,u8 s_data);
void LED_Show(u8 l_data);
void Buzzer_Relay_Reverve(u8 ds,u8 *br_data);
void Startup() _task_ 0
{
	All_Close();
	os_create_task(1);
	os_create_task(2);
	os_create_task(3);
	os_create_task(4);
	os_delete_task(0);
}


void Main_Task() _task_ 1
{
	u8 i;
	while(1)
	{
		for(i=0;i<3;i++)
		{
			l_data = 0xff;
			os_send_signal(2);
			os_wait2(K_IVL,200);
			l_data = 0x00;
			os_send_signal(2);
			os_wait2(K_IVL,200);
		}
		os_wait2(K_IVL,800);
		
		for(i=0;i<=8;i++)
		{
			l_data = ~(0xff<<i);
			os_send_signal(2);
			os_wait2(K_IVL,200);
		}
		os_wait2(K_IVL,800);
		
		os_send_signal(3);
		os_wait2(K_IVL,500);		
		os_send_signal(3);
		os_wait2(K_IVL,800);		
		
		for(i=0;i<=8;i++)
		{
			l_data = (0xff<<i);
			os_send_signal(2);
			os_wait2(K_IVL,200);
		}
		os_wait2(K_IVL,800);

		os_send_signal(4);
		os_wait2(K_IVL,500);		
		os_send_signal(4);
		os_wait2(K_IVL,800);	
	}
}


void LED_Task() _task_ 2
{
	while(1)
	{
		os_wait1(K_SIG);
		LED_Show(l_data);
	}
}

void Relay_Task() _task_ 3
{
	while(1)
	{
		os_wait1(K_SIG);
		Select(5,br_data ^= (0x01<<4));
	}
}
void Buzzer_Task() _task_ 4
{
	while(1)
	{
		os_wait1(K_SIG);
		Select(5,br_data ^= (0x01<<6));
	}
}
/******************************/

//选择锁存器，输出数据
void Select(u8 cs,u8 s_data)
{
	P0 = s_data;
	P2 = P2 & 0x1f | (cs<<5);
	P2 &= 0x1f;
}

//关闭外设
void All_Close()
{
	//关闭蜂鸣器
	Select(5,0x00);
	//关闭LED
	Select(4,0xff);	
	//关闭数码管
	Select(7,0xff);		
}

//输入8位数据，使相应的LED灯亮，1为亮
void LED_Show(u8 l_data)
{
	Select(4,~l_data);
}

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