STC8H-实验指导书：实验内容与源代码

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2.8         I/O口实验-- I/O口读取按键状态并点灯

2.8.1          实验要求

                         可以通过正确设置I/O口模式来读取实验箱上按键的电平，然后根据对应按键的电平来设置LED灯的点亮/熄灭状态。

2.8.9         实验3：用USB-CDC读取按键状态在串口助手显示并点亮LED灯

2.8.9.1      实验介绍

  

                         Ü  电脑AiCube-ISP软件中的，USB-CDC串口助手通知单片机读【P3.2/P3.3/P3.4/P3.5】的状态，

                             送回USB-CDC串口助手显示，同时将相应的状态送到LED【P6.2/P6.3/P6.4/P6.5】显示（点亮/熄灭）

                         Ü  通过USB-CDC接口在串口助手接收窗口能直观的查看到对应端口的状态，并且提示点亮/熄灭了对应的LED灯。

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2.8         I/O口实验-- I/O口读取按键状态并点灯

2.8.1          实验要求
  

                          可以通过正确设置I/O口模式来读取实验箱上按键的电平，然后根据对应按键的电平来设置LED灯的点亮/熄灭状态。

2.8.11        实验4：用USB-CDC读取按键状态，在ISP软件的【开天斧/屠龙刀-LED-DIP64(6)】 虚拟显示

                                             电脑AiCube-ISP软件中的，USB-CDC串口助手通知单片机读【P3.2/P3.3/P3.4/P3.5】的状态，

                                             送到AiCube-ISP 软件中的【调试仿真接口 | 开天斧/屠龙刀-LED-DIP64(6)】虚拟显示，

                                             同时将相应的状态送到LED【P6.2/P6.3/P6.4/P6.5】显示（点亮/熄灭）。

2.8.11.1     通信协议

                                             AiCube-ISP软件界面的“调试仿真接口”à“接口协议及帮助”à“DIP64封装LED接口”

                                             

2.8.11.2     实验介绍

                                             通过USB-CDC接口在“开天斧/屠龙刀-LED-DIP64(6)”能直观的查看到对应端口的状态，并且点亮/熄灭了对应的LED灯。

Project8-IO-LED(USB-CDC-开天斧屠龙刀)-STC8H.zip (47 KB, 下载次数: 1)

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2.8           I/O口实验-- I/O口读取按键状态并点灯

2.8.1             实验要求
  

                              可以通过正确设置I/O口模式来读取实验箱上按键的电平，然后根据对应按键的电平来设置LED灯的点亮/熄灭状态。

2.8.13          实验5：I/O口行列按键扫描，蜂鸣器发声实战

2.8.13.1      实验介绍

           用行列扫描方法扫描2行4列8按键的矩阵式键盘，按键按下时驱动蜂鸣器发声，

           同时通过USB-CDC将按下按键的键码发到【CDC/HID-串口助手】显示。

                               Ü  按键扫描说明：

              如1个按键要判断为正常按下，而不是抖动，

              假定需要该按键保持按下持续保持为低状态时间是50ms ~ 200ms；

              假定1个主循环的运行时间大概 10ms ~ 30ms

              则如发现某个按键按下，需要连续 6次主循环都能读到该按键按下

                                   ===如发现多个按键按下，则归0，重新开始

              调整按键的灵敏度只需要修改，

                                   ===【判断按键已按下的时间，即读到为低经历了多少次主循环的次数】

2.8.13.2      原理图

                                     

Project9-IO实战行列矩阵按键扫描-STC8H.zip (45.94 KB, 下载次数: 1)

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2.9           传统外部中断实验 -- INT0，INT1，INT2，INT3


2.9.1             中断实验1(外部中断INT0/P3.2，INT1/P3.3控制点灯并USB仿真)

                               1、   了解传统的外部中断INT0/P3.2，INT1/P3.3的使用

                               2、   了解STC8H8K64U对传统外部中断INT0/P3.2，INT1/P3.3功能的扩展

                               3、   学习使用USB进行仿真

                               4、   学习使用在中断中设置标志位，在主循环中查询并处理中断事件的处理方式

2.9.1.1          实验介绍

                               1，边缘触发中断，INT0/P3.2 外部中断实验演示程序：

                                             P3.2设置为高阻输入

                                     或     P3.2设置为准双向口

                                             INT0/P3.2设置为边缘触发中断。

                                    【实验步骤】：

                                             Ø   先点击Run（运行）按钮，按下P3.2按键，保持不松开（为了验证下一步的实验），

                                                  进INT0中断后，读到INT0/P3.2口是 低，下降沿，点亮 P6.7，退出中断服务程序。

                                             Ø   点击Run（运行）按钮，松开P3.2按键

                                                  进INT0中断后，读到INT0/P3.2口是 高，上升沿，点亮 P6.0，退出中断服务程序。

                                             Ø   利用仿真，可以设置运行到断点处，捕捉当前程序运行到哪，是下降沿，还是上升沿

                               2，下降沿触发中断，INT1/P3.3 外部中断实验演示程序：

                                             P3.3设置为高阻输入

                                     或     P3.3设置为准双向口

                                             INT1/P3.3设置为下降沿触发中断。

                                   【实验步骤】：

                                             Ø   先点击Run（运行）按钮，按一下P3.3按键

                                                  进INT1中断后，点亮 P6.4，退出中断服务程序。

                                             Ø   利用仿真，可以设置运行到断点处，捕捉当前程序运行到哪。

2.9.1.2          原理图

                               Ø  外部中断【INT0/P3.2，INT1/P3.3】输入原理图@STC8H8K64U实验箱

                                    将[INT0/P3.2，INT1/P3.3]设置为：高阻输入

                                                                             或     准双向口

                                                                             或     开漏模式

                                   [INT0/P3.2，INT1/P3.3]设置为边缘触发中断。

                                    

                               Ø  外部中断实验辅助显示LED灯原理图

                                          

                                   I/O口P4.0控制PNP三极管的通断，控制这8个灯的整体供电。

                                   如果P4.0输出1，则PNP三极管不导通，这8个灯都不会获得电源，都不会有电流流过，都不会被点亮。

                                   如果P4.0输出0，则PNP三极管导通，这8个灯才有可能会流过电流，才有可能会被点亮。

                                   如果P4.0输出0，PNP三极管导通，特定LED灯的控制I/O口如输出0，则该LED灯会有电流流过，会被点亮。

                                   如P6.0输出0，LED60灯就会被点亮；如P6.0输出1，LED60灯就会熄灭；

                                   如P6.1输出0，LED61灯就会被点亮；如P6.1输出1，LED61灯就会熄灭；

                                   如P6.2输出0，LED62灯就会被点亮；如P6.2输出1，LED62灯就会熄灭；

                                   如P6.3输出0，LED63灯就会被点亮；如P6.3输出1，LED63灯就会熄灭；

                                   如P6.4输出0，LED64灯就会被点亮；如P6.4输出1，LED64灯就会熄灭；

                                   如P6.5输出0，LED65灯就会被点亮；如P6.5输出1，LED65灯就会熄灭；

                                   如P6.6输出0，LED66灯就会被点亮；如P6.6输出1，LED66灯就会熄灭；

                                   如P6.7输出0，LED67灯就会被点亮；如P6.7输出1，LED67灯就会熄灭

                                   如P6口对外全部送0，则这8个灯全亮；

                                   如P6口对外全部送1，则这8个灯全灭

                                   如果P4.0输出1，则PNP三极管不导通，不管P6口对外全部送0或送1，这8个灯都不会有电流流过，都不会亮。

                                   P4.0控制PNP三极管，作为这8个LED指示灯的总电源开关。

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2.9           传统外部中断实验 -- INT0，INT1，INT2，INT3

2.9.2             中断实验2(单片机主动触发外部中断INT2/P3.6，INT3/P3.7控制点灯并USB仿真)
  

                               1、   了解STC8H8K64U新增的外部中断INT2/P3.6，INT3/P3.7功能

                               2、   学习使用USB进行仿真

                               3、   学习使用在中断中设置标志位，在主循环中查询并处理中断事件的处理方式

2.9.2.1          实验介绍
  

                                1，下降沿触发中断，单片机内部主动触发INT2/P3.6口，产生中断实验演示程序：

                                             P3.6设置为高阻输入，打开内部上拉电阻

                                     或     P3.6设置为准双向口，打开内部上拉电阻

                                             INT2/P3.6固定为下降沿触发中断

                                2，下降沿触发中断，单片机内部主动触发INT3/P3.7口，产生中断实验演示程序：

                                             P3.7设置为高阻输入，打开内部上拉电阻

                                     或     P3.7设置为准双向口，打开内部上拉电阻

                                             INT3/P3.7固定为下降沿触发中断

                              【实验步骤】：

                                     Ø 先点击Run（运行）按钮，运行到单片机内部主动触发INT2/P3.6时，会进入INT2中断，点亮 P0.0灯，退出中断服务程序，继续运行。

                                     Ø 运行到单片机内部主动触发INT3/P3.7口时，会进入INT3中断，点亮P6.7灯，退出中断服务程序。

                                        利用仿真，可以设置运行到断点处，捕捉当前程序运行到哪。

2.9.2.2          原理图
   

                                Ø  外部中断【INT2/P3.6，INT3/P3.7】实验原理图@STC8H8K64U实验箱

                                    在本实验中，【INT2/P3.6，INT3/P3.7】没有设计外部按键输入，而采用内部将【INT2/P3.6，INT3/P3.7】拉低产生下降沿的方式产生中断的方法。

                                   【INT2/P3.6，INT3/P3.7】工作在准双向口/开漏模式时，输出是独立的，输入也是独立的，

                                   【INT2/P3.6，INT3/P3.7】对外输出低后，【INT2/P3.6，INT3/P3.7】读到的外部状态就是低；

                                    输出高，在打开内部上拉电阻或有上拉电阻的状态下，读到的就是高，除非外界有强行拉低的电路。

                                    

                                Ø  外部中断实验辅助显示LED灯原理图：

                                          

                                    I/O口P4.0控制PNP三极管的通断，控制这8个灯的整体供电。

                                    如果P4.0输出1，则PNP三极管不导通，这8个灯都不会获得电源，都不会有电流流过，都不会被点亮。

                                    如果P4.0输出0，则PNP三极管导通，这8个灯才有可能会流过电流，才有可能会被点亮。

                                    如果P4.0输出0，PNP三极管导通，特定LED灯的控制I/O口如输出0，则该LED灯会有电流流过，会被点亮。

                                    如P6.0输出0，LED60灯就会被点亮；如P6.0输出1，LED60灯就会熄灭；

                                    如P6.1输出0，LED61灯就会被点亮；如P6.1输出1，LED61灯就会熄灭；

                                    如P6.2输出0，LED62灯就会被点亮；如P6.2输出1，LED62灯就会熄灭；

                                    如P6.3输出0，LED63灯就会被点亮；如P6.3输出1，LED63灯就会熄灭；

                                    如P6.4输出0，LED64灯就会被点亮；如P6.4输出1，LED64灯就会熄灭；

                                    如P6.5输出0，LED65灯就会被点亮；如P6.5输出1，LED65灯就会熄灭；

                                    如P6.6输出0，LED66灯就会被点亮；如P6.6输出1，LED66灯就会熄灭；

                                    如P6.7输出0，LED67灯就会被点亮；如P6.7输出1，LED67灯就会熄灭

                                    如P6口对外全部送0，则这8个灯全亮；

                                    如P6口对外全部送1，则这8个灯全灭

                                    如果P4.0输出1，则PNP三极管不导通，不管P6口对外全部送0或送1，这8个灯都不会有电流流过，都不会亮。

                                    P4.0控制PNP三极管，作为这8个LED指示灯的总电源开关。

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2.10          定时器实验 -- 定时器0/1，16位定时器


2.10.1             定时器0/1，16位定时器实验（定时器中断点灯并通过USB-CDC端口输出信息）
  

                                  1、   了解传统的定时器0，定时器1的使用

                                  2、   了解STC8H8K64U对定时器0，定时器1功能的扩展（增加16位自动重载模式）

                                  3、   学习使用USB-CDC和电脑进行数据传输

                                  4、   学习使用在中断中设置标志位，在主循环中查询并处理中断事件的处理方式

2.10.1.1          实验介绍

                                  定时器0（Timer0）定时2s产生中断，P60灯闪烁，CDC窗口显示“Timer0！”

                                  定时器1（Timer1）定时500ms产生中断，P67灯闪烁，CDC窗口显示“Timer1！”

                                  实验现象：

                                         Ü   AiCube-ISP软件的CDC窗口每显示4次“Timer1”，显示1次“Timer0”

                                         Ü   实验箱，P67亮灭各2次，P60亮1次

2.10.1.2          原理图

                                   Ü  定时器0模式0结构图：此模式下定时器/计数器0作为可自动重装载的16位计数器。如下图所示：

                                       

                                   Ü  定时器1模式0结构图：此模式下定时器/计数器1作为可自动重装载的16位计数器。如下图所示：

                                       

                                   Ü  LED指示灯原理图

                                       P6口都有单独的指示灯

                                       

                                      I/O口P4.0控制PNP三极管的通断，控制这8个灯的整体供电。

                                      如果P4.0输出1，则PNP三极管不导通，这8个灯都不会获得电源，都不会有电流流过，都不会被点亮。

                                      如果P4.0输出0，则PNP三极管导通，这8个灯才有可能会流过电流，才有可能会被点亮。

                                      如果P4.0输出0，PNP三极管导通，特定LED灯的控制I/O口如输出0，则该LED灯会有电流流过，会被点亮。

                                      如P6.0输出0，LED60灯就会被点亮；如P6.0输出1，LED60灯就会熄灭；

                                      如P6.1输出0，LED61灯就会被点亮；如P6.1输出1，LED61灯就会熄灭；

                                      如P6.2输出0，LED62灯就会被点亮；如P6.2输出1，LED62灯就会熄灭；

                                      如P6.3输出0，LED63灯就会被点亮；如P6.3输出1，LED63灯就会熄灭；

                                      如P6.4输出0，LED64灯就会被点亮；如P6.4输出1，LED64灯就会熄灭；

                                      如P6.5输出0，LED65灯就会被点亮；如P6.5输出1，LED65灯就会熄灭；

                                      如P6.6输出0，LED66灯就会被点亮；如P6.6输出1，LED66灯就会熄灭；

                                      如P6.7输出0，LED67灯就会被点亮；如P6.7输出1，LED67灯就会熄灭

                                      如P6口对外全部送0，则这8个灯全亮；

                                      如P6口对外全部送1，则这8个灯全灭

                                      如果P4.0输出1，则PNP三极管不导通，不管P6口对外全部送0或送1，这8个灯都不会有电流流过，都不会亮。

                                      P4.0控制PNP三极管，作为这8个LED指示灯的总电源开关。

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2.10          定时器实验 -- 定时器0/1，16位定时器


2.10.3             定时器0/1，INT0/INT1，中断组合应用实验，演示程序

                                  学习使用在多个不同的中断中设置标志位，在主循环中查询并处理中断事件的处理方式




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2.11           大型综合实战 -- 课程设计：时钟+数码管+矩阵按键+蜂鸣器发声

2.11.1              实验介绍

                                    1、熟悉矩阵式按键扫描方法

                                    2、了解使用P6、P7口控制LED数码管

                                    3、软件模拟RTC，实现RTC的时、分、秒控制和设置

                                    4、I/O控制有源蜂鸣器发声

                                    5、扩展部分：如何实现长按键

                                    6、熟悉STC8H8K64U实验箱布局及电路图

                                    7、熟练使用AiCube-ISP系统软件

                                    8、熟悉如何管理多文件项目

2.11.1.1           按键扫描说明

                                   如按键要判断为正常按下，而不是抖动，需要该按键保持按下持续保持为低状态时间是20ms ~ 50ms；

                                   主循环中有个1ms的时间基准，将按键扫描程序作为1ms事件，按键状态维持20ms不变，即可对按键去抖动，得到稳定的键码。

2.11.1.2           实验现象和操作说明

                                   将本项目的HEX文件下载到STC8H8K64U的实验箱后

                                   1、在LED数码管上面高6位会动态显示当前的RTC时间

                                   2、按下两行4列的8个矩阵按键后：

                                        Ø  在LED数码管的最低位会显示当前的按键键码

                                        Ø  同时按键会发出按键音

                                           （特别注意：STC8H8K64U实验箱上的蜂鸣器是有源蜂鸣器）

                                                                         

                                   3、矩阵按键中的按键0，是RTC模式设置键

                                        Ø  上电后RTC为正常工作模式，此时数码管动态显示RTC时间

                                        Ø  按一次按键0，RTC会切换为小时设置模式，此时RTC的小时值会0.5秒闪烁一次

                                        Ø  再按一次按键0，RTC会切换为分钟设置模式，此时RTC的分钟值会0.5秒闪烁一次

                                        Ø  再按一次按键0，RTC会切换为秒钟设置模式，此时RTC的秒钟值会0.5秒闪烁一次

                                        Ø  在按一次按键0，恢复为RTC正常工作模式

                                   4、矩阵按键中的按键4和5分别是上调键和下调键

                                        Ø  只有在RTC的时/分/秒设置模式时，上调键和下调键才有效

                                   5、时钟设置模式时，长按按键4和5，可实现快速设置功能

2.11.1.3           Keil环境下多文件项目管理说明

                                   当项目的功能比较复杂时，就需要在Keil中建立多文件项目，以方便分工合作、代码复用、模块化管理、增强可读性和可维护性。

                                        Ø  比较好的建议是将项目功能模块化，不同模块的实现代码放在不同的.c文件中。

                                        Ø  一般建议是一个模块对应一个.c程序文件和一个.h头文件

                                        Ø  模块的初始化函数以及相关的数据处理函数都在.c文件中实现

                                        Ø  与模块相关的全局变量也必须在.c文件中进行定义，一定不能在.h文件中定义变量

                                        Ø  如果有其他模块需要使用本模块定义的变量或函数，则这些函数和变量都需要在.h文件中声明。

                                        Ø  特别提醒：在.h文件中声明外部变量必须使用extern关键字，否则就变成变量定义了，这样会出现变量重复定义的错误

                                        Ø  为防止头文件被多次包含而产生错误或者警告，在头文件中使用类似如下的条件编译组合语句，可避免在同一个.c文件中对同一个.h头文件进行多次包含：

                                                  #ifndef XXXX

                                                  #define XXXX

                                                  ...

                                                  #endif

2.11.2             原理图     

  

  

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2.12          RTC实验

2.12.1             RTC实验(拓展学习之使用RTC功能设定闹钟)

2.12.1.1          实验介绍

                                    1、学习使用STC8H8K64U的RTC实时时钟功能

                                    2、学习使用STC8H8K64U的RTC的闹钟功能

                                    3、使用拓展中断号工具解除Keil中32个中断号的限制

                                    4、熟练使用USB-CDC功能

                                    5、熟练使用AiCube-ISP软件

                                   【实验现象】：

                                             程序运行约5s后，AiCube-ISP软件的CDC窗口显示“RTCStart”，RTC闹钟10s产生中断，打印数据在CDC窗口显示“Alarm！”

                                             CDC串口发送任意数据，读取RTC的秒值，并在CDC窗口显示

                                             观察到实验现象：

                                                   Ü  程序运行5s后，AiCube-ISP软件CDC的接收缓冲区窗口显示“RTC Start”，再10s后，窗口显示“Alarm！”

                                                   Ü 在USB-CDC串口发送任意数据，在CDC的接收缓冲区窗口显示当前的RTC秒值

2.12.1.2          原理图

                                 

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2.13           串口实验 -- 串口通讯(硬件UART1与电脑收发通讯)

2.13.1              实验介绍

                                    1、  了解串口1/UART1通讯原理

                                    2、  熟悉STC8H8K64U实验箱及其原理图

                                    3、  熟练使用AiCube-ISP软件

                                    4、  熟悉如何管理多文件项目

2.13.1.1           认识STC8H8K64U实验箱

                                    STC8H8K64U的实验箱正面图：

                                                                   

                                    J6：     串口1接口。本实验需要用专门定制的USB转串口/TTL（连接USB Link1D工具） - TypeC（连接实验箱J6）接口线相连。（详见J6原理图）

2.13.1.2           专门定制的USB转串口/TTL - TypeC接口线
                                    

2.13.1.3           USB Link1D工具
                                    

2.13.1.4            STC8H8K64U实验箱由TTL - TypeC接口线通过USB Link1D工具与电脑连接图
                                    

2.13.1.5           Keil环境下多文件项目管理说明

                                    当项目的功能比较复杂时，就需要在Keil中建立多文件项目，以方便分工合作、代码复用、模块化管理、增强可读性和可维护性‌。

                                          Ø   比较好的建议是将项目功能模块化，不同模块的实现代码放在不同的.c文件中。

                                          Ø   一般建议是一个模块对应一个.c程序文件和一个.h头文件

                                          Ø   模块的初始化函数以及相关的数据处理函数都在.c文件中实现

                                          Ø   与模块相关的全局变量也必须在.c文件中进行定义，一定不能在.h文件中定义变量

                                          Ø   如果有其他模块需要使用本模块定义的变量或函数，则这些函数和变量都需要在.h文件中声明。

                                          Ø   特别提醒：在.h文件中声明外部变量必须使用extern关键字，否则就变成变量定义了，这样会出现变量重复定义的错误

                                          Ø   为防止头文件被多次包含而产生错误或者警告，在头文件中使用类似如下的条件编译组合语句，可避免在同一个.c文件中对同一个.h头文件进行多次包含：

                                                #ifndef XXXX

                                                #define XXXX

                                                ...

                                                #endif

2.13.2               原理图
                                    


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