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星光操作系統(tǒng)是基于8051單片機(jī)的嵌入式操作系統(tǒng)，支持多線程并發(fā)運(yùn)行，提供線程互斥、同步和通信功能，其功能特性如下： （1）支持STC89C52RC單片機(jī)，4級(jí)優(yōu)化時(shí)的最小程序大小為：data = 138，xdata = 20，code = 6616。 （2）支持AT89S52單片機(jī)，4級(jí)優(yōu)化時(shí)的最小程序大小為：data = 155，xdata = 0，code = 6120。 （3）支持時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度和搶占式調(diào)度，時(shí)間片長度為10毫秒。 （4）線程的最大數(shù)量為255 （5）信號(hào)量的最大數(shù)量為255 （6）屏障的最大數(shù)量為255 （7）信箱的最大數(shù)量為255，每個(gè)信箱中消息的最大數(shù)量為255。 （8）支持中斷觸發(fā)，但是不支持中斷嵌套。 （9）提供微秒級(jí)延時(shí)功能 （10）提供組件、庫和驅(qū)動(dòng)，方便使用外設(shè)。 （11）當(dāng)時(shí)鐘頻率為12MHz時(shí)，對(duì)于時(shí)間片導(dǎo)致的線程切換，其切換時(shí)間為888微秒；對(duì)于外部中斷導(dǎo)致的線程切換，其切換時(shí)間為464微秒。
為了便于使用外設(shè)，星光操作系統(tǒng)提供如下組件，為應(yīng)用提供統(tǒng)一接口： （1）LCM1601（液晶模塊） （2）LCM1602（液晶模塊） （3）LCM12864（液晶模塊） （4）DS18B20（數(shù)字溫度傳感器） （5）HS0038B（紅外線接收器） （6）AT93C46（EEPROM） （7）AT24C02（EEPROM） （8）DS1302（實(shí)時(shí)時(shí)鐘） （9）28BYJ48（步進(jìn)永磁減速電機(jī)）
每個(gè)組件都有對(duì)應(yīng)的庫，為組件提供硬件抽象層；此外，提供芯片內(nèi)部設(shè)備庫和原語庫，前者包括GPIO、UART、Power和ISP，后者包括線程、信號(hào)量、屏障和信箱。
星光操作系統(tǒng)使用手冊(cè)目錄為Starlight_V0.1Manual，請(qǐng)查閱相關(guān)信息。
星光操作系統(tǒng)支持Discover8051 V1開發(fā)板，這是基于STC89C52RC（90C版）單片機(jī)的8051開發(fā)板，詳情請(qǐng)參考附件中的使用手冊(cè)和原理圖。
目錄
1 工具 4
11 Discover8051 V1 開發(fā)板4
12 星光操作系統(tǒng) 5
13 Keil C51 6
14 STC-ISP 6
2 實(shí)驗(yàn) 7
21 LED（發(fā)光二極管）8
211 硬件設(shè)計(jì) 8
212 軟件準(zhǔn)備 8
213 軟件設(shè)計(jì) 8
214 實(shí)驗(yàn)效果 9
22 LCM1601（液晶模塊）9
221 硬件設(shè)計(jì) 9
222 軟件準(zhǔn)備 10
223 軟件設(shè)計(jì) 10
224 實(shí)驗(yàn)效果 10
23 LCM1602（液晶模塊）11
231 硬件設(shè)計(jì) 11
232 軟件準(zhǔn)備 11
233 軟件設(shè)計(jì) 11
234 實(shí)驗(yàn)效果 11
24 LCM12864（液晶模塊）12
241 硬件設(shè)計(jì) 12
242 軟件準(zhǔn)備 12
243 軟件設(shè)計(jì) 12
244 實(shí)驗(yàn)效果 13
25 Digit（數(shù)碼管）14
251 硬件設(shè)計(jì) 14
252 軟件準(zhǔn)備 14
253 軟件設(shè)計(jì) 14
254 實(shí)驗(yàn)效果 14
26 Buzzer（蜂鳴器）15
261 硬件設(shè)計(jì) 15
262 軟件準(zhǔn)備 15
263 軟件設(shè)計(jì) 15
264 實(shí)驗(yàn)效果 16
27 Keypad（矩陣按鍵）16
271 硬件設(shè)計(jì) 16
272 軟件準(zhǔn)備 16
273 軟件設(shè)計(jì) 16
274 實(shí)驗(yàn)效果 17
28 DS18B20（數(shù)字溫度傳感器）17
281 硬件設(shè)計(jì) 17
282 軟件準(zhǔn)備 17
283 軟件設(shè)計(jì) 17
284 實(shí)驗(yàn)效果 18
29 HS0038B（紅外線解碼）18
291 硬件設(shè)計(jì) 18
292 軟件準(zhǔn)備 19
293 軟件設(shè)計(jì) 19
294 實(shí)驗(yàn)效果 19
210 Key（簡單按鍵）20
2101 硬件設(shè)計(jì)20
2102 軟件準(zhǔn)備20
2103 軟件設(shè)計(jì)20
2104 實(shí)驗(yàn)效果20
211 Power（掉電和喚醒）20
2111 硬件設(shè)計(jì)20
2112 軟件準(zhǔn)備21
2113 軟件設(shè)計(jì)21
2114 實(shí)驗(yàn)效果21
212 AT93C46（EEPROM）21
2121 硬件設(shè)計(jì)21
2122 軟件準(zhǔn)備21
2123 軟件設(shè)計(jì)22
2124 實(shí)驗(yàn)效果22
213 AT24C02（EEPROM）22
2131 硬件設(shè)計(jì)22
2132 軟件準(zhǔn)備23
2133 軟件設(shè)計(jì)23
2134 實(shí)驗(yàn)效果23
214 DS1302（實(shí)時(shí)時(shí)鐘）23
2141 硬件設(shè)計(jì)23
2142 軟件準(zhǔn)備24
2143 軟件設(shè)計(jì)24
2144 實(shí)驗(yàn)效果24
215 28BYJ48（步進(jìn)永磁減速電機(jī)）25
2151 硬件設(shè)計(jì)25
2152 軟件準(zhǔn)備25
2153 軟件設(shè)計(jì)25
2154 實(shí)驗(yàn)效果25
216 UART（串口） 26
2161 硬件設(shè)計(jì)26
2162 軟件準(zhǔn)備26
2163 軟件設(shè)計(jì)26
2164 實(shí)驗(yàn)效果27
217 ISP（EEPROM） 27
2171 硬件設(shè)計(jì)27
2172 軟件準(zhǔn)備27
2173 軟件設(shè)計(jì)27
2174 實(shí)驗(yàn)效果28
218 Semaphore（信號(hào)量）28
2181 硬件設(shè)計(jì)28
2182 軟件準(zhǔn)備28
2183 軟件設(shè)計(jì)28
2184 實(shí)驗(yàn)效果28
219 Barrier（屏障）29
2191 硬件設(shè)計(jì)29
2192 軟件準(zhǔn)備29
2193 軟件設(shè)計(jì)29
2194 實(shí)驗(yàn)效果29
220 Mailbox（信箱）30
2201 硬件設(shè)計(jì)30
2202 軟件準(zhǔn)備30
2203 軟件設(shè)計(jì)30
2204 實(shí)驗(yàn)效果30
3 聯(lián)系方式 30
1 工具
1.1 Discover8051 V1 開發(fā)板
Discover8051 V1 是基于 STC89C52RC（90C 版）單片機(jī)的 8051 開發(fā)板，硬件配置如下 所示： 圖 1 Discover8051 V1 開發(fā)板硬件配置
（1）Mini-B 型 USB 插座 （2）500mA 自恢復(fù)保險(xiǎn)絲 （3）電源開關(guān) （4）電源指示燈 （5）CH340G，實(shí)現(xiàn) USB-UART 轉(zhuǎn)換。 （6）用于 CH340G 的 12MHz 無源晶振 （7）用于單片機(jī)的 12MHz 無源晶振 （8）復(fù)位按鍵 （9）單片機(jī)插座 （10）STC89C52RC（90C 版）單片機(jī)，ROM 容量 8K 字節(jié)，RAM 容量 512 字節(jié)。 （11）單片機(jī)引腳插針 （12）總線收發(fā)器 74HC245 （13）LCM1601/LCM1602 液晶模塊插座
（14）10K 歐姆電位器，用于調(diào)節(jié) LCM1601/LCM1602 液晶模塊的對(duì)比度。 （15）LCM12864 液晶模塊插座 （16）6 位共陽數(shù)碼管 （17）無源蜂鳴器 （18）數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 （19）紅外線接收器 HS0038B （20）矩陣按鍵 （21）喚醒按鍵 （22）EEPROM 芯片 AT93C46 （23）EEPROM 芯片 AT24C02 （24）實(shí)時(shí)時(shí)鐘 DS1302
Discover8051 V1 開發(fā)板帶有 CH340G 芯片，用于實(shí)現(xiàn) USB-UART 轉(zhuǎn)換，使用前需要安裝 驅(qū)動(dòng)程序，運(yùn)行 CH340GCH341SER.EXE，按照提示完成安裝。然后，用 USB 連接線將開發(fā)板 和計(jì)算機(jī)連接起來，Windows 操作系統(tǒng)會(huì)識(shí)別 CH340G，隨后在設(shè)備管理器中出現(xiàn)一個(gè)串口， 用于實(shí)現(xiàn)單片機(jī)和計(jì)算機(jī)之間的通信。
1.3 Keil C51
Keil C51 v9.51a 是 8051 單片機(jī)開發(fā)環(huán)境，其文件路徑為 Keilc51_v9.51a.exe，運(yùn)行 該程序，按照提示安裝即可。安裝完成后，其許可狀態(tài)為評(píng)估版，此時(shí)對(duì)代碼的長度有限制。 以管理員身份啟動(dòng)該程序，點(diǎn)擊菜單 File -> License Management，選擇單用戶許可頁面， 復(fù)制許可窗口右上方的 CID。啟動(dòng) Keil 目錄下的注冊(cè)機(jī)，填入復(fù)制的 CID，點(diǎn)擊 Genarate 按鈕，復(fù)制生成的 LIC，在 Keil C51 的許可窗口中填入 LIC，點(diǎn)擊 Add Lic 按鈕添加許可。關(guān)閉 Keil C51，然后再次啟動(dòng)（這次不需要管理員身份），此時(shí) Keil C51 為正式版。
為了更好地顯示代碼，需要對(duì) Keil C51 的編輯器做簡單配置。選擇菜單 Editor -> Configuration，在編輯器頁面中，將編碼方式設(shè)置為 GB2312 簡體中文，將 Tab 字符大小設(shè) 置為 4，同時(shí)選擇所有文件的顯示行號(hào)功能。
1.4 STC-ISP
STC-ISP v6.85P 是 STC 公司的單片機(jī)燒寫工具，用于將 Keil C51 生成的程序?qū)懭雴纹?機(jī) ROM 中，其文件路徑為 STC-ISPstc-isp-15xx-v6.85P.zip。解壓后運(yùn)行其中的 EXE 文件， 選擇單片機(jī)型號(hào)和 HEX 程序文件，然后點(diǎn)擊下載/編程按鈕。先關(guān)閉開發(fā)板電源開關(guān)，然后 再次打開電源開關(guān)，此時(shí) STC-ISP 會(huì)檢測(cè)單片機(jī)固件并開始下載/編程。完成后，單片機(jī)會(huì) 自動(dòng)復(fù)位。
另外，STC-ISP 帶有單片機(jī)型號(hào)數(shù)據(jù)庫，安裝方法為：啟動(dòng) STC-ISP，選擇 Keil 仿真設(shè) 置頁面，點(diǎn)擊添加按鈕，將單片機(jī)型號(hào)、頭文件和仿真驅(qū)動(dòng)添加到 Keil C51 中。將鼠標(biāo)指 針停留在該按鈕上，會(huì)顯示幫助信息.
2 實(shí)驗(yàn)
星光操作系統(tǒng)的默認(rèn)工程配置為 3 個(gè)線程、1 個(gè)信號(hào)量、1 個(gè)屏障和 1 個(gè)信箱（消息容 量為 1），在實(shí)驗(yàn)前，請(qǐng)確認(rèn)上述數(shù)值： （1）啟動(dòng) Keil C51 （2）選擇菜單 Project -> Open Project，選擇目錄 Starlight_V0.1ProjectNebula Discover8051_V1，打開工程N(yùn)ebula_Discover8051_V1.uvproj。 （3）選擇菜單 Project -> Build target，構(gòu)建工程，注意下方的 Build Output 輸出窗口 內(nèi)容，確認(rèn)構(gòu)建成功。 （4）在左側(cè)工程列表中，點(diǎn)擊 Primitive -> STC_STC89C52RC_Thread.c 旁邊的“+”標(biāo)志， 在展開的列表中，雙擊打開 STC_STC89C52RC_Thread.h （5）察看第 33 行的枚舉常量 Thread_Count_Limitation，確認(rèn)當(dāng)前值為 3。 （6）用 相 同 方 法 打 開 STC_STC89C52RC_Semaphore.h ， 察 看 第 33 行 的 枚 舉 常 量 Semaphore_Count_Limitation，確認(rèn)當(dāng)前值為 1。 （7）用 相 同 方 法 打 開 STC_STC89C52RC_Barrier.h ， 察 看 第 33 行 的 枚 舉 常 量 Barrier_Count_Limitation，確認(rèn)當(dāng)前值為 1。 （8）用 相 同 方 法 打 開 STC_STC89C52RC_Mailbox.h ， 察 看 第 33 行 的 枚 舉 常 量 Mailbox_Count_Limitation ， 確 認(rèn) 當(dāng) 前 值 為 1 ； 察看 第 40 行 的 枚 舉 常 量 Message_Count_Limitation，確認(rèn)當(dāng)前值為 1。
經(jīng)過上述操作，用戶已經(jīng)知道如何察看和修改操作系統(tǒng)的原語配置，為后續(xù)實(shí)驗(yàn)做好準(zhǔn) 備，也可以根據(jù)自身需要設(shè)計(jì)新的實(shí)驗(yàn)。
雙擊打開 Application -> Nebula_Discover8051_V1_Main_Application.c，察看第 217 - 261 行之間的內(nèi)容，這些是用戶線程，確認(rèn) LED 線程處于有效狀態(tài)，其它線程都處于注釋 狀態(tài)。
文件的最后是 while (1)無限循環(huán)，根據(jù)星光操作系統(tǒng)的線程調(diào)度設(shè)計(jì)要求，系統(tǒng)中必 須存在至少一個(gè)就緒線程。將這種限制放在 main 函數(shù)中，保證主線程永遠(yuǎn)可調(diào)度，這就使 得用戶線程不必包含 while (1)無限循環(huán)。當(dāng)用戶線程函數(shù)執(zhí)行完畢時(shí)，用戶線程會(huì)自動(dòng)結(jié) 束。在后續(xù)實(shí)驗(yàn)的用戶線程中會(huì)包含 while (1)無限循環(huán)，這只是出于實(shí)驗(yàn)?zāi)康模⒉皇潜?須的。
在后續(xù)實(shí)驗(yàn)中，如果不需要使用液晶模塊 LCM1601、LCM1602 和 LCM12864，請(qǐng)將其取下， 避免干擾 LED 和數(shù)碼管。插拔時(shí)，先斷電，后操作，避免損壞液晶模塊。插入液晶模塊時(shí)， 注意引腳編號(hào)，不要插反。如果對(duì)比度過高或過低，調(diào)節(jié)相應(yīng)的電位器即可.
2.1 LED（發(fā)光二極管）
2.1.1 硬件設(shè)計(jì)
74HC245 為總線收發(fā)器，輸入端連接 P1 端口的 8 個(gè)引腳，輸出端為 D0 - D7，連接 8 個(gè)共陽極 LED，R15 - R22 為限流電阻。以 P1_0 為例，單片機(jī)復(fù)位后其值為 1，則 D0 為 1， LED 滅；當(dāng) P1_0 為 0 時(shí)，則 D0 為 0，LED 亮。循環(huán)控制 P1 端口的 8 個(gè)引腳，即可實(shí)現(xiàn)流水 燈效果。
2.1.2 軟件準(zhǔn)備
工程的默認(rèn)配置即為 LED 線程，不需要做任何修改。
2.1.3 軟件設(shè)計(jì)
雙擊左側(cè)工程列表 Application 中的 Nebula_Discover8051_V1_LED_Application.c， 察看軟件實(shí)現(xiàn)。對(duì)于 P1 端口的每個(gè)引腳，設(shè)置為 0，使得 LED亮，延遲 500 毫秒；然后設(shè) 置為 1，使得 LED 滅，延遲 500 毫秒。重復(fù)這個(gè)過程會(huì)實(shí)現(xiàn)流水燈效果，相關(guān)的庫函數(shù)為： （1）GPIO_Library_Write_Pin：寫 GPIO 引腳，帶有 3 個(gè)參數(shù)，即端口索引、引腳索引 和引腳值。 （2）Thread_Library_Suspend_Thread：掛起線程，帶有 1 個(gè)參數(shù)，表示掛起時(shí)間，以 毫秒為單位。
2.1.4 實(shí)驗(yàn)效果
（1）選擇菜單 Project -> Build target，構(gòu)建應(yīng)用，確認(rèn)下方的 Build Output 窗口中沒 有 錯(cuò) 誤 和 警 告 。 輸 出 目 錄 為ProjectNebulaDiscover8051_V1Object ， 文 件 為 Nebula_Discover8051_V1 和 Nebula_Discover8051_V1.hex，后者用于燒寫單片機(jī) ROM。 （2）連接開發(fā)板和計(jì)算機(jī)，在設(shè)備管理器中察看串口信息，確認(rèn) USB-UART 轉(zhuǎn)換芯片 CH340G 工作正常，并且開發(fā)板電源開關(guān)處于關(guān)閉狀態(tài)。 （3）確認(rèn)開發(fā)板上的跳線 JP1 處于連接狀態(tài)，該跳線用于給 LED 供電。 （4）啟動(dòng) STC-ISP，在單片機(jī)型號(hào)中選擇“STC89C52RC/LE52RC”，點(diǎn)擊“打開程序文件”， 選擇 Nebula_Discover8051_V1.hex，然后點(diǎn)擊“下載/編程”，此時(shí)開始檢測(cè)單片機(jī)固件。 （5）打開開發(fā)板電源開關(guān)，STC-ISP 顯示檢測(cè)信息，隨后開始燒寫單片機(jī) ROM。 （6）燒寫完畢后，單片機(jī)自動(dòng)開始運(yùn)行，此時(shí)可以看到流水燈效果。
完成實(shí)驗(yàn)后，選擇菜單 Project -> Clean target，清理工程輸出文件。在工程管理中 刪 除 Nebula_Discover8051_V1_LED_Application.c ， 但 是保 留 線 程 庫 和 GPIO 庫 。 在 Nebula_Discover_V1_Main_Application.c 中，定位到第 217 行，將該行轉(zhuǎn)為注釋狀態(tài)，為 后續(xù)實(shí)驗(yàn)做好準(zhǔn)備。
2.2 LCM1601（液晶模塊）
2.2.1 硬件設(shè)計(jì)
LCM1601 支持 4 位模式和 8 位模式，有 3 個(gè)控制引腳和 8 個(gè)數(shù)據(jù)引腳，前者包括 RS （寄存器選擇）、R/W（讀寫）和 E（使能）， 后者包括 D0 - D7。用 P0_0、P0_1 和 P0_2 傳輸控制信息，用 P1_0 - P1_7 傳輸數(shù)據(jù)。 VL 為對(duì)比度，連接到阻值為 10K 歐姆的電 位器 R23，供用戶調(diào)節(jié)液晶模塊的顯示效果.
2.2.2 軟件準(zhǔn)備
（1）打開 Nebula_Discover_V1_Main_Application.c，定位到第 219 行，去除注釋，將該 行轉(zhuǎn)為有效態(tài)。 （2）在 工 程 的 Library 組 中 添 加 Display_LCM1601_Library.c ， 其 目 錄 為SourceBoardNebulaDiscover8051_V1LibraryDisplayLCM1601。 （3）在 工 程 的 Component 組 中 添 加 Display_LCM1601_Component.c ， 其 目 錄 為 SourceComponentDisplayLCM1601。 （4）在工程的 Application 組中添加 Nebula_Discover8051_V1_LCM1601_Application.c， 其目錄為SourceBoardNebulaDiscover8051_V1ApplicationLCM1601。
2.2.3 軟件設(shè)計(jì)
雙擊工程列表中的 Nebula_Discover8051_V1_LCM1601_Application.c，察看軟件實(shí)現(xiàn)， 即：初始化、打開顯示、設(shè)置數(shù)據(jù)和移動(dòng)數(shù)據(jù)。通過循環(huán)移動(dòng)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)文字的滾動(dòng)顯示， 相關(guān)的組件函數(shù)為： （1）Display_LCM1601_Component_Initialize：初始化 （2）Display_LCM1601_Component_Read_Busy_Flag_Memory_Address：返回忙標(biāo)志 （3）Display_LCM1601_Component_Control_Display_On_Off：打開顯示 （4）Display_LCM1601_Component_Write_Memory_Data：寫數(shù)據(jù) （5）Display_LCM1601_Component_Shift_Cursor_Display：移動(dòng)光標(biāo) （6）Display_LCM1601_Component_Return_Home：返回起點(diǎn)
組件 Display_LCM1601_Component.c 依賴 Display_LCM1601_Library.c，這個(gè)庫完成實(shí) 際操作，為組件提供硬件抽象層接口。
2.2.4 實(shí)驗(yàn)效果
（1）點(diǎn)擊工具欄的 Build 按鈕，構(gòu)建應(yīng)用，注意 Build Output 中的輸出內(nèi)容。 （2）在 STC-ISP 中，點(diǎn)擊“打開程序文件”，打開新的 Nebula_Discover8051_V1.hex。 （3）關(guān)閉開發(fā)板的電源開關(guān)，插上 LCM1601 液晶模塊，確認(rèn)跳線 JP2 處于連接狀態(tài)，JP1 和 JP3 處于斷開狀態(tài)。 （4）點(diǎn)擊 STC-ISP 中的“下載/編程”，打開開發(fā)板的電源開關(guān)，STC-ISP 顯示燒寫信息。 （5）燒寫完畢，單片機(jī)自動(dòng)開始運(yùn)行。 （6）LCM1601 液晶模塊滾動(dòng)顯示數(shù)據(jù) （7）將初始化函數(shù)的參數(shù)設(shè)置為 0，表示使用 4 位模式，重復(fù)上述過程，檢查運(yùn)行效果。
完成實(shí)驗(yàn)后，選擇菜單 Project -> Clean target，清理工程輸出文件。在工程列表中 刪除上述三個(gè)文件，在Nebula_Discover_V1_Main_Application.c 中定位到第 219 行，將該 行轉(zhuǎn)為注釋態(tài)，為后續(xù)實(shí)驗(yàn)做好準(zhǔn)備。
2.3 LCM1602（液晶模塊）
2.3.1 硬件設(shè)計(jì)
LCM1602 支持 4 位模式和 8 位模式，引腳功能與 LCM1601 相同，使用與上一個(gè)實(shí)驗(yàn)相同 的硬件設(shè)計(jì)，此處省略。
2.3.2 軟件準(zhǔn)備
（1）在主應(yīng)用中定位到第 221 行，將該行轉(zhuǎn)為有效態(tài)。 （2）在 Library 組 中 添 加 Display_LCM1602_Library.c ， 其 目 錄 為SourceBoardNebulaDiscover8051_V1LibraryDisplayLCM1602。 （3）在 Component 組 中 添 加 Display_LCM1602_Component.c ， 其 目 錄 為SourceComponentDisplayLCM1602。 （4）在 Application 組中添加 Nebula_Discover8051_V1_LCM1602_Application.c，其目錄 為SourceBoardNebulaDiscover8051_V1ApplicationLCM1602。
2.3.3 軟件設(shè)計(jì)
雙擊工程列表中的 Nebula_Discover8051_V1_LCM1602_Application.c，察看軟件實(shí)現(xiàn)， 即：初始化、打開顯示、設(shè)置數(shù)據(jù)和移動(dòng)數(shù)據(jù)。通過循環(huán)移動(dòng)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)文字的滾動(dòng)顯示， 相關(guān)的組件函數(shù)為： （1）Display_LCM1602_Component_Initialize：初始化 （2）Display_LCM1602_Component_Read_Busy_Flag_Memory_Address：返回忙標(biāo)志 （3）Display_LCM1602_Component_Control_Display_On_Off：打開顯示 （4）Display_LCM1602_Component_Write_Memory_Data：寫數(shù)據(jù) （5）Display_LCM1602_Component_Shift_Cursor_Display：移動(dòng)光標(biāo) （6）Display_LCM1602_Component_Return_Home：返回起點(diǎn)
組件 Display_LCM1602_Component.c 依賴 Display_LCM1602_Library.c，這個(gè)庫完成實(shí) 際操作，為組件提供硬件抽象層接口。
2.3.4 實(shí)驗(yàn)效果
（1）點(diǎn)擊工具欄的 Build 按鈕，構(gòu)建應(yīng)用，注意 Build Output 中的輸出內(nèi)容。 （2）在 STC-ISP 中，點(diǎn)擊“打開程序文件”，打開新的 Nebula_Discover8051_V1.hex。 （3）關(guān)閉開發(fā)板的電源開關(guān)，插上 LCM1602 液晶模塊，確認(rèn)跳線 JP2 處于連接狀態(tài)，JP1 和 JP3 處于斷開狀態(tài)。 （4）點(diǎn)擊 STC-ISP 中的“下載/編程”，打開開發(fā)板的電源開關(guān)，STC-ISP 顯示燒寫信息。 （5）燒寫完畢，單片機(jī)自動(dòng)開始運(yùn)行。 （6）LCM1602 液晶模塊滾動(dòng)顯示數(shù)據(jù)
（7）將初始化函數(shù)的參數(shù)設(shè)置為 0，表示使用 4 位模式，重復(fù)上述過程，檢查運(yùn)行效果。
完成實(shí)驗(yàn)后，選擇菜單 Project -> Clean target，清理工程輸出文件。在工程列表中 刪除上述三個(gè)文件，在Nebula_Discover_V1_Main_Application.c 中定位到第 221 行，將該 行轉(zhuǎn)為注釋態(tài)，為后續(xù)實(shí)驗(yàn)做好準(zhǔn)備。
2.4 LCM12864（液晶模塊）
2.4.1 硬件設(shè)計(jì)
LCM12864 支持 8 位并行模式和串行模式，其 前 14 個(gè)引腳功能與 LCM1602 相同。第 15 引腳為 PSB，表示并行/串行選擇，高電平選擇并行模式， 低電平選擇串行模式；第 16 引腳為 NC，表示不 連接，但在某些情況下用于選擇左右半屏，具體 功能由用戶選擇的液晶模塊確定；第 17 引腳為 RST，表示復(fù)位，低電平有效；第 18 引腳為 VEE， 表示負(fù)壓輸出，與對(duì)比度引腳 VL 相連。
2.4.2 軟件準(zhǔn)備
（1）在主應(yīng)用中，定位到第 223 行，去除注釋，將該行轉(zhuǎn)為有效態(tài)。 （2）在Library 組中添加 Display_LCM12864_Library.c ， 目錄為SourceBoardNebulaDiscover8051_V1LibraryDisplayLCM12864。 （3）在Component組中添加Display_LCM12864_Component.c ， 目錄 為SourceComponentDisplayLCM12864。 （4）在 Application 組中添加 Nebula_Discover8051_V1_LCM12864_Application.c，目錄 為SourceBoardNebulaDiscover8051_V1ApplicationLCM12864。
2.4.3 軟件設(shè)計(jì)
打開 Nebula_Discover8051_V1_LCM12864_Application.c，察看軟件實(shí)現(xiàn)，即：初始化、 打開顯示、選擇指令集、設(shè)置數(shù)據(jù)地址和寫數(shù)據(jù)。LCM12864支持字符模式和圖形模式，首 先選擇基本指令集，進(jìn)入字符模式并寫數(shù)據(jù)；然后選擇擴(kuò)展指令集，進(jìn)入圖形模式，設(shè)置像 素地址并寫像素，相關(guān)的組件函數(shù)為： （1）Display_LCM12864_Component_Initialize：初始化 （2）Display_LCM12864_Component_Read_Busy_Flag_Memory_Address：返回忙標(biāo)志 （3）Display_LCM12864_Component_Control_Display_On_Off：打開顯示 （4）Display_LCM12864_Component_Set_Function：選擇指令集 （5）Display_LCM12864_Component_Set_Display_Data_Memory_Address：設(shè)置地址 （6）Display_LCM12864_Component_Write_Memory_Data：寫數(shù)據(jù) （7）Display_LCM12864_Component_Clear_Display：清除顯示 （8）Display_LCM12864_Component_Set_Extended_Function：設(shè)置圖形模式 （9）Display_LCM12864_Component_Set_Graphic_Memory_Vertical_Address：設(shè)置垂 直地址 （10）Display_LCM12864_Component_Set_Graphic_Memory_Horizontal_Address：設(shè)置 水平地址
組件 Display_LCM12864_Component.c 依賴 Display_LCM12864_Library.c，這個(gè)庫完成 實(shí)際操作，為組件提供硬件抽象層接口。
2.4.4 實(shí)驗(yàn)效果
（1）構(gòu)建應(yīng)用，注意 Build Output 窗口中的信息，代碼長度超出單片機(jī) ROM 容量限制。 （2）在工程管理中刪除 STC_STC89C52RC_GPIO_Library.c，實(shí)驗(yàn)中不需要 GPIO 庫。 （3）在工程列表的 Context 組中，雙擊打開 STC_STC89C52RC_Context.c，定位到第 201 行。 （4）Handle_UART_Interrupt_Context 函數(shù)用于處理 UART 中斷環(huán)境，實(shí)驗(yàn)中不需要使用 UART，所以將這個(gè)函數(shù)的實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)為注釋態(tài)，這樣可以降低代碼大小。 （5）重新構(gòu)建應(yīng)用，注意 Build Output 窗口中的信息，沒有錯(cuò)誤和警告。 （6）關(guān)閉開發(fā)板電源開關(guān)，插上 LCM12864 液晶模塊，確認(rèn)跳線 JP2 處于連接狀態(tài)，JP1 和 JP3 處于斷開狀態(tài)。 （7）在 STC-ISP 中打開 Nebula_Discover8051_V1.hex，點(diǎn)擊“下載/編程”按鈕。 （8）打開開發(fā)板電源開關(guān)，STC-ISP 顯示檢測(cè)信息并開始燒寫單片機(jī) ROM。 （9）燒寫完畢，單片機(jī)自動(dòng)開始運(yùn)行。 （10）LCM12864 液晶模塊開始循環(huán)顯示信息，首先進(jìn)入字符模式并顯示漢字，隨后進(jìn)入圖 形模式并寫像素。 （11）將初始化函數(shù)的參數(shù)設(shè)置為 0，表示使用串行模式，重復(fù)上述過程，檢查運(yùn)行效果。
清理工程輸出文件，刪除添加的三個(gè)文件，恢復(fù) STC_STC89C52RC_GPIO_Library.c，將 STC_STC89C52RC_Context.c 中修改的內(nèi)容恢復(fù)原狀，在主應(yīng)用中將第 223 行恢復(fù)原狀，為 后續(xù)實(shí)驗(yàn)做好準(zhǔn)備.
2.5 Digit（數(shù)碼管）
2.5.1 硬件設(shè)計(jì)
數(shù)碼管模塊為共陽型，陽極電源由三極管 Q1 - Q6 控制，三極管為 PNP 型，當(dāng)基極為低 電平時(shí)導(dǎo)通，為高電平時(shí)截止。三極管的基極電平由 P0_0 -P0_5 引腳控制，數(shù)碼管的陰極 電平由 D0 - D7 控制，即由 P1_0 - P1_7 引腳控制。
2.5.2 軟件準(zhǔn)備
（1）將主應(yīng)用的第 225 行轉(zhuǎn)為有效態(tài)。 （2）在工程的 Application 組中添加 Nebula_Discover8051_V1_Digit_Application.c，目 錄為SourceBoardNebulaDiscover8051_V1ApplicationDigit。
2.5.3 軟件設(shè)計(jì)
打開 Nebula_Discover8051_V1_Digit_Application.c，察看軟件實(shí)現(xiàn)。在循環(huán)中，依 次打開電源、寫數(shù)據(jù)、延時(shí)和關(guān)閉電源，控制數(shù)碼管顯示數(shù)字 0- 9 和小數(shù)點(diǎn)。相關(guān)的庫函 數(shù)為： （1）GPIO_Library_Write_Pin：寫引腳 （2）GPIO_Library_Write_Port：寫端口 （3）Thread_Library_Suspend_Thread：掛起線程，用于毫秒級(jí)延時(shí)。
2.5.4 實(shí)驗(yàn)效果
（1）構(gòu)建應(yīng)用，燒寫程序。 （2）確認(rèn)開發(fā)板的跳線 JP3 處于連接狀態(tài) （3）數(shù)碼管依次顯示信息 清除工程輸出文件，將工程列表恢復(fù)原狀，為后續(xù)實(shí)驗(yàn)做好準(zhǔn)備。
2.6 Buzzer（蜂鳴器）
2.6.1 硬件設(shè)計(jì)
本實(shí)驗(yàn)使用無源蜂鳴器，所謂“無源” 是指蜂鳴器內(nèi)部沒有發(fā)聲電路（音源）， 需要在控制端產(chǎn)生特定頻率的信號(hào)，使得 蜂鳴器反復(fù)處于接通和斷開狀態(tài)，進(jìn)而發(fā) 出聲音。
當(dāng)控制信號(hào)頻率不同時(shí)，蜂鳴器的聲 音大小不同。當(dāng)控制信號(hào)頻率為 2000Hz 時(shí)，蜂鳴器聲音最大。
蜂鳴器的電源由 PNP 三極管 Q7 控制，其基極電平由 P2_0 引腳控制，低電平時(shí)導(dǎo)通，高 電平時(shí)截止。
2.6.2 軟件準(zhǔn)備
（1）將主應(yīng)用的第 227 行轉(zhuǎn)為有效態(tài) （2）在工程的 Application 組中添加 Nebula_Discover8051_V1_Buzzer_Application.c， 目錄為SourceBoardNebulaDiscover8051_V1ApplicationBuzzer。
2.6.3 軟件設(shè)計(jì)
打開蜂鳴器應(yīng)用，察看軟件實(shí)現(xiàn)。在端口控制方面，沒有使用 GPIO 庫，而是通過位操 作直接完成的。GPIO 庫操作的速度慢于位操作，為了保證控制信號(hào)的頻率為 2000Hz，必須 使用位操作。為了避免線程被主線程搶占，在控制信號(hào)開始前關(guān)閉中斷，在控制信號(hào)結(jié)束后 打開中斷。另外，線程庫只能提供毫秒級(jí)延時(shí)，為了符合控制信號(hào)的要求，必須使用微秒級(jí) 延時(shí)函數(shù)。相關(guān)的庫函數(shù)為： （1）Disable_Interrupt：關(guān)閉中斷 （2）Multiple_Delay：多次延遲，帶有一個(gè)參數(shù)，表示延遲數(shù)量，單位為微秒。 （3）Enable_Interrupt：打開中斷 （4）Thread_Library_Suspend_Thread：掛起線程
Disable_Interrupt、Multiple_Delay 和 Enable_Interrupt 函數(shù)屬于核心操作，在 STC_STC89C52RC_Core.h 中 聲 明 ， 在STC_STC89C52RC_Core.asm 中 定 義 ， 文 件 目 錄 為 SourceProcessorSTCSTC89C52RCCore。
在多線程環(huán)境中謹(jǐn)慎使用 Disable_Interrupt，關(guān)閉中斷的時(shí)間不宜太長，避免影響其 它線程的運(yùn)行。
2.6.4 實(shí)驗(yàn)效果
（1）構(gòu)建應(yīng)用，燒寫程序。 （2）確認(rèn)跳線 JP4 處于連接狀態(tài) （3）蜂鳴器開始發(fā)聲，間隔時(shí)間為 1 秒。
用戶可以體驗(yàn)不同的操作帶來的效果差異，例如：不使用關(guān)閉中斷和打開中斷操作，用 GPIO 庫函數(shù)替換位操作，用線程庫的掛起功能替換Multiple_Delay 函數(shù)。通過這些操作， 有助于進(jìn)一步熟悉星光操作系統(tǒng)。
清除工程輸出文件，將工程列表恢復(fù)原狀，為后續(xù)實(shí)驗(yàn)做好準(zhǔn)備。
2.7 Keypad（矩陣按鍵）
2.7.1 硬件設(shè)計(jì)
矩陣按鍵分成三行三列，分別由 P2.1 - P2.3 引腳和 P2.4 - P2.6 引 腳控制。單片機(jī)復(fù)位后，引腳的默認(rèn) 值為 1，所以選擇 0 做為按鍵按下的 標(biāo)志。 當(dāng)行引腳輸出 0 時(shí)，循環(huán)檢測(cè)列 引腳，如果按鍵沒有按下，其值為 1； 如果按鍵按下，其值為0。當(dāng)某一行 輸出 0 時(shí)，其它行必須輸出 1。
2.7.2 軟件準(zhǔn)備
（1）在主應(yīng)用中，定位到第 229 行，將該行轉(zhuǎn)為有效態(tài)。 （2）在工程的 Application 組中，添加 Nebula_Discover8051_V1_Keypad_Application.c， 目錄為SourceBoardNebulaDiscover8051_V1ApplicationKeypad。
2.7.3 軟件設(shè)計(jì)
打開 Nebula_Discover8051_V1_Keypad_Application.c，察看軟件實(shí)現(xiàn)。在行線輸出 0， 然后從列線讀入，0 表示按鍵已經(jīng)按下，1 表示按鍵沒有按下。為了消除抖動(dòng)，延遲 10 毫秒， 然后再次讀列線。如果仍然為 0，那么說明按鍵確實(shí)處于按下狀態(tài)。最后，通過數(shù)碼管顯示
按鍵編號(hào)。相關(guān)的函數(shù)如下： （1）GPIO_Library_Write_Port：寫端口 （2）GPIO_Library_Read_Pin：讀引腳 （3）Thread_Library_Suspend_Thread：掛起線程
2.7.4 實(shí)驗(yàn)效果
（1）構(gòu)建應(yīng)用，燒寫程序。 （2）確認(rèn)開發(fā)板的跳線 JP3 處于連接狀態(tài) （3）依次按下所有的按鍵，數(shù)碼管會(huì)顯示按鍵編號(hào)。 （4）等數(shù)碼管的顯示內(nèi)容消失后再次按下按鍵，否則按鍵無效。 清除工程輸出文件，將工程恢復(fù)原狀，為后續(xù)實(shí)驗(yàn)做好準(zhǔn)備。
2.8 DS18B20（數(shù)字溫度傳感器）
2.8.1 硬件設(shè)計(jì)
DS18B20 是數(shù)字溫度傳感器，只需要 一根數(shù)據(jù)線便可完成信息的輸入和輸出。 單片機(jī)的 P2_7 引腳連接 DS18B20 的數(shù)據(jù) 引腳，R32 為上拉電阻。在 P2_7 引腳產(chǎn) 生不同的時(shí)序，即可傳輸命令和數(shù)據(jù)。
2.8.2 軟件準(zhǔn)備
（1）在主應(yīng)用中，定位到第 231 行，將該行轉(zhuǎn)為有效狀態(tài)。 （2）在 工 程 的 Library 組 中 ， 添 加 Dallas_DS18B20_Library.c ， 目 錄 為SourceBoardNebulaDiscover8051_V1LibraryDallasDS18B20。 （3）在 工 程 的 Component 組 中 ， 添 加 Dallas_DS18B20_Component.c ， 目 錄 為 SourceComponentDallasDS18B20。 （4）在工程的 Application 組中，添加 Nebula_Discover8051_V1_DS18B20_Application.c， 目錄為SourceBoardNebulaDiscover8051_V1ApplicationDS18B20。
2.8.3 軟件設(shè)計(jì)
打開 Nebula_Discover8051_V1_DS18B20_Application.c，察看軟件實(shí)現(xiàn)，流程如下：
（1）初始化，0 表示 DS18B20 存在。 （2）檢測(cè) ROM，計(jì)算校驗(yàn)值。 （3）讀取和顯示電源狀態(tài)，0x00 表示寄生電源供電，0xFF 表示外部電源供電。 （4）設(shè)置溫度上限、下限和分辨率 （5）寫和讀 EEPROM，校驗(yàn) Scratchpad。 （6）轉(zhuǎn)換溫度，校驗(yàn) Scratchpad，計(jì)算溫度。 （7）通過數(shù)碼管顯示溫度值
在顯示溫度值時(shí)，使用核心函數(shù) Disable_Interrupt 和 Enable_Interrupt，目的是禁 止當(dāng)前線程被搶占，避免數(shù)碼管閃爍。
2.8.4 實(shí)驗(yàn)效果
（1）構(gòu)建應(yīng)用，注意 Build Output 窗口的信息，代碼過長。 （2）打開 STC_STC89C52RC_Context.c，定位到第 201 行，將 UART 中斷處理部分轉(zhuǎn)為注釋 態(tài)。定位到第 587 行，將第 587 - 596 行轉(zhuǎn)為注釋態(tài)。定位到第 604 行，將第 604 - 613 行轉(zhuǎn)為注釋態(tài)。 （3）定位到第 293 行，將第 293 - 312 行轉(zhuǎn)為注釋態(tài)，實(shí)驗(yàn)中沒有使用外部 2 中斷。 （4）再次構(gòu)建應(yīng)用，燒寫程序。 （5）確認(rèn)開發(fā)板的跳線 JP1、JP3 和 JP5 處于連接狀態(tài) （6）顯示溫度值前，LED 顯示二進(jìn)制編碼，表示操作結(jié)果；顯示溫度值時(shí)，可以忽略 LED， 注意觀察數(shù)碼管。
清除工程輸出文件，將 STC_STC89C52RC_Context.c 恢復(fù)原狀，將工程恢復(fù)原狀，為后 續(xù)實(shí)驗(yàn)做好準(zhǔn)備。
2.9 HS0038B（紅外線解碼）
2.9.1 硬件設(shè)計(jì)
HS0038B 是紅外線接收器，載波頻率 為 38KHz，接收到載波時(shí)輸出低電平，否 則輸出高電平。
單片機(jī)的 P3_2 引腳可以接收中斷信 號(hào)，低電平有效，將其連接到 HS0038B 的 輸出引腳，當(dāng)紅外線載波到達(dá)時(shí)，會(huì)接收 到中斷。
2.9.2 軟件準(zhǔn)備
（1）在主應(yīng)用中，定位到第 233 行，將該行轉(zhuǎn)為有效態(tài)。 （2）在 工 程 的 Library 組 中 ， 添 加 STC_STC89C52RC_Trigger_Library.c ， 目 錄 為 SourceProcessorSTCSTC89C52RCLibraryTrigger。 （3）在 工 程 的 Library 組 中 ， 添 加 Vishay_HS0038B_Library.c ， 目 錄 為SourceBoardNebulaDiscover8051_V1LibraryVishayHS0038B。 （4）在 工 程 的 Component 組 中 ， 添 加 Vishay_HS0038B_Component.c ， 目 錄 為 SourceComponentVishayHS0038B。 （5）在工程的 Application 中，添加 Nebula_Discover8051_V1_Infrared_Application.c， 目錄為SourceBoardNebulaDiscover8051_V1ApplicationInfrared。
2.9.3 軟件設(shè)計(jì)
打開 Nebula_Discover8051_V1_Infrared_Application.c，察看軟件實(shí)現(xiàn)。第一步：等 待觸發(fā)，即等待中斷信號(hào)；第二步：解碼紅外線信息；第三步：檢查解碼后的數(shù)據(jù)是否有效； 第四步：顯示數(shù)據(jù)。
本實(shí)驗(yàn)依賴單片機(jī)的外部中斷功能，對(duì)應(yīng)的函數(shù)為 Trigger_Library_Wait_Trigger， 帶有一個(gè)參數(shù)，表示中斷源，這里為 External_0_Interrupt。
2.9.4 實(shí)驗(yàn)效果
（1）構(gòu)建應(yīng)用，燒寫程序。 （2）確認(rèn)跳線 JP1 和 JP5 處于連接狀態(tài) （3）將紅外線遙控器的電池保護(hù)墊片取下，按下任意鍵，LED 會(huì)顯示二進(jìn)制編碼信息。等 顯示信息消失后，再按其它按鍵，否則按鍵無效。 （4）遙控器的按鍵信息分為“單發(fā)”和“連發(fā)”，短按時(shí)為單發(fā)，長按時(shí)為連發(fā)。單發(fā)時(shí)， LED 全滅；連發(fā)時(shí)，會(huì)有一個(gè) LED 亮。
清除工程輸出文件，將工程恢復(fù)原狀，為后續(xù)實(shí)驗(yàn)做好準(zhǔn)備。
2.10 Key（簡單按鍵）
2.10.1 硬件設(shè)計(jì)
2.10.2 軟件準(zhǔn)備
單片機(jī)復(fù)位后，P3_3 引腳默認(rèn)值 為 1，當(dāng)按鍵按下時(shí)，其值為 0，通 過讀取引腳值便可獲取按鍵狀態(tài)。
（1）在主程序中，定位到第 235 行，將該行轉(zhuǎn)為有效態(tài)。 （2）在工程的 Application 組中，添加 Nebula_Discover8051_V1_Key_Application.c，目 錄為SourceBoardNebulaDiscover8051_V1ApplicationKey。
2.10.3 軟件設(shè)計(jì)
打開 Nebula_Discover8051_V1_Key_Application.c，察看軟件實(shí)現(xiàn)。第一步：讀引腳 值；第二步：消除抖動(dòng)；第三步：再次讀引腳值；第四步：顯示按鍵狀態(tài)。
2.10.4 實(shí)驗(yàn)效果
（1）構(gòu)建應(yīng)用，燒寫程序。 （2）確認(rèn)跳線 JP1 處于連接狀態(tài) （3）按下或者釋放按鍵，觀察 LED 的顯示狀態(tài)。 清除工程輸出文件，將工程恢復(fù)原狀，為后續(xù)實(shí)驗(yàn)做好準(zhǔn)備。
2.11 Power（掉電和喚醒）
2.11.1 硬件設(shè)計(jì)
本實(shí)驗(yàn)使用與前一個(gè)實(shí)驗(yàn)相同的硬件電路，此處省略。需要注意的是，單片機(jī)的 P3_3 引腳可以接收中斷信號(hào)，低電平有效，這個(gè)中斷信號(hào)將單片機(jī)從掉電狀態(tài)中喚醒。
2.11.2 軟件準(zhǔn)備
（1）在主應(yīng)用中，定位到第 237 行，將該行轉(zhuǎn)為有效態(tài)。 （2）在 工 程 的 Library 組 中 ， 添 加 STC_STC89C52RC_Power_Library.c ， 目 錄 為 SourceProcessorSTCSTC89C52RCLibraryPower。 （3）在工程的 Application 中，添加 Nebula_Discover8051_V1_Power_Application.c，目 錄為SourceBoardNebulaDiscover8051_V1ApplicationPower。
2.11.3 軟件設(shè)計(jì)
打開 Nebula_Discover8051_V1_Power_Application.c，察看軟件實(shí)現(xiàn)。在掉電前，點(diǎn) 亮一個(gè) LED，持續(xù) 1 秒，以此做為準(zhǔn)備標(biāo)志；隨后進(jìn)入掉電狀態(tài)，等待被中斷喚醒。喚醒后， 再次重復(fù)這一過程。
2.11.4 實(shí)驗(yàn)效果
（1）構(gòu)建應(yīng)用，燒寫程序。 （2）觀察 LED，等待顯示準(zhǔn)備標(biāo)志。LED 熄滅后，按下按鍵，觀察 LED 的變化。 清理工程輸出，將工程恢復(fù)原狀，為后續(xù)實(shí)驗(yàn)做好準(zhǔn)備。
2.12 AT93C46（EEPROM）
2.12.1 硬件設(shè)計(jì)
AT93C46 是 3 線串行 EEPROM，內(nèi)部組 織為 8 位或 16 位單元，組織方式由 ORG 引腳控制。當(dāng) ORG連接 VCC 時(shí)，內(nèi)部為 16 位單元；當(dāng)連接 GND 時(shí)，內(nèi)部為 8 位 單元。
CS 為片選，高電平有效；SK 為串行時(shí)鐘，DI 和 DO 為數(shù)據(jù)輸入和輸出引腳，這 4 個(gè)引 腳連接到單片機(jī)的 P3_4 - P3_7 引腳，單片機(jī)內(nèi)部提供上拉電阻。
2.12.2 軟件準(zhǔn)備
（1）在主應(yīng)用中，定位到第 239 行，將該行轉(zhuǎn)為有效態(tài)。 （2）在 工 程 的 Library 組 中 ， 添 加 Atmel_AT93C46_Library.c ， 目 錄 為SourceBoardNebulaDiscover8051_V1LibraryAtmelAT93C46.
（3）在 工 程 的 Component 組 中 ， 添 加 Atmel_AT93C46_Component.c ， 目 錄 為 SourceComponentAtmelAT93C46。 （4）在工程的 Application 組中，添加 Nebula_Discover8051_V1_AT93C46_Application.c， 目錄為SourceBoardNebulaDiscover8051_V1ApplicationAT93C46。
2.12.3 軟件設(shè)計(jì)
打開 Nebula_Discover8051_V1_AT93C46_Application.c，察看軟件實(shí)現(xiàn)。首先復(fù)位， 然后擦除和寫入存儲(chǔ)器，最后讀存儲(chǔ)器并顯示數(shù)據(jù)。相關(guān)的組件函數(shù)為： （1）Atmel_AT93C46_Component_Reset：復(fù)位 （2）Atmel_AT93C46_Component_Enable_Erase_Write_Memory：允許擦除和寫存儲(chǔ)器 （3）Atmel_AT93C46_Component_Erase_All_Memory：擦除存儲(chǔ)器 （4）Atmel_AT93C46_Component_Write_Memory_8_Bit：寫存儲(chǔ)器 （5）Atmel_AT93C46_Component_Disable_Erase_Write_Memory：禁止擦除和寫存儲(chǔ)器
2.12.4 實(shí)驗(yàn)效果
（1）構(gòu)建應(yīng)用，注意 Build Output 窗口的輸出，代碼過長。 （2）打開 STC_STC89C52RC_Context.c，定位到第 201 行，將第 201 - 259 行轉(zhuǎn)為注釋態(tài)。 （3）再次構(gòu)建應(yīng)用，燒寫程序。 （4）確認(rèn)跳線 JP1 處于連接狀態(tài) （5）LED 顯示 EEPROM 內(nèi)容的二進(jìn)制編碼，范圍為 0x00 - 0xFF。 清理工程，將工程恢復(fù)原狀，為后續(xù)實(shí)驗(yàn)做好準(zhǔn)備。
2.13 AT24C02（EEPROM）
2.13.1 硬件設(shè)計(jì)
AT24C02 是 IIC 接口的串行 EEPROM，內(nèi)部具有 2K 位，即 256 個(gè)字節(jié)。WP 為寫保護(hù)引腳， 高電平時(shí)禁止寫入，低電平時(shí)允許寫入。SDA 為串行數(shù)據(jù)引腳，SCL 為串行時(shí)鐘引腳，分別 連接單片機(jī)的 P0_6 和 P0_7，這兩個(gè)引腳帶有外部上拉電阻。A0、A1 和 A2 為地址引腳，都 連接到地，所以 AT24C02 的總線地址為 0。
2.13.2 軟件準(zhǔn)備
（1）在主應(yīng)用中，定位到第 241 行，將該行轉(zhuǎn)為有效態(tài)。 （2）在 工 程 的 Library 組 中 ， 添 加 Atmel_AT24C02_Library.c ， 目 錄 為SourceBoardNebulaDiscover8051_V1LibraryAtmelAT24C02。 （3）在 工 程 的 Component 組 中 ， 添 加 Atmel_AT24C02_Component.c ， 目 錄 為 SourceComponentAtmelAT24C02。 （4）在工程的 Application 組中，添加 Nebula_Discover8051_V1_AT24C02_Application.c， 目錄為SourceBoardNebulaDiscover8051_V1ApplicationAT24C02。
2.13.3 軟件設(shè)計(jì)
打開 Nebula_Discover8051_V1_AT24C02_Application.c，察看軟件實(shí)現(xiàn)。第一步：復(fù) 位，第二步：寫入數(shù)據(jù)，第三步：讀出數(shù)據(jù)，第四步：顯示數(shù)據(jù)。相關(guān)的組件函數(shù)為： （1）Atmel_AT24C02_Component_Reset：復(fù)位 （2）Atmel_AT24C02_Component_Write_Data：寫數(shù)據(jù) （3）Atmel_AT24C02_Component_Read_Data：讀數(shù)據(jù)
2.13.4 實(shí)驗(yàn)效果
（1）構(gòu)建應(yīng)用，注意 Builid Output 窗口的輸出信息，代碼過長。 （2）打開 STC_STC89C52RC_Context.c，定位到第 201 行，將第 201 - 259 行轉(zhuǎn)為注釋態(tài)。 （3）再次構(gòu)建應(yīng)用。 （4）確認(rèn)跳線 JP1 和 JP8 處于連接狀態(tài) （5）下載程序，LED 顯示 EEPROM 數(shù)據(jù)的二進(jìn)制編碼，范圍為 0x00 - 0xFF。 清理工程，將工程恢復(fù)原狀，為后續(xù)實(shí)驗(yàn)做好準(zhǔn)備。
2.14 DS1302（實(shí)時(shí)時(shí)鐘）
2.14.1 硬件設(shè)計(jì)
DS1302 是 3 線實(shí)時(shí)時(shí)鐘（RTC），可以保存年、月、日、星期、時(shí)、分和秒信息，自動(dòng) 處理閏年情況，帶有 31 個(gè) 8 位 RAM 字節(jié)，還具有涓流充電功能。RST 為復(fù)位引腳，低電平 有效；I/O 為輸入/輸出引腳，SCLK 為串行時(shí)鐘。VCC1 與電解電容 C20 相連，該電容起到后 備電池的作用。單片機(jī)的 P4_4 - P4_6 帶有內(nèi)部上拉電阻，連接到 DS1302 的 3 個(gè)通信引腳， 完成讀寫數(shù)據(jù)功能。
2.14.2 軟件準(zhǔn)備
（1）在主應(yīng)用中，定位到第 243 行，將該行轉(zhuǎn)為有效態(tài)。 （2）在 工 程 的 Library 組 中 ， 添 加 Dallas_DS1302_Library.c ， 目 錄 為SourceBoardNebulaDiscover8051_V1LibraryDallasDS1302。 （3）在 工 程 的 Component 組 中 ， 添 加 Dallas_DS1302_Component.c ， 目 錄 為 SourceComponentDallasDS1302。 （4）在工程的 Application 組中，添加 Nebula_Discover8051_V1_DS1302_Application.c， 目錄為SourceBoardNebulaDiscover8051_V1ApplicationDS1302。
2.14.3 軟件設(shè)計(jì)
打開 Nebula_Discover8051_V1_DS1302_Application.c，察看軟件實(shí)現(xiàn)。首先清除寫保 護(hù)，設(shè)置時(shí)間；然后啟動(dòng)時(shí)鐘；之后讀取時(shí)間并在 LED 上顯示；最后寫和讀 RAM，在 LED 上 顯示數(shù)據(jù)。相關(guān)的組件函數(shù)為： （1）Dallas_DS1302_Component_Read_Clock_Register：讀時(shí)鐘 （2）Dallas_DS1302_Component_Write_Clock_Register：寫時(shí)鐘 （3）Dallas_DS1302_Component_Write_RAM_Register：寫 RAM （4）Dallas_DS1302_Component_Read_RAM_Register：讀 RAM
2.14.4 實(shí)驗(yàn)效果
（1）構(gòu)建應(yīng)用，注意 Build Output 窗口的輸出信息，代碼過長。 （2）打開 STC_STC89C52RC_Context.c，定位到第 201 行，將第 201 - 259 行轉(zhuǎn)為注釋態(tài)。 （3）再次構(gòu)建應(yīng)用 （4）確認(rèn)跳線 JP1 和 JP9 處于連接狀態(tài) （5）在 STC-ISP 左側(cè)的硬件選項(xiàng)中，選擇“ALE 腳用作 P4.5 口”，然后下載程序。 （6）由于修改了硬件選項(xiàng)，需要再次斷電，然后重新上電，程序才會(huì)正確運(yùn)行。 （7）LED 會(huì)以二進(jìn)制形式顯示數(shù)據(jù) 清理工程，將工程恢復(fù)原狀，為后續(xù)實(shí)驗(yàn)做好準(zhǔn)備.
2.15 28BYJ48（步進(jìn)永磁減速電機(jī)）
2.15.1 硬件設(shè)計(jì)
開發(fā)板上沒有電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片，需要用戶自行購買電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊，單片機(jī)的 P3_4 - P3_7 引腳用作數(shù)據(jù)口。
2.15.2 軟件準(zhǔn)備
（1）在主應(yīng)用中，定位到第 245 行，將該行轉(zhuǎn)為有效態(tài)。 （2）在 工 程 的 Library 組 中 ， 添 加 Motor_28BYJ48_Library.c ， 目 錄 為SourceBoardNebulaDiscover8051_V1LibraryMotor8BYJ48。 （3）在 工 程 的 Component 組 中 ， 添 加 Motor_28BYJ48_Component.c ， 目 錄 為 SourceComponentMotor8BYJ48。 （4）在工程的 Application 組中，添加 Nebula_Discover8051_V1_Motor_Application.c， 目錄為SourceBoardNebulaDiscover8051_V1ApplicationMotor。
2.15.3 軟件設(shè)計(jì)
打開 Nebula_Discover8051_V1_Motor_Application.c，察看軟件實(shí)現(xiàn)。首先逆時(shí)針旋 轉(zhuǎn) 360 度，清除脈沖，延時(shí)；然后順時(shí)針旋轉(zhuǎn) 360 度，清除脈沖，延時(shí)。在循環(huán)中重復(fù)上述 過程，相關(guān)的組件函數(shù)為： （1）Motor_28BYJ48_Component_Counterclockwise_Step：逆時(shí)針步進(jìn)，帶有一個(gè)參數(shù)， 表示步進(jìn)延時(shí)，單位為毫秒。 （2）Motor_28BYJ48_Component_Clear_Pulse：清除脈沖 （3）Motor_28BYJ48_Component_Clockwise_Step：順時(shí)針步進(jìn)，帶有一個(gè)參數(shù)，表示 步進(jìn)延時(shí)，單位為毫秒。
2.15.4 實(shí)驗(yàn)效果
（1）構(gòu)建應(yīng)用 （2）下載程序 （3）電機(jī)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn) 360 度，然后順時(shí)針旋轉(zhuǎn) 360 度，并重復(fù)這一過程。 清理工程，將工程恢復(fù)原狀，為后續(xù)實(shí)驗(yàn)做好準(zhǔn)備。
2.16 UART（串口）
2.16.1 硬件設(shè)計(jì)
單片機(jī)內(nèi)部帶有一個(gè) UART，對(duì)應(yīng)引腳為 P3_0（RxD）和 P3_1（TxD），通過 USB-UART 轉(zhuǎn) 換芯片 CH340G 與上位機(jī)通信。
2.16.2 軟件準(zhǔn)備
（1）在主應(yīng)用中，定位到第 247 行，將該行轉(zhuǎn)為有效態(tài)。 （2）在 工 程 的 Library 組 中 ， 添 加 STC_STC89C52RC_UART_Library.c ， 目 錄 為 SourceProcessorSTCSTC89C52RCLibraryUART。 （3）在工程的 Application 組中，添加 Nebula_Discover8051_V1_UART_Application.c， 目錄為SourceBoardNebulaDiscover8051_V1ApplicationUART。
2.16.3 軟件設(shè)計(jì)
打開 Nebula_Discover8051_V1_UART_Application.c，察看軟件實(shí)現(xiàn)。第一步：發(fā)送數(shù) 據(jù)；第二步：接收數(shù)據(jù)，顯示數(shù)據(jù)數(shù)量和值；第三步：發(fā)送該數(shù)據(jù)。在循環(huán)中重復(fù)上述過程， 相關(guān)的庫函數(shù)為： （1）UART_Library_Write_UART：發(fā)送數(shù)據(jù)，帶有兩個(gè)參數(shù)，分別表示數(shù)據(jù)指針和數(shù)據(jù) 數(shù)量。 （2）UART_Library_Read_UART：接收數(shù)據(jù)，帶有三個(gè)參數(shù)，分別表示數(shù)據(jù)指針、數(shù)據(jù) 數(shù)量和線程延遲（單位為毫秒），返回值表示實(shí)際的數(shù)據(jù)數(shù)量。第二個(gè)參數(shù)（線程延遲）是 接收數(shù)據(jù)時(shí)的最大等待時(shí)間，0 表示沒有限制，非 0 表示具體的超時(shí)時(shí)間，超時(shí)后該函數(shù)自 動(dòng)返回，此時(shí)的返回值為0。
2.16.4 實(shí)驗(yàn)效果
（1）構(gòu)建工程，下載程序。 （2）在 STC-ISP 中選擇“串口助手”，接收緩沖區(qū)和發(fā)送緩沖區(qū)中都選擇“文本模式”，在 發(fā)送緩沖區(qū)中輸入任意字符，例如“1”。將波特率設(shè)置為9600，點(diǎn)擊“打開串口”按鈕， 最后點(diǎn)擊發(fā)送緩沖區(qū)中的“自動(dòng)發(fā)送”按鈕。 （3）確認(rèn)跳線 JP1 處于連接狀態(tài)，LED 會(huì)顯示接收數(shù)據(jù)的二進(jìn)制編碼。 （4）在接收緩沖區(qū)中顯示傳輸?shù)臄?shù)據(jù) 清理工程，將工程恢復(fù)原狀，為后續(xù)實(shí)驗(yàn)做好準(zhǔn)備。
2.17 ISP（EEPROM）
2.17.1 硬件設(shè)計(jì)
單片機(jī)內(nèi)部帶有 4K 字節(jié)的 EEPOM，不需要外部電路。
2.17.2 軟件準(zhǔn)備
（1）在主應(yīng)用中，定位到第 249 行，將該行轉(zhuǎn)為有效態(tài)。 （2）在 工 程 的 Library 組 中 ， 添 加 STC_STC89C52RC_ISP_Library.c ， 目 錄 為 SourceProcessorSTCSTC89C52RCLibraryISP。 （3）在工程的 Application 組中，添加 Nebula_Discover8051_V1_ISP_Application.c，目 錄為SourceBoardNebulaDiscover8051_V1ApplicationISP。
2.17.3 軟件設(shè)計(jì)
打開 Nebula_Discover8051_V1_ISP_Application.c，察看軟件設(shè)計(jì)。第一步：顯示準(zhǔn) 備標(biāo)志；第二步：擦除 EEPROM；第三步：編程 EEPROM；第四步：顯示 EEPROM 數(shù)據(jù)，復(fù)位。 相關(guān)的庫函數(shù)為： （1）ISP_Library_Erase_EEPROM：擦除 EEPROM （2）ISP_Library_Program_EEPROM：編程 EEPROM （3）ISP_Library_Read_EEPROM：讀 EEPROM （4）ISP_Library_Request_Reset：請(qǐng)求復(fù)位
在使用 ISP 庫函數(shù)時(shí)，需要確定“等待時(shí)間”這個(gè)參數(shù)，請(qǐng)查閱單片機(jī)數(shù)據(jù)手冊(cè)的 ISP 部分，本實(shí)驗(yàn)中所用的參數(shù)值僅供參考。
2.17.4 實(shí)驗(yàn)效果
（1）構(gòu)建應(yīng)用，下載程序。 （2）確認(rèn)跳線 JP1 處于連接狀態(tài) （3）LED 顯示準(zhǔn)備標(biāo)志，隨后顯示 EEPROM 數(shù)據(jù)的二進(jìn)制編碼，范圍為 0x00 - 0xFF。 清理工程，將工程恢復(fù)原狀，為后續(xù)實(shí)驗(yàn)做好準(zhǔn)備。
2.18 Semaphore（信號(hào)量）
2.18.1 硬件設(shè)計(jì)
使用數(shù)碼管，無其它電路。
2.18.2 軟件準(zhǔn)備
（1）在主應(yīng)用中，定位到第 251 行，將第 251 - 253 行轉(zhuǎn)為有效態(tài)。 （2）在 工 程 的 Library 組 中 ， 添 加 STC_STC89C52RC_Semaphore_Library.c ， 目 錄 為 SourceProcessorSTCSTC89C52RCLibrarySemaphore。 （3）在 工 程 的 Application 組 中 ， 添 加 Nebula_Discover8051_V1_Semaphore_Application.c ， 目 錄 為SourceBoardNebulaDiscover8051_V1ApplicationSemaphore。
2.18.3 軟件設(shè)計(jì)
打開 Nebula_Discover8051_V1_Semaphore_Application.c，察看軟件實(shí)現(xiàn)。在應(yīng)用中 建立兩個(gè)線程，即：主線程（不是主應(yīng)用中的 main 線程）和從線程，這兩個(gè)線程控制同一 個(gè)數(shù)碼管，但是前者顯示偶數(shù)，后者顯示奇數(shù)。
數(shù)碼管（包括全局變量 Digit_Index）是共享資源，對(duì)應(yīng)一個(gè)信號(hào)量，其值為 1，表示 資源數(shù)量為 1，在主應(yīng)用的第 251 行建立。主線程和從線程以固定方式使用共享資源，即： 申請(qǐng)資源、使用資源和釋放資源，其中申請(qǐng)資源可稱為進(jìn)入臨界區(qū)，釋放資源可稱為退出臨 界區(qū)。相關(guān)的庫函數(shù)為： （1）Semaphore_Library_Decrease_Semaphore：減少信號(hào)量 （2）Semaphore_Library_Increase_Semaphore：增加信號(hào)量
2.18.4 實(shí)驗(yàn)效果
（1）構(gòu)建應(yīng)用，下載程序。 （2）確認(rèn)跳線 JP3 處于連接狀態(tài)
（3）數(shù)碼管交替顯示偶數(shù)和奇數(shù)
清理工程，將工程恢復(fù)原狀，為后續(xù)實(shí)驗(yàn)做好準(zhǔn)備。
2.19 Barrier（屏障）
2.19.1 硬件設(shè)計(jì)
使用蜂鳴器和數(shù)碼管，無其它電路
2.19.2 軟件準(zhǔn)備
（1）在主應(yīng)用中，定位到第 255 行，將第 255 - 257 行轉(zhuǎn)為有效態(tài)。 （2）在 工 程 的 Library 組 中 ， 添 加 STC_STC89C52RC_Barrier_Library.c ， 目 錄 為 SourceProcessorSTCSTC89C52RCLibraryBarrier。 （3）在工程的 Application 組中，添加 Nebula_Discover8051_V1_Barrier_Application.c， 目錄為SourceBoardNebulaDiscover8051_V1ApplicationBarrier。
2.19.3 軟件設(shè)計(jì)
打開 Nebula_Discover8051_V1_Barrier_Application.c，察看軟件實(shí)現(xiàn)。在應(yīng)用中建 立兩個(gè)線程，即：主線程（不是主應(yīng)用中的 main 線程）和從線程，前者控制蜂鳴器，后者 控制數(shù)碼管。
屏障在主應(yīng)用的第 255 行建立，其值為 2，表示線程數(shù)量為 2。在當(dāng)前循環(huán)中，主線程 運(yùn)行時(shí)間短，從線程運(yùn)行時(shí)間長。通過使用屏障，主線程運(yùn)行結(jié)束后不會(huì)立刻再次運(yùn)行，而 是等待從線程，只有從線程運(yùn)行結(jié)束，兩個(gè)線程才會(huì)同時(shí)通過屏障，然后開始新的循環(huán)。相 關(guān)的庫函數(shù)為： （1）Barrier_Library_Break_Barrier：突破屏障
注意，本實(shí)驗(yàn)的目的是演示屏障的使用效果，所以對(duì)蜂鳴器的控制很簡單，只是打開和 關(guān)閉而已，沒有提供 2000Hz 的發(fā)聲信號(hào)，蜂鳴器發(fā)出的聲音較小。
2.19.4 實(shí)驗(yàn)效果
（1）構(gòu)建應(yīng)用，下載程序。 （2）確認(rèn)跳線 JP3 和 JP4 處于連接狀態(tài) （3）蜂鳴器發(fā)出兩次聲音，隨后暫停運(yùn)行；數(shù)碼管顯示數(shù)字 0 - 9，顯示完成后，蜂鳴器 才會(huì)再次發(fā)聲。
清理工程，將工程恢復(fù)原狀，為后續(xù)實(shí)驗(yàn)做好準(zhǔn)備。
2.20 Mailbox（信箱）
2.20.1 硬件設(shè)計(jì)
使用 LED，無其它電路。
2.20.2 軟件準(zhǔn)備
（1）在主應(yīng)用中，定位到第 259 行，將第 259 - 261 行轉(zhuǎn)為有效態(tài)。 （2）在 工 程 的 Library 組 中 ， 添 加 STC_STC89C52RC_Mailbox_Library.c ， 目 錄 為 SourceProcessorSTCSTC89C52RCLibraryMailbox。 （3）在工程的 Application 組中，添加 Nebula_Discover8051_V1_Mailbox_Application.c， 目錄為SourceBoardNebulaDiscover8051_V1ApplicationMailbox。
2.20.3 軟件設(shè)計(jì)
打開 Nebula_Discover8051_V1_Mailbox_Application.c，察看軟件實(shí)現(xiàn)。在應(yīng)用中建 立兩個(gè)線程，即：主線程（不是主應(yīng)用中的 main 線程）和從線程，前者打開 LED，后者關(guān) 閉 LED，兩個(gè)線程通過信箱進(jìn)行通信。信箱在主應(yīng)用的第 259 行建立，相關(guān)的庫函數(shù)為： （1）Mailbox_Library_Write_Mailbox：寫信箱 （2）Mailbox_Library_Read_Mailbox：讀信箱
2.20.4 實(shí)驗(yàn)效果
（1）構(gòu)建應(yīng)用，下載程序。 （2）確認(rèn)跳線 JP1 處于連接狀態(tài) （3）LED 依次亮和滅 清理工程，將工程恢復(fù)原狀，為用戶自定義實(shí)驗(yàn)做好準(zhǔn)備。
3聯(lián)系方式
歡迎技術(shù)交流，如果在使用過程中存在疑問或者發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，請(qǐng)使用如下聯(lián)系方式： （2）QQ群：星云電子工作室（651705849）
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