atmega16單片機設計電子考試系統Proteus仿真及源程序

ID:507486 · 發表于 2020-4-4 17:49

功能用途：采用兩個單片機系統實現四則運算考試及判卷功能，具體內容包括：

⑴兩個單片機系統分別作為服務器和答題終端。服務器負責驗證考生個人信息，發送試題到終端，定時收卷及判分功能。答題終端負責輸入考生個人信息，答題，修改答案及傳送答案到服務器。

⑵服務器驗證考生個人信息，若信息不正確則向終端發出提示信息。信息驗證正確后將試題發送到答題終端，同時開始計時。無論答題是否完成，考試時間到則強制收題。也可在考試時間尚有剩余時接收答題終端發送過來的答案。收題后進行判分工作并給出最終得分及答題情況統計信息。對回答錯誤的題目則給出原題及正確答案。

⑶答題終端在收到試題后向考生顯示試題內容（可逐道顯示）并接受考生輸入的答案。試題顯示應具備翻頁功能以允許考生反復瀏覽試題或檢查所作答案。當考生檢查完畢且考試時間尚有剩余，允許考生向服務器發送最終答案。

⑷實現服務器和答題終端的兩個單片機系統均應包含鍵盤和LCD液晶顯示模塊。兩個單片機系統通過串口進行通信。

機系統通過串口進行通信。

驗收要求及說明：

⑴給出使用說明，包括按鍵的定義，操作方法等。

⑵所有功能用途均可實現且各功能轉換正常（模擬5道題即可）。

⑶考生個人信息包括考生姓名（可用拼音表示）和6位的學號。

⑷驗收時需要演示考生個人信息不正確時的處理情況；

⑸服務器和終端都應實時顯示考試剩余時間；

⑹四則運算應覆蓋加減乘除四種運算；

⑺終端答題時，在未提交答案前應允許反復瀏覽或修改答案

整體設計電路圖展示

模塊展示

終端部分展示

終端的atmega16單片機電路連接如圖所示。復位端口連一個上拉電阻，下接一個按鍵，按鍵按下時，終端單片機復位，能使終端的顯示屏回到初始的界面。在引腳XTAL1和XTAL2上外接石英晶體和電容組成的諧振回路，配合片內的OSC振蕩電路構成振蕩源。

終端的顯示屏設計如圖所示，里面有預置的姓名和學號，只有當服務器輸入的和終端預置的一致時才能進入系統。

終端的初始頁面

通過驗證進入系統后終端會開始計時并答題結束之后，終端會顯示正確和錯誤的題目個數

顯示剩余時間，如果驗證失敗則保持初在時間規定內，考生可自己提交答案。超出時間的

始頁面不變。話，則系統強制收卷

客戶段部分展示

客戶端單片機與終端單片機有相似的地方的這里不做贅述。

客戶端鍵盤展示

鍵盤完成輸入姓名學號、答題功能。旁邊還有四個按鍵，可以實現在答題的時候，上下翻查看題目，答題有誤的情況下清除原有答案，和作答完畢時提交答案的功能。

客戶端功能展示

初始頁面如圖所示，要求輸入姓名學號，輸入有誤則會顯示“有一個錯誤，請重新輸入”

輸入正確則會進入考試系統

顯示考試開始，計時并顯示剩余的時間。這里我們準備了5道題目，按上下鍵可以翻動題目清除可以清除答案

考試結束服務端會顯示正確和錯誤的題目個數。

此時按上下鍵可以查看所有題目和答案

。

程序代碼展示

單片機源程序如下:

用戶端

#include <mega16.h>
#include <delay.h>
#define BAUD 9600 // 波特率采用9600bps
#define CRYSTAL 4000000 // 系統時鐘8MHz
#define BIT0 0X01
#define BIT1 0X02
#define BIT2 0X04
#define BIT3 0X08
#define BIT4 0X10
#define BIT5 0X20
#define BIT6 0X40
#define BIT7 0X80
unsigned char const BIT[]={BIT0,BIT1,BIT2,BIT3,BIT4,BIT5,BIT6,BIT7};
//計算和定義波特率設置參數
#define BAUD_SETTING (unsigned int)((unsigned long)CRYSTAL/(16*(unsigned long)BAUD)-1) // 波特率計算
#define BAUD_H (unsigned char)(BAUD_SETTING>>8) // 高8位
#define BAUD_L (unsigned char)(BAUD_SETTING) // 低8位
unsigned char const num_str[]={"0123456789"};
void USART_INIT(void);
void USART_SEND(unsigned char data); // USART發送子程序
interrupt [USART_RXC] void USART_RCV_INT(void); // USART接收中斷服務
void lcd_gpio_init(void);
void LcdInitiate(void);
void LCD1602_string(unsigned char hang,unsigned char lie,unsigned char const *p);
void LCD1602_char(unsigned char hang,unsigned char lie,unsigned char sign);
void KEY_INIT(void);
void KEY_CHECK(void);
void key(void);
unsigned char input_buf[16],input_cnt = 0;
unsigned char timu_buf[5][16],daan_buf[5][2];
unsigned char flag_steep = 0,rx_buf[16],rx_cnt=0,rx_cnt_r=0;
unsigned char timu_pos = 0;
unsigned char lcd_buf[16],lcd_cnt=0;
void main( void )
{
unsigned char dat=0,i,lcd_buf[16],lcd_cnt;
unsigned int tim_cnt = 0,t = 0;
KEY_INIT();
USART_INIT();
lcd_gpio_init();
LcdInitiate();
LCD1602_string(1,1,"Your Name:");
LCD1602_string(2,1,"Your Num:");
#asm("sei") // 開中斷
flag_steep = 0;
while(1)
{
delay_ms(1);
key();
KEY_CHECK();
if(flag_steep==0)//輸入考生信息
{
if(input_cnt<=3)
{
lcd_cnt = 0;
for(i=0;i<input_cnt;i++)
{
lcd_buf[lcd_cnt++] = input_buf[i];
}
lcd_buf[lcd_cnt++] = 0;
//LCD1602_string(1,11," \0");
LCD1602_string(1,11,lcd_buf);
}
else if(input_cnt>3&&input_cnt<=9)
{
lcd_cnt = 0;
for(i=0;i<(input_cnt-3);i++)
{
lcd_buf[lcd_cnt++] = input_buf[i+3]+'0';
}
lcd_buf[lcd_cnt++] = 0;
LCD1602_string(2,10,lcd_buf);
if(input_cnt==9)
{
input_cnt = 0;
lcd_cnt = 0;
lcd_buf[lcd_cnt++] = 0x00;//發送考生信息
for(i=0;i<9;i++)lcd_buf[lcd_cnt++] = input_buf[i];
for(i=0;i<10;i++)USART_SEND(lcd_buf[i]);
}
}
}
else if(flag_steep==1)
{
if(t<1000)t++;
else
{
t= 0;
tim_cnt--;
lcd_cnt = 0;
lcd_buf[lcd_cnt++] = 0x01;//發送剩余時間
lcd_buf[lcd_cnt++] = tim_cnt/60;//發送剩余分鐘
lcd_buf[lcd_cnt++] = tim_cnt%60;//發送剩余秒鐘
for(i=0;i<3;i++)USART_SEND(lcd_buf[i]);
LCD1602_string(1,1,"Time left:");
lcd_cnt = 0;
lcd_buf[lcd_cnt++] = tim_cnt/60/10%10+'0';
lcd_buf[lcd_cnt++] = tim_cnt/60%10+'0';
lcd_buf[lcd_cnt++] = ':';
lcd_buf[lcd_cnt++] = tim_cnt%60/10%10+'0';
lcd_buf[lcd_cnt++] = tim_cnt%60%10+'0';
lcd_buf[lcd_cnt++] = 0;
LCD1602_string(1,11,lcd_buf);
if(tim_cnt==0)
{
flag_steep = 2;
LCD1602_string(2,1,"The exam is over\0");
}
}
}
if(rx_cnt)
{
if(rx_cnt == rx_cnt_r)
{
if(rx_cnt==16)
{
for(i=0;i<15;i++)
{
timu_buf[rx_buf[0]-2][i] = rx_buf[i+1];
}
LCD1602_string(2,1," \0");
for(i=0;i<13;i++)lcd_buf[i] = timu_buf[0][i];
lcd_buf[i] = 0;
LCD1602_string(2,1,lcd_buf);
}
else if(rx_buf[0]==0x00&&rx_buf[1]==0x01&&rx_cnt==2)
{
LCD1602_string(1,1," \0");
LCD1602_string(2,1," \0");
LCD1602_string(1,1,"There is an Err!\0");
LCD1602_string(2,1,"Please Again ! \0");
delay_ms(1000);
LCD1602_string(1,1," \0");
LCD1602_string(2,1," \0");
LCD1602_string(1,1,"Your Name:");
LCD1602_string(2,1,"Your Num:");
input_cnt = 0;
}
else if(rx_buf[0]==0x01&&rx_cnt==3)//收到開始考試指令
{
tim_cnt = rx_buf[1];
tim_cnt = tim_cnt*60 + rx_buf[2];
flag_steep = 1;
t = 0;
LCD1602_string(1,1," lets start \0");
LCD1602_string(2,1," the exam \0");
}
rx_cnt = 0;
}
rx_cnt_r = rx_cnt;
}
}
}
void input_dat(unsigned char dat)
{
unsigned char i;
if(flag_steep==0&&input_cnt<3&&(dat>='A'&&dat<='F'))
{
input_buf[input_cnt++] = dat;
}
else if(flag_steep==0&&input_cnt>=3&&input_cnt<9&&(dat>=0&&dat<=9))
{
input_buf[input_cnt++] = dat;
}
else if(flag_steep==1&&input_cnt<2&&(dat>=0&&dat<=9))
{
if(input_cnt==0)
{
for(i=0;i<2;i++)daan_buf[timu_pos][i]=' ';
}
daan_buf[timu_pos][input_cnt++] = dat+'0';
if(input_cnt==2)input_cnt = 0;
LCD1602_string(2,14," \0");
for(i=0;i<2;i++)lcd_buf[i] = daan_buf[timu_pos][i];
lcd_buf[i] = 0;
LCD1602_string(2,14,lcd_buf);
}
}
interrupt [USART_RXC] void USART_RCV_INT(void) // USART接收中斷服務
{
unsigned char data;
data = UDR; // 接收數據
if(rx_cnt<16)
{
rx_buf[rx_cnt++] = data;
}
}
/**************KEY*************************/
void KEY_INIT(void)
{
PORTC = 0xF0; //輸出
DDRC = 0x0F; //輸入,上拉有效
PORTB |= 0x0F;
DDRB &= 0xF0;
}
void KEY_CHECK(void)
{
unsigned char i,j,k;
if((PINB&0x01)==0) //+
{
if(timu_pos<4)timu_pos++;
else timu_pos = 0;
if(flag_steep==1)
{
LCD1602_string(2,1," \0");
for(i=0;i<13;i++)lcd_buf[i] = timu_buf[timu_pos][i];
lcd_buf[i] = 0;
LCD1602_string(2,1,lcd_buf);
LCD1602_string(2,14," \0");
for(i=0;i<2;i++)lcd_buf[i] = daan_buf[timu_pos][i];
lcd_buf[i] = 0;
LCD1602_string(2,14,lcd_buf);
}
else if(flag_steep==2)
{
LCD1602_string(2,1," \0");
for(i=0;i<15;i++)lcd_buf[i] = timu_buf[timu_pos][i];
lcd_buf[i] = 0;
LCD1602_string(2,1,lcd_buf);
}
while((PINB&0x01)==0);
}
else if((PINB&0x02)==0) //-
{
if(timu_pos>0)timu_pos--;
else timu_pos = 4;
if(flag_steep==1)
{
LCD1602_string(2,1," \0");
for(i=0;i<13;i++)lcd_buf[i] = timu_buf[timu_pos][i];
lcd_buf[i] = 0;
LCD1602_string(2,1,lcd_buf);
LCD1602_string(2,14," \0");
for(i=0;i<2;i++)lcd_buf[i] = daan_buf[timu_pos][i];
lcd_buf[i] = 0;
LCD1602_string(2,14,lcd_buf);
}
else if(flag_steep==2)
{
LCD1602_string(2,1," \0");
for(i=0;i<15;i++)lcd_buf[i] = timu_buf[timu_pos][i];
lcd_buf[i] = 0;
LCD1602_string(2,1,lcd_buf);
}
while((PINB&0x02)==0);
}
else if((PINB&0x04)==0) //clr
{
if(flag_steep==1)
{
for(i=0;i<2;i++)daan_buf[timu_pos][i]=' ';
input_cnt = 0;
LCD1602_string(2,14," \0");
while((PINB&0x04)==0);
}
}
else if((PINB&0x08)==0) //OK
{
flag_steep = 2;
k = 5;
for(j=0;j<5;j++)
{
for(i=0;i<2;i++)
{
if(timu_buf[j][i+13]!=daan_buf[j][i])
{
k--;
break;
}
}
}
LCD1602_string(1,1," \0");
LCD1602_string(1,1," exam is over ! \0");
LCD1602_string(2,1," \0");
LCD1602_string(2,1,"currut :\0");
LCD1602_char(2,9,k+'0');
LCD1602_string(2,10," Err:\0");
LCD1602_char(2,16,5-k+'0');
USART_SEND(0x09);
USART_SEND(k);
while((PINB&0x08)==0);
}
}
/***************KEY ***********************/
#define KEY_H1 0
#define KEY_H2 1
#define KEY_H3 2
#define KEY_H4 3
#define KEY_L1 4
#define KEY_L2 5
#define KEY_L3 6
#define KEY_L4 7
#define KEY_H1_GPIO PORTC
#define KEY_H1_PIN PINC
#define KEY_H1_GPIO_DDR DDRC
#define KEY_H1_GPIO_DDR_OUT (KEY_H1_GPIO_DDR |= BIT[KEY_H1])
#define KEY_H1_GPIO_DDR_IN (KEY_H1_GPIO_DDR &= ~BIT[KEY_H1])
#define KEY_H1_SET() (KEY_H1_GPIO |= BIT[KEY_H1])
#define KEY_H1_RST() (KEY_H1_GPIO &= ~BIT[KEY_H1])
#define KEY_H1_GET() (KEY_H1_PIN&BIT[KEY_H1])
#define KEY_H2_GPIO PORTC
#define KEY_H2_PIN PINC
#define KEY_H2_GPIO_DDR DDRC
#define KEY_H2_GPIO_DDR_OUT (KEY_H2_GPIO_DDR |= BIT[KEY_H2])
#define KEY_H2_GPIO_DDR_IN (KEY_H2_GPIO_DDR &= ~BIT[KEY_H2])
#define KEY_H2_SET() (KEY_H2_GPIO |= BIT[KEY_H2])
#define KEY_H2_RST() (KEY_H2_GPIO &= ~BIT[KEY_H2])
#define KEY_H2_GET() (KEY_H2_PIN&BIT[KEY_H2])
#define KEY_H3_GPIO PORTC
#define KEY_H3_PIN PINC
#define KEY_H3_GPIO_DDR DDRC
#define KEY_H3_GPIO_DDR_OUT (KEY_H3_GPIO_DDR |= BIT[KEY_H3])
#define KEY_H3_GPIO_DDR_IN (KEY_H3_GPIO_DDR &= ~BIT[KEY_H3])
#define KEY_H3_SET() (KEY_H3_GPIO |= BIT[KEY_H3])
#define KEY_H3_RST() (KEY_H3_GPIO &= ~BIT[KEY_H3])
#define KEY_H3_GET() (KEY_H3_PIN&BIT[KEY_H3])
#define KEY_H4_GPIO PORTC
#define KEY_H4_PIN PINC
#define KEY_H4_GPIO_DDR DDRC
#define KEY_H4_GPIO_DDR_OUT (KEY_H4_GPIO_DDR |= BIT[KEY_H4])
#define KEY_H4_GPIO_DDR_IN (KEY_H4_GPIO_DDR &= ~BIT[KEY_H4])
#define KEY_H4_SET() (KEY_H4_GPIO |= BIT[KEY_H4])
#define KEY_H4_RST() (KEY_H4_GPIO &= ~BIT[KEY_H4])
#define KEY_H4_GET() (KEY_H4_PIN&BIT[KEY_H4])
#define KEY_L1_GPIO PORTC
#define KEY_L1_PIN PINC
#define KEY_L1_GPIO_DDR DDRC
#define KEY_L1_GPIO_DDR_OUT (KEY_L1_GPIO_DDR |= BIT[KEY_L1])
#define KEY_L1_GPIO_DDR_IN (KEY_L1_GPIO_DDR &= ~BIT[KEY_L1])
#define KEY_L1_SET() (KEY_L1_GPIO |= BIT[KEY_L1])
#define KEY_L1_RST() (KEY_L1_GPIO &= ~BIT[KEY_L1])
#define KEY_L1_GET() (KEY_L1_PIN&BIT[KEY_L1])
#define KEY_L2_GPIO PORTC
#define KEY_L2_PIN PINC
#define KEY_L2_GPIO_DDR DDRC
#define KEY_L2_GPIO_DDR_OUT (KEY_L2_GPIO_DDR |= BIT[KEY_L2])
#define KEY_L2_GPIO_DDR_IN (KEY_L2_GPIO_DDR &= ~BIT[KEY_L2])
#define KEY_L2_SET() (KEY_L2_GPIO |= BIT[KEY_L2])
#define KEY_L2_RST() (KEY_L2_GPIO &= ~BIT[KEY_L2])
#define KEY_L2_GET() (KEY_L2_PIN&BIT[KEY_L2])
#define KEY_L3_GPIO PORTC
#define KEY_L3_PIN PINC
#define KEY_L3_GPIO_DDR DDRC
#define KEY_L3_GPIO_DDR_OUT (KEY_L3_GPIO_DDR |= BIT[KEY_L3])
#define KEY_L3_GPIO_DDR_IN (KEY_L3_GPIO_DDR &= ~BIT[KEY_L3])
#define KEY_L3_SET() (KEY_L3_GPIO |= BIT[KEY_L3])
#define KEY_L3_RST() (KEY_L3_GPIO &= ~BIT[KEY_L3])
#define KEY_L3_GET() (KEY_L3_PIN&BIT[KEY_L3])
#define KEY_L4_GPIO PORTC
#define KEY_L4_PIN PINC
#define KEY_L4_GPIO_DDR DDRC
#define KEY_L4_GPIO_DDR_OUT (KEY_L4_GPIO_DDR |= BIT[KEY_L4])
#define KEY_L4_GPIO_DDR_IN (KEY_L4_GPIO_DDR &= ~BIT[KEY_L4])
#define KEY_L4_SET() (KEY_L4_GPIO |= BIT[KEY_L4])
#define KEY_L4_RST() (KEY_L4_GPIO &= ~BIT[KEY_L4])
#define KEY_L4_GET() (KEY_L4_PIN&BIT[KEY_L4])
unsigned int key_n[16];
bit key_flag=0;
void key_scan(void)
{
key_flag=0;
/*****檢測第1行****************/
KEY_H1_RST(); KEY_H2_SET();KEY_H3_SET();KEY_H4_SET();
if(KEY_L1_GET()==0)
{
delay_ms(1);
if(KEY_L1_GET()==0)
{
key_n[0]++;
key_flag=1;
}
}
else if(KEY_L2_GET()==0)
{
delay_ms(1);
if(KEY_L2_GET()==0)
{
key_n[1]++;
key_flag=1;
}
}
else if(KEY_L3_GET()==0)
{
delay_ms(1);
if(KEY_L3_GET()==0)
{
key_n[2]++;
key_flag=1;
}
}
else if(KEY_L4_GET()==0)
{
delay_ms(1);
if(KEY_L4_GET()==0)
{
key_n[3]++;
key_flag=1;
}
}
/*****檢測第2行****************/
KEY_H1_SET(); KEY_H2_RST();KEY_H3_SET();KEY_H4_SET();
if(KEY_L1_GET()==0)
{
delay_ms(1);
if(KEY_L1_GET()==0)
{
key_n[4]++;
key_flag=1;
}
}
else if(KEY_L2_GET()==0)
{
delay_ms(1);
if(KEY_L2_GET()==0)
{
key_n[5]++;
key_flag=1;
}
}
else if(KEY_L3_GET()==0)
{
delay_ms(1);
if(KEY_L3_GET()==0)
{
key_n[6]++;
key_flag=1;
}
}
else if(KEY_L4_GET()==0)
{
delay_ms(1);
if(KEY_L4_GET()==0)
{
key_n[7]++;
key_flag=1;
}
}
/*****檢測第3行****************/
KEY_H1_SET(); KEY_H2_SET();KEY_H3_RST();KEY_H4_SET();
if(KEY_L1_GET()==0)
{
delay_ms(1);
if(KEY_L1_GET()==0)
{
key_n[8]++;
key_flag=1;
}
}
else if(KEY_L2_GET()==0)
{
delay_ms(1);
if(KEY_L2_GET()==0)
{
key_n[9]++;
key_flag=1;
}
}
else if(KEY_L3_GET()==0)
{
delay_ms(1);
if(KEY_L3_GET()==0)
{
key_n[10]++;
key_flag=1;
}
}
else if(KEY_L4_GET()==0)
{
delay_ms(1);
if(KEY_L4_GET()==0)
{
key_n[11]++;
key_flag=1;
}
}
/*****檢測第4行****************/
KEY_H1_SET(); KEY_H2_SET();KEY_H3_SET();KEY_H4_RST();
if(KEY_L1_GET()==0)
{
delay_ms(1);
if(KEY_L1_GET()==0)
{
key_n[12]++;
key_flag=1;
}
}
else if(KEY_L2_GET()==0)
{
delay_ms(1);
if(KEY_L2_GET()==0)
{
key_n[13]++;
key_flag=1;
}
}
else if(KEY_L3_GET()==0)
{
delay_ms(1);
if(KEY_L3_GET()==0)
{
key_n[14]++;
key_flag=1;
}
}
else if(KEY_L4_GET()==0)
{
delay_ms(1);
if(KEY_L4_GET()==0)
{
key_n[15]++;
key_flag=1;
}
}
}
void key_pro()
{
if(key_flag==0)
{
if(key_n[0]>0)//0
{
key_n[0]=0;
input_dat(0);
}
else if(key_n[1]>0)//1
{
key_n[1]=0;
input_dat(1);
}
else if(key_n[2]>0)//2
{
key_n[2]=0;
input_dat(2);
}
else if(key_n[3]>0)//3
{
key_n[3]=0;
input_dat(3);
}
else if(key_n[4]>0)//4
{
key_n[4]=0;
input_dat(4);
}
else if(key_n[5]>0)//5
{
key_n[5]=0;
input_dat(5);
}
else if(key_n[6]>0)//6
{
key_n[6]=0;
input_dat(6);
}
else if(key_n[7]>0)//乘位
{
key_n[7]=0;
input_dat(7);
}
else if(key_n[8]>0)//1
{
key_n[8]=0;
input_dat(8);
}
else if(key_n[9]>0)//2
{
key_n[9]=0;
input_dat(9);
}
else if(key_n[10]>0)//3
{
key_n[10]=0;
input_dat('A');
}
else if(key_n[11]>0)//方式數字轉換
{
key_n[11]=0;
input_dat('B');
}
else if(key_n[12]>0)//明暗轉換
{
key_n[12]=0;
input_dat('C');
}
else if(key_n[13]>0)//0
{
key_n[13]=0;
input_dat('D');
}
else if(key_n[14]>0)//接收
{
key_n[14]=0;
input_dat('E');
}
else if(key_n[15]>0)//發送
{
key_n[15]=0;
input_dat('F');
}
}
}
void key(void)
{
key_scan();
key_pro();
}
/**************UART*************************/
void USART_INIT(void)
{
PORTD = 0x02; // TXD(PD1)輸出
DDRD = 0x00; // RXD(PD0)輸入,上拉有效
UCSRA = 0x00; // USART初始化
UCSRB = (1<<RXCIE)|(1<<RXEN)|(1<<TXEN); // 允許RXC中斷,接收允許,發送允許
// UCSRB = 0x98;
UCSRC = (1<<URSEL)|(1<<UCSZ1)|(1<<UCSZ0); // 8 Data, 1 Stop, No Parity
// UCSRC = 0x86;
UBRRH = BAUD_H; // 設置波特率，1200bps
UBRRL = BAUD_L;
}
void USART_SEND(unsigned char data) // USART發送子程序
{
while (!(UCSRA & (1<<UDRE))); // 等待發送寄存器空
UDR = data; // 發送數據
}
/**************LCD*************************/
#define LCD_DATA_GPIO PORTA//LCD數據接口定義
#define LCD_DATA_GPIO_DDR DDRA
#define SET_LCD_DATA_GPIO_DDR (LCD_DATA_GPIO_DDR|=0XFF)
#define CLR_LCD_DATA_GPIO_DDR (LCD_DATA_GPIO_DDR&=0X00)
#define LCD_RS 5
#define LCD_RW 6
#define LCD_EN 7
#define LCD_RS_GPIO PORTB
#define LCD_RS_GPIO_DDR DDRB
#define SET_LCD_RS_GPIO_DDR (LCD_RS_GPIO_DDR|=BIT[LCD_RS])
#define CLR_LCD_RS_GPIO_DDR (LCD_RS_GPIO_DDR&=~BIT[LCD_RS])
#define RS_SET() (LCD_RS_GPIO|=BIT[LCD_RS])
#define RS_RST() (LCD_RS_GPIO&=~BIT[LCD_RS])
#define LCD_RW_GPIO PORTB
#define LCD_RW_GPIO_DDR DDRB
#define SET_LCD_RW_GPIO_DDR (LCD_RW_GPIO_DDR|=BIT[LCD_RW])
#define CLR_LCD_RW_GPIO_DDR (LCD_RW_GPIO_DDR&=~BIT[LCD_RW])
#define RW_SET() (LCD_RW_GPIO|=BIT[LCD_RW])
#define RW_RST() (LCD_RW_GPIO&=~BIT[LCD_RW])
#define LCD_EN_GPIO PORTB
#define LCD_EN_GPIO_DDR DDRB
#define SET_LCD_EN_GPIO_DDR (LCD_EN_GPIO_DDR|=BIT[LCD_EN])
#define CLR_LCD_EN_GPIO_DDR (LCD_EN_GPIO_DDR&=~BIT[LCD_EN])
#define EN_SET() (LCD_EN_GPIO|=BIT[LCD_EN])
#define EN_RST() (LCD_EN_GPIO&=~BIT[LCD_EN])
void lcd_gpio_init(void)
{
SET_LCD_RS_GPIO_DDR;
SET_LCD_RW_GPIO_DDR;
SET_LCD_EN_GPIO_DDR;
}
/*****************************************************
函數功能：將模式設置指令或顯示地址寫入液晶模塊
入口參數：dictate
***************************************************/
void WriteInstruction (unsigned char dictate)
{
delay_ms(2);
RS_RST(); //根據規定，RS和R/W同時為低電平時，可以寫入指令
RW_RST();
EN_RST(); //E置低電平(根據表8-6，寫指令時，E為高脈沖，
// 就是讓E從0到1發生正跳變，所以應先置"0"
delay_us(2); //空操作兩個機器周期，給硬件反應時間
LCD_DATA_GPIO=dictate; //將數據送入P0口，即寫入指令或地址
delay_us(4); //空操作四個機器周期，給硬件反應時間
EN_SET(); //E置高電平
delay_us(4); //空操作四個機器周期，給硬件反應時間
EN_RST(); //當E由高電平跳變成低電平時，液晶模塊開始執行命令
}
/*****************************************************
函數功能：指定字符顯示的實際地址
入口參數：x
***************************************************/
void WriteAddress(unsigned char x)
{
WriteInstruction(x|0x80); //顯示位置的確定方法規定為"80H+地址碼x"
}
/*****************************************************
函數功能：將數據(字符的標準ASCII碼)寫入液晶模塊
入口參數：y(為字符常量)
***************************************************/
void WriteData(unsigned char y)
{
delay_ms(2);
RS_SET(); //RS為高電平，RW為低電平時，可以寫入數據
RW_RST();
EN_RST(); //E置低電平(根據表8-6，寫指令時，E為高脈沖，
// 就是讓E從0到1發生正跳變，所以應先置"0"
LCD_DATA_GPIO=y; //將數據送入P0口，即將數據寫入液晶模塊
delay_us(4); //空操作四個機器周期，給硬件反應時間
EN_SET(); //E置高電平
delay_us(40); //空操作四個機器周期，給硬件反應時間
EN_RST(); //當E由高電平跳變成低電平時，液晶模塊開始執行命令
}
void LCD1602_char(unsigned char hang,unsigned char lie,unsigned char sign)//顯示一個字節
{
unsigned char a;
if(hang == 1)a = 0x00;
if(hang == 2)a = 0x40;
a = a + lie - 1;
WriteAddress(a);//向LCD寫入數據要顯示的地址
WriteData(sign);//向LCD寫入要顯示的數據
}
void LCD1602_string(unsigned char hang,unsigned char lie,unsigned char const *p)//向LCD寫入要顯示的字符串
{
unsigned char a;
if(hang == 1) a = 0x00;
if(hang == 2) a = 0x40;
a = a + lie - 1;
WriteAddress(a);//寫入顯示的首地址
while(1)
{
if(*p == '\0') break;
WriteData(*p);
p++;
}
}
/*****************************************************
函數功能：對LCD的顯示模式進行初始化設置
***************************************************/
void LcdInitiate(void)
{
delay_ms(15); //延時15ms，首次寫指令時應給LCD一段較長的反應時間
WriteInstruction(0x38); //顯示模式設置：16×2顯示，5×7點陣，8位數據接口
delay_ms(5); //延時5ms　
WriteInstruction(0x38);
delay_ms(5);
WriteInstruction(0x38);
delay_ms(5);
WriteInstruction(0x0c); //顯示模式設置：顯示開，有光標，光標閃爍
delay_ms(5);
WriteInstruction(0x06); //顯示模式設置：光標右移，字符不移
delay_ms(5);
WriteInstruction(0x01); //清屏幕指令，將以前的顯示內容清除
delay_ms(5);
LCD1602_string(1,1," \0");
}
終端程序
#include <mega16.h>
#include <delay.h>
#define BAUD 9600 // 波特率采用9600bps
#define CRYSTAL 4000000 // 系統時鐘4MHz
//計算和定義波特率設置參數
#define BAUD_SETTING (unsigned int)((unsigned long)CRYSTAL/(16*(unsigned long)BAUD)-1) // 波特率計算
#define BAUD_H (unsigned char)(BAUD_SETTING>>8) // 高8位
#define BAUD_L (unsigned char)(BAUD_SETTING) // 低8位
unsigned char const num_str[]={"0123456789"};
void USART_INIT(void);
void USART_SEND(unsigned char data); // USART發送子程序
void USART_SEND_N(unsigned char num,unsigned char *buf);
interrupt [USART_RXC] void USART_RCV_INT(void); // USART接收中斷服務
void lcd_gpio_init(void);
void LcdInitiate(void);
void LCD1602_string(unsigned char hang,unsigned char lie,unsigned char const *p);
void LCD1602_char(unsigned char hang,unsigned char lie,unsigned char sign);
unsigned char rx_buf[16],rx_cnt=0,rx_cnt_r=0;
void main(void)
{
unsigned char dat=0,i,flag_start = 0,lcd_buf[16],lcd_cnt;
unsigned int tim_cnt = 0,t = 0;
USART_INIT();
lcd_gpio_init();
LcdInitiate();
LCD1602_string(1,1,"Name:CDE\0");
LCD1602_string(2,1,"Num:987654\0");
#asm("sei") // 開中斷
while(1)
{
delay_ms(1);
if(flag_start==2)
{
}
else if(flag_start==1)
{
}
if(rx_cnt)
{
if(rx_cnt == rx_cnt_r)
{
if(rx_buf[0]==0x09&&rx_cnt==2)
{
LCD1602_string(1,1," \0");
LCD1602_string(1,1," exam is over ! \0");
LCD1602_string(2,1," \0");
LCD1602_string(2,1,"currut :\0");
LCD1602_char(2,9,rx_buf[1]+'0');
LCD1602_string(2,10," Err:\0");
LCD1602_char(2,16,5-rx_buf[1]+'0');
}
else if(rx_buf[0]==0x00&&rx_cnt==10)
{
lcd_cnt = 0;
for(i=0;i<3;i++)
{
if(rx_buf[i+1]!=('C'+i))break;
}
if(i==3)
{
for(i=0;i<6;i++)
{
if(rx_buf[i+4]!=(9-i))break;
}
}
if(i==6)
{
flag_start = 1;
LCD1602_string(1,1,"From the end of \0");
LCD1602_string(2,1,"the exam->00:00 \0");
//發送時間
lcd_cnt = 0;
lcd_buf[lcd_cnt++] = 0x01;//發送時間
lcd_buf[lcd_cnt++] = 0x02;//發送分鐘
lcd_buf[lcd_cnt++] = 0x00;//發送秒鐘
for(i=0;i<lcd_cnt;i++)USART_SEND(lcd_buf[i]);
delay_ms(300);
USART_SEND(0x02); //發送題1
USART_SEND_N(15,"3+1*3+6/2= 9 ");
delay_ms(300);
USART_SEND(0x03); //發送題2
USART_SEND_N(15,"5+10/5+1*1= 11");
delay_ms(300);
USART_SEND(0x04); //發送題3
USART_SEND_N(15,"9-3*3+2*1= 2 ");
delay_ms(300);
USART_SEND(0x05); //發送題4
USART_SEND_N(15,"12/3+8/4+2= 8 ");
delay_ms(300);
USART_SEND(0x06); //發送題5
USART_SEND_N(15,"15/3+2*6-11= 6 ");
}
else
{
lcd_cnt = 0;
lcd_buf[lcd_cnt++] = 0x00;//發送考生校驗
lcd_buf[lcd_cnt++] = 0x01;//發送錯誤
for(i=0;i<lcd_cnt;i++)USART_SEND(lcd_buf[i]);
}
}
else if(rx_buf[0]==0x01&&rx_cnt==3)//收到開始考試指令
{
tim_cnt = rx_buf[1];
tim_cnt = tim_cnt*60 + rx_buf[2];
lcd_cnt = 0;
lcd_buf[lcd_cnt++] = rx_buf[1]/10%10+'0';
lcd_buf[lcd_cnt++] = rx_buf[1]%10+'0';
lcd_buf[lcd_cnt++] = 0;
LCD1602_string(2,11,lcd_buf);
lcd_cnt = 0;
lcd_buf[lcd_cnt++] = rx_buf[2]/10%10+'0';
lcd_buf[lcd_cnt++] = rx_buf[2]%10+'0';
lcd_buf[lcd_cnt++] = 0;
LCD1602_string(2,14,lcd_buf);
}
rx_cnt = 0;
}
rx_cnt_r = rx_cnt;
}
}
}
interrupt [USART_RXC] void USART_RCV_INT(void) // USART接收中斷服務
{
unsigned char data;
data = UDR; // 接收數據
if(rx_cnt<16)
{
rx_buf[rx_cnt++] = data;
}
}
/**************UART*************************/
void USART_INIT(void)
{
PORTD = 0x02; // TXD(PD1)輸出
DDRD = 0x00; // RXD(PD0)輸入,上拉有效
UCSRA = 0x00; // USART初始化
UCSRB = (1<<RXCIE)|(1<<RXEN)|(1<<TXEN); // 允許RXC中斷,接收允許,發送允許
// UCSRB = 0x98;
UCSRC = (1<<URSEL)|(1<<UCSZ1)|(1<<UCSZ0); // 8 Data, 1 Stop, No Parity
// UCSRC = 0x86;
UBRRH = BAUD_H; // 設置波特率，1200bps
UBRRL = BAUD_L;
}
void USART_SEND(unsigned char data) // USART發送子程序
{
while (!(UCSRA & (1<<UDRE))); // 等待發送寄存器空
UDR = data; // 發送數據
}
void USART_SEND_N(unsigned char num,unsigned char *buf)
{
unsigned char i;
for(i=0;i<num;i++)
{
USART_SEND(buf[i]);
}
}
/**************LCD*************************/
#define BIT0 0X01
#define BIT1 0X02
#define BIT2 0X04
#define BIT3 0X08
#define BIT4 0X10
#define BIT5 0X20
#define BIT6 0X40
#define BIT7 0X80
unsigned char const BIT[]={BIT0,BIT1,BIT2,BIT3,BIT4,BIT5,BIT6,BIT7};
#define LCD_DATA_GPIO PORTA//LCD數據接口定義
#define LCD_DATA_GPIO_DDR DDRA
#define SET_LCD_DATA_GPIO_DDR (LCD_DATA_GPIO_DDR|=0XFF)
#define CLR_LCD_DATA_GPIO_DDR (LCD_DATA_GPIO_DDR&=0X00)
#define LCD_RS 5
#define LCD_RW 6
#define LCD_EN 7
#define LCD_RS_GPIO PORTB
#define LCD_RS_GPIO_DDR DDRB
#define SET_LCD_RS_GPIO_DDR (LCD_RS_GPIO_DDR|=BIT[LCD_RS])
#define CLR_LCD_RS_GPIO_DDR (LCD_RS_GPIO_DDR&=~BIT[LCD_RS])
#define RS_SET() (LCD_RS_GPIO|=BIT[LCD_RS])
#define RS_RST() (LCD_RS_GPIO&=~BIT[LCD_RS])
#define LCD_RW_GPIO PORTB
#define LCD_RW_GPIO_DDR DDRB
#define SET_LCD_RW_GPIO_DDR (LCD_RW_GPIO_DDR|=BIT[LCD_RW])
#define CLR_LCD_RW_GPIO_DDR (LCD_RW_GPIO_DDR&=~BIT[LCD_RW])
#define RW_SET() (LCD_RW_GPIO|=BIT[LCD_RW])
#define RW_RST() (LCD_RW_GPIO&=~BIT[LCD_RW])
#define LCD_EN_GPIO PORTB
#define LCD_EN_GPIO_DDR DDRB
#define SET_LCD_EN_GPIO_DDR (LCD_EN_GPIO_DDR|=BIT[LCD_EN])
#define CLR_LCD_EN_GPIO_DDR (LCD_EN_GPIO_DDR&=~BIT[LCD_EN])
#define EN_SET() (LCD_EN_GPIO|=BIT[LCD_EN])
#define EN_RST() (LCD_EN_GPIO&=~BIT[LCD_EN])
void lcd_gpio_init(void)
{
SET_LCD_RS_GPIO_DDR;
SET_LCD_RW_GPIO_DDR;
SET_LCD_EN_GPIO_DDR;
}
/*****************************************************
函數功能：將模式設置指令或顯示地址寫入液晶模塊
入口參數：dictate
***************************************************/
void WriteInstruction (unsigned char dictate)
{
delay_ms(2);
RS_RST(); //根據規定，RS和R/W同時為低電平時，可以寫入指令
RW_RST();
EN_RST(); //E置低電平(根據表8-6，寫指令時，E為高脈沖，
// 就是讓E從0到1發生正跳變，所以應先置"0"
delay_us(2); //空操作兩個機器周期，給硬件反應時間
LCD_DATA_GPIO=dictate; //將數據送入P0口，即寫入指令或地址
delay_us(4); //空操作四個機器周期，給硬件反應時間
EN_SET(); //E置高電平
delay_us(4); //空操作四個機器周期，給硬件反應時間
EN_RST(); //當E由高電平跳變成低電平時，液晶模塊開始執行命令
}
/*****************************************************
函數功能：指定字符顯示的實際地址
入口參數：x
***************************************************/
void WriteAddress(unsigned char x)
{
WriteInstruction(x|0x80); //顯示位置的確定方法規定為"80H+地址碼x"
}
/*****************************************************
函數功能：將數據(字符的標準ASCII碼)寫入液晶模塊
入口參數：y(為字符常量)
***************************************************/
void WriteData(unsigned char y)
{
delay_ms(2);
RS_SET(); //RS為高電平，RW為低電平時，可以寫入數據
RW_RST();
EN_RST(); //E置低電平(根據表8-6，寫指令時，E為高脈沖，
// 就是讓E從0到1發生正跳變，所以應先置"0"
LCD_DATA_GPIO=y; //將數據送入P0口，即將數據寫入液晶模塊
delay_us(4); //空操作四個機器周期，給硬件反應時間
EN_SET(); //E置高電平
delay_us(40); //空操作四個機器周期，給硬件反應時間
EN_RST(); //當E由高電平跳變成低電平時，液晶模塊開始執行命令
}
void LCD1602_char(unsigned char hang,unsigned char lie,unsigned char sign)//顯示一個字節
{
unsigned char a;
if(hang == 1)a = 0x00;
if(hang == 2)a = 0x40;
a = a + lie - 1;
WriteAddress(a);//向LCD寫入數據要顯示的地址
WriteData(sign);//向LCD寫入要顯示的數據
}
void LCD1602_string(unsigned char hang,unsigned char lie,unsigned char const *p)//向LCD寫入要顯示的字符串
{
unsigned char a;
if(hang == 1) a = 0x00;
if(hang == 2) a = 0x40;
a = a + lie - 1;
WriteAddress(a);//寫入顯示的首地址
while(1)
{
if(*p == '\0') break;
WriteData(*p);
p++;
}
}
/*****************************************************
函數功能：對LCD的顯示模式進行初始化設置
***************************************************/
void LcdInitiate(void)
{
delay_ms(15); //延時15ms，首次寫指令時應給LCD一段較長的反應時間
WriteInstruction(0x38); //顯示模式設置：16×2顯示，5×7點陣，8位數據接口
delay_ms(5); //延時5ms　
WriteInstruction(0x38);
delay_ms(5);
WriteInstruction(0x38);
delay_ms(5);
WriteInstruction(0x0c); //顯示模式設置：顯示開，有光標，光標閃爍
delay_ms(5);
WriteInstruction(0x06); //顯示模式設置：光標右移，字符不移
delay_ms(5);
WriteInstruction(0x01); //清屏幕指令，將以前的顯示內容清除
delay_ms(5);
LCD1602_string(1,1," \0");
}

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