软件开发必要条件

STC 51单片机开发环境

常用的单片机开发环境 Keil、IAR。将STC头文件导入到软件文件夹内。利用STC-ISP中的范例程序进行高效率的开发。

单片机C语言

定义变量的方法
算数逻辑运算符的使用
if、while、for、switch/case、do-while语句
头文件的用途与调用，头文件是硬件和软件关联的关键。

详情见板块“C语言基础”。

无线门磁探测器软件逻辑

门磁探测器软件共可分为四块：IO口初始化配置、门磁开关检测程序设计、低压检测程序设计、射频电路程序设计。
其中，IO口初始化配置并非放在第一步直接完成，应根据模块需求对接口进行配置。
STC15W10X系列芯片如下图所示。

P2.1-STC15W10X系列芯片.png

IO口初始化配置

P2.2-IO口模式初始化配置.png

以MCU为核心，看MCU的中英文资料，根据每个接口的用途，确定各个管脚的工作模式，编写初始化代码。

关于IO口的各种模式，此博客中有详细的介绍: GPIO输入输出各种模式详解

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推挽输出能输出大电流，能点亮LED灯。
开漏模式省电，可用于接收外部电平变化并进入中断。

P2.3-MCU电路.png

所有接口都可利用宏定义进行命名，如下图。

P2.4-宏定义命名芯片接口.png

LED驱动引脚（P3.0、P3.1）

如 P2.3 电路图所示，P3.0和P3.1需要实现推挽输出，推挽输出驱动能力比开漏输出更高，可点亮LED灯。（后续应当根据小灯泡亮度实际情况对IO口工作模式做出调整）

P3.0口配置：P3M0.0置1；P3M1.0置0
P3.1口配置：P3M0.1置1；P3M1.1置0

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// P3.0和P3.1为推挽输出口，应选择推挽输出模式
P3M0 |= 0x03;     // P3M0后两位置1，其他位保留
P3M1 &= (~0x03);  // P3M0后两位置0，其他位保留

寄存器配置方法：

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某几位置1，其他位不变：“|=（0x??）”；
某几位置0，其他位不变：“&=（~0x??）”。
其中 0x?? 由需要操作的位来决定，例如需要对第1位和第4位操作，那么此时0x??=0x09=b00001001
  或生1，与生0

开关门状态反馈引脚（P3.4、P3.5）

分析开关门检测口P3.4和P3.5，这两个口都是输入性质的口，可以直接检测到外部的开关门信号，但是这种方法需要单片机一直处于工作状态，耗电量大，因此使用中断服务程序INT2和INT3，查数据表可知这两个接口均只支持下降沿中断。编写好中断服务程序使能和中断服务程序入口备用。将两个中断口设置为开漏模式，开漏模式待机状态更加省电。

电池低压状态引脚（P3.3）

开漏模式

射频电路信号输出引脚（P3.2）

准双向口

门磁开关检测程序设计（指示灯P3.0、开门上升沿P3.4、关门上升沿P3.5）

开门和关门操作都应该进入中断服务程序，对开关门flag起作用，程序再根据门的当前状态，对操作定性，来确定是否点亮工作指示灯。
门磁开关检测：INT2下降沿检测关门，INT3下降沿检测开门，因此定义变量flag_Door，关门时进入INT2使其为1，开门时进入INT3使其为2。

低压检测程序设计（指示灯P3.1、低压下降沿P3.3）

当电池低压检测电路产生下降沿输出时，进入中断服务程序，对低压flag起作用，程序再根据电池当前状态，对状态定性，来确定是否点亮低压指示灯。
低压检测电路：电池低压时，进入INT1

射频电路程序设计（信号输出端口P3.2）

本项目射频电路编码方式参考编码器EV1527，无线发射模块中没有EV1527，为节约成本，编程实现EV1527的编码功能，其中文资料如下：

EV1527百万组编码芯片规格书.pdf

如下图所示，在EV1527编码方式中，每次会发送3byte（24bit）的信号，前20bit（C0-C19）代表信号的地址，是接收器识别信号的依据，后4bit（D0-D3）为功能码，可表示15种功能。

P2.5-EV1527编码格式.png

载波信号的OOK编码规则如下图所示。

P2.6-载波信号OOK编码规则.png

因此需要利用单片机中的定时器，对信号地址和功能码进行处理，使之编码为如下图中的信号，再通过震荡电路产生无线信号，从而被WIFI报警主机接收到。

P2.7实际输出信号.jpg

查找EV1527数据手册可得，在3V工作电压，330kΩ外加电阻的情况下，16CLK=1.69ms，1CLK=0.1ms，因此可得到以下的结论：

信号类型 高电平时钟数 低电平时钟数 低电平时长 低电平时长
同步 4CLK 124CLK -> 0.4ms 12.8ms
0 4CLK 12CLK -> 0.4ms 1.2ms
1 12CLK 4CLK -> 1.2ms 0.4ms

12T和1T单片机的区别和认识：
1T的速度更快，最小间隔是一个晶振周期。

计算nT单片机的指令周期公式为：

T = 1f∗n\frac{1}{f}*n
f: 晶振频率

例如： 使用12M晶振的1T单片机的指令周期为：T = 112∗1\frac{1}{12}*1 = 112\frac{1}{12} us。

定时器本质上是一个加法器，单片机的位数 n 、晶振频率 f 和 12T or 1T 共同决定了定时器计时的最大时长。12T单片机最大时长 12T=1f∗2n∗1212T = \frac{1}{f}*2^n*12 ，1T单片机最大时长 1T=1f∗2n∗11T = \frac{1}{f}*2^n*1
设置TH0和TL0为计时初始值，加法器运行到溢出时停止计时。

此处用的是12T非自动重载16位定时器，f = 5.5296MHz

时长 TH0 TL0
12.8ms 0xE8 0xF5
1.2ms 0xFD 0xD6
0.4ms 0xFF 0x47

自动重载定时器：溢出时将自动重新设置TH0和TL0。

STC单片机程序开发

  1. 保存头文件到项目文件夹。
  2. 对接口进行初始化配置。
  3. 分析各个模块，从而设置各个接口的工作模式（开漏、准双向口、推挽输出、高阻输入）。功耗：推挽输出＞准双向口＞开漏＞高阻输入。
  4. 根据各个模块的功能编写相应的程序。
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项目说明: 
MCU 型号: STC15F104W 单片机
开发环境: Keil C91    版本: V9.59.0.0
主要功能包括： 开门检测   关门检测   OOK无线编码  设备休眠
///主机要求    开门发射数据4  关门5  电池低压 6
单片机晶振：   内部5.5296M
主要使用单片机资源：
  >> IO 输出
  >> 外部中断1
  >> 外部中断2
  >> 外部中断3
  >> 定时器  0
LED灯状态说明：
  休    眠：灭
  电池低压：    每次门状态改变后 黄灯闪烁一次  (黄色灯)
  设备状态改变：设备LED闪烁一次                (蓝色灯)
---------------------------------------------------------------------------*/

#include "STC15WXX.H"
#include "absacc.h"
#include "intrins.h"

void System_Init(void);
void OOKDataSent(unsigned char SentDat);
void Hard_Pro(void);
void SystmPro(void);
void Sleep_Pro(void);

#define LED_WORK_STA   P31
#define YELLOW_BAT     P30

#define STA_DOOR_OPEN  P35
#define STA_DOOR_CLOSE P34
#define BAT_LOW        P33

sbit OOK_DAT_OUT = P3^2;

unsigned char flag_Door;      //  =0 无动作    1关门      2 开门
unsigned char DoorSta;        //  =0 无动作    1关门      2 开门
unsigned char flag_VlotLow;   //  =0 电池正常  1电池低压  2电池低压中

//12.8毫秒 TH0 TL0 的数据   寄存器计数 = (12.8ms * 1000)/ A = 5899    TH0 TL0 = 65535 - 5899 = 59636  E8F4
#define OOK_TONG_H    0xE8    // 同步头高位 
#define OOK_TONG_L    0xF4    // 同步头低位

//0.4毫秒  TH0 TL0 的数据   寄存器计数 = (0.4ms * 1000)/ A = 184      TH0 TL0 = 65535 - 184 = 65351   FF47
#define OOK_SMALL_H     0xFF  // 小脉冲高位
#define OOK_SMALL_L     0x47  // 小脉冲低位

//1.2毫秒  TH0 TL0 的数据   寄存器计数 = (1.2ms * 1000) / A = 553     TH0 TL0 = 65535 - 553 = 64982   FDD6
#define OOK_LONG_H      0xFD  // 大脉冲高位
#define OOK_LONG_L      0xD6  // 大脉冲低位

unsigned char coding[100];    // 数组

void Delay10ms()    //@5.5296MHz
{
  unsigned char i, j;
  i = 54;
  j = 199;
  do
  {
    while (--j);
  } while (--i);
}

void Delay100ms()    //@5.5296MHz
{
  unsigned char i, j, k;
//  _nop_();
//  _nop_();
  i = 3;
  j = 26;
  k = 223;
  do
  {
    do
    {
      while (--k);
    } while (--j);
  } while (--i);
}

void Delay3000ms()    //@5.5296MHz
{
  unsigned char i, j, k;
  _nop_();
  _nop_();
  i = 64;
  j = 9;
  k = 179;
  do
  {
    do
    {
      while (--k);
    } while (--j);
  } while (--i);
}

////// 主程序
void main(void)
{
  System_Init();    // 系统初始化程序
  while(1)
  {
    Hard_Pro();     // 硬件检测
    SystmPro();     // LED灯亮  OOK 数据发送
    Sleep_Pro();
  }
}
/*-------------------------------------------------------------------------
函数说明: 
函数名称：SystmPro(void)
功    能: OOK/ASK 无线数据编码程序
参    数: 系统LED灯闪烁  OOK 数据发送
---------------------------------------------------------------------------*/
void Sleep_Pro(void)
{  
    _nop_();      //掉电模式被唤醒后,首先执行此语句,然后再进入中断服务程序
    _nop_();
    PCON = 0x02;  //MCU进入掉电模式
    _nop_();      //掉电模式被唤醒后,首先执行此语句,然后再进入中断服务程序
    _nop_();
}

void Hard_Pro(void)
{
  if(flag_Door == 1)
  {//门关闭
    flag_Door = 0;
    Delay10ms();
    if(STA_DOOR_CLOSE == 0)
    {//门确定关闭 
      DoorSta  = 1;
    }
  }
  else if(flag_Door == 2)
  {//门打开
    flag_Door = 0;
    Delay10ms();
    if(STA_DOOR_OPEN == 0)
    {//门确定打开
      DoorSta  = 2;
    }
  }  
  else
  {
    flag_Door = 0;
  }
  if(flag_VlotLow == 1)
  {////电池低压
    Delay10ms();
    if(BAT_LOW == 0)
    {////电池第一次低压
      flag_VlotLow = 2;
      YELLOW_BAT = 1;     //工作状态灯打开
      OOKDataSent(0x06);
      YELLOW_BAT = 0;     //工作状态灯关闭
    }
    else
    {
      flag_VlotLow = 0;
    }
  }
}
/*-------------------------------------------------------------------------
函数说明: 
函数名称：SystmPro(void)
功    能: OOK/ASK 无线数据编码程序
参    数: 系统LED灯闪烁  OOK 数据发送
---------------------------------------------------------------------------*/
void SystmPro(void)
{
  if(DoorSta)
  {
//    LED_WORK_STA = 1;   ///工作状态灯打开
    Delay10ms();
    if(DoorSta == 1)
    { ////关门无线数据发送
      OOKDataSent(0x0E);
    }
    else ///if(DoorSta == 2)
    { ////开门无线数据发送     
      OOKDataSent(0x0A);
    }
//    LED_WORK_STA = 0;   ///工作状态灯关闭
    DoorSta = 0;
  }
  if(flag_VlotLow == 2)
  {////电池低压提示
    YELLOW_BAT = 1;       ///工作状态灯打开
    Delay100ms();
    YELLOW_BAT = 0;       ///工作状态灯关闭
  }
}


void System_Init(void)
{///// 端口初始化
    P0M0 = 0x00;
    P0M1 = 0x00;
    P1M0 = 0x00;
    P1M1 = 0x00;
    P2M0 = 0x00;
    P2M1 = 0x00;
    P3M0 = 0x00;
    P3M1 = 0x00;
    P4M0 = 0x00;
    P4M1 = 0x00;
    P5M0 = 0x00;
    P5M1 = 0x00;
    P6M0 = 0x00;
    P6M1 = 0x00;
    P7M0 = 0x00;
    P7M1 = 0x00;
    
    STA_DOOR_OPEN = 1;
    STA_DOOR_CLOSE = 1;
    
    P3M1 |= 0x20;
    P3M0 |= 0x20;
    
//    P3M1 |= 0x30;
//    P3M0 |= 0x30;
    
    OOK_DAT_OUT = 0;
//    INT0 = 1;
    IT1 = 1;                    //设置INT0的中断类型 (1:仅下降沿 0:上升沿和下降沿)
    EX1 = 1;                    //使能INT0中断
    EA = 1;
    INT_CLKO |= 0x10;               //(EX2 = 1)使能INT2中断
    INT_CLKO |= 0x20;               //(EX3 = 1)使能INT3中断
    EA = 1;
    
//    AUXR |= 0x80;                   //定时器0为1T模式
    AUXR &= 0x7f;                   //定时器0为12T模式
    TMOD = 0x00;                    //设置定时器为模式0(16位自动重装载)
//    TL0 = T1MS;                     //初始化计时值
//    TH0 = T1MS >> 8;
    TR0 = 0;                        //定时器0开始计时
    ET0 = 0;                        //使能定时器0中断
    EA = 1;
    
    LED_WORK_STA = 1;  ///开机 蓝灯  黄灯 长亮 3秒
    YELLOW_BAT = 1;
    Delay3000ms();
    LED_WORK_STA = 0;
    YELLOW_BAT = 0;

    flag_Door = 0;     // =0 无动作    1关门      2 开门
    DoorSta = 0;       // =0 无动作    1关门      2 开门
    flag_VlotLow = 0;  // =0 电池正常  1电池低压  2电池低压中
}


/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/*-------------------------------------------------------------------------
函数说明: 
函数名称：void OOKDataSent(unsigned char SentDat
功    能: OOK/ASK 无线数据编码程序
参    数: SentDat 无线数据 功能码  
          有效数据范围:00H-0FH
详细函数说明：
    编码方式:  EV1527 兼容
    无线数据地址：
       从单片机Flash FF6-FF8 获取
        Flash地址烧录方式:  通过烧录器滚码烧录  共三个字节 FF6高位4位无效
工作原理:
    单片机内部定时器0中断触发后 不断的修改内部的定时器时间  最终达到规则的定时器
    规则。
    将定时器的定时时间存入  coding[100]中。每帧数据共25数据。每个数据一个正负脉冲
共需要50个字节  每个定时器时间需要高位和低位两个字节  共100个字节
---------------------------------------------------------------------------*/
void OOKDataSent(unsigned char SentDat)
{
  unsigned char i,j,dat;
  unsigned char data2,data1,data0;
  ///
//  data2=CBYTE[0xFF6];
  data1=CBYTE[0xFF7];
  data0=CBYTE[0xFF8];
//  ////将OOK 数据的功能码添加到发射数据中
//  data2 &= 0xf0;   //低4位清0
//  SentDat &= 0x0f;  //将功能码整合到数据中 
//  data2 |= SentDat;
  
  data2 = SentDat;
  
  ////同步信号   
  ////0.4毫秒高电平
  coding[0]  = OOK_SMALL_H;
  coding[1]  = OOK_SMALL_L;
  ////12.8毫秒低电平
  coding[2]  = OOK_TONG_H;
  coding[3]  = OOK_TONG_L;
  
  for(i=4;i<100;i++)
  {
    if(i==4)
    {
      dat = data0;
    }
    else if(i==36)
    {
      dat = data1;
    }
    else if(i==68)
    {
      dat = data2;
    }
    for(j=0;j<8;j++)
    {
      if(dat & 0x80)
      {///
      ////0.4毫秒高电平
        /////1.2毫秒 高电平
        coding[i]  = OOK_LONG_H;
        i++;
        coding[i]  = OOK_LONG_L;
        i++;
        
        ////0.4毫秒低电平
        coding[i]  = OOK_SMALL_H;
        i++;
        coding[i]  = OOK_SMALL_L;  //i++;
      }
      else
      {
        coding[i]  = OOK_SMALL_H;
        i++;
        coding[i]  = OOK_SMALL_L;
        i++;
        //////1.2毫秒  低电平
        coding[i]  = OOK_LONG_H;
        i++;
        coding[i]  = OOK_LONG_L;
        //i++;      
      }
      i++;
      dat <<= 1;
      //// 65432187
    }
    i--;
  }
  TR0 = 1;         //定时器0开始计时
  ET0 = 0;         //使能定时器0中断
  
  LED_WORK_STA = 1;
  
  P3M0 |= 0X04;
   OOK_DAT_OUT = 1;
  for(j=0;j<23;j++)////发射数据的帧数
  {
    for(i=0;i<100;i++)
    {////一帧数据
      TF0 = 0;
      OOK_DAT_OUT = !OOK_DAT_OUT;// = !P_RFSENT;
      TH0 = coding[i];
      i++;
      TL0 =  coding[i];
      while(!TF0)
      {
      
      }
        ////检测定时器0 的中断标志位 TF0 =1 表示延时完成
        //  TF0 =0;
    }
  }
  
  TF0 = 0;
  TR0 = 0;
  OOK_DAT_OUT = 0;
  LED_WORK_STA = 0;
  P3M0 &= ~0X04;
  
}


//-----------------------------------------
//中断服务程序
void exint0() interrupt 0       //INT0中断入口
{//  
}

/* Timer0 interrupt routine */
void exint1() interrupt 2
{//电池低压
  flag_VlotLow = 1;
  //  P10 = ! P10;                    //将测试口取反
}

//-----------------------------------------------
//中断服务程序 开门检测
void exint3() interrupt 11          //INT3中断入口
{
  flag_Door = 2;
}

//中断服务程序 关门检测
void exint2() interrupt 10          //INT2中断入口
{
  flag_Door = 1;
}