MCS-51微機接口大作業(yè)

1、南京航空航天大學(xué)微機接口技術(shù)南京航空航天大學(xué)微機接口技術(shù)微機接口技術(shù)大作業(yè)作業(yè)要求：設(shè)計一外部設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)，采用CPU為51系列單片機，用C51或ASM51編寫軟件，給出SCH原理圖和軟件清單（要求有功能注釋），系統(tǒng)要求如下:系統(tǒng)帶有電子時鐘，2路模擬量和8路數(shù)字量的檢測；4個按鍵，分別為設(shè)置、+、-、-可以可以完成相應(yīng)的設(shè)置過程（包括時間設(shè)置和外部監(jiān)控值的上下限設(shè)置）；采用I2C8583時鐘芯片（可以查相關(guān)資料）；8個8段LED顯示（可以采用SPI總線芯片7219）以輔助完成設(shè)置，顯示內(nèi)容：時-分-秒；8個按鍵分別可以模擬外部8個故障點；2路電位器可以模擬外部模擬信號；EEPROM（I2C總

2、線芯片24c256）保存最近100個外部故障數(shù)據(jù)（包含故障點和故障時間）；RS485上位機接口。系統(tǒng)軟件完成的功能：上電時電子鐘方式顯示當前時間；設(shè)置按鍵進入設(shè)置狀態(tài)，可以重新設(shè)置新時間值和外部監(jiān)控值的上下限，結(jié)果寫入8583。設(shè)置完成后電子鐘方式顯示當前時間；實時監(jiān)測外部8個數(shù)字故障點和模擬數(shù)字，一旦故障記錄其故障數(shù)據(jù)、故障發(fā)生時間和恢復(fù)時間；上位機傳來命令字0 xaa向上位機發(fā)送所保存的外部故障數(shù)據(jù)，發(fā)送完成后清除保存數(shù)據(jù)。（自定義通訊協(xié)議）。一、元器件選擇芯片名稱型號接口類型線數(shù)其它AD轉(zhuǎn)換芯片TLC1549SPI32塊共陰極數(shù)碼管顯示驅(qū)動器MAX7219SPI3時鐘芯片PCF8583I

3、2C2EPROM24WC256I2C2串口RS485MAX487E3二、MCS-51單片機引腳連接單片機I/O弓1腳外部器件連接及功用器件名稱引腳代號功用P0A0SW1按鈕1,模擬外部故障點1P0A1SW2按鈕2，模擬外部故障點2P0A2SW3按鈕3,模擬外部故障點3P0A3SW4按鈕4,模擬外部故障點4P0A4SW5按鈕5,模擬外部故障點5P0A5SW6按鈕6,模擬外部故障點6P0A6SW7按鈕7,模擬外部故障點7P0A7SW8按鈕8,模擬外部故障點8P1A0MAX7219DIN數(shù)碼管顯示串行數(shù)據(jù)輸入端P1A1MAX7219LOAD數(shù)碼管顯示數(shù)據(jù)鎖存端P1A2MAX7219CLK數(shù)碼管顯示時

4、鐘輸入端P1A3P1A4SPI/TLC1549CS模擬SPI片選信號P1A5SPI/TLC1549DATAOUT模擬SPI數(shù)據(jù)傳送位P1A6SPI/TLC1549CLK模擬SPI時鐘控制位P1A7P2A0P2A1SW9按鈕9,系統(tǒng)參數(shù)“設(shè)置”鍵P2A2SW10按鈕10,系統(tǒng)參數(shù)增加“+”鍵P2A3SW11按鈕11,系統(tǒng)參數(shù)減小“-”鍵P2A4SW12按鈕12,系統(tǒng)參數(shù)項目選擇“-”鍵P2A5P2A6MAX487EDE485串口通信P2A7MAX487ERE485串口通信P3A0/RXDMAX487ERXD485串口通信P3A1/TXDMAX487ETXD485串口通信P3A2/INT0PCF8

5、583INTP3A3/INT1P3A4/T0P3A5/T1P3A6/WRI2C總線SCL模擬I2C時鐘控制位P3A7/RDI2C總線SDA模擬I2C數(shù)據(jù)傳送位微機接口技術(shù)微機接口技術(shù)微機接口技術(shù)微機接口技術(shù)南京航空航天大學(xué)三、SCH原理圖234615(P1.012/P1.2產(chǎn)P14-5/P1568C13q1215ID14P10/TP00P11/TP01P12P02P13P03P14P04P15P05P16P06P17P07INT1P20INT0P21P22T1P23T0-P24P25EA/VPP26P27X1X2RESETRXD.TXDRDALE/PWRPSENU4VccREF+ANALOGI

6、NI/OCIKCSGNDDATAOUTU5VccREF+I/OCLKANALOGINCSGNDDATAOUTU3DIG0V+DIG1ISETDIG2DIG3SEGADIG4SEGBDIG5SEGCDIG6SEGDDIG7SEGESEGFDINSEGGLOADSEGDPCLKGNDDOUTGNDTitleSizeNumberRevisionB南索航堂航天大學(xué)微機接口技術(shù)南索航堂航天大學(xué)微機接口技術(shù)1.I2C器件接線圖3.AD轉(zhuǎn)換器件接線圖5.485串口接線電路四、軟件程序清單.延時程序：voiddelay(void)；.啟動I2C總線：voidI_start(void)；.停止I2C總線：voi

7、dI_stop(void)；.初始化I2C總線：voidI_int(void)；.提供時鐘信號，并返回時鐘為高電平時SDA的狀態(tài)：bitI_clock(void)；.向SDA發(fā)送一個字節(jié)，并檢驗應(yīng)答信號：bitI_send(ucharI_data)；.從SDA上讀取8位數(shù)據(jù)信號，并作為一個數(shù)據(jù)信號返回：byteI_receive(void)；.發(fā)送應(yīng)答信號：voidI_ack(void)；.毫秒級延時程序：voiddelay_ms(intn)；.向8583時鐘芯片內(nèi)指定地址寫入數(shù)據(jù)，并檢驗應(yīng)答信號，成功則返回TRUE，否則返回FAULSE：bitWrite_8583(ucharAddress,

8、uchardata1)；.從8583時鐘芯片指定地址讀出數(shù)據(jù)，如成功讀取，則發(fā)送應(yīng)答信號，并返回TRUE，否則返回FAULSE：ucharRead_8583(ucharAddress)；南京航空航天大學(xué)微機接口技術(shù)南京航空航天大學(xué)微機接口技術(shù)南京航空航天大學(xué)微機接口技術(shù)南京航空航天大學(xué)微機接口技術(shù).初始化始83時鐘芯片，預(yù)輸入時間：voidinit_8583(void)；.向7219指定地址寫入數(shù)據(jù)：voidWrite_7219(ucharAddress,ucharData)；.MAX7219初始化:voidinit_7219(void)；.設(shè)置時間和監(jiān)控值：voidset(void)；.向2

9、4c256寫入器件地址和一個指定的字節(jié)地址：bitE_address(ucharAddress1,ucharAddress2)；.從24c256內(nèi)地址0開始讀出BLOCKSIZE個字節(jié)的數(shù)據(jù)：bitE_read(void)；.向24c256寫入數(shù)據(jù)：bitE_write(uchardata1)；.故障點產(chǎn)生故障時寫入24c256：voidfailure(void)；.將模擬量通過TLC1549轉(zhuǎn)換成數(shù)字量：uintTLC1549(void)；.初始化：voidinit(void)；.接受主機指令：bitRecv_Data(uchar*type)；.發(fā)送單字節(jié)數(shù)據(jù):voidSend(ucharm

10、)；.發(fā)送數(shù)據(jù)：voidSend_Data(uchartype,ucharlen,uchar*buf)；.主函數(shù)：voidmain(void)。五、主要子函數(shù)源程序.函數(shù)變量及端口定義#defineHIGH1#defineLOW0#defineTRUE1#defineFAULSE0#defineHIGH1#defineLOW0#defineTRUE1#defineFAULSE0#definebyteunsignedint#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedint#defineWRITE0 xA0#defineREAD0 xA1#defineWR

11、ITE10 xA2#defineREAD10 xA3#defineBLOCKSIZE700#defineACTIVE0 x11#defineGETDATA0 xaa#defineREADY0 x33#defineSENDDATA0 x44#defineRECFRMMAXLEN16#defineSTATUSMAXLEN700/8583寫/8583讀/7219寫/7219讀/4種幀的定義/接受幀的最大長度，超過此值認為幀超長錯誤/設(shè)備狀態(tài)信息最大長度externxdataucharStatusBufSTATUSMAXLEN;/設(shè)備狀態(tài)信息緩沖區(qū)externxdatabyteEEPROMBLOCKS

12、IZE;externxdatabyteaddress1_256=0 x00;24c256的寫入地址externxdatabyteaddress2_256=0 x00;externxdataucharrun=0;/run為設(shè)置狀態(tài)externxdatauchartime;/從8583讀取的時間值bitkey_flg=0;/key_flg=0無按鍵，key_flg=1有按鍵bittransfer_flg=0;transfer_flg=0無移位鍵按下，transfer_flg=1有移位鍵按下/I2C總線/I2C總線/SPI總線/AD轉(zhuǎn)換SPI總線/驅(qū)動器使能，1有效/接收器使能，0有效/外部故障點接

13、口并檢驗應(yīng)答信號externxdatabytekeyvalue;/keyvalue值代表按鍵externxdatabytenumber=0 x02,0 x03,0 x04;/存放時間的8583內(nèi)部地址externxdatabytetran=0;/記錄移位鍵externxdatabytemax=0 x40;/max為外部監(jiān)控值的上限externxdatabytemin=0 x10;/min為外部監(jiān)控值的下限ucharDevNo;/設(shè)備號sbitsettime=P2:1;/時間設(shè)置鍵接口sbitadd_time=P22;sbitminus_time=P23;sbittransfer_time=P2

14、4;sbitSCL=P37;sbitSDA=P3飛；sbitDIN二Pr0;sbitCLK=P12;sbitLOAD=P1；sbitCSAD1549=P14;sbitCLKADDA:P廠6;sbitDIOADDA=P15;sbitDE=P26;sbitRE=P27;sbitfailurel=P0-0;sbitfailure2=P01;sbitfailure3=P02;sbitfailure4=P03;sbitfailure5=P04;sbitfailure6=P05;sbitfailure7=P06;sbitfailure8=P07.向SDA發(fā)送一個字節(jié)，bitI_send(ucharI_da

15、ta)registerinti;for(i=0;i8;i+)SDA=(bit)(I_data&0 x80);I_data=I_data1;I_clock();SDA=HIGH;return(I_clock();.從SDA上讀取8位數(shù)據(jù)信號，并作為一個數(shù)據(jù)信號返回byteI_receive(void)registerinti;ucharI_data=0;for(i=0;i8;i+)I_data=I_data1;if(I_clock();I_data=I_data&1;return(I_data);.向8583時鐘芯片內(nèi)指定地址寫入數(shù)據(jù)，并檢驗應(yīng)答信號，成功則返回TRUE,否則返回FAULSEbi

16、tWrite_8583(ucharAddress,uchardata1)I_start();if(I_send(WRITE)&I_send(Address)&I_send(data1)I_stop();delay();return(TRUE);elsereturn(FAULSE);.從8583時鐘芯片指定地址讀出數(shù)據(jù)，如成功讀取，則發(fā)送應(yīng)答信號，并返回TRUE,否則返回FAULSEucharRead_8583(ucharAddress)uchardata_8583;I_start();if(I_send(WRITE)&I_send(Address)&I_send(READ)data_8583=

17、I_receive();I_ack();I_stop();delay();return(data_8583);.向7219指定地址寫入數(shù)據(jù)voidWrite_7219(ucharAddress,ucharData)uchari;LOAD=1;for(i=0;i8;i+)/傳送8位地址CLK=0;DIN=(bit)(Address&0 x80);Address=Address1;CLK=1;for(i=0;i8;i+)/傳送8位數(shù)據(jù)CLK=0;DIN=(bit)(Data&0 x80);Data=Data4;time1=time1+0 x01;if(time10 x09)time1=0 x00;

18、time2=time2+0 x01;time2=time20 x24)time=0 x00;if(tran-14;time1=time+0 x01;if(time10 x09)time1=0 x00;time2=time2+0 x01;time2=time24;if(time0 x59)time=0 x00;Write_8583(numbertran-1,time);if(tran-1)=0)Write_7219(0 x08,time1);Write_7219(0 x07,time2);if(tran-1)=1)Write_7219(0 x05,time1);Write_7219(0 x04,

19、time2);if(tran-1)=2)Write_7219(0 x02,time1);Write_7219(0 x01,time2);if(run-1)=1)max=max+0 x01;Write_7219(0 x01,max);if(run-1)=2)min=min+0 x01;Write_7219(0 x01,min);if(keyvalue=2)/若按下減1鍵if(run-1)=0&transfer_flg)transfer_flg=0;if(tran-1)=2)time1=time&0 x0f;time2=time&0 xf0;time2=time24;if(time1=0 x00&

20、time2=0 x00)time1=0 x03;time2=0 x02;elseif(time1=0 x00)time1=0 x09;time2=time2-0 x01;elsetime1=time1-0 x01;time2=time24;if(tran-14;if(time1=0 x00&time2=0 x00)time1=0 x09;time2=0 x05;elseif(time1=0 x00)time1=0 x09;time2=time2-0 x01;elsetime1=time1-0 x01;time2=time24;Write_8583(numbertran-1,time);if(t

21、ran-1)=0)Write_7219(0 x08,time1);Write_7219(0 x07,time2);if(tran-1)=1)Write_7219(0 x05,time1);Write_7219(0 x04,time2);if(tran-1)=2)Write_7219(0 x02,time1);Write_7219(0 x01,time2);if(run-1)=1)max=max-0 x01;Write_7219(0 x01,max);if(run-1)=2)min=min-0 x01;Write_7219(0 x01,min);if(keyvalue=3)/若按下移位鍵if(r

22、un-1)=0)transfer_flg=1;time=Read_8583(numbertran);tran+;if(tran2)tran=0;if(tran-1=0)/只顯示秒位Write_7219(0 x01,0 x0f);Write_7219(0 x02,0 x0f);Write_7219(0 x04,0 x0f);Write_7219(0 x05,0 x0f);if(tran-1=1)/只顯示分位Write_7219(0 x01,0 x0f);Write_7219(0 x02,0 x0f);Write_7219(0 x07,0 x0f);Write_7219(0 x08,0 x0f);

23、if(tran-1=0)/只顯示時位Write_7219(0 x07,0 x0f);Write_7219(0 x08,0 x0f);Write_7219(0 x04,0 x0f);Write_7219(0 x05,0 x0f);8.故障點產(chǎn)生故障時，寫入24c256voidfailure(void)ucharkey;registeruchari=0;bitport=1;uchars1,m1,h1,s2,m2,h2;key=P0;if(key!=0 xff)delay_ms(5);if(key!=0 xff)s1=Read_8583(0 x02);m1=Read_8583(0 x03);h1=R

24、ead_8583(0 x04);while(port)port=(bit)(key&0 x80);key=key1;i+;while(1)if(key=0 xff)s2=Read_8583(0 x02);m2=Read_8583(0 x03);h2=Read_8583(0 x04);break;E_write(i);E_write(s1);E_write(m1);E_write(h1);E_write(s2);E_write(m2);E_write(h2);9.將模擬量通過TLC1549轉(zhuǎn)換成數(shù)字量uintTLC1549(void)ucharn;uintad_value=0;/初始化CS_AD

25、1549=1;CLK_AD_DA=0;DIO_AD_DA=1;CS_AD1549=0;for(n=0;n8;n+)/輸出數(shù)據(jù)CLK_AD_DA=1;ad_value=ad_value|(uint)DIO_AD_DA;ad_value=ad_value1;CLK_AD_DA=0;CS_AD1549=1;delay();return(ad_value);10.接受主機指令bitRecv_Data(uchar*type)/保存接受到得幀/一幀接受結(jié)束標志/一幀開始接收標志/校驗和/保存接受到得幀/一幀接受結(jié)束標志/一幀開始接收標志/校驗和/數(shù)據(jù)字節(jié)長度變量ucharr_bufRECFRMMAXLEN

26、;ucharFlag_RecvOver;ucharFlag_StartRec;ucharCheckSum;ucharDataLen;/*禁止發(fā)送，允許接收*/DE=0;RE=0;/*接收一幀數(shù)據(jù)*/rCount=0;Flag_RecvOver=0;Flag_StartRec=0;while(!Flag_RecvOver)RI=0;while(!RI);tmp=SBUF;RI=0;/*判斷是否收到字符“$”*/if(!Flag_StartRec)&(tmp=0 x24)Flag_StartRec=1;if(Flag_StartRec)r_bufrCount=tmp;rCount+;/*判斷是否收

27、到字符“*”*/if(tmp=0 x2A)Flag_RecvOver=1;if(rCount=RECFRMMAXLEN)return(0);/*校驗和字節(jié)*/CheckSum=0;DataLen=r_buf3;for(i=0;i+;i3+DataLen)CheckSum=CheckSum+r_bufi+1;/*判斷幀是否錯誤*/if(rCount6)return0;if(r_buf1!=DevNo)return0;if(r_bufrCount-2!=CheckSum)return0;*type=r_buf2;return1;11.發(fā)送數(shù)據(jù)voidSend_Data(uchartype,ucharlen,uchar*buf)uchari,tmp;uch