1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上2012-2013學(xué)年 第一學(xué)期論文題目：單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)開發(fā)應(yīng)用智能儀器學(xué) 院：計(jì)算機(jī)科學(xué)與信息工程專 業(yè)：軟件工程學(xué) 號：姓 名：高紅斌日 期：2013年12月1日單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)開發(fā)應(yīng)用智能儀器一、 設(shè)計(jì)要求及目的本實(shí)驗(yàn)通過一個(gè)單通道通用型智能儀器的軟硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)，將這學(xué)期學(xué)過的單片機(jī)原理加以綜合運(yùn)用，以此掌握單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要領(lǐng)，本次試驗(yàn)設(shè)計(jì)的總體目標(biāo)是一路電壓信號輸入和兩路報(bào)警開關(guān)量輸出控制功能，其中信號電壓范圍05VDC，AD采樣分辨率8bit，數(shù)碼管顯示信息為：以為參數(shù)字符和三位十進(jìn)制采樣值，控制參數(shù)有兩個(gè)，即下限報(bào)警值L和上線報(bào)警值H，當(dāng)采樣值大于H時(shí)

2、，高位報(bào)警繼電器接通（用LED狀態(tài)燈D1亮表示）；當(dāng)采樣值小于L時(shí)，下位報(bào)警繼電器接通（用D2表示）；當(dāng)采樣值介于L和H之間時(shí)，兩路報(bào)警器功能均被解除（D1和D2均熄滅表示）二、 實(shí)驗(yàn)環(huán)境微型計(jì)算機(jī)一臺，軟件,keilC編譯器。三、 元器件列表，圖表 1四、 實(shí)驗(yàn)原理本實(shí)驗(yàn)選用了一只六聯(lián)共陰極數(shù)碼管顯示器，按照動態(tài)顯示原理接線，其中段碼通過鎖存器74LS245驅(qū)動后接于P0口，位碼則有反相器74LS04驅(qū)動后接于P1.0-P1.5。A/D轉(zhuǎn)換器采用逐次逼近方式的芯片ADC0809，其并行數(shù)據(jù)輸出端直接連接于P2口，4個(gè)控制端CLOCK,START,EOC,和OE分別接于P3.2-P3.5，采用

3、查詢法等待轉(zhuǎn)換結(jié)束，轉(zhuǎn)換時(shí)鐘利用定時(shí)器中斷產(chǎn)生。四個(gè)面板按鍵通過8位串行輸入并行輸出移位寄存器74LS164與單片機(jī)接口，其移位時(shí)終端與單片機(jī)的TXD引腳相連，串行數(shù)據(jù)端（1和2腳）與單片機(jī)的RXD引腳相連，串口輸出功能采用匯編語言與C51語言混合編程實(shí)現(xiàn)。軟件系統(tǒng)采用一個(gè)有多個(gè)功能模塊構(gòu)成的程序，模塊之間相互依賴，他們之間的關(guān)系如圖，程序有主要的兩個(gè)功能模塊組成控制模塊和菜單模塊。這兩個(gè)模塊能夠同時(shí)運(yùn)行。這里，“同時(shí)”的意思是指用戶進(jìn)行菜單操作的時(shí)候，程序還能采集數(shù)據(jù)并進(jìn)行控制。圖表 2軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成“控制”和“菜單”這兩個(gè)主要的模塊都是建立在其他小模塊的基礎(chǔ)上的，比如控制模塊建立在A/D

4、轉(zhuǎn)換和LED 顯示的基礎(chǔ)上，菜單建立在按鍵檢測和LED顯示的基礎(chǔ)上，而按鍵檢測又建立在串口輸出的基礎(chǔ)上。下表列出了各個(gè)模塊的主要函數(shù)。圖表 3各個(gè)模塊的主要函數(shù)和功能五、 程序源代碼/main.cvoid ad_init();void control_thread();void menu_thread();void main() ad_init();while (1)menu_thread();control_thread();/menu.c#define MENU_ON0#define MENU_OFF1#define MENU_NUM2#define MENU_MAX999#define

5、MENU_MIN0unsigned char param_value = 100, 150;unsigned char menu_status = MENU_OFF;char _menu_name = 'L','H' /參數(shù)名的符號unsigned char _menu_value = 0,0;/供顯示用的參數(shù)數(shù)組unsigned char _menu_idx = 0; /參數(shù)序號char get_key();void print(char name, unsigned int value);void menu_thread(void) char i = 0;c

6、har key = get_key(); if (menu_status = MENU_OFF) /當(dāng)前菜單為關(guān)閉狀態(tài)時(shí)if (key = 0)/若按鍵0已被按下menu_status = MENU_ON;/置當(dāng)前菜單為打開狀態(tài)_menu_idx = 0;/設(shè)置參數(shù)序號0/將所有參數(shù)當(dāng)前值取出，送入供顯示的參數(shù)數(shù)組中for (i = 0 ; i < MENU_NUM ; i+) _menu_valuei = param_valuei; else /如果當(dāng)前菜單為打開狀態(tài)，則進(jìn)行以下操作：if (key = 0) /若按鍵0按下，則不保存鍵值，僅切換到下一個(gè)參數(shù)if (+_menu_idx

7、 = MENU_NUM) /判斷是否所有參數(shù)都循環(huán)到了menu_status = MENU_OFF; /若已循環(huán)完成，設(shè)置菜單關(guān)閉狀態(tài) else if (key = 1) /若按鍵1按下，則保存鍵值，并切換到下一個(gè)參數(shù)param_value_menu_idx = _menu_value_menu_idx;if (+_menu_idx = MENU_NUM) menu_status = MENU_OFF; else if (key = 2) /若按鍵2按下，則參數(shù)值加10_menu_value_menu_idx += 10;if (_menu_value_menu_idx > MENU_M

8、AX) _menu_value_menu_idx = MENU_MAX; else if (key = 3) /若按鍵3按下，則參數(shù)值減10_menu_value_menu_idx -= 10;if (_menu_value_menu_idx < MENU_MIN) _menu_value_menu_idx = MENU_MIN;if (menu_status = MENU_ON) /菜單狀態(tài)為開時(shí),顯示參數(shù)值print(_menu_name_menu_idx, _menu_value_menu_idx); /ad.c#include <reg51.h>sbit P32 =

9、P32;sbit P33 = P33;sbit P34 = P34;sbit P35 = P35;sbit P37 = P37;unsigned char ad() P33 = 0;P33 = 1;P33 = 0;while(!P34);P35 = 1;return P2;void ad_init() TMOD = 0x02;TH0 = 0;TL0 = 0;ET0 = 1;TR0 = 1;EA = 1;void _ad_clock(void) interrupt 1 P32 = P32;/control.c#include<reg51.h>sbit P16=P16;sbit P17

10、=P17;unsigned char ad();void print(char name, unsigned int value);extern unsigned char param_value2;extern char menu_status;void control_thread() /第1步:A/D轉(zhuǎn)換unsigned char value = ad();/第2步:根據(jù)采樣值控制LED燈if (value > param_value1) P16 = 0;P17 = 1; else if (value <= param_value1 && value >

11、= param_value0) P16 = 0;P17 = 0; else P16 = 1; P17 = 0;/第3步:如果菜單是關(guān)閉的，顯示采集到的數(shù)值if (menu_status = 1) print(' ', value);/keyboard.c#include <reg51.h>#define CHECK_KEY_DOWN 0 /處在檢測按鍵壓下階段標(biāo)志#define CHECK_KEY_UP 1 /處在檢測按鍵抬起階段標(biāo)志#define KEY_UP0 /按鍵抬起標(biāo)志#define KEY_DOWN1 /按鍵壓下標(biāo)志sbit _p33 = P33;sbi

12、t _p34 = P34;sbit _p35 = P35;sbit _p36 = P36;char _key_status = CHECK_KEY_DOWN; /按鍵檢測狀態(tài)（初值為檢測壓下階段）char _key_idx = 0; /按鍵序號void serial(char byte);char _check_key(unsigned char _key_idx) /檢查按鍵狀態(tài)serial(0x01<<_key_idx); /將待查按鍵鍵碼轉(zhuǎn)換成掃描碼后輸出if (_p36 = 0) /根據(jù)P36狀態(tài)決定返回值return KEY_DOWN; else return KEY_U

13、P;char get_key(void) char result = -1; /無鍵按下時(shí)鍵值為-1if (_key_status = CHECK_KEY_DOWN) /如果當(dāng)前處于檢查壓下階段，進(jìn)行以下操作if (_check_key(_key_idx) = KEY_DOWN) /判斷當(dāng)前掃描鍵的狀態(tài)，若為壓下標(biāo)志則_key_status = CHECK_KEY_UP; /將檢查階段標(biāo)志設(shè)置為抬起 else /否則，將檢查階段標(biāo)志設(shè)置為壓下if (+_key_idx = 4) /判斷是否4個(gè)按鍵已經(jīng)輪流掃描一遍_key_idx = 0;/是，則將待掃描按鍵號設(shè)為0 else if (_key

14、_status = CHECK_KEY_UP) /如果當(dāng)前處于檢查抬起階段，進(jìn)行以下操作if (_check_key(_key_idx) = KEY_UP) /判斷當(dāng)前掃描鍵的狀態(tài)，若為抬起標(biāo)志則result = _key_idx;/鍵值輸出_key_status = CHECK_KEY_DOWN;/按鍵檢查階段標(biāo)志改為壓下if (+_key_idx = 4) /判斷是否4個(gè)按鍵已經(jīng)輪流掃描一遍_key_idx = 0;/是，則將待掃描按鍵號設(shè)為0return result;/led.c#include<reg51.h>char code map1=0x3F,0x06,0x5B,0

15、x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F;char code map2=0x00,0x76,0x38;char _convert(char c)if(c=' ')return map20;else if(c='H')return map21;else if(c='L')return map22;else if(c>='0'&&c<='9')return map1c-'0'return 0;void _delay()int i=0,j=0;for(

16、i=0;i<10;i+)for(j=0;j<10;j+)void print(char name, unsigned int value) char buf6;char i = 5; for (i = 5 ; i > 1 ; i-) bufi = '0' + value % 10;value /= 10;if (value = 0) break;i-;for ( ; i >= 1 ; i-) bufi = ' 'buf0 = name; for (i = 0 ;i < 6 ;i+) P1 &= 0xC0;P1 |= (1 &

17、lt;< i);P0 = _convert(bufi);delay();/serial.asmPUBLIC_SERIALDESEGMENT CODERSEGDE_SERIAL:MOVSCON, #0MOVSBUF, R7JNB TI, $CLRTI RETEND六、 實(shí)驗(yàn)結(jié)果圖表 4程序通過編譯，并且沒有錯誤系統(tǒng)運(yùn)行效果如圖所示，參數(shù)設(shè)置狀態(tài)效果如圖所示。實(shí)際運(yùn)行情況表明，測控與參數(shù)設(shè)置著兩個(gè)環(huán)節(jié)的確是“同時(shí)”進(jìn)行的。具體表現(xiàn)為，若參數(shù)L設(shè)置為100，某一時(shí)刻的采樣值為60，那么在參數(shù)設(shè)置過程中，處于后臺運(yùn)行的控制程序還會使報(bào)警器D1在此時(shí)點(diǎn)亮。若將參數(shù)L修改為30，只要確認(rèn)保存參數(shù)后，

18、不等關(guān)閉菜單顯示，D1就會熄滅了。采用并行結(jié)構(gòu)編程是一種非常有用的設(shè)計(jì)思想，其要點(diǎn)在于可是多個(gè)程序“同時(shí)”擁有運(yùn)行權(quán)限，對外表現(xiàn)出實(shí)時(shí)多任務(wù)的效果。這類程序的關(guān)鍵在于每個(gè)程序都不能這多的占用機(jī)時(shí)，因此必須設(shè)法將長時(shí)運(yùn)行改為短時(shí)運(yùn)行。本實(shí)驗(yàn)采用的運(yùn)行標(biāo)記設(shè)置的做法就是一個(gè)具體的體現(xiàn)。圖表 5測控狀態(tài)運(yùn)行效果圖表 6參數(shù)設(shè)置狀態(tài)運(yùn)行效果七、 總結(jié)通過本次試驗(yàn)，我發(fā)現(xiàn)了自己對學(xué)習(xí)單片機(jī)和做實(shí)驗(yàn)中存在兩個(gè)主要缺點(diǎn)：一是依賴性很大，剛開始編程序時(shí)喜歡套用書上的語句，希望從書上找到源代碼，但是當(dāng)我從別處找來源代碼時(shí)，卻很難讀懂別人寫的代碼，也就是對語句的理解不夠。于是當(dāng)我在調(diào)試程序控制protues仿真軟件時(shí)出現(xiàn)了很多