智能仪器设计课程报告.docx

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1、智能仪器设计课程设计汇报采用RS485原则的主从式多机系统设计学生姓名:王*学号:班级:任课教师:*绩:1、设计规定a）系统基本构造：1个51系列单片机主机、2个51系列单片机从机（从机1和从机2）、采用RS485构成主从式多机系统；b）系统基本功能：在主机键盘上按“1”键，从机1/、J1ED数码显示屏上显示“1”,此后从机1键盘上每按下1个数字键，主机1ED数码显示屏上能显示对应的数字，当从机1键盘上按下“0”键时，本次通信结束，从机1键盘上再按下任意数字键，主机不显示对应数字；在主机键盘上按“2”，从机2BJ1ED数码显示屏上显示“2”，此后从机2键盘上每按下1个数字键，主机1ED数码显示

2、屏上能显示对应的数字，当从机2键盘上按下“0”键时，本次通信结束，从机2键盘上按下任意数字键后，主机不显示对应数字；c）选做：从机1和从机2可设计成有关物理量日勺测量系统，当主机呼喊从机时，从机能把最新的测量值发给主机。2、方案论证（I）系统构成：由三个51单片机构成主从通信系统（本组使用日勺芯片型号是STC89C52,其功能是一致的），每个单片机搭配1ED数码管显示屏和键盘；通信采用RS-485原则，可使用MAX485芯片作为通信收发器，单片机控制MAX485的使能端进行发送和接受逻辑控制；单主机多从机的通讯系统需要辨别地址信息和数据信息，可运用51串口模式中的模式2进行通信，修改主机的SC

3、ON.3状态表明主机发送的与否是地址信息，修改某台从机的SM2状态来建立和主机时唯一通信；数据输入使用键盘输入，数据显示可简朴B使用数码管显示。图1系统构造图(2)串口模式分析：51单片机串口的2/3模式下是作为11位异步通信用，8位数据位后B第九位是可编程位SCON.3,主机可以对此位进行0或1赋值，进行地址信息和数据信息的辨别，一般赋为1表达地址信息，为0表达数据信息；51单片机B串行口控制寄存器SCON的SM2位是专门用来使通信接口具有识别功能的J多机控制位，在串行口以方式2/3接受时，若SM2=1,此时出现两种状况：第一，接受到的第九位为1(单片机接受时可编程位进入SCON.2),则前

4、8位数据装入SBUF,并置R1为1产生中断标志；第二，接受到的第九位为0,则不产生中断标志，接受信息被弃。若SM2=0,则接受到B第九位无论为0还是1,R1均为1,产生中断标志，接受到的前8位数据装入SBUF。因此多机通信可按下述过程进行：参与通信时所有从机的SM2位置1,即从机处在只接受地址帧时状态;主机发送一帧地址信息，包括8位地址及第九位地址/数据标志位（该位应为1,表达该帧信息的前8位为地址）；由于从机0SM2位己置1,故主机发送B地址信息被所有从机收到，各从机鉴别接受到0地址信息与否与本机地址相似（每个从机已规定其对应B地址）。对于接受到的地址与本机地址相符的从机，通过程序将其SM2

5、置为0,这样主机之后发送0其他数据信息将被选中0从机接受到，主机与所选0从机之间通信，主机可向从机发送命令数据或从机向主机发送有关0测量成果等。由于未选中的从机的SM2仍为1,故未选中的从机将不理会主机与选中从机之间传送的数据信息（由于这些信息的第九位均为0）,直到主机发送新的地址帧为止。MAX485芯片的使用：MAX485是MAXIM企业推出的专门用于RS-485原则通信时接图2MAX485工作电路口芯片，它是半双工工作的收发器，其经典工作电路如图2所示：RO丽DEDT其中管脚RE、DE是收发器B控制脚，根据MAX485B逻辑功能表，RE、DE都置为高电平，则发送器可工作，接受器不工作；RE

6、.DE都置为低电平，则接受器可工作，发送器不工作（发送器和接受器无法同步工作），因此可用单片机1io口使能而、DE来实现半双工通信。51与MAX485的接口示意图如下：图3单片机与MAX485连接示意图（3）键盘设计：根据题意，主机由于只需使用到两个按键，因此主机的按键可使用独立式按键方式，即两个按键接入单片机B两个i。口，通过判断高下电平判断哪个键被按下；从机则需要使用矩阵式键盘，本组使用4X4的矩阵式键盘,并用线反转法进行键值扫描。（4）显示单元：由于需要显示日勺信息比较简朴，因此可以简朴日勺使用1ED数码管来显示，本组使用的单片机开发板上集成了4个数码管，共用一种译码器，可以通过循环点亮

7、的J方式显示多种数字。3、硬件设计主机和从机通过MX485连接日勺电气图:HOSTP1IVT2P1JT2DCf2f3F1.1F1JP1J5P11PJMXDR3.1D(OP3JXiE1嗝Tr“WP3MW，3JMIr箜W-L-泉一主主M01ga0%M0黑*金黑驿段sas7 Wwwwmwww ,，2町“|2”2墓z=zJe-IB1 9-id2LJ1-2-id圭d”口利XQ,3VTXOH21iD-naarWTONAX486图4主机和从机通过MAX485连接的电气图主机和按键、数码管的连接图从机和键盘、A789数码管的I连接图图5主机和按键、数码管的连接图图6从机和键盘、数码管的连接图4、软件设计Ied

8、数码管显示子程序：单片机开发板上的1ED数码管是共阳极连接方式，数码管的a-h脚分别连到PO.0-P0.7,四个1EDB控制角分别接到P2.0-P2.3；在数码管上需要显示的数字或字符的共阳极代码如下：显不内容共阳极代码显不内容共阳极代码显不内容共阳极代码显ZrC内容共阳极代码显ZK内容共阳极代码0COH3BOH682H96FHdA1H1F9H499H7F8HE79H24H592H880HNC8H程序代码：#defineucharunsignedcharsbitP2_0=P20;用来点亮数码管1sbitP2_1=P21;用来点亮数码管2sbitP2_2=P22用来点亮数码管3sbitP2_3=

9、P23;用来点亮数码管4ucharcodetab1et=0xc0,Oxf9,0xa4,OxbO,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90；液晶查询表voiddisp1ay_1(unsignedintnumber)；voiddisp1ay2(unsignedintnumber)；voiddisp1ay_3(unsignedintnumber)；voiddisp1ay_4(unsignedintnumber)；/*函数名:voiddisp1ay_1参数：(unsignedintnumber)作用：根据输入数字点亮显示数码管1*/voiddisp1ay_1(unsignedintn

10、umber)P0=tab1enumber；P2_0=0；)/*函数名:voiddisp1ay_2参数：(unsignedintnumber)作用：根据输入的数字点亮显示数码管2*/voiddisp1ay_2(unsignedintnumber)P0=tab1cnumber；P2_1=0；*函数名：voiddisp1ay_3参数：(unsignedintnumber)作用：根据输入的数字点亮显示数码管3*/voiddisp1ay_3(unsignedintnumber)P0-tab1enumber；P2_2=0；)/*函数名：voiddisp1ay_4参数：(unsignedintnumber)

11、作用：根据输入数字点亮显示数码管4*/voiddisp1ay_4(unsignedintnumber)P0-tab1enumber；P2_3=0；)键盘扫描子程序使用线反转法扫描键盘，矩阵键盘日勺1-4行接入P1.7-P1.4,1-4列接入P1.3-P1.0,同步P1.3-P10接上拉电阻，线反转法的环节：1、将列线作为输出线，行线作为输入线，置输出线所有为0,此时行线中呈低电平O0为按键所在行，假如所有都不是0,则没有按键按下；2、将第一步反过来，即将行线作为输出线，列线作为输入线，置输出线所有为0,此时列线中呈低电平OI内为按键所在列，至此便确定了按键日勺位置，可根据行列参数查询实现写好B

12、键值表，获取键值。线反转法扫键流程图：图7键盘子程序流程图扫描键盘子程序代码:ttinc1udeinthang；定义行号int1ie；定义列号unsignedintKey_Va1=1；保留键值unsignedintkeymap=1,2,3,0,4,5,6,0,7,8,9,0,0,0,0,0；设置键盘逻辑键值intKeySCan()；扫键子函数voidDe1ayO;/延时/*key.Va1对应键值列：p13p12p11Ep1OIIIJ行：p17-KD2(2)3(3)4(A)p165(4)6(5)7(6)8(B)p15-9(7)10(8)11(9)12(C)p14-*13(*)14(0)15(#)16(D)*/voidDe1ay()延时子函数1ongi；for(i=1000；i0；i)；intKeySCan()扫键子函数(P1=OXF0；列输出全0；if(P1MxFO)!=OXFO)扫描行，假如不全为0,则进入(SWitCh(P1)获得行号(case0x70：hang=1；break；caseOxBO：hang=2;break；caseOxDO：hang=3;break；caseOxEO：hang=4;break；defau1t:break；DeIay()；延时去抖动P1=OXOF;行输出全Oif(P1&OxOF)!=OXOF)扫描列，假如不全为0,则确认按键