电子综合实习报告.docx
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电子综合实习报告
重庆大学本科学生课程设计指导教师评定成绩表
学号
20085208
指导教师
黄扬帆
学院
自动化学院
专业
自动化
学生姓名
王诗年、陈宇、冉宇、常洋
课程设计
题目
单片机双机通信系统
指
导
教
师
评
语
课程设计
成绩
指导教师签名：
年月日
说明：
1、学院、专业、年级均填全称。
2、本表除评语、成绩和签名外均可采用计算机打印。
重庆大学本科学生课程设计任务书
课程设计题目
单片机双机通信系统
学院
自动化
专业
自动化
年级、班
08级自动化一班
设计要求：
1．基本要求：
设计两个单片机最小系统，能实现有线通信，一方为发射，另一方为接收。
2．提高要求：
两个单片机最小系统能相互通信，并能实现校验。
学生应完成的工作：
设计基本方案,完成软件设计,设计电路图,线路板布线,电路焊接,软件仿真,硬件调试,得到最后成果.
参考资料：
课程设计工作计划：
第一周,接受设计任务书,设计基本方案,完成电路图;第二周,完成电路板布线以及焊接,同时编写软件程序;第三周,烧录程序,硬件调试,得到最后成果.
任务下达日期2011年2月21日完成日期2011年3月11日
指导教师黄扬帆（签名）学生王诗年、陈宇、冉宇、常洋（签名）
说明：
1、学院、专业、年级均填全称。
2、本表除签名外均可采用计算机打印。
本表不够，可另附页，但应在页脚添加页码。
电子综合实习报告书
----单片机双机通信系统的设计
一、引言
由于MCS51系列单片机具有性能稳定、工作可靠、价格低廉等特点，因此其应用相当广泛。
一个MCS51系列的单片机（如Atmel89c51）内部包含有RAM、FLASHROM、两个或者三个16位的定时器/计数器、一个通用异步串行通信控制器（UART）等多种资源。
但即便如此，在一些相对复杂的单片机应用系统中，仅仅一个单片机资源还是不够的，因此而常常需要扩充I/O接口、定时器/计数器、串行通信接口、RAM、ROM等。
采用通用的标准器件进行扩充是通常的做法，但将单片机本身作为一个通用的扩充器件来使用，也不失为一个好的方法。
在这种情况下，一个系统中就使用了两个或两个以上的单片机，而单片机之间就要通过互连来进行数据通信。
MCS51系列的单片机（以下简称单片机）都带有串口，利用串口进行互连通信极为方便，其各种连接方式在许多书籍和资料上都有介绍，在此不再重述。
但如果系统要求扩充的资源是对外连接的串口，或对相互之间的数据传送有一定的速度要求，则单片机的串口就不能用作系统内两单片机的通信接口了。
所幸的是，单片机的并行端口也能相互连接来进行数据通信。
根据单片机端口内部结构的特点，这些端口的端口线可以直接相连，从而使两单片机之间并行通信接口的实现不用另外的硬件电路设备。
此次设计就是针对上述情况展开的。
系统结构框图如图
（1）所示。
二、键盘设计
1、硬件接线部分
考虑到此次设计要求用到的按键数比较多（0~9，A~F共16个按键），为了节约I/O资源，采用行列式键盘，如图
（2）所示
图
（2）
按键编排如图（3）所示
图（3）
2、4×4矩阵键盘识别处理
按键设置在行列式交点上，行列线分别连接到按键开关的两端。
当行线通过上拉电阻接+5伏时，被钳位在高电平状态，事先认为设定好行线和列线的序号。
此处设行号为i，从上到下编为0-3对应于p1.0-p1.3口,列线设为j，从左到右编为0-3对应于p1.4-p1.7口。
每个按键有它的行值和列值 ，行值和列值的组合就是识别这个按键的编码。
事先有数组存放好对应键值的段选码。
矩阵的行线和列线分别通过两并行接口和CPU通信。
每个按键的状态同样需变成数字量“0”和“1”，开关的一端（列线）通过电阻接VCC，而接地是通过程序输出数字“0”实现的。
键盘处理程序的任务是：
确定有无键按下，判断哪一个键按下，键的功能是什么；还要消除按键在闭合或断开时的抖动。
两个并行口中，一个输出扫描码，使按键逐行动态接地，另一个并行口输入按键状态，由行扫描值和回馈信号共同形成键编码而识别按键，通过软件查表，查出该键的功能。
3、键盘识别处理程序
键盘识别程序如下：
voidscanf（void）/*键盘扫描子程序*/
{
uchari,j,k=0;/*i为行号，j为列号*/
unsignedcharnum[4][4]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,
0x99,0x92,0x82,0xf8,
0x80,0x90,0x88,0x83,
0xc6,0xa1,0x86,0x84};
/*采用共阳极输出*/
while
（1）
{
for（k=0;k<8;k++）/*循环8次，取得8个键盘键值*/
{/*存入TAB[]数组*/
P1=0x0F;
delay（）;/*软件延时去抖动*/
if（（P1&0x0F）!
=0x0F）
{
switch（P1）/*确定行号*/
{
case0x07:
i=3;break;
case0x0b:
i=2;break;
case0x0d:
i=1;break;
case0x0e:
i=0;break;
default:
break;
}
}
P1=0xF0;//反转行和列上的电平
if（（P1&0xF0）!
=0xF0）
{
switch（P1）/*确定列号*/
{
case0x70:
j=3;break;
case0xb0:
j=2;break;
case0xd0:
j=1;break;
case0xe0:
j=0;break;
default:
break;
}
TAB[k]=num[j][i];/*P1输出对应的按键值*/
}
}
}
三、数码管显示设计
1、数码管显示工作原理
七段LED显示器但是最常用的显示器件。
它是由7个LED二极管组成。
图（4）七段LED图
八位LED动态显示电路只需要两个8位I/O口。
其中一个控制段选码，另一个控制位选。
要想每位显示不同的字符，必须利用人的视觉暂留，采用扫描方式。
数码管显示部分硬件接线如图（5）所示
图（5）
四、单片机的选择及其连接
1、单片机型号的选择
单片机选用两片Atmel公司的常用芯片AT89C51，一片用于接收键盘的输入并做出判断，一片用于接收数据并驱动8个七段数码管实现动态显示。
AT89C51完全可以满足功能要求，而且价格便宜，容易获得。
2、协议设计
规定协议内容如下：
数据传输的双方均使用2400bps的速率传送数据，使用主从通信方式，主机发送数据，从机接收数据，双方在发送数据和接收数据时使用查询方式。
（此处设计甲机发送，乙机接收）
双方开始数据传输时，甲机先发送AAH给乙机，当乙机接收到AAH之后，向甲机回答BBH。
甲机收到BBH后就把数码表TAB[8]中的8个数据发送给乙机，并发送校验和。
乙机收到8个数据并计算收到的数据的校验和，与甲机发送过来的校验和进行比较，若校验和相同（正确）则发送00H给甲机；否则发送FFH（错误）甲机，重新接收。
乙机接收到8个数据后送8个数码管动态显示。
3、双机电路如图所示
图（6）
五、总体电路图及程序设计
#include"reg51.h"
#defineucharunsignedchar
//时钟频率11.0592MHz，每秒钟921600个时钟周期，
sfrPSEG=0x80;
sfrPNUM=0xA0;
charLEDNow=0;
bitsuccess=1;
charkeystate;//上一次中断结束时键盘的状态，keystate/4>15表示无键按下
//否则，商表示按键编号，余数表示状态
//0表示检测到按下，等待去抖动
//1表示已经响应过事件，等待弹起
//2表示已经弹起，等待再次去抖动
//3未定义
charnum[8];
charcodenumcode[16]={0xf3,0x42,0xe9,0x6b,0x5a,0x3b,0xbb,0x62,0xfb,0x7b,0xfa,0x9b,0xb1,0xcb,0xb9,0xb8};
sbitACC0=ACC^0;
sbitACC1=ACC^1;
sbitACC2=ACC^2;
sbitACC3=ACC^3;
sbitACC4=ACC^4;
sbitACC5=ACC^5;
sbitACC6=ACC^6;
sbitACC7=ACC^7;
sbitB0=B^0;
sbitB1=B^1;
sbitB2=B^2;
sbitB3=B^3;
sbitB4=B^4;
sbitB5=B^5;
sbitB6=B^6;
sbitB7=B^7;
ucharHammingCode（uchardat）reentrant
{
chara[8];
chari,j;
a[3]=dat&1;
dat>>=1;
a[5]=dat&1;
dat>>=1;
a[6]=dat&1;
dat>>=1;
a[7]=dat&1;
dat>>=1;
for（i=1;i<8;i<<=1）{
a[i]=0;
for（j=1;j<8;++j）
if（i&j!
=0&&i!
=j）
a[i]^=a[j];
}
dat=0;
a[0]=0;
for（i=7;i>0;i-=1）{
a[0]^=a[i];
dat=（dat<<1）+a[i];
}
dat=（dat<<1）+a[0];
returndat;
}
charHammingDecode（uchardat）
//返回值>0则表示解码成功且正确结果为返回值，否则返回-1
{
chari,j;
chara[8];
for（i=0;i<8;++i）{
a[i]=dat&1;
dat>>=1;
}
for（i=1;i<8;++i）
a[0]&=a[i];
if（a[0]!
=0）
return-1;
for（i=1;i<8;i<<=1）{
for（j=1;j<8;++j）
if（i&j!
=0&&i!
=j）
a[i]^=a[j];
if（a[i]!
=0）
return-1;
}
return（（（a[7]*2+a[6]）*2+a[5]）*2+a[3]）;
}
voidOnDataError（）
{
TB8=1;
SBUF=0xff;
}
voidSend（chardat）
{
success=0;
TB8=0;
SBUF=HammingCode（dat）;
}
voidOnRecv（uchardat,bitex）
{
if（ex==0）{
dat=HammingDecode（dat）;
if（dat!
=-1）{
num[1]=dat;
TB8=1;
SBUF=0;
}
else
OnDataError（）;
}
else{
if（dat==0）{
success=1;
}else{
Send（num[0]）;
}
}
}
voidOnKeyPress（charkey）
{
num[0]=key;
Send（key）;
}
voidProgT0（）interrupt1
{
charprekey,prestate,row,col,press;
TR0=0;//关闭计时器
PNUM=~（1<<（LEDNow+6））;
PSEG=numcode[num[LEDNow]];
LEDNow=（LEDNow+1）%2;//扫描显示数码管
if（!
success）
Send（num[0]）;//若未发送成功则重新发送一次数据
prekey=keystate/4;
prestate=keystate%4;
if（prekey<16）{
row=prekey%4;
col=prekey/4;
P1=0xff;
P1&=~（1<<（row））;
press=!
（P1&（1<<（4+col）））;
switch（prestate）{
case0:
if（press）{
keystate++;
OnKeyPress（prekey）;
}else{
keystate=100;
}
break;
case1:
if（!
press）{
keystate++;
}
break;
case2:
keystate=100;
break;
default:
break;
}
}else{
P1=0xff;
P1&=0x0f;
for（row=0;row<4;++row）{
if（!
（P1&（1<break;//此行有键按下
}
if（row<4）{
P1=0xff;
P1&=~（1<for（col=0;col<4;++col）{
if（!
（P1&（1<<（col+4））））
break;//此列有键按下
}
if（col<4）{
keystate=（row+4*col）*4;
}
}
}
//再次开启计时器
TH0=0xf9;//0xED;
TL0=0xc0;//0x40;
TR0=1;
}
voidProgS（）interrupt4
{
if（RI）{
OnRecv（SBUF,RB8）;
RI=0;
}
}
voidmain（）
{
chari;
TMOD=0x29;//设置计数器工作模式
EA=1;
ET0=1;//开启中断
TH0=0xf9;//0xED;
TL0=0xc0;//0x40;//计数初值
TR0=1;//开启计数器
for（i=0;i<2;++i）
num[i]=0;//初始数码管显示0000
SCON=0xd0;//初始化串口
TH1=0xFD;
TL1=0xFD;
TR1=1;
ES=1;
RI=TI=0;
while
（1）;
}
六、设计小结
我觉得做电子综合实习之于单片机课程设计是十分有意义的，而且是十分必要的。
在已度过的大学时间里，我们大多数接触的是专业课。
我们在课堂上掌握的仅仅是专业课的理论知识，如何去锻炼我们的实践能力？
如何把我们所学的专业基础课理论知识运用到实践中去呢？
我想做类似的课程设计就为我们提供了良好的实践平台。
在做本次课程设计的过程中，我感触最深的当属查阅大量的设计资料了，无论是课本上的还是网上的都浏览了不少相关的程序，从中也借鉴了别人的思想，开阔了自己的思路。
做电子综合课程设计，对设计者的软硬件的理解和掌握的要求都比较高。
在设计程序之前，设计者必学对所用单片机的内部结构有一个系统的了解，知道该单片机内有哪些资源；要有一个清晰的思路和一个完整的的软件流程图；在设计程序时，不能妄想一次就将整个程序设计好，反复修改、不断改进是程序设计的必经之路；要养成注释程序的好习惯，一个程序的完美与否不仅仅是实现功能，而应该让人一看就能明白你的思路，这样也为资料的保存和交流提供了方便；在设计课程过程中遇到问题是很正常德，但我们应该将每次遇到的问题记录下来，并分析清楚，以免下次再碰到同样的问题。
回顾这一周以来自己从接到题目到编写出程序、画出电路原理图，自己真的收获不少。
无论是软件的使用还是对单片机内部资源的了解，自己的认识都加深了很多。
另外，这次课程设计让我感到了团队合作的重要性。
在团队中，我们互帮互助，对整个课程设计来说，这是至关重要的，缺少每一个人都会对我们的设计产生影响。
还有要感谢指导老师在我们遇到困难时，给予我们的建议与鼓励！
七、参考文献
1，单片机接口技术（C51版）张道德编著水利水电出版社
2.单片微型计算机原理及接口技术杨光友朱宏辉主编水利水电出版社
3.51单片机C语言应用程序设计实例精讲戴佳戴卫恒编著电子工业出版社
4.单片机语言C51典型应用设计刘文涛编著人民邮电出版社
5.μVision2单片机应用程序开发指南尹勇李宇编著科学出版社
6.单片机控制实习与专题制作蔡朝洋编著北京航天航空大学出版社
附录
1、元件清单
综合设计元器件清单
元件名称
.需要数量
元件名称
需要数量
电容20p
4
电容10Uf/16v
2
三极管
16
5v蜂鸣器
2
数码管
4
弹簧按键
34
电阻10k
18
电阻470
16
晶振11.0592
2
89c51单片机
2
译码器
4
导线
若干
实验板：
2
工具：
烙铁
1
镊子
1
领用人签字:
斜口钳
1
小起子
1
领用时间:
指导教师签字：
2、原理图
3、布线图
4、实物图
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