智能仪器原理及应用

（威海） 课 程 设 计基本信息学生姓名： 学号： 院系名称：信息与电气工程学院 课程设计名称：智能仪器原理及应用 同组人姓名： 课程设计时间： 2013年11月11日 至 2013年11月15日 课程设计内容目录 页码一 课程设计题目与任务书.2二 课程设计用仪器设备名称.3三 课程设计要求.4四 课程设计过程.4五 课程设计心得. .9教师评语及课程设计成绩评语：成绩： 教师签字：年 月 日一、课程设计题目与任务书课程设计（论文）任务书专 业测控技术与仪器班 级 学 生 指导教师邓立宝题 目单片机双机串口通信子 题设计时间2013年11月11 日 至 2013年11月15 日 共 1 周设计要求甲、乙两个单片机进行串行通讯。要求甲机把控制8个流水灯点亮的数据发送给乙机并点亮其P1口的相应的8个LED.注：甲机串口发送的数据可以使用虚拟终端来观察。指导教师签字： 系（教研室）主任签字：年 月 日二、 课程设计用仪器设备名称：1 单片机的介绍单片机（嵌入式应用）属于专用计算机，主要应用于智能仪表、智能传感器、智能家电、智能办公设备、汽车及军事电子设备等应用系统。单片机体积小、价格低、可靠性高，其非凡的嵌入式应用形态对于满足嵌入式应用需求具有独特的优势。（1）单芯片微机形成阶段 1976年，Intel公司推出了MCS-48系列单片机 。8位CPU、1K字节ROM、64字节RAM、27根I/O线和1个8位定时/计数器。（2）性能完善提高阶段 1980年，Intel公司推出了MCS-51系列单片机：8位CPU、4K字节ROM、128字节RAM、4个8位并口、1个全双工串行口、2个16位定时/计数器。寻址范围64K，并有控制功能较强的布尔处理器。 （3）微控制器化阶段 1982年，Intel推出MCS-96系列单片机。 芯片内集成：16位CPU、8K字节ROM、232字节RAM、5个8位并口、1个全双工串行口、2个16位定时/计数器。寻址范围64K。片上还有8路10位ADC、1路PWM输出及高速I/O部件等。2 软件设计及仿真（1）Keil1. 系统概述Keil C51是美国Keil Software公司出品的51系列兼容单片机C语言软件开发系统，与汇编相比，C语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势，因而易学易用。用过汇编语言后再使用C来开发，体会更加深刻。Keil C51软件提供丰富的库函数和功能强大的集成开发调试工具，全Windows界面。另外重要的一点，只要看一下编译后生成的汇编代码，就能体会到Keil C51生成的目标代码效率非常之高，多数语句生成的汇编代码很紧凑，容易理解。在开发大型软件时更能体现高级语言的优势。下面详细介绍Keil C51开发系统各部分功能和使用。2. Keil C51单片机软件开发系统的整体结构C51工具包的整体结构，如图(1)所示，其中uVision与Ishell分别是C51 for Windows和for Dos的集成开发环境(IDE)，可以完成编辑、编译、连接、调试、仿真等整个开发流程。开发人员可用IDE本身或其它编辑器编辑C或汇编源文件。然后分别由C51及A51编译器编译生成目标文件(.OBJ)。目标文件可由LIB51创建生成库文件，也可以与库文件一起经L51连接定位生成绝对目标文件(.ABS)。ABS文件由OH51转换成标准的Hex文件，以供调试器dScope51或tScope51使用进行源代码级调试，也可由仿真器使用直接对目标板进行调试，也可以直接写入程序存贮器如EPROM中。 3. 使用独立的Keil仿真器时，注意事项* 仿真器标配11.0592MHz的晶振，但用户可以在仿真器上的晶振插孔中换插其他频率的晶振。 * 仿真器上的复位按钮只复位仿真芯片，不复位目标系统。 * 仿真芯片的31脚（/EA）已接至高电平，所以仿真时只能使用片内ROM，不能使用片外ROM； 但仿真器外引插针中的31脚并不与仿真芯片的31脚相连，故该仿真器仍可插入到扩展有外部ROM（其CPU的/EA引脚接至低电平）的目标系统中使用。（2） ProTeusProteus是世界上著名的EDA工具(仿真软件)，从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真，一键切换到PCB设计，真正实现了从概念到产品的完整设计。是目前世界上唯一将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台，其处理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等，2010年又增加了Cortex和DSP系列处理器，并持续增加其他系列处理器模型。在编译方面，它也支持IAR、Keil和MPLAB等多种编译器。三、 课程设计要求甲、乙两个单片机进行串行通讯。要求甲机把控制8个流水灯点亮的数据发送给乙机并点亮其P1口的相应的8个LED.注：甲机串口发送的数据可以使用虚拟终端来观察。四、 课程设计过程1 总体方案设计总体结构图如下：图1 总体设计结构图两台AT89C51单片机作为核心部件，通过串口互连。甲机作为发送机，乙机作为接收机。甲机通过按键读入数据，传送给乙机后，输出并通过LED灯显示。2 总体程序框架设计甲机流程图如下：图2 甲机流程图乙机流程图如下：图3 乙机流程图3 Proteus仿真设计Proteus中采用AT89C51单片机，晶振频率设置为11.0592MHz。双机通过串口连接。图4 双机串口连接甲机输入通过按钮控制，输入口为P1口，并连接上拉电阻。图5 甲机输入连接乙机通过P1口输出，连接至8位LED灯，连接上拉电阻加强负载能力。图6 乙机输出连接4 源代码甲机源代码如下：#include #define uchar unsigned char#define uint unsigned int void init();void send();int main() init(); send();return 0; void delay(uchar xms)uint i,j;for (i=xms;i0;i-)for (j=110;j0;j-);void init(void)EA=1; /开总中断 ES=1;/开串行口中断 TMOD=0x20;/定时器1工作在方式2，八位自动重装 TH1=0xfd;/设置T1初值，令波特率9600 TL1=0xfd; PCON=0x00;/SMOD=0 SCON=0x50;/串行口工作在方式1，允许接收 TR1=1;/开T1 void send(void)while(1)SBUF=0xaa;/握手信号发送while(!TI);/等待发送完毕TI=0; /清TIdelay(100);/延时100msif (RI)RI=0;if (SBUF0xbb)=0)/反馈信号确认SBUF=P1; /发送数据while(!TI);/等待数据发送完毕TI=0; 乙机源代码如下：#includevoid receive(void) ;void init(void);int main() init(); receive();return 0;void init(void) EA=1; /开总中断 ES=1;/开串行口中断 TMOD=0x20;/定时器1工作在方式2，八位自动重装 TH1=0xfd;/设置T1初值，令波特率9600 TL1=0xfd; PCON=0x00;/SMOD=0 SCON=0x50;/串行口工作在方式1，允许接收 TR1=1;/开T1void receive(void)while(1)while(!RI);/等待接收数据RI=0;/清RIif (SBUF0xaa)=0)SBUF=0xbb;/反馈握手信号while(!TI);/等待发送完毕TI=0;while(!RI);/接收数据RI=0;P1=SBUF;