CAN匯流排收發節點設計

来源:https://www.cnblogs.com/iron2222/archive/2022/04/10/16127572.html
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CAN匯流排收發節點設計 寫在前面 這是微機介面的一個項目作業。 這段時間一直在宿舍隔離，沒辦法進行焊接和測試，但原理和代碼已經在學習板子上經過驗證。 設計目標 CAN在工業現場大量應用，尤其是汽車工業，設計一種CAN匯流排收發節點，該節點自身帶8路模擬信號採集，採集結果通過CAN匯流排發送到上位機並顯示 ...


CAN匯流排收發節點設計

寫在前面

這是微機介面的一個項目作業。
這段時間一直在宿舍隔離，沒辦法進行焊接和測試，但原理和代碼已經在學習板子上經過驗證。

設計目標

CAN在工業現場大量應用，尤其是汽車工業，設計一種CAN匯流排收發節點，該節點自身帶8路模擬信號採集，採集結果通過CAN匯流排發送到上位機並顯示。

技術要求

（1）系統以51單片機為控制器，和具有CAN介面的器件能通信；

（2）CAN控制器用SJA1000，匯流排收發器用PCA82C250；

（3）節點帶8路模擬信號採集，信號範圍0-5V；

（4）用USB轉CAN模塊，通過USB口接收CAN節點發送的數據，驗證結果是否正確。

提交材料

（1）提交紙質版設計報告1份（包括測量原理、主要電路設計、主要器件選型、程式設計原理、關鍵程式設計舉例等）；

（2）電子版設計報告、系統電氣原理圖、完整的程式代碼

（3）提交實物1套，能現場演示（所需的can調試助手 can匯流排分析儀可以找我）；

（4）該題目4人完成（1人負責硬體設計、1人負責單片機軟體設計、1人負責調試、1人負責設計報告的整理編輯以及答辯PPT製作），在設計報告上寫清楚每人所承擔的工作。

項目實現

設計成果展示

實物展示

原理圖設計

PCB設計

上位機效果

測量原理

ADC數模轉換原理，這裡採用PCF8591AD採樣晶元，測量原理如下：

通過引腳AIN0、AIN1、AIN2、AIN3輸入的模擬信號（電壓），經過模擬信號多路復用器、採樣與保持、比較器，把處理後的數據放入ADC數據寄存器中，通過I2C匯流排介面傳遞給51主控晶元。

主要電路設計

供電與程式燒錄電路

考慮到板子尺寸的限制以及器件的選型，這裡採用UCB轉串口晶元CH340，在USB供電的同時，又可通過串口進行程式的燒錄，一路雙用。

VCC直接作為5V電源輸入，在串口晶元那邊有一個保險絲12V/1000mA的保險絲進行保護，並通過電容進行濾波與穩壓，來防止熱插拔效應的干擾。

撥動電源開關，可看到電源指示燈亮起。

51主控晶元附近電路

主控晶元選取的是STC90C51RD+，國產51MCU晶元，簡單易學，入門容易。工作電壓：5.5V-3.4V，工作溫度範圍：-40-+85°C,工作頻率範圍：0-40MHz，用戶應用程式空間4K，片上集成1280位元組RAM，32個通用I/O口，4個外部中斷。基本可以滿足項目要求，實現對應的功能。

複位電路

採用阻容複位電路，電容C7是10μF，電阻R7是10K。

晶振電路

使用外部晶振12MHz，此時電容選取47pF。

AD採樣電路

採用PCF8591這款晶元，該晶元具有4路模擬輸入通道，8位AD採樣精度，以及一個DA輸出。

電路部分，使用兩個電位器作為採樣目標，通過改變電位器阻值來改變採樣的數值，並通過開關來切換AD採樣的通道。

把採集到的數據存放至8位的數據寄存器中，通過I2C匯流排傳輸到51主控晶元中。

利用該晶元的一個DA輸出通道，可以連接一個LED的燈，轉動電位器，可以觀察燈的的亮度發生細微的變化，更加的直觀。

數位管驅動電路

為了便於調試，這裡使用8位共陰數位管進行實時顯示，數位管驅動晶元選擇74HC573，作為最常見的鎖存晶元，在這裡一個作為位鎖存，一個作為段鎖存。

數位管這裡採用的是共陰數位管，兩個4位的數位管，合成一個8位的數位管。

CAN匯流排通訊電路

根據實際的項目需求，CAN匯流排電路採用SJA1000作為CAN控制器，PCA82C250作為CAN匯流排收發器。

但因單獨購買晶元沒有相關渠道，轉而選擇集成化的CAN通訊模塊。

主要器件選型

器件選型方面本著有現成的就使用現成的、能簡單實現的功能就不做的複雜的原則。器件選型上可以分為兩類：晶元類，其他電子器件類。

晶元類

51主控晶元STC90C516RD+

USB轉串口晶元CH340G

AD採樣晶元PCF8591

鎖存器晶元74HC573

CAN通訊模塊

其他器件

開關

按鍵

四位共陰數位管

晶振

供電USB介面

電阻、電容、二極體、LED

程式設計原理

程式框架

整個程式框架包含了：main.c、display.c、i2c.c、uart.c、delay.c。

主函數模塊main.c，延時函數模塊delay.c、數位管驅動函數模塊display.c、i2c驅動函數模塊i2c.c、串口通訊函數模塊uart.c。相關函數都用.h文件進行封裝，提供相關的介面，供主函數調用。

主函數模塊main.c
/*
    Date:2022.03.22
    Author:
    Target:主函數
*/
#include <reg52.h>                
#include "i2c.h"
#include "delay.h"
#include "display.h"
#include <uart.h>


#define AddWr 0x90   //寫數據地址 
#define AddRd 0x91   //讀數據地址

extern bit ack;
bit ReadADFlag;

unsigned char VoltData[5]; //存儲電壓的全局變數,用於串口通訊

unsigned char numback(unsigned char s);
unsigned char ReadADC(unsigned char Chl);
bit WriteDAC(unsigned char dat);
/*------------------------------------------------
              主程式
------------------------------------------------*/
main()
{
 unsigned char num=0,num0=0,num1=0,num2=0,num3=0,i;
 Init_Timer0();
 DelayMs(20);
	
 InitUART();

while (1)         //主迴圈
  {
 if(ReadADFlag)
  {
  ReadADFlag=0; 
//連續讀5次，輸入通道後多讀幾次，取最後一次值，以便讀出穩定值
 for(i=0;i<5;i++)
    num0=ReadADC(0);
  num0=num0*5*10/256;// x10表示把實際值擴大10，如4.5 變成 45 方便做下一步處理 x5 表示基準電壓5V 
  TempData[0]=dofly_DuanMa[num0/10]|0x80;  
  TempData[1]=dofly_DuanMa[num0%10];
	  
 for(i=0;i<5;i++)
   num1=ReadADC(1);
 num1=num1*5*10/256;   // x10表示把實際值擴大10，如4.5 變成 45 方便做下一步處理
 TempData[2]=dofly_DuanMa[num1/10]|0x80;    
 TempData[3]=dofly_DuanMa[num1%10];

 for(i=0;i<5;i++)
    num2=ReadADC(2);
 num2=num2*5*10/256;   // x10表示把實際值擴大10，如4.5 變成 45 方便做下一步處理
 TempData[4]=dofly_DuanMa[num2/10]|0x80;    
 TempData[5]=dofly_DuanMa[num2%10];

 for(i=0;i<5;i++)
     num=ReadADC(3);
 num3=num3*5*10/256;   // x10表示把實際值擴大10，如4.5 變成 45 方便做下一步處理
 TempData[6]=dofly_DuanMa[num3/10]|0x80;    
 TempData[7]=dofly_DuanMa[num3%10];
 //主迴圈中添加其他需要一直工作的程式
 
 VoltData[0]=num0;
 VoltData[1]=num1;
 VoltData[2]=num2;
 VoltData[3]=num3;
 VoltData[4]=0xff;
 
 SendStr1(VoltData);
	DelayMs(240);//延時迴圈發送
    DelayMs(240);
   }
 /*
   SendStr1(VoltData);
	DelayMs(240);//延時迴圈發送
    DelayMs(240);
 */
  }
}
/*------------------------------------------------
             讀AD轉值程式
輸入參數 Chl 表示需要轉換的通道，範圍從0-3
返回值範圍0-255
------------------------------------------------*/
unsigned char ReadADC(unsigned char Chl)
 {
  unsigned char Val;
   Start_I2c();               //啟動匯流排
   SendByte(AddWr);             //發送器件地址
     if(ack==0)return(0);
   SendByte(Chl);            //發送器件子地址
     if(ack==0)return(0);
   Start_I2c();
   SendByte(AddRd);
      if(ack==0)return(0);
   Val=RcvByte();
   NoAck_I2c();                 //發送非應位
   Stop_I2c();                  //結束匯流排
  return(Val);
 }
/*------------------------------------------------
               寫入DA轉換數值
輸入參數：dat 表示需要轉換的DA數值，範圍是0-255
------------------------------------------------*/
/*bit WriteDAC(unsigned char dat)
{
   Start_I2c();               //啟動匯流排
   SendByte(AddWr);             //發送器件地址
     if(ack==0)return(0);
   SendByte(0x40);            //發送器件子地址
     if(ack==0)return(0);
   SendByte(dat);             //發送數據
     if(ack==0)return(0);
   Stop_I2c();  
}*/


```c



##### 延時函數模塊delay.c

```c
/*
	Date:2022.03.22
	Author:
	Target:提供延時
*/

#include<delay.h>

//uS延時函數，輸入參數t，無返回值，延時時間=t*2+5 uS
void DelayUs2x(unsigned int t)
{
	while(--t);
}

//mS延時函數，輸入參數t,無返回值，延時時間1mS
void DelayMs(unsigned int t)
{
	while(t--)
	{
		DelayUs2x(245);
		DelayUs2x(245);
	}
}	


#ifndef _DELAY_H_
#define _DELAY_H_
void DelayUs2x(unsigned int t);
void DelayMs(unsigned int t);
#endif
數位管驅動函數模塊display.c
/*
    Date:2022.03.22
    Author:
    Target:數位管驅動
*/

#include<display.h>
#include<delay.h>

#define DataPort P0 //定義數據埠 程式中遇到DataPort 則用P0 替換
//sbit LATCH1 = P2^0;//定義鎖存使能埠 段鎖存
//sbit LATCH2 = P2^3;//                 位鎖存
extern bit ReadADFlag;//extern聲明，不是定義，外部變數
unsigned char code dofly_DuanMa[10] = {0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};// 顯示段碼值0~9
unsigned char code dofly_WeiMa[] = {0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f};//分別對應相應的數位管點亮,即位碼
unsigned char TempData[8]; //存儲顯示值的全局變數

/*
顯示函數，動態掃描數位管，
參數FirstBit 表示需要顯示的是第一位，比如0就是從第一個數位管顯示，2就是從第三個數位管顯示，
參數Num表示要顯示的位數，也就是幾個數位管顯示，如要顯示兩位數，就應該輸入2
*/
void Display(unsigned char FirstBit,unsigned char Num)
{
    static unsigned char i = 0;

    DataPort=0;   //清空數據，防止有交替重影
    LATCH1=1;     //段鎖存
    LATCH1=0;

    DataPort=dofly_WeiMa[i+FirstBit]; //取位碼 
    LATCH2=1;     //位鎖存
    LATCH2=0;

    DataPort=TempData[i]; //取顯示數據，段碼
    LATCH1=1;     //段鎖存
    LATCH1=0;

    i++;
    if(i==Num)
        i=0;
}

/*  定時器初始化  */
void Init_Timer0(void)
{
    TMOD |= 0x01;	  //使用模式1，16位定時器，使用"|"符號可以在使用多個定時器時不受影響
    EA=1;            //總中斷打開
    ET0=1;           //定時器中斷打開
    TR0=1;           //定時器開關打開
}

/*  定時器中斷子程式    */
void Init_Timer0_isr(void) interrupt 1
{
    static unsigned int num;
    TH0=(65536-2000)/256;		  //重新賦值 高位 低位
    TL0=(65536-2000)%256;         //可以理解成，提前減去2000，就是2ms倒計時

    Display(0,8);       // 調用數位管掃描
    num++;
    if(num==50)        //中斷50次，大致100ms
    {
        num = 0;
        ReadADFlag=1;//AD標誌位1
    }
}

#include<reg52.h>

#ifndef __DISPLAY_H__
#define __DISPLAY_H__

#define DataPort P0 //定義數據埠 程式中遇到DataPort 則用P0 替換
sbit LATCH1=P2^2;//定義鎖存使能埠 段鎖存
sbit LATCH2=P2^3;//               位鎖存


extern unsigned char TempData[8]; //存儲顯示值的全局變數
extern unsigned char code dofly_DuanMa[10];

void Display(unsigned char FirstBit,unsigned char Num);

void Init_Timer0(void);

#endif
i2c驅動函數模塊i2c.c
/*
    Date:2022.03.22
    Author:
    Target:i2c驅動
*/

#include <i2c.h>
#include <delay.h>

#define  _Nop()  _nop_()  //定義空指令 一個空指令大致為1us

bit ack;

sbit SDA=P2^1;//數據線
sbit SCL=P2^0;//時鐘線

/*  啟動i2c匯流排  */
void Start_I2c()
{
  SDA=1;   //發送起始條件的數據信號
  _Nop();
  SCL=1;
  _Nop();    //起始條件建立時間大於4.7us,延時
  _Nop();
  _Nop();
  _Nop();
  _Nop();    
  SDA=0;     //發送起始信號
  _Nop();    //起始條件鎖定時間大於4μ
  _Nop();
  _Nop();
  _Nop();
  _Nop();       
  SCL=0;    //鉗住I2C匯流排，準備發送或接收數據
  _Nop();
  _Nop();
}

/*  關閉i2c匯流排 */
void Stop_I2c()
{
  SDA=0;    //發送結束條件的數據信號
  _Nop();   //發送結束條件的時鐘信號
  SCL=1;    //結束條件建立時間大於4μ
  _Nop();
  _Nop();
  _Nop();
  _Nop();
  _Nop();
  SDA=1;    //發送I2C匯流排結束信號
  _Nop();
  _Nop();
  _Nop();
  _Nop();
}



/*  
發送位元組數據
將數據c發送出去,可以是地址,也可以是數據,發完後等待應答,並對
此狀態位進行操作.(不應答或非應答都使ack=0 假)     
發送數據正常，ack=1; ack=0表示被控器無應答或損壞。
*/
void  SendByte(unsigned char c)
{
 unsigned char BitCnt;
 
 for(BitCnt=0;BitCnt<8;BitCnt++)  //要傳送的數據長度為8位
    {
     if((c<<BitCnt)&0x80)   //把c左移7位，但c本身的值是不會變的
        SDA=1;   //判斷發送位
       else  SDA=0;                
     _Nop();
     SCL=1;               //置時鐘線為高，通知被控器開始接收數據位
      _Nop(); 
      _Nop();             //保證時鐘高電平周期大於4μ
      _Nop();
      _Nop();
      _Nop();         
     SCL=0; 
    }
    
    _Nop();
    _Nop();
    SDA=1;               //8位發送完後釋放數據線，準備接收應答位
    _Nop();
    _Nop();   
    SCL=1;
    _Nop();
    _Nop();
    _Nop();
    if(SDA==1)
    ack=0;     
    else ack=1;        //判斷是否接收到應答信號
    SCL=0;
    _Nop();
    _Nop();
}

/*
接受位元組數據
用來接收從器件傳來的數據,並判斷匯流排錯誤(不發應答信號)，發完後請用應答函數。
*/
unsigned char  RcvByte()
{
  unsigned char retc;
  unsigned char BitCnt;
  
  retc=0; 
  SDA=1;             //置數據線為輸入方式
  for(BitCnt=0;BitCnt<8;BitCnt++)
      {
        _Nop();           
        SCL=0;       //置時鐘線為低，準備接收數據位
        _Nop();
        _Nop();      //時鐘低電平周期大於4.7us
        _Nop();
        _Nop();
        _Nop();
        SCL=1;       //置時鐘線為高使數據線上數據有效
        _Nop();
        _Nop();
        retc=retc<<1;
        if(SDA==1)retc=retc+1; //讀數據位,接收的數據位放入retc中
        _Nop();
        _Nop(); 
      }
  SCL=0;    
  _Nop();
  _Nop();
  return(retc);
}

/*----------------------------------------------------------------
                     應答子函數
原型:  void Ack_I2c(void);
 
----------------------------------------------------------------*/
/*void Ack_I2c(void)
{
  
  SDA=0;     
  _Nop();
  _Nop();
  _Nop();      
  SCL=1;
  _Nop();
  _Nop();              //時鐘低電平周期大於4μ
  _Nop();
  _Nop();
  _Nop();  
  SCL=0;               //清時鐘線，鉗住I2C匯流排以便繼續接收
  _Nop();
  _Nop();    
}*/
/*----------------------------------------------------------------
                     非應答子函數
原型:  void NoAck_I2c(void);
 
----------------------------------------------------------------*/
void NoAck_I2c(void)
{
  
  SDA=1;
  _Nop();
  _Nop();
  _Nop();      
  SCL=1;
  _Nop();
  _Nop();              //時鐘低電平周期大於4μ
  _Nop();
  _Nop();
  _Nop();  
  SCL=0;                //清時鐘線，鉗住I2C匯流排以便繼續接收
  _Nop();
  _Nop();    
}






/*----------------------------------------------------------------
                    向無子地址器件發送位元組數據函數               
函數原型: bit  ISendByte(unsigned char sla,ucahr c);  
功能:     從啟動匯流排到發送地址，數據，結束匯流排的全過程,從器件地址sla.
           如果返回1表示操作成功，否則操作有誤。
註意：    使用前必須已結束匯流排。
----------------------------------------------------------------*/
/*bit ISendByte(unsigned char sla,unsigned char c)
{
   Start_I2c();               //啟動匯流排
   SendByte(sla);             //發送器件地址
     if(ack==0)return(0);
   SendByte(c);               //發送數據
     if(ack==0)return(0);
  Stop_I2c();                 //結束匯流排
  return(1);
}
*/

/*----------------------------------------------------------------
                    向有子地址器件發送多位元組數據函數               
函數原型: bit  ISendStr(unsigned char sla,unsigned char suba,ucahr *s,unsigned char no);  
功能:     從啟動匯流排到發送地址，子地址,數據，結束匯流排的全過程,從器件
          地址sla，子地址suba，發送內容是s指向的內容，發送no個位元組。
           如果返回1表示操作成功，否則操作有誤。
註意：    使用前必須已結束匯流排。
----------------------------------------------------------------*/
/*bit ISendStr(unsigned char sla,unsigned char suba,unsigned char *s,unsigned char no)
{
   unsigned char i;
 for(i=0;i<no;i++)
    { 
   Start_I2c();               //啟動匯流排
   SendByte(sla);             //發送器件地址
     if(ack==0)return(0);
   SendByte(suba);            //發送器件子地址
     if(ack==0)return(0); 
 
     SendByte(*s);            //發送數據
       if(ack==0)return(0);
     Stop_I2c();                  //結束匯流排
	 DelayMs(1);               //必須延時等待晶元內部自動處理數據完畢
	 s++;
	 suba++;
    } 
  return(1);
}
*/
/*----------------------------------------------------------------
                    向無子地址器件讀位元組數據函數               
函數原型: bit  IRcvByte(unsigned char sla,ucahr *c);  
功能:     從啟動匯流排到發送地址，讀數據，結束匯流排的全過程,從器件地
          址sla，返回值在c.
           如果返回1表示操作成功，否則操作有誤。
註意：    使用前必須已結束匯流排。
----------------------------------------------------------------*/
/*bit IRcvByte(unsigned char sla,unsigned char *c)
{
   Start_I2c();                //啟動匯流排
   SendByte(sla+1);            //發送器件地址
     if(ack==0)return(0);
   *c=RcvByte();               //讀取數據
     NoAck_I2c();              //發送非就答位
     Stop_I2c();               //結束匯流排
  return(1);
}

*/
/*----------------------------------------------------------------
                    向有子地址器件讀取多位元組數據函數               
函數原型: bit  ISendStr(unsigned char sla,unsigned char suba,ucahr *s,unsigned char no);  
功能:     從啟動匯流排到發送地址，子地址,讀數據，結束匯流排的全過程,從器件
          地址sla，子地址suba，讀出的內容放入s指向的存儲區，讀no個位元組。
           如果返回1表示操作成功，否則操作有誤。
註意：    使用前必須已結束匯流排。
----------------------------------------------------------------*/
/*bit IRcvStr(unsigned char sla,unsigned char suba,unsigned char *s,unsigned char no)
{
   unsigned char i;

   Start_I2c();               //啟動匯流排
   SendByte(sla);             //發送器件地址
     if(ack==0)return(0);
   SendByte(suba);            //發送器件子地址
     if(ack==0)return(0);

   Start_I2c();
   SendByte(sla+1);
      if(ack==0)return(0);

  for(i=0;i<no-1;i++)
    { 
     *s=RcvByte();              //發送數據
      Ack_I2c();                //發送就答位 
     s++;
    } 
   *s=RcvByte();
    NoAck_I2c();                 //發送非應位
    Stop_I2c();                    //結束匯流排
  return(1);
}
*/



#ifndef __I2C_H__
#define __I2C_H__  
              
#include <reg52.h>          //頭文件的包含
#include <intrins.h>

#define  _Nop()  _nop_()        //定義空指令

/*------------------------------------------------
                    啟動匯流排
------------------------------------------------*/
void Start_I2c();
/*------------------------------------------------
                    結束匯流排
------------------------------------------------*/
void Stop_I2c();
/*----------------------------------------------------------------
                 位元組數據傳送函數               
函數原型: void  SendByte(unsigned char c);
功能:  將數據c發送出去,可以是地址,也可以是數據,發完後等待應答,並對
     此狀態位進行操作.(不應答或非應答都使ack=0 假)     
     發送數據正常，ack=1; ack=0表示被控器無應答或損壞。
------------------------------------------------------------------*/
void  SendByte(unsigned char c);
/*----------------------------------------------------------------
                 位元組數據傳送函數               
函數原型: unsigned char  RcvByte();
功能:  用來接收從器件傳來的數據,並判斷匯流排錯誤(不發應答信號)，
     發完後請用應答函數。  
------------------------------------------------------------------*/	
unsigned char  RcvByte();
/*----------------------------------------------------------------
                     應答子函數
原型:  void Ack_I2c(void);
----------------------------------------------------------------*/
void Ack_I2c(void);
/*----------------------------------------------------------------
                     非應答子函數
原型:  void NoAck_I2c(void);
----------------------------------------------------------------*/
void NoAck_I2c(void);
/*----------------------------------------------------------------
                    向無子地址器件發送位元組數據函數               
函數原型: bit  ISendByte(unsigned char sla,ucahr c);  
功能:     從啟動匯流排到發送地址，數據，結束匯流排的全過程,從器件地址sla.
           如果返回1表示操作成功，否則操作有誤。
註意：    使用前必須已結束匯流排。
----------------------------------------------------------------*/
bit ISendByte(unsigned char sla,unsigned char c);

/*----------------------------------------------------------------
                    向有子地址器件發送多位元組數據函數               
函數原型: bit  ISendStr(unsigned char sla,unsigned char suba,ucahr *s,unsigned char no);  
功能:     從啟動匯流排到發送地址，子地址,數據，結束匯流排的全過程,從器件
          地址sla，子地址suba，發送內容是s指向的內容，發送no個位元組。
           如果返回1表示操作成功，否則操作有誤。
註意：    使用前必須已結束匯流排。
----------------------------------------------------------------*/
bit ISendStr(unsigned char sla,unsigned char suba,unsigned char *s,unsigned char no);

/*----------------------------------------------------------------
                    向無子地址器件讀位元組數據函數               
函數原型: bit  IRcvByte(unsigned char sla,ucahr *c);  
功能:     從啟動匯流排到發送地址，讀數據，結束匯流排的全過程,從器件地
          址sla，返回值在c.
           如果返回1表示操作成功，否則操作有誤。
註意：    使用前必須已結束匯流排。
----------------------------------------------------------------*/
bit IRcvByte(unsigned char sla,unsigned char *c);
/*----------------------------------------------------------------
                    向有子地址器件讀取多位元組數據函數               
函數原型: bit  ISendStr(unsigned char sla,unsigned char suba,ucahr *s,unsigned char no);  
功能:     從啟動匯流排到發送地址，子地址,讀數據，結束匯流排的全過程,從器件
          地址sla，子地址suba，讀出的內容放入s指向的存儲區，讀no個位元組。
           如果返回1表示操作成功，否則操作有誤。
註意：    使用前必須已結束匯流排。
----------------------------------------------------------------*/
bit IRcvStr(unsigned char sla,unsigned char suba,unsigned char *s,unsigned char no);

#endif
串口通訊函數模塊uart.c
#include <reg52.h> //包含頭文件，一般情況不需要改動，頭文件包含特殊功能寄存器的定義                        
#include "delay.h"
#include <uart.h>

//串口初始化	
 void InitUART  (void)
{

    SCON  = 0x50;		        // SCON: 模式 1, 8-bit UART, 使能接收  
    TMOD |= 0x20;               // TMOD: timer 1, mode 2, 8-bit 重裝
    TH1   = 0xFD;               // TH1:  重裝值 9600 波特率 晶振 11.0592MHz  
    TR1   = 1;                  // TR1:  timer 1 打開                         
    EA    = 1;                  //打開總中斷
    //ES    = 1;                  //打開串口中斷
}        



//發送一個位元組
void SendByte1(unsigned char dat)
{
 SBUF = dat;
 while(!TI);
      TI = 0;
}


//發送一個字元串
void SendStr1(unsigned char *s)
{
 while(*s!=0xff)// \0 表示字元串結束標誌，通過檢測是否字元串末尾
  {
  SendByte1(*s);
  s++;
  }
}


#ifndef __uart_H__
#define __uart_H__  

void InitUART  (void);

void SendByte1(unsigned char dat);

void SendStr1(unsigned char *s);

#endif
上位機部分程式
namespace 微機上位機
{
    public partial class Form1 : Form
    {
	//初始化
        private void Form1_Load(object sender, EventArgs e)			
        {
            comboBox1.Text = "COM1";
            comboBox2.Text = "9600";
            serialPort1.DataReceived += new System.IO.Ports.SerialDataReceivedEventHandler(senddata);
        }

	//接受數據
        private void senddata(object sender, System.IO.Ports.SerialDataReceivedEventArgs e)
        {
            length = serialPort1.BytesToRead;   //獲取緩衝區位元組數
            serialPort1.Read(R_data, 0, length);
            this.Invoke(new EventHandler(display));
        }

	//顯示數據
        private void display(object sender, EventArgs e)
        {
            double[] sample = new double[8];
            sample[0] = (Convert.ToDouble(R_data[0])) / 10;
            sample[1] = (Convert.ToDouble(R_data[1])) / 10;
            sample[2] = (Convert.ToDouble(R_data[2])) / 10;
            sample[3] = (Convert.ToDouble(R_data[3])) / 10;
            sample[4] = (Convert.ToDouble(R_data[4])) / 10;
            sample[5] = (Convert.ToDouble(R_data[5])) / 10;
            sample[6] = (Convert.ToDouble(R_data[6])) / 10;
            sample[7] = (Convert.ToDouble(R_data[7])) / 10;

            textBox1.Text = sample[0].ToString();
            textBox2.Text = sample[1].ToString();
            textBox3.Text = sample[2].ToString();
            textBox4.Text = sample[3].ToString();
            textBox5.Text = sample[0].ToString();
            textBox6.Text = sample[1].ToString();
            textBox7.Text = sample[2].ToString();
            textBox8.Text = sample[3].ToString();
            textBox9.Text = sample[4].ToString();
            textBox10.Text = sample[5].ToString();
            textBox11.Text = sample[6].ToString();
            textBox12.Text = sample[7].ToString();
            ovalShape1.FillColor = Color.LightGreen;
            ovalShape2.FillColor = Color.LightGreen;
            ovalShape3.FillColor = Color.LightGreen;
            ovalShape4.FillColor = Color.LightGreen;
            ovalShape5.FillColor = Color.LightGreen;
            ovalShape6.FillColor = Color.LightGreen;
            ovalShape7.FillColor = Color.LightGreen;
            ovalShape8.FillColor = Color.LightGreen;
            ovalShape9.FillColor = Color.LightGreen;
            ovalShape10.FillColor = Color.LightGreen;
            ovalShape11.FillColor = Color.LightGreen;
            ovalShape12.FillColor = Color.LightGreen;
             
        }
	
	//開啟串口
        private void button1_Click_1(object sender, EventArgs e)
        {
            R_Flag = 1;
            serialPort1.ReceivedBytesThreshold = 4;
            serialPort1.RtsEnable = true;
            if (serialPort1.IsOpen)
            {
                try
                {
                    timer1.Stop();
                    serialPort1.Close();
                    button1.Text = "打開串口";
                }
                catch
                {
                    MessageBox.Show("埠錯誤", "Error");
                    button1.Text = "關閉串口";
                }
            }
            else
            {
                try
                {
                    serialPort1.PortName = comboBox1.Text;
                    serialPort1.BaudRate = Convert.ToInt16(comboBox2.Text, 10);
                    serialPort1.Parity = System.IO.Ports.Parity.None;
                    serialPort1.StopBits = System.IO.Ports.StopBits.One;
                    serialPort1.DataBits = 8;
                    serialPort1.Open();
                    timer1.Start();
                    button1.Text = "關閉串口";
                }
                catch
                {
                    MessageBox.Show("埠錯誤", "Error");
                    serialPort1.Close();
                    button1.Text = "打開串口";
                }
            }
        }

	//配置報文長度
        private void button2_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            serialPort1.ReceivedBytesThreshold = Convert.ToInt16(textBox13.Text, 10);
        }

    }
}

關鍵程式設計

延時模塊

12MHz晶振，一個指令周期大約是1μs，這裡封裝了兩個函數，一個μs級別的，一個ms級別的。

//uS延時函數，輸入參數t，無返回值，延時時間=t*2+5 uS
void DelayUs2x(unsigned int t)
{
	while(--t);
}

//mS延時函數，輸入參數t,無返回值，延時時間1mS
void DelayMs(unsigned int t)
{
	while(t--)
	{
		DelayUs2x(245);
		DelayUs2x(245);
	}
}

數位管驅動模塊

段碼位碼的的編寫
unsigned char code dofly_DuanMa[10] = {0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};// 顯示段碼值0~9
unsigned char code dofly_WeiMa[] = {0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f};//分別對應相應的數位管點亮,即位碼
unsigned char TempData[8]; //存儲顯示值的全局變數

這裡是使用到了一個小工具：段碼值分別編寫0-9的數值。

位碼則是8位，比如fd代表1111 1101

使用的晶元屬於鎖存器，打開或者關閉制定鎖存器，就可實現數據的顯示。

定時器模塊的調用
/*  定時器初始化  */
void Init_Timer0(void)
{
    TMOD |= 0x01;	  //使用模式1，16位定時器，使用"|"符號可以在使用多個定時器時不受影響
    EA=1;            //總中斷打開
    ET0=1;           //定時器中斷打開
    TR0=1;           //定時器開關打開
}

/*  定時器中斷子程式    */
void Init_Timer0_isr(void) interrupt 1
{
    static unsigned int num;
    TH0=(65536-2000)/256;		  //重新賦值 高位 低位
    TL0=(65536-2000)%256;         //可以理解成，提前減去2000，就是2ms倒計時

    Display(0,8);       // 調用數位管掃描
    num++;
    if(num==50)        //中斷50次，大致100ms
    {
        num = 0;
        ReadADFlag=1;//AD標誌位1
    }
}

定時器初始化，定時器有四個模式，這裡選擇模式1，十六位定時器/計數器。

把數位管掃描函數，放到中斷函數中，每隔100ms掃描一次。

i2c模塊的編寫

數據線，時鐘線，主要參考時序圖，什麼時候開始發送數據，什麼時候結束髮送數據。一個空指令是1μs。

/*  啟動i2c匯流排  */
void Start_I2c()
{
  SDA=1;   //發送起始條件的數據信號
  _Nop();
  SCL=1;
  _Nop();    //起始條件建立時間大於4.7us,延時
  _Nop();
  _Nop();
  _Nop();
  _Nop();    
  SDA=0;     //發送起始信號
  _Nop();    //起始條件鎖定時間大於4μ
  _Nop();
  _Nop();
  _Nop();
  _Nop();       
  SCL=0;    //鉗住I2C匯流排，準備發送或接收數據
  _Nop();
  _Nop();
}

/*  關閉i2c匯流排 */
void Stop_I2c()
{
  SDA=0;    //發送結束條件的數據信號
  _Nop();   //發送結束條件的時鐘信號
  SCL=1;    //結束條件建立時間大於4μ
  _Nop();
  _Nop();
  _Nop();
  _Nop();
  _Nop();
  SDA=1;    //發送I2C匯流排結束信號
  _Nop();
  _Nop();
  _Nop();
  _Nop();
}

串口通訊模塊的編寫

發送字元串，要在最後設置一個校驗位，就是告訴電腦，這次的數據發完了，停下吧。

//發送一個字元串
void SendStr1(unsigned char *s)
{
 while(*s!=0xff)// ff表示數據發完了
  {
  SendByte1(*s);
  s++;
  }
}

主函數模塊的數據數據處理

讀取到的數據是一個0~256（二的八次方）之間的數，參考電壓這裡是5V，所以要把讀取到的數帶入公式中計算，然後分小數點前的數據，因為要在數位管顯示，所以|0x80，加上小數點，小數點後直接保留就好。

//連續讀5次，輸入通道後多讀幾次，取最後一次值，以便讀出穩定值
 for(i=0;i<5;i++)
    num0=ReadADC(0);
  num0=num0*5*10/256;// x10表示把實際值擴大10，如4.5 變成 45 方便做下一步處理 x5 表示基準電壓5V 
  TempData[0]=dofly_DuanMa[num0/10]|0x80;  
  TempData[1]=dofly_DuanMa[num0%10];

通訊部分數據處理，十六進位的數據報文。

 VoltData[0]=num0;
 VoltData[1]=num1;
 VoltData[2]=num2;
 VoltData[3]=num3;
 VoltData[4]=0xff;
 
SendStr1(VoltData);
DelayMs(240);//延時迴圈發送
DelayMs(240);

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