AD课程设计通信.docx
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AD课程设计通信
基于单片机的系统设计
题目AD转换
学院电子信息工程学院
学科门类单片机
班级08通信
指导教师庞姣
小组成员李俊花
王阳茜
胡兵
曹艳
2011年12月08日
一、实验目的
（1）学习基于单片机的系统设计；
（2）学习单片机电路设计和制版工艺；
（3）学会数据采集电路设计；
（4）学会VB编写上位机，实现和单片机通信；
（5）学习单片机的软件设计；
二、实验要求
（1）要求每位同学设计单片机最小系统；
（2）每位同学自己设计硬件电路设计和程序编写；
（3）每位同学自己完成调试；
（4）认真细心的安装焊接。
三、使用的主要器材
（1）单片机，TLC549及其他元件一套；
（2）工具一套;
（3）PC机一台；
四、TLC549简介
4.1引脚排列
⏹/CS：
片选低有效
⏹GND：
地
⏹VCC：
电源
⏹ANALOGIN：
模拟信号输入
⏹DATAOUT：
数据串行输出
⏹I/OCLOCK：
外接输入输出时钟
⏹REF+：
正基准电压输入端，REF+大于等于2.5V小于等于Vcc+0.1V
⏹REF-：
负基准电压输入端，REF+大于等于-0.1V小于等于2.5V，切要求REF+-REF-大于等于1V
4.2内部结构
4.3时序分析
TLC549是SPI三总线器件，其时序见上图，当/CS为高电平时候，AD正在进行内部转换，转换时间大概为17us，当/CS有高电平变为低电平时候，这时候上次的采样转换结果的最高位A7首先出现在DATAOUT端，其余7位将会在7个I/OCLOCK的下降沿时候出现在DATAOUT端，在第4个I/OCLOCK的下降沿启动采样保持电路，开始采样模拟输入量，并在第8个I/OCLOCK的下降沿开始保持，这时候，/CS由低电平变为高电平，在其上升沿开始启动AD转换，这时候/CS需保持17us，保证本次的采样转换完成，然后按上次一样步骤，输出AD转换结果和输入模拟采样。
五、上位机
5.1上位机简介
上位机软件通过串口，实现单片机和PC机的通信，以简单可视化的窗口，实现对单片机的监控。
本次课程设计采用VB编写上位机，VB拥有功能强大的可视化窗口控件和串口控件MicrosoftCommControl6.0，从而减少了编写上位机的难度。
5.2上位机思路
应为本次的课程设计要求，只是在PC机上通过串口显示电压，那么就不需要上位机通过串口发送指令，控制单片机。
所以，编写上位机时候，我没有编写发送部分的指令。
其次，本次采集的电压，电压范围为0v—5v，为充分利用数码管，我采用了一位整数和五位小数，并且在单片机内完成了二进制到BCD码的转换。
在编写上位机传送程序时候，我想发送一针就包括小数和整数，这样编写单片机发送程序和上位机接收程序，就会简单，并且发送的是十进制BCD，这样就减少了上位机的运算。
下位机思路：
因为一针是8为数据，那么最大为255，如果想一针包含两位小数，那么就需要把整数扩大100，第一位小数扩大10倍，然后相加:
一针=整数位*100+第一位小数位*10+第二位小数位，因为采集的电压范围为0v—5v，这时候就由可能超出255的范围，如果一针包含一位整数和一位小数，那么他的范围为0v—50v，这时候不会超出255的范围，所以我发送的一针就包含一位整数和一位小数，即：
一针=整数位*10+第一位小数位。
采用9600波特率，1位开始为，1位结束位，8位数据位，没有校验位。
上位机思路：
就收一针存于A，然后和10整除，结果存于B，然后C=A-10*B，那么B就是整数部分，C就是小数部分，显示即可
5.3上位机设计界面
5.4上位机程序
Publicstyle1AsInteger
PublicstyleAsInteger
PrivateSubForm_Load（）
IfMSComm1.PortOpen=TrueThen
MSComm1.PortOpen=False
Else
EndIf
Combo1.AddItem"COM1"
Combo1.AddItem"COM2"
Combo1.AddItem"COM3"
Combo1.AddItem"COM4"
Combo1.AddItem"COM5"
Combo1.AddItem"COM6"
Combo1.AddItem"COM7"
Combo1.AddItem"COM8"
Combo1.AddItem"COM9"
Combo1.AddItem"COM10"
Combo1.AddItem"COM11"
Combo1.AddItem"COM12"
Combo1.ListIndex=0
MSComm1.CommPort=3
MSComm1.Settings="9600,n,8,1"
Command2.Caption="打开串口"
Shape1.FillColor=&HFFFFC0
Option2.Value=True
Combo2.AddItem"256000"
Combo2.AddItem"128000"
Combo2.AddItem"115200"
Combo2.AddItem"57600"
Combo2.AddItem"38400"
Combo2.AddItem"28800"
Combo2.AddItem"19200"
Combo2.AddItem"9600"
Combo2.AddItem"4800"
Combo2.AddItem"2400"
Combo2.AddItem"1200"
Combo2.AddItem"600"
Combo2.AddItem"300"
Combo3.AddItem"无None"
Combo3.AddItem"奇Odd"
Combo3.AddItem"偶Even"
Combo4.AddItem"4"
Combo4.AddItem"5"
Combo4.AddItem"6"
Combo4.AddItem"7"
Combo4.AddItem"8"
Combo5.AddItem"1"
Combo5.AddItem"2"
MSComm1.InBufferSize=24
MSComm1.OutBufferSize=10
style=0
style1=0
EndSub
PrivateSubCombo1_Click（）
IfMSComm1.PortOpen=TrueThen
MSComm1.PortOpen=False
EndIf
MSComm1.CommPort=Combo1.ListIndex+1
EndSub
PrivateSubCommand1_Click（）
Text1.Text=""
EndSub
PrivateSubCommand2_Click（）
OnErrorGoTouerror
IfCommand2.Caption="关闭串口"Then
MSComm1.PortOpen=False
Command2.Caption="打开串口"
Shape1.FillColor=&HFFFFC0
Else
MSComm1.PortOpen=True
Command2.Caption="关闭串口"
Shape1.FillColor=&HFF
EndIf
ExitSub
uerror:
msg$="无效端口号"
Title$="串口调试助手"
X=MsgBox（msg$,48,Title$）
EndSub
PrivateSubMSComm1_OnComm（）
DimBytReceived（）AsByte
StaticstrBuffAsString
StaticstrBuff1AsString
StaticslyAsSingle
DimiAsInteger
SelectCaseMSComm1.CommEvent
CasecomEventRcOver
Text1.Text=""
ExitSub
CasecomEvReceive
MSComm1.InputLen=1
strBuff=MSComm1.Input
Text1.Text=""
IfMSComm1.InputMode=comInputModeBinaryThen
BytReceived（）=strBuff
Fori=0ToUBound（BytReceived）
IfLen（Hex（BytReceived（i）））=1Then
strData=staData&"0"&Hex（BytReceived（i））&""
Else
strData=strData&Hex（BytReceived（i））&""
EndIf
Next
strBuff1=strData
sly=CLng（"&H"&strData）
Ifstyle=1Then
Ifstyle1=0Then
Text1.Text=Str（Format（sly,"0.0"））&"D"
Else
Text1.Text=Str（Format（sly/10,"0.0"））&"V"
EndIf
Else
Text1=Text1&strData&"H"
strData=""
EndIf
Else
Text1=Text1&strBuff&"$"
EndIf
EndSelect
EndSub
PrivateSubOption1_Click（）
MSComm1.InputMode=comInputModeBinary
Text1.MaxLength=6
style1=1
style=1
EndSub
PrivateSubOption2_Click（）
MSComm1.InputMode=comInputModeBinary
Text1.MaxLength=3
style=0
EndSub
PrivateSubOption3_Click（）
MSComm1.InputMode=comInputModeText
Text1.MaxLength=0
EndSub
PrivateSubOption4_Click（）
MSComm1.InputMode=comInputModeBinary
Text1.MaxLength=6
style=1
style1=0
EndSub
六、实验步骤
6.1设计硬件电路
6.1.1数据采集电路设计
6.1.2单片机外围电路设计
6．1.3LED驱动电路设计
6.1.4串行通讯电路
6.1.5电源电路
6.2根据设计电路清点全套零件，并负责保管；
6.3对元器件引线或引脚进行镀锡处理，注意镀锡层未氧化（可焊性好）时可以不再处理；
6.4检查印制板的铜箔线条是否完好，有无断线及短路，特别注意边缘；
6.5安装元器件，元器件安装质量及顺序直接影响整机质量及成功率，合理的安装需要思考及经验；
6.6软件设计
#include"reg52.h"
#include"intrins.h"
#include"math.h"
#defineucharunsignedchar
#defineuintunsignedint
#defineulintunsignedlongint
sbitIO=P1^0;
sbitDATA=P1^1;
sbitCS=P1^2;
ucharSMG[]={0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F};//数码管显示译码
uchardata_in=0;//接受DATA数值
uchardata_pc=0;//串口通信数据存储区
uchardata_out[]={0,0,0,0,0,0};
voiddelay（）//数码管动态扫描延时，3ms
{uintj,i;
for（i=3;i>0;i--）
for（j=110;j>0;j--）;
}
voidSM（）//动态扫描数码管
{ucharm;
P2=0;
for（m=0;m<6;m++）
{
if（m==0）
P0=SMG[data_out[m]]|0x80;//小数点
else
P0=SMG[data_out[m]];
delay（）;
P0=0;//数码管消隐
P2+=1;
}
}
voidTLC549（）//接受TLC549的采集电压
{ucharn,k;
CS=1;
IO=0;
data_in=0;
CS=0;
_nop_（）;
data_in=data_in|DATA;
_nop_（）;
_nop_（）;
for（n=0;n<7;n++）
{
IO=1;
for（k=5;k>0;k--）;
IO=0;
data_in=data_in<<1;
if（DATA==1）
data_in=data_in|0x01;
for（k=5;k>0;k--）;
}
IO=1;
for（k=5;k>0;k--）;
IO=0;
CS=1;
}
voidBCD（）//转换成对应的BCD码
{floaty;
ulintx;
y=0.01961*data_in;
x=（ulint）（100000*y）;
data_out[0]=（uchar）（x/100000）;
data_out[1]=（uchar）（（x-data_out[0]*100000）/10000）;
data_out[2]=（uchar）（x/1000-data_out[0]*100-data_out[1]*10）;
data_out[3]=（uchar）（x/100-data_out[0]*1000-data_out[1]*100-data_out[2]*10）;
data_out[4]=（uchar）（x/10-data_out[0]*10000-data_out[1]*1000-data_out[2]*100-data_out[3]*10）;
data_out[5]=（uchar）（x-data_out[0]*100000-data_out[1]*10000-data_out[2]*1000-data_out[3]*100-data_out[4]*10）;
data_pc=data_out[0]*10+data_out[1];
}
voidcom（void）interrupt4
{
RI=0;
EA=0;
}
voidmain（）
{
SCON=0x40;
PCON=0x00;
TMOD=0x20;
TH1=0xfd;
TL1=0xfd;
EA=1;
ES=1;
ET1=1;
while
（1）
{uchart,h;
TR1=1;
for（h=0;h<10;h++）
{
SM（）;
TLC549（）;
BCD（）;
}
EA=1;
SBUF=data_pc;
for（t=0;t<180;t++）;
}
}
七、实验总结
通过这次实验熟练了单片机最小系统，掌握了硬件电路设计和程序编写。
认真细心的完成了安装焊接。
实验过程中自己完成调试，当时出了点小问题，找了好长时间也没找到，后来在同学的帮助下顺利发现问题，完成了调试。
让我了解了设计电路的程序，要设计一个电路总要先用仿真仿真成功之后才实际接线的。
但是最后的成品却不一定与仿真时完全一样，因为，再实际接线中有着各种各样的条件制约着。
而且，在仿真中无法成功的电路接法，在实际中因为芯片本身的特性而能够成功。
所以，在设计时应考虑两者的差异，从中找出最适合的设计方法。
通过这次学习，让我对各种电路都有了大概的了解，所以说，坐而言不如立而行，对于这些电路还是应该自己动手实际操作才会有深刻理解。
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