电子钟下位机.docx

电子钟下位机.docx

《电子钟下位机.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电子钟下位机.docx（19页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

电子钟下位机

课程设计报告

设计课题：

电子钟下位机

专业班级：

学生姓名：

指导教师：

设计时间：

电子钟下位机

一课程设计目的：

通过对89C51和8563芯片编程实现电子钟系统

二课程设计题目的要求：

通过应用时钟芯片8563和串口液晶，实现电子钟。

然后将时钟数据经过232串行通信传送的上位机PC机上，应用串口助手显示所传送的数据，要求数据按照帧格式显示。

三系统分析与设计：

1:

系统总体设计

本实验所用模块主要有：

89C51模块，8563模块，MAX232芯片等，89C51模块8563模块启动后读取时间数据和向232电缆线传送当前时间数据，89C51芯片与8563芯片构成电子钟的电路图如图1

图1电子钟的电路图

8563的主要功能是在接收89C51的数据后，完成时钟的功能，模块内的数据有秒，分，时，日，周，月，年。

然后通过I2C总线先89C51传送数据。

8563芯片的如图2：

图28563芯片

MAX232芯片的作用是接收89C51的数据，通过串口线向PC机传送数据。

MAX232的芯片如图3

图3MAX232芯片

2：

系统详细设计总体框架、系统流程图如下：

在完成对89C51和8563的初始化后，通过I2C总线对8563赋初值，然后反复对8563读当前始终数值，发现数据有变化则发送到232电缆传送到PC机上。

系统流程图如下：

程序流程图

源程序如下

#include

#include

#include

#defineucharunsignedchar

#defineuintunsignedint

#defineulongunsignedlong

#defineMyAddrCode0xa0//本机地址

#defineSend_data_buff_num7//发送和接收缓冲区的

ucharidataSend_data_buff[Send_data_buff_num]={0};

ucharidataFlag_SBUF0=0;//通讯标志位。

1-通讯完成；0-无通讯信息。

#defineSBUF0Delay2000

init_timer_sbuf（）//串行口初始化.

{

TMOD=0X21;//设置定时器工作方式

TH1=0Xfd;TL1=0Xfd;

PCON=0X00;

SCON=0XE0;//设置串口工方式

TB8=1;//发送8位数据SM2=1;//允许多机通信

EA=1;//开中断

TR1=1;//开定时器1

}

Send_data（ucharSaddr,uchardata_type,uchardata_num）//设置发送数据变量

{ucharidatam,myc=0;//校验和初值为0

TB8=1;

SBUF=Saddr;while（TI!

=1）;TI=0;//发送地址

TB8=0;

myc+=Saddr;

SBUF=data_type;while（TI!

=1）;TI=0;

myc+=data_type;//发送数据类型

SBUF=data_num;while（TI!

=1）;TI=0;

myc+=data_num;//发送数据长度

for（m=0;m

{

SBUF=Send_data_buff[m];while（TI!

=1）;TI=0;//发送数据

myc+=Send_data_buff[m];

}

SBUF=myc;while（TI!

=1）;TI=0;

}

/***************************************************************************

PCF8563程序段

****************************************************************************/

#definePCF8563_W0xa2//pcf8563从地址（写）

#definePCF8563_R0xa3//pcf8563从地址（读）

#defineWRADDR0x00//定义写单元首地址

#defineRDADDR0x02//定义读单元首地址

#define_Nop（）_nop_（）;_nop_（）;_nop_（）;_nop_（）;_nop_（）;_nop_（）;_nop_（）;_nop_（）;_nop_（）;_nop_（）;_nop_（）;_nop_（）//设置延迟时间

/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

//定义地址

#definePCF8563_CONTROL_STATE00x00//控制状态寄存器1

#definePCF8563_CONTROL_STATE10x01//控制状态寄存器2

#definePCF8563_CLKOUT0x0d//CLKOUT频率寄存器

#definePCF8563_TIMER_CONTROL0x0e//定时器控制寄存器

#definePCF8563_TIMER_DATA0x0f//定时器倒计数数值寄存器

#definePCF8563_MINUTE0x02//秒

#definePCF8563_SECOND0x03//分

#definePCF8563_HOUR0x04//时

#definePCF8563_DATE0x05//日

#definePCF8563_WEEK0x06//星期

#definePCF8563_MONTH0x07//月/世纪

#definePCF8563_YEAR0x08//年

#definePCF8563_MINUTE_ALARM0x09//分钟报警

#definePCF8563_SECOND_ALARM0x0a//小时报警

#definePCF8563_YEAR_ALARM0x0b//日报警

#definePCF8563_WEEK_ALARM0x0c//星期报警

//定义寄存器初始化

ucharcodeCS1[2]={0x00,//普通模式

0x28};//时钟停止运行，电源复位有效

ucharcodeCS2[2]={0x12,//INT有效，AF=0;TF=0；报警中断有效；定时中断清除。

0x02};//INT受TF控制，AF=0;TF=0；报警中断有效；定时中断清除。

ucharcodeCLKOUT[4]={0x80,//CLKOUT有效，32.768KHz。

0x81,//CLKOUT有效，1024Hz。

0x82,//CLKOUT有效，32KHz。

0x83};//CLKOUT有效，1KHz。

//定义端口/

sbitSDA=P3^5;//将P3.5与IIC总线连接，传输数据

sbitSCL=P3^4;//将P3.5与IIC总线连接，传输数据

//pcf8563驱动函数。

bitack;

//起动IIC

voidStart_I2c（）//8563启动子程序

{

SDA=1;/*发送起始条件的数据信号*/

_Nop（）;

SCL=1;

_Nop（）;/*起始条件建立时间大于4.7us,延时*/

_Nop（）;

_Nop（）;

_Nop（）;

_Nop（）;

SDA=0;/*发送起始信号*/

_Nop（）;/*起始条件锁定时间大于4μs*/

_Nop（）;

_Nop（）;

_Nop（）;

_Nop（）;

SCL=0;/*钳住I2C总线，准备发送或接收数据*/

_Nop（）;

_Nop（）;

}

//停止IIC

voidStop_I2c（）

{

SDA=0;/*发送结束条件的数据信号*/

_Nop（）;/*发送结束条件的时钟信号*/

SCL=1;/*结束条件建立时间大于4μs*/

_Nop（）;

_Nop（）;

_Nop（）;

_Nop（）;

_Nop（）;

SDA=1;/*发送I2C总线结束信号*/

_Nop（）;

_Nop（）;

_Nop（）;

_Nop（）;

}

//写1BYTE数据（上传数据、释放IIC、ack确认）

voidSendByte（ucharc）

{ucharidataBitCnt;

for（BitCnt=0;BitCnt<8;BitCnt++）/*要传送的数据长度为8位*/

{if（（c<

elseSDA=0;

_Nop（）;

SCL=1;/*置时钟线为高，通知被控器开始接收数据位*/

_Nop（）;/*保证时钟高电平周期大于4μs*/

_Nop（）;

_Nop（）;

_Nop（）;

SCL=0;

}_Nop（）;

_Nop（）;

SDA=1;/*8位发送完后释放数据线，准备接收应答位*/

_Nop（）;

_Nop（）;

SCL=1;

_Nop（）;

_Nop（）;

_Nop（）;

if（SDA==1）ack=0;

elseack=1;/*判断是否接收到应答信号*/

SCL=0;

_Nop（）;

_Nop（）;

}

//读1BYTE数据（置输入状态、读数据）

ucharRcvByte（）{

ucharidataretc=0;

ucharidataBitCnt;

SDA=1;/*置数据线为输入方式*/

for（BitCnt=0;BitCnt<8;BitCnt++）

{

_Nop（）;

SCL=0;/*置时钟线为低，准备接收数据位*/

_Nop（）;

_Nop（）;/*时钟低电平周期大于4.7μs*/

_Nop（）;

_Nop（）;

_Nop（）;

SCL=1;/*置时钟线为高使数据线上数据有效*/

_Nop（）;

_Nop（）;

retc=retc<<1;

if（SDA==1）retc=retc+1;/*读数据位,接收的数据位放入retc中*/

_Nop（）;

_Nop（）;

}

SCL=0;

_Nop（）;

_Nop（）;

return（retc）;

}

//确认IIC（输入参数为0表示确认、1表示不确认）

voidAck_I2c（bita）

{if（a==0）SDA=0;/*在此发出应答或非应答信号*/

elseSDA=1;

_Nop（）;

_Nop（）;

_Nop（）;

SCL=1;

_Nop（）;

_Nop（）;/*时钟低电平周期大于4μs*/

_Nop（）;

_Nop（）;

_Nop（）;

SCL=0;/*清时钟线，钳住I2C总线以便继续接收*/

_Nop（）;

_Nop（）;

}

//指定地址写命令/数据（ack==0-->失败）

/*bitISendByte（ucharsla,ucharc）

{Start_I2c（）;//启动总线

SendByte（sla）;//发送器件地址

if（ack==0）return（0）;

SendByte（c）;//发送数据

if（ack==0）return（0）;

Stop_I2c（）;//结束总线

return

（1）;

}*/

//指定地址写命令/数据（地址=从地址+子地址，no为从指针*s的个数）

bitISendStr（ucharsla,ucharsuba,uchar*s,ucharno）

{

ucharidatai;

Start_I2c（）;/*启动总线*/

SendByte（sla）;/*发送器件地址*/

if（ack==0）return（0）;

SendByte（suba）;/*发送器件子地址*/

if（ack==0）return（0）;

for（i=0;i

{SendByte（*s）;/*发送数据*/

if（ack==0）return（0）;

s++;

}

Stop_I2c（）;/*结束总线*/

return

（1）;

}//指定地址读状态/数据（地址=从地址+子地址，no为从指针*s的个数）

bitIRcvStr（ucharsla,ucharsuba,uchar*s,ucharno）

{ucharidatai;

Start_I2c（）;/*启动总线*/

SendByte（sla）;/*发送器件地址*/

if（ack==0）return（0）;

SendByte（suba）;/*发送器件子地址*/

if（ack==0）return（0）;

/*reset_wdt（）;*/

Start_I2c（）;

SendByte（sla+1）;

if（ack==0）return（0）;

for（i=0;i

{*s=RcvByte（）;/*发送数据*/

Ack_I2c（0）;/*发送就答位*/

s++;

}

*s=RcvByte（）;

Ack_I2c

（1）;/*发送非应位*/

Stop_I2c（）;/*结束总线*/

return

（1）;

}

//初始化模式

voidinit8563（）

{

ucharidatainit_mod_buf[2];

init_mod_buf[0]=CS1[0];

init_mod_buf[1]=CS2[0];

ISendStr（PCF8563_W,WRADDR,init_mod_buf,0x02）;

}

ucharinit_timer_buf[7]={0x00,0x52,0x14,0x21,0x04,0x07,0x06};//数据初值依次为（秒，分，时，日，周，月，年）

ucharread_timer_buf[7];//定义数组读数

voidinit_timer（）

{

ISendStr（PCF8563_W,RDADDR,init_timer_buf,0x07）;

}

//读时钟秒分时日周月年

voidread_timer（）

{

IRcvStr（PCF8563_W,RDADDR,read_timer_buf,0x07）;

}

/*********************************************************************/

//串行LED显示模块

//适用型号：

串行LED和串行连接的数码管

//程序设计：

Cn

//日期：

2009-07-15

/*********************************************************************/

sbitLCD_DATA=P3^5;//串行LED数据线引脚

sbitLCD_CLOCK=P3^4;//串行LED时钟线引脚

sbitLCD_VCC=P1^0;//串行LED时电源引脚

sbitLCD_GND=P1^3;//串行LED时地线引脚

ucharidatadisplay_buff[8]={0,0,0,0,0,0,0,0};//预留的8字节显示缓冲区

/*********************************************************************/

//标准串口7段码LED编码

ucharcodemem[44]={0xfc,0x60,0xda,0xf2,0x66,0xb6,0xbe,0xe0,0xfe,0xf6,

0xee,0x3e,0x9c,0x7a,0x9e,0x8e,

0xfd,0x61,0xdb,0xf3,0x67,0xb7,0xbd,0xe1,0xff,0xf7,

0xef,0x3f,0x9e,0x7b,0x9f,0x8f,

0x6F,0x2A,0x02,0xCA,0xCF,0x01,0x00,

0xce,0xee,0xb6,0x1c,0x1e};

/*DB0FCH,060H,0DAH,0F2H,066H,0B6H,0BEH,0E0H,0FEH,0F6H

0123456789

DB0EEH,03EH,09CH,07AH,09EH,08EH

AbCdEF

DB0FDH,061H,0DBH,0F3H,067H,0B7H,0BFH,0E1H,0FFH,0F7H

0.1.2.3.4.5.6.7.8.9.

DB0EFH,03FH,09DH,07BH,09FH,08FH

A.b.C.d.E.F.

DB06FH,02AH,02H,0CAH,0CFH,01H,0H

H.n-?

P..""

DB0CEH,0EEH,0B6H,01CH,01EH

PRSLT*/

/*********************************************************************/

//名称:

display_slcd

//说明:

//功能:

由串行LED中显示m个字符

//调用:

//输入:

m-显示字符的个数；display_buff[i]-显示的字符

//返回值:

无

/*********************************************************************/

voiddisplay_slcd（ucharm）

{

ucharn,i;

LCD_VCC=1;

LCD_GND=0;

LCD_CLOCK=1;//初始化LED时钟引脚

for（n=0;n

{

for（i=8;i!

=0;i--）//8位数据显示一个字符

{

LCD_DATA=（bit）（display_buff[n]&0x01）;//显示字符应先送低位

LCD_CLOCK=0;

LCD_CLOCK=1;//产生下降沿触发LED

display_buff[n]>>=1;//右移一位

}

}

}

main（）//主函数

{

intk;

ucharidataSendAddr=0xff,SendType=0xaa,SendNum=7;//传输数据的地址，类型，长度设置初值

for（k=0;k<8;k++）

{

display_buff[k]=mem[k];

}

init_timer_sbuf（）;//调串口初始化程序

init8563（）;//调8563初始化程序

init_timer（）;//调时钟初始化程序

while

（1）{//循环发送数据

loop:

read_timer（）;

read_timer_buf[0]=read_timer_buf[0]&0x7f;//发送秒数据位

display_buff[6]=mem[read_timer_buf[0]>>4];

display_buff[7]=mem[read_timer_buf[0]&0x0f];

read_timer_buf[1]=read_timer_buf[1]&0x7f;//发送分数据位

read_timer_buf[2]=read_timer_buf[2]&0x3f;//发送时计数据位

read_timer_buf[3]=read_timer_buf[3]&0x3f;//发送日计数据位

read_timer_buf[4]=read_timer_buf[4]&0x07;//发送周计数据位

read_timer_buf[5]=read_timer_buf[5]&0x9f;//发送月计数据位

read_timer_buf[6]=read_timer_buf[6]&0xff;//发送年计数据位

display_slcd（8）;

if（read_timer_buf[0]==Send_data_buff[0]）//读取数据与发送数据是否相等

gotoloop;//相等循环到LOOP

else{for（k=0;k<7;k++）//不相等则按位发送

{Send_data_buff[k]=read_timer_buf[k];}}

Send_data（SendAddr,SendType,SendNum）;

}

}

四.系统调试过程中出现的主要问题：

1．由于在RcvStr子程序中的看门狗电路导致程序不能进行编译，在删除reset_wdt（）;后程序可以进行。

2．由于在主程序中没有对数据的读取设置程序控制，导致在显示时数据没有变化。

3．由于在串口初始化是对TH1，L1，赋值错误导致波特率错误而不能正确显示时钟数值。

五.系统运行报告与结论：

本实验的系统有89C51，MAX232，8563等芯片构成完成一个时钟电路，电路启动后，系统将自动始终功能每秒加1，本系统记时准确，程序较简单；主要存在的问题是记时系统的功能单一，修正错误时间麻烦，需要在程序中改正；主要还须改进的问题是，需要增加键盘控制功能，使修改时间变的简单。

六.总结

1．设计中遇到的问题及解决过程：

对程序结构和器件的认识不深，不知道如何下手设计程序，通过对器件文档的查阅后，明白了设计的流程。

编写程序时，对子函数的意义和作用不太了解，在反复读子函数的过程中明白了子函数的作用。

不明白如何使用串口助手，在老师的帮助下懂得了使用方法。

2、设计中产生的错误及原因分析 ：

在设计程序时，由于开始时对时间寄存器中的数据全部选取导致数据传输错误，在阅读PDF文档后，设置了时间的秒，分，时，日，周，月，年，的位数正确的选取后，能够显示正确的数据。

3、设计体会和收获：

通过本次实验，主要的收获是，明白了8563芯片的使用和工作原理，其次是在编程的过程中，加深了自己对程序的理解和应用能力以及自己在硬件焊接，和软件编程中的不足之处。

七.参考书目：

4．马忠梅，《单片机的c语言应用程序设计》，北京航空航天大学出版社

5．王福瑞，《单片微机测控系统设计大全》，北京航空航天大学出版社

6．徐爱钧，《单片机高级语言C51应用程序设计》，电子工业出版社

4，杨振江，《智能仪器与数据采集系统中的新器件及应用》，西安电子科技大学出版社