监测控制系统的设计与实现.docx
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监测控制系统的设计与实现
实验课程名称：
监测控制系统应用实验七
实验项目名称：
监测控制系统的设计与实现实验成绩：
实验者：
专业班级：
电信130班
同组者：
实验日期：
周四3~4节
一．实验目的
1.通过本次实验形成系统设计的概念
2.掌握单片机应用系统的设计方法和流程
3.学会合理分配资源
4.提高综合运用知识的能力
二．实验要求
1.综合前面的实验，实现一监测控制系统，监测一模拟量（0-5V的交流电）输入并显示。
2.当该模拟量在正常的1-3V范围内时，系统执行正常的顺序控制，这时8个LED灯依次亮2s并循环（代表正常的工序）。
3.当模拟量超出1-3V范围时，则8个LED灯间隔一个灯依次亮2s并循环（代表特殊的工序）。
4.用一个按键模拟故障，当该按键按一下时，发出报警声，LED全灭（代表工作暂停），当该按键再按一下时，表示故障解除，停报警声，恢复正常工作。
3．探究内容
1．当系统有较多外设时，如何为外设分配I/O口，是否要扩展I/O口？
2．当系统有较多任务时，分析任务的实时性和所占资源，考虑那些任务放主程序执行，哪些放中断执行？
（中断资源、定时器资源的合理分配）
3．本任务中的定时2s任务是由定时器定时实现还是通过软件延时实现好？
（定时器资源、实时性综合考虑，只要满足要求即可，没有固定的安排模式）
四．流程图
系统流程图定时中断流程图
外部中断流程图
五．实验连线图
PCF芯片的CLK接P1.0；CS接P1.1；D1接P1.2；D0接P1.3;
蜂鸣器接在P3.6接一个开关在P3.2（外部中断）,P1.5接整数位显示数码管的位选，P1.6接第一位显示数码管的位选，P1.7接第二位数码管的位选。
查看LED灯状态时，LED灯接P2口；
查看数码管状态时，数码管段选接在P0口。
六．实验结果及分析
1.实验结果
2.结果分析：
有实验知，输入电压在1~3V之间时，LED依次滚动显示，相邻显示间隔2s，电压小于1V或者大于3V时，LED灯隔一个显示，每次显示2s。
有外部中断触发时，蜂鸣器响，LED灯全灭，外部中断再次触发时，根据外部输入电压值正常显示。
七．附录
实验程序
/*******************************初始化*******************************/
#ifndef__XPT2046_H_
#define__XPT2046_H_
//---包含头文件---//
#include
#include
//---重定义关键词---//
#ifndefuchar
#defineucharunsignedchar
#endif
#ifndefuint
#defineuintunsignedint
#endif
#ifndefulong
#defineulongunsignedlong
#endif
//---定义使用的IO口---//
sbitCLK=P1^0;//时钟
sbitCS=P1^1;//片选
sbitDIN=P1^2;//输入
sbitDOUT=P1^3;//输出
uintRead_AD_Data（ucharcmd）;
uintSPI_Read（void）;
voidSPI_Write（uchardat）;
#endif
/*******************总线初始化及AD/DA转换函数初始化********************/
#include"XPT2046.h"
/****************************************************************************
*函数名：
TSPI_Start
*输入：
无
*输出：
无
*功能：
初始化触摸SPI
****************************************************************************/
voidSPI_Start（void）
{
CLK=0;
CS=1;
DIN=1;
CLK=1;
CS=0;
}
/****************************************************************************
*函数名：
SPI_Write
*输入：
dat：
写入数据
*输出：
无
*功能：
使用SPI写入数据
****************************************************************************/
voidSPI_Write（uchardat）
{
uchari;
CLK=0;
for（i=0;i<8;i++）
{
DIN=dat>>7;//放置最高位
dat<<=1;
CLK=0;//上升沿放置数据
CLK=1;
}
}
/****************************************************************************
*函数名：
SPI_Read
*输入：
无
*输出：
dat：
读取到的数据
*功能：
使用SPI读取数据
***************************************************************************/
uintSPI_Read（void）
{
uinti,dat=0;
CLK=0;
for（i=0;i<12;i++）//接收12位数据
{
dat<<=1;
CLK=1;
CLK=0;
dat|=DOUT;
}
returndat;
}
/****************************************************************************
*函数名：
Read_AD_Data
*输入：
cmd：
读取的X或者Y
*输出：
endValue：
最终信号处理后返回的值
*功能：
读取触摸数据
***************************************************************************/
uintRead_AD_Data（ucharcmd）
{
uchari;
uintAD_Value;
CLK=0;
CS=0;
SPI_Write（cmd）;
for（i=6;i>0;i--）;//延时等待转换结果
CLK=1;//发送一个时钟周期，清除BUSY
_nop_（）;
_nop_（）;
CLK=0;
_nop_（）;
_nop_（）;
AD_Value=SPI_Read（）;
CS=1;
returnAD_Value;
}
/************************AD转换函数初始化结束*********************/
#include"reg51.h"
#include"XPT2046.h"
//--定义使用的IO--//
voiddelay（unsignedinti）
{
charj;
for（i;i>0;i--）
for（j=100;j>0;j--）;
}
sbitbeep=P3^6;
sbitint0=P3^2;
sbitbb=P3^0;
sbitS1=P1^4;
sbitS2=P1^5;
sbitS3=P1^6;
sbitS4=P1^7;
intlzc;
uinttemp,count;
unsignedcharcontrol=0;
unsignedchart=0;
unsignedcharflag=0;
unsignedcharDisplayData[8];//用来存放要显示的8位数的值
bitflag_error=0;
unsignedchartable[16]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,
0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0x88,0x83,0xc6,0xa1,0x86,0x8e};
//此表为LED的字模,共阴数码管0-9-
unsignedcharcodetable2[]={
0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x00};
voidDigDisplay（void）;
voidm_error（）interrupt0{
EX0=0;
delay（5）;
if（int0==0）{
flag_error=~flag_error;
bb=flag_error;
while（int0==0）;
EX0=1;
}
EX0=1;
}
voidtime_2s（）interrupt1using3{
ET0=0;
TH0=0x3c,TL0=0xb0;
t++;
if（t==40）{
t=0;
control++;
if（control==8）
control=0;
}
ET0=1;
}
voidshunxu（）{
flag=1;
if（control==0）
P2=0x01;
if（control==1）
P2=0x02;
if（control==2）
P2=0x04;
if（control==3）
P2=0x08;
if（control==4）
P2=0x10;
if（control==5）
P2=0x20;
if（control==6）
P2=0x40;
if（control==7）
P2=0x80;
}
voidteshu（）{
flag=2;
if（control==0||control==4）
P2=0x01;
if（control==1||control==5）
P2=0x04;
if（control==2||control==6）
P2=0x10;
if（control==3||control==7）
P2=0x40;
}
voiddelay1（unsignedcharm）//指定控制频率
{
unsignedi=3*m;
while（--i）;
}
voiddisplay（）{
inti,j;
for（i=0;i<4;i++）
{
DisplayData[0]=table2[temp%10000/1000];
DisplayData[1]=table2[temp%1000/100];
DisplayData[2]=table2[temp%100/10];
DisplayData[3]=0;
switch（i）
{
case0:
S1=0;S2=1;S3=1;S4=1;
case1:
S1=1;S2=0;S3=1;S4=1;
case2:
S1=1;S2=1;S3=0;S4=1;
case3:
S1=1;S2=1;S3=1;S4=0;
}
P0=DisplayData[i];
j=100;
while（j--）;//扫描间隔时间
}
P0=0;
}
voidalarm_beep（）{
inti;
for（i=0;i<=5;i++）{
beep=~beep;
delay1（0x10）;
}
}
voidmain（void）
{
P2=0xff;
TMOD=0x01;
TH0=0x3c,TL0=0xb0;
EA=1,ET0=1;
EX0=1;
TR0=1;
while
（1）
{
if（count==50）
{
count=0;
temp=Read_AD_Data（0x94）*1.22;//AIN0电位器
}
count++;
DisplayData[0]=table2[temp%10000/1000];
DisplayData[1]=table2[temp%1000/100];
DisplayData[2]=table2[temp%100/10];
DisplayData[3]=table2[temp%10/1];
if（flag_error==0）{
if（lzc>=1&&lzc<3）{
if（flag!
=1）control=0;
shunxu（）;
}
else{
if（flag!
=2）control=0;
teshu（）;
}
}
else{
P2=0x00;
alarm_beep（）;
}
display（）;
}
}
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