CAN總線收發節點設計
寫在前面
這是微機接口的一個項目作業。
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總線收發節點，該節點自身帶8路模擬信號采集，采集結果通過CAN總線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接口的器件能通信；
（2）CAN控制器用SJA1000，總線收發器用PCA82C250；
（3）節點帶8路模擬信號采集，信號范圍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、程序設計原理、關鍵程序設計舉例等）；
（2）電子版設計報告、系統電氣原理圖、完整的程序代碼
（3）提交實物1套，能現場演示（所需的can調試助手 can總線分析儀可以找我）；
（4）該題目4人完成（1人負責硬件設計、1人負責單片機軟件設計、1人負責調試、1人負責設計報告的整理編輯以及答辯PPT制作），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，這里采用PCF8591AD采樣芯片，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、采樣與保持、比較器，把處理后的數據放入ADC數據寄存器中，通過I2C總線接口傳遞給51主控芯片。
主要電路設計
供電與程序燒錄電路
考慮到板子尺寸的限制以及器件的選型，這里采用UCB轉串口芯片CH340，在USB供電的同時，又可通過串口進行程序的燒錄，一路雙用。
VCC直接作為5V電源輸入，在串口芯片那邊有一個保險絲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主控芯片附近電路
主控芯片選取的是STC90C51RD+，國產51MCU芯片，簡單易學，入門容易。工作電壓：5.5V-3.4V，工作溫度范圍：-40-+85°C,工作頻率范圍：0-40MHz，用戶應用程序空間4K，片上集成1280字節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。
復位電路
采用阻容復位電路，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采樣電路
采用PCF8591這款芯片，該芯片具有4路模擬輸入通道，8位AD采樣精度，以及一個DA輸出。
電路部分，使用兩個電位器作為采樣目標，通過改變電位器阻值來改變采樣的數值，並通過開關來切換AD采樣的通道。
把采集到的數據存放至8位的數據寄存器中，通過I2C總線傳輸到51主控芯片中。
利用該芯片的一個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。
數碼管驅動電路
為了便於調試，這里使用8位共陰數碼管進行實時顯示，數碼管驅動芯片選擇74HC573，作為最常見的鎖存芯片，在這里一個作為位鎖存，一個作為段鎖存。
數碼管這里采用的是共陰數碼管，兩個4位的數碼管，合成一個8位的數碼管。
CAN總線通訊電路
根據實際的項目需求，CAN總線電路采用SJA1000作為CAN控制器，PCA82C250作為CAN總線收發器。
但因單獨購買芯片沒有相關渠道，轉而選擇集成化的CAN通訊模塊。
主要器件選型
器件選型方面本着有現成的就使用現成的、能簡單實現的功能就不做的復雜的原則。器件選型上可以分為兩類：芯片類，其他電子器件類。
芯片類
51主控芯片STC90C516RD+
USB轉串口芯片CH340G
AD采樣芯片PCF8591
鎖存器芯片74HC573
CAN通訊模塊
其他器件
開關
按鍵
四位共陰數碼管
晶振
供電USB接口
電阻、電容、二極管、LED
程序設計原理
程序框架
整個程序框架包含了：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、數碼管驅動函數模塊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，提供相關的接口，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]; //存儲電壓的全局變量,用於串口通訊
unsigned char numback(unsigned char s);
unsigned char ReadADC(unsigned char Chl);
bit WriteDAC(unsigned char dat);
/*------------------------------------------------
主程序
------------------------------------------------*/
main()
{
unsigned char num=0,num0=0,num1=0,num2=0,num3=0,i;
Init_Timer0();
DelayMs(20);
InitUART();
while (1) //主循環
{
if(ReadADFlag)
{
ReadADFlag=0;
//連續讀5次，輸入通道后多讀幾次，取最后一次值，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 表示基准電壓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];
//主循環中添加其他需要一直工作的程序
VoltData[0]=num0;
VoltData[1]=num1;
VoltData[2]=num2;
VoltData[3]=num3;
VoltData[4]=0xff;
SendStr1(VoltData);
DelayMs(240);//延時循環發送
DelayMs(240);
}
/*
SendStr1(VoltData);
DelayMs(240);//延時循環發送
DelayMs(240);
*/
}
}
/*------------------------------------------------
讀AD轉值程序
輸入參數 Chl 表示需要轉換的通道，范圍從0-3
返回值范圍0-255
------------------------------------------------*/
unsigned char ReadADC(unsigned char Chl)
{
unsigned char Val;
Start_I2c(); //啟動總線
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(); //結束總線
return(Val);
}
/*------------------------------------------------
寫入DA轉換數值
輸入參數：dat 表示需要轉換的DA數值，范圍是0-255
------------------------------------------------*/
/*bit WriteDAC(unsigned char dat)
{
Start_I2c(); //啟動總線
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
數碼管驅動函數模塊display.c
/*
Date:2022.03.22
Author:
Target:數碼管驅動
*/
#include<display.h>
#include<delay.h>
#define DataPort P0 //定義數據端口 程序中遇到DataPort 則用P0 替換
//sbit LATCH1 = P2^0;//定義鎖存使能端口 段鎖存
//sbit LATCH2 = P2^3;// 位鎖存
extern bit ReadADFlag;//extern聲明，不是定義，外部變量
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};//分別對應相應的數碼管點亮,即位碼
unsigned char TempData[8]; //存儲顯示值的全局變量
/*
顯示函數，動態掃描數碼管，
參數FirstBit 表示需要顯示的是第一位，比如0就是從第一個數碼管顯示，2就是從第三個數碼管顯示，
參數Num表示要顯示的位數，也就是幾個數碼管顯示，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
}
/* 定時器中斷子程序 */
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); // 調用數碼管掃描
num++;
if(num==50) //中斷50次，大致100ms
{
num = 0;
ReadADFlag=1;//AD標志位1
}
}
#include<reg52.h>
#ifndef __DISPLAY_H__
#define __DISPLAY_H__
#define DataPort P0 //定義數據端口 程序中遇到DataPort 則用P0 替換
sbit LATCH1=P2^2;//定義鎖存使能端口 段鎖存
sbit LATCH2=P2^3;// 位鎖存
extern unsigned char TempData[8]; //存儲顯示值的全局變量
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;//時鍾線
/* 啟動i2c總線 */
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總線，准備發送或接收數據
_Nop();
_Nop();
}
/* 關閉i2c總線 */
void Stop_I2c()
{
SDA=0; //發送結束條件的數據信號
_Nop(); //發送結束條件的時鍾信號
SCL=1; //結束條件建立時間大於4μ
_Nop();
_Nop();
_Nop();
_Nop();
_Nop();
SDA=1; //發送I2C總線結束信號
_Nop();
_Nop();
_Nop();
_Nop();
}
/*
發送字節數據
將數據c發送出去,可以是地址,也可以是數據,發完后等待應答,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; //置時鍾線為高，通知被控器開始接收數據位
_Nop();
_Nop(); //保證時鍾高電平周期大於4μ
_Nop();
_Nop();
_Nop();
SCL=0;
}
_Nop();
_Nop();
SDA=1; //8位發送完后釋放數據線，准備接收應答位
_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();
}
/*
接受字節數據
用來接收從器件傳來的數據,並判斷總線錯誤(不發應答信號)，發完后請用應答函數。
*/
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; //置時鍾線為低，准備接收數據位
_Nop();
_Nop(); //時鍾低電平周期大於4.7us
_Nop();
_Nop();
_Nop();
SCL=1; //置時鍾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(); //時鍾低電平周期大於4μ
_Nop();
_Nop();
_Nop();
SCL=0; //清時鍾線，鉗住I2C總線以便繼續接收
_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(); //時鍾低電平周期大於4μ
_Nop();
_Nop();
_Nop();
SCL=0; //清時鍾線，鉗住I2C總線以便繼續接收
_Nop();
_Nop();
}
/*----------------------------------------------------------------
向無子地址器件發送字節數據函數
函數原型: bit ISendByte(unsigned char sla,ucahr c);
功能: 從啟動總線到發送地址，數據，結束總線的全過程,從器件地址sla.
如果返回1表示操作成功，否則操作有誤。
注意： 使用前必須已結束總線。
----------------------------------------------------------------*/
/*bit ISendByte(unsigned char sla,unsigned char c)
{
Start_I2c(); //啟動總線
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(); //結束總線
return(1);
}
*/
/*----------------------------------------------------------------
向有子地址器件發送多字節數據函數
函數原型: bit ISendStr(unsigned char sla,unsigned char suba,ucahr *s,unsigned char no);
功能: 從啟動總線到發送地址，子地址,數據，結束總線的全過程,從器件
地址sla，子地址suba，發送內容是s指向的內容，發送no個字節。
如果返回1表示操作成功，否則操作有誤。
注意： 使用前必須已結束總線。
----------------------------------------------------------------*/
/*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(); //啟動總線
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(); //結束總線
DelayMs(1); //必須延時等待芯片內部自動處理數據完畢
s++;
suba++;
}
return(1);
}
*/
/*----------------------------------------------------------------
向無子地址器件讀字節數據函數
函數原型: bit IRcvByte(unsigned char sla,ucahr *c);
功能: 從啟動總線到發送地址，讀數據，結束總線的全過程,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。
注意： 使用前必須已結束總線。
----------------------------------------------------------------*/
/*bit IRcvByte(unsigned char sla,unsigned char *c)
{
Start_I2c(); //啟動總線
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(); //結束總線
return(1);
}
*/
/*----------------------------------------------------------------
向有子地址器件讀取多字節數據函數
函數原型: bit ISendStr(unsigned char sla,unsigned char suba,ucahr *s,unsigned char no);
功能: 從啟動總線到發送地址，子地址,讀數據，結束總線的全過程,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個字節。
如果返回1表示操作成功，否則操作有誤。
注意： 使用前必須已結束總線。
----------------------------------------------------------------*/
/*bit IRcvStr(unsigned char sla,unsigned char suba,unsigned char *s,unsigned char no)
{
unsigned char i;
Start_I2c(); //啟動總線
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(); //結束總線
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
/*------------------------------------------------
啟動總線
------------------------------------------------*/
void Start_I2c();
/*------------------------------------------------
結束總線
------------------------------------------------*/
void Stop_I2c();
/*----------------------------------------------------------------
字節數據傳送函數
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,發完后等待應答,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);
/*----------------------------------------------------------------
字節數據傳送函數
函數原型: unsigned char RcvByte();
功能: 用來接收從器件傳來的數據,並判斷總線錯誤(不發應答信號)，
發完后請用應答函數。
------------------------------------------------------------------*/
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字節數據函數
函數原型: bit ISendByte(unsigned char sla,ucahr c);
功能: 從啟動總線到發送地址，數據，結束總線的全過程,從器件地址sla.
如果返回1表示操作成功，否則操作有誤。
注意： 使用前必須已結束總線。
----------------------------------------------------------------*/
bit ISendByte(unsigned char sla,unsigned char c);
/*----------------------------------------------------------------
向有子地址器件發送多字節數據函數
函數原型: bit ISendStr(unsigned char sla,unsigned char suba,ucahr *s,unsigned char no);
功能: 從啟動總線到發送地址，子地址,數據，結束總線的全過程,從器件
地址sla，子地址suba，發送內容是s指向的內容，發送no個字節。
如果返回1表示操作成功，否則操作有誤。
注意： 使用前必須已結束總線。
----------------------------------------------------------------*/
bit ISendStr(unsigned char sla,unsigned char suba,unsigned char *s,unsigned char no);
/*----------------------------------------------------------------
向無子地址器件讀字節數據函數
函數原型: bit IRcvByte(unsigned char sla,ucahr *c);
功能: 從啟動總線到發送地址，讀數據，結束總線的全過程,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。
注意： 使用前必須已結束總線。
----------------------------------------------------------------*/
bit IRcvByte(unsigned char sla,unsigned char *c);
/*----------------------------------------------------------------
向有子地址器件讀取多字節數據函數
函數原型: bit ISendStr(unsigned char sla,unsigned char suba,ucahr *s,unsigned char no);
功能: 從啟動總線到發送地址，子地址,讀數據，結束總線的全過程,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個字節。
如果返回1表示操作成功，否則操作有誤。
注意： 使用前必須已結束總線。
----------------------------------------------------------------*/
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
}
//發送一個字節
void SendByte1(unsigned char dat)
{
SBUF = dat;
while(!TI);
TI = 0;
}
//發送一個字符串
void SendStr1(unsigned char *s)
{
while(*s!=0xff)// \0 表示字符串結束標志，通過檢測是否字符串末尾
{
SendByte1(*s);
s++;
}
}
#ifndef __uart_H__
#define __uart_H__
void InitUART (void);
void SendByte1(unsigned char dat);
void SendStr1(unsigned char *s);
#endif
上位機部分程序
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; //獲取緩沖區字節數
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("端口錯誤", "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("端口錯誤", "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);
}
}
}
關鍵程序設計
延時模塊
12MHz晶振，一個指令周期大約是1μs，這里封裝了兩個函數，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);
}
}
數碼管驅動模塊
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};//分別對應相應的數碼管點亮,即位碼
unsigned char TempData[8]; //存儲顯示值的全局變量
這里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
使用的芯片屬於鎖存器，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
}
/* 定時器中斷子程序 */
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); // 調用數碼管掃描
num++;
if(num==50) //中斷50次，大致100ms
{
num = 0;
ReadADFlag=1;//AD標志位1
}
}
定時器初始化，定時器有四個模式，這里選擇模式1，十六位定時器/計數器。
把數碼管掃描函數，放到中斷函數中，每隔100ms掃描一次。
i2c模塊的編寫
數據線，時鍾線，主要參考時序圖，什么時候開始發送數據，什么時候結束發送數據。一個空指令是1μs。
/* 啟動i2c總線 */
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總線，准備發送或接收數據
_Nop();
_Nop();
}
/* 關閉i2c總線 */
void Stop_I2c()
{
SDA=0; //發送結束條件的數據信號
_Nop(); //發送結束條件的時鍾信號
SCL=1; //結束條件建立時間大於4μ
_Nop();
_Nop();
_Nop();
_Nop();
_Nop();
SDA=1; //發送I2C總線結束信號
_Nop();
_Nop();
_Nop();
_Nop();
}
串口通訊模塊的編寫
發送字符串，要在最后設置一個校驗位，就是告訴計算機，這次的數據發完了，停下吧。
//發送一個字符串
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，參考電壓這里是5V，所以要把讀取到的數帶入公式中計算，然后分小數點前的數據，因為要在數碼管顯示，所以|0x80，加上小數點，小數點后直接保留就好。
//連續讀5次，輸入通道后多讀幾次，取最后一次值，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 表示基准電壓5V
TempData[0]=dofly_DuanMa[num0/10]|0x80;
TempData[1]=dofly_DuanMa[num0%10];
通訊部分數據處理，十六進制的數據報文。
VoltData[0]=num0;
VoltData[1]=num1;
VoltData[2]=num2;
VoltData[3]=num3;
VoltData[4]=0xff;
SendStr1(VoltData);
DelayMs(240);//延時循環發送
DelayMs(240);