89C51單片機 第10章89C51應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計和開發(fā)-臨時分類-

第10章

89C51應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計和開發(fā)單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計包括總體方案、硬件系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)設(shè)計,系統(tǒng)仿真調(diào)試和運行維護(hù)等。介紹一個實用的數(shù)據(jù)采集和超限報警系統(tǒng)的設(shè)計和開發(fā)。10.1

單片機應(yīng)用系統(tǒng)典型的單片機應(yīng)用系統(tǒng)除主機外，還包括有：前向通道(即輸入部分):數(shù)字量、開關(guān)量、模擬量信號(A/D)的輸入。后向通道(輸出部分):數(shù)字量、開關(guān)量、模擬量信號(D/A)的輸出。人機對話通道，即人機交互部分:鍵盤、顯示器、打印機、看門狗(監(jiān)視)電路等單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計的特點：單片機應(yīng)用系統(tǒng)一般規(guī)模比較小。設(shè)計開發(fā)過程要借助專用的開發(fā)器、仿真器或開發(fā)系統(tǒng)來進(jìn)行。設(shè)計中要綜合考慮硬件、軟件的組成,以達(dá)到較高性能價格比?？梢圆捎密浖袒瘜崿F(xiàn)部分硬件功能也可以采用硬件來實現(xiàn)某些軟件的功能。單片機應(yīng)用系統(tǒng)要求可靠性高，特別是工作于無人值守、不間斷工作的環(huán)境中，必須保證安全可靠要從電路設(shè)計、軟件程序等加以考慮?？撮T狗監(jiān)視電路就是其中一種。單片機應(yīng)用系統(tǒng)要盡量作到低功耗、小體積。軟件程序固化在單片機內(nèi)的程序存儲器中。要在專門的編程器或下載設(shè)備中完成。10.2單片機應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計過程設(shè)計過程包括以下幾部分：⑴.總體方案的設(shè)計⑵.硬件系統(tǒng)設(shè)計⑶.軟件系統(tǒng)設(shè)計⑷.系統(tǒng)仿真調(diào)試⑸.運行維護(hù)。這5個部分不是孤立的，而是相互關(guān)聯(lián)、相互依靠、互相制約的。10.2.1

總體方案的設(shè)計根據(jù)市場需求,進(jìn)行分析,提出本項目的任務(wù)。熟悉和了解控制對象,確定合理可行的技術(shù)指標(biāo)確定系統(tǒng)功能具體實現(xiàn)形式,選擇出適合該項目，能迅速開發(fā)出性能價格比高的應(yīng)用系統(tǒng)的單片機。合理地劃分硬件和軟件兩部分的功能要求。

確定總體方案，擬定設(shè)計任務(wù)書。按照軟件工程的思想，列出各子系統(tǒng)的任務(wù)書,以及軟件、硬件及它們之間的接口標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)要求。10.2.2

硬件系統(tǒng)設(shè)計

根據(jù)功能要求,選擇系統(tǒng)的CPU、存儲器、I/O接口以及傳感器、繼電器、顯示器、鍵盤等元器件。原理圖和PCB板(印制電路板)的設(shè)計。使用專門的

EDA(電子設(shè)計自動化)工具軟件(如Protel)。它們有強大的自動設(shè)計能力,高速有效的編輯功能,使得設(shè)計過程簡便高效。制版和組裝設(shè)計完成后,交付制版生產(chǎn)廠家。在PCB板和元器件齊套時，焊接組裝。硬件調(diào)試?yán)秒娮觾x器及編寫測試程序，進(jìn)行硬件調(diào)試。10.2.5

系統(tǒng)運行與維護(hù)應(yīng)用系統(tǒng)在仿真調(diào)試環(huán)境中成功后,確定硬件軟件基本正確，將程序代碼固化到單片機的程序存儲器中。獨立運行該應(yīng)用系統(tǒng)。在系統(tǒng)獨立運行中，隨時觀察系統(tǒng)，有時需要對其進(jìn)行改進(jìn)。如果運行正常，就可以投入正常的工作中。一般來說，在連續(xù)工作的過程中，有可能出現(xiàn)調(diào)試中沒有遇到的問題，需要設(shè)計人員進(jìn)一步改進(jìn)。經(jīng)過一定時間的監(jiān)護(hù)，系統(tǒng)運行正常10.3基于89C51單片機的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)介紹一個實用的數(shù)據(jù)采集和超限報警系統(tǒng)。該系統(tǒng)以單片機89C51為核心，可以采集最多16路模擬量輸入信號，可以作數(shù)據(jù)采集、運算和控制調(diào)節(jié)，及進(jìn)行超限報警處理等。設(shè)開關(guān)量輸出,控制繼電器對外設(shè)控制或報警處理系統(tǒng)利用RTC芯片提供實時的日期、時間信息。通過串行RS-485接口和上位機通信構(gòu)成多機系統(tǒng)。采用LED數(shù)碼管和發(fā)光管顯示，進(jìn)行人機對話。增加硬件看門狗（監(jiān)視器），保證系統(tǒng)可靠運行。系統(tǒng)中選用同步串行接口芯片芯片間采用串行通信，大大簡化了硬件電路，減小儀器的體積。該系統(tǒng)功能齊全，是一個實用性很強的應(yīng)用系統(tǒng)。10.3.1

單片機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的總體設(shè)計CPU：89C51單片機主頻：11.0592MHz數(shù)據(jù)采集：16通道模擬量輸入多路選擇器:4067 (16選1模擬開關(guān)電路)A/D轉(zhuǎn)換器:MAX187(12位串行接口A/D轉(zhuǎn)換器)開關(guān)量輸出：8路開關(guān)量輸出。看門狗:X5045(帶E2PROM的看門狗定時器電路)實時時鐘:DS1307(帶64字節(jié)RAM串行RT電路）串行通信接口：MAX485,提供RS-485標(biāo)準(zhǔn)接口并行I/O接口：8255A并行I/O接口電路顯示器：6位LED顯示器和8個發(fā)光二極管。鍵盤：4個按鍵，獨立連接的非編碼鍵盤電源：DC+5V、DC+12V軟件：程序固化單片機中，采用匯編語言編程。10.3.2

單片機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主程序的設(shè)計系統(tǒng)連續(xù)運行，主程序是一個無限循環(huán)、順序執(zhí)行的程序。主程序的流程是一個閉合的圈。系統(tǒng)任務(wù)包括:初始化,數(shù)據(jù)采集和處理,結(jié)果顯示和打印,和上位機的通信,人機對話,超限報警檢和處理,定時器監(jiān)視(看門狗)及系統(tǒng)的控制等。主流程中完成系統(tǒng)初始化,數(shù)據(jù)的處理,LED顯示,超限檢測和報警處理,人機對話處理(按鍵掃描和理),串口發(fā)送數(shù)據(jù)等工作。利用定時中斷,對數(shù)據(jù)采集,存入指定工作單元。利用串口中斷，接收上位機發(fā)來的信息。10.3.3模擬量輸入接口的設(shè)計模擬量輸入是數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的關(guān)鍵,采集的信號是度、壓力、氣體或液體的流量、濃度等連續(xù)變化的物理量.信號通過傳感器或變送器轉(zhuǎn)換成連續(xù)變化的電信號。變換后的電信號有時須經(jīng)過放大,使信號滿足A/D轉(zhuǎn)換器的輸入要求。本系統(tǒng)可以進(jìn)行16通道的模擬量輸入。多路選擇器4067是一個16選1模擬開關(guān)電路，通過它由軟件分時選通各個模擬通道的輸入。使用12位串行接口的A/D轉(zhuǎn)換器MAX187，它采用1.模擬開關(guān)電路40674067是用數(shù)字信號控制的16選1的模擬開關(guān)在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中,經(jīng)過傳感器和放大器轉(zhuǎn)換和處理的模擬信號通過4067多路選擇,分時將其中一路的信號傳送到A/D轉(zhuǎn)換器中。選擇通道的控制信號由89C51的P1口輸出。2.12位串行接口的A/D轉(zhuǎn)換器MAX187MAX187—12位精度的A/D轉(zhuǎn)換器ADC12位的A/D轉(zhuǎn)換精度；內(nèi)部采樣/保持電路，采樣速率75KHz；內(nèi)部緩存的參考電壓4.096V；3線串行接口和處理器通信，工作在單一的+5V電源低功耗,待機2μA,工作1.5mA；小封裝,8個引腳的DIP封裝。MAX187的引腳封裝：VDD（1腳）：

+5V電源AIN

（2腳）：

模擬量輸入，范圍為0V—VREF（0V—4.096V）SHDN（3腳）:工作模式選擇輸入端低電平為待機模式,高電平為正常操作VREF（4腳）：參考電壓。內(nèi)部為4.096V，外部為+2.5V—VDDGND（5腳）：接地DOUT（6腳）：串行數(shù)據(jù)輸出CS

（7腳）：片選輸入端。低電平啟動A/D,高電平時DOUT高阻SCLK

(8腳):串行時鐘信號輸入端MAX187的操作：利用輸入采樣/保持電路和逐次比較寄存器將輸入的模擬信號轉(zhuǎn)換成12位的數(shù)字信號輸出。輸入信號電壓范圍為0V-VREF，如使用內(nèi)部參考電源,電壓為4.096V，則輸入信號范圍即為0V-4.096A/D轉(zhuǎn)換12位,最低一位電壓值4.096V/4096=100mV.A/D轉(zhuǎn)換的時間,包括采樣/保持的時間在內(nèi)為10μS.A/D轉(zhuǎn)換過程在SCLK為低，CS端輸入信號下降沿

時啟動。DOUT端變高時,表示A/D轉(zhuǎn)換完成(EOC).轉(zhuǎn)換結(jié)果在DOUT端單向串行輸出,經(jīng)過13個SCLK周期.每個SCLK下降沿后移出后一位，數(shù)據(jù)改變。數(shù)據(jù)由最高位開始。完成后,CS變高,DOUT高阻。MAX187工作時序圖3.模擬量輸入和A/D轉(zhuǎn)換的控制89C51的P1.2,P1.3,P1.4,P1.5連到4067的通道選擇A,B,C和D上,程序控制分時選通模擬量輸入信號。

MAX187和89C51間通過同步串行通信接口數(shù)據(jù)交換.89C51作主設(shè)備,由P2.3輸出時鐘SCLK信號,P2.4輸出CS信號,P2.5輸入A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號。利用軟件程序來實現(xiàn)MAX187和89C51之間的通信。操作的過程如下：選擇模擬輸入通道。由P1.2-P1.5輸出所通道編碼啟動A/D轉(zhuǎn)換。保持SCLK(P2.3)為低,將CS(P2.4)由高變低。等待轉(zhuǎn)換完成。檢查DOUT,為上升沿時表示完成。讀出轉(zhuǎn)換后數(shù)據(jù)。保持CS(P2.4)為低電平,連續(xù)由P2.3輸出SCLK時鐘信號,最少13個時鐘周期。在第一個SCLK的下降沿時,DOUT(P2.5)端產(chǎn)生數(shù)據(jù)的最高位。在每個SCLK的下降沿,DOUT分別輸出各位數(shù)據(jù)，89C51通過P2.5讀入到CPU中。；*****************************************；

MAX187的A/D轉(zhuǎn)換子程序

*；*****************************************DATBUFDATA30H；定義數(shù)據(jù)緩存單元SCLKBITP2.3CSBITP2.4DOUTBITP2.5；定義MAX187引腳ADC：MOVR5，#0MOVR6，#0MOVR7，#12CLRSCLK；SCLK=0CLRCS；CS=0，啟動A/D轉(zhuǎn)換SETBDOUT；置DOUT(P2.5)為輸入狀態(tài)LOOP1：MOVC，DOUTJNCLOOP1；查詢DOUT,等待轉(zhuǎn)換完成SETBSCLK；SCLK=1NOPCLRACLRSCLK25LOOP2：

NOPNOPSETBSCLK；SCLK=1，讀入數(shù)據(jù)NOPMOVC，DOUT；讀入第1位（最高位）MOVA，R6；R6暫存低位數(shù)據(jù)RLCAMOVR6，AMOVA，R5

；R5暫存高位數(shù)據(jù)RLCAMOVR6，ACLRSCLKDJNZR7，LOOP2

；檢查讀完12位否？SETBCS

；CS=1，數(shù)據(jù)傳送結(jié)束MOVDATBUF，R6

；存放高4位MOVDATBUF+1，R5

；存放低8位RET10.3.4

看門狗定時器X5045的設(shè)計1.看門狗定時器的工作原理自動監(jiān)視技術(shù),即看門狗技術(shù)(WatchDog)的監(jiān)控思路:在系統(tǒng)中設(shè)置一個定時器(看門狗定時器).處理器正常運行時,程序每隔一定時間發(fā)出一條(或幾條)指令,將看門狗定時器清零,俗稱“喂狗信號”,使得看門狗定時器總是不能溢出。如果處理器“死機”或程序跑飛,就不能發(fā)出“喂狗信號”,即不能向看門狗定時器發(fā)出清除脈沖。定時器產(chǎn)生計數(shù)溢出信號,該信號會自動復(fù)位微處理器，系統(tǒng)重新啟動和繼續(xù)工作。常用的看門狗定時器電路型號復(fù)位門限/V低電平復(fù)位高電平復(fù)位看門狗周期/s手動復(fù)位E2

PROM容量/bit接口封裝形式IMP7054.65有1.6有8DIP/SOIMP7064.40有1.6有8DIP/SOIMP706P2.63有1.6有8DIP/SOIMP813L4.65有1.6有8DIP/SOX50434.25-4.50有可選512×8SPI8DIP/SOX5043P2.55-2.70有可選512×8SPI8DIP/SOX50454.25-4.50有可選512×8SPI8DIP/SOX5045P2.55-2.70有可選512×8SPI8DIP/SOCAT1161可選有有可選2K×8I2C8DIP/SO2.看門狗定時器電路X5045X5045是XICOR公司具有上電復(fù)位、電壓監(jiān)控、看門狗定時器以及E2PROM數(shù)據(jù)存儲4種功能的芯片。采用SPI串行接口，體積小、占用I/O線少、功能強廣泛應(yīng)用于儀器儀表、工業(yè)控制等領(lǐng)域?？删幊踢x時間的看門狗定時器

VCC電源電壓降低檢測和復(fù)位控制

512×8位串行E2PROM低功耗CMOS電路：10μA等待電流,3mA工作電流數(shù)據(jù)塊鎖定保護(hù)功能片內(nèi)建的防誤寫功能小封裝：8引腳DIP、SOIC封裝X5045引腳：為8個引腳雙列直插封裝.CS/WDI

(1腳):芯片選擇。當(dāng)CS為低時,芯片工作。又作看門狗定時器的輸入,將清零看門狗定時器。SO

(2腳):在處理器讀操作時，串行輸出數(shù)據(jù)。WP(3腳):寫保護(hù)輸入端。低電平時,禁止向其寫操作.

VSS

(4腳):地。SI

(5腳):串行輸入。SCK(6腳):串行時鐘,上升沿輸入,下降沿輸出數(shù)據(jù)。RESET(7腳):復(fù)位輸出。電源降時,輸出復(fù)位信號。

在看門狗時,輸出復(fù)位信號。VCC

(8腳):電源電壓。指令名稱指令格式指令的操作WREN0

0

0

00

1

1

0設(shè)置寫允許鎖存器，允許寫操作WRDI0

0

0

00

1

0

0復(fù)位寫允許鎖存器，禁止寫操作RDSR0

0

0

00

1

0

1讀狀態(tài)寄存器WRSR0

0

0

00

0

0

1寫狀態(tài)寄存器READ0

0

0

0A80

1

1讀存儲器，從選定的地址單元開始讀出數(shù)據(jù)WRITE0

0

0

0A80

1

0寫存儲器，從選定的地址單元開始寫入數(shù)據(jù)1—16字節(jié)X5045的控制指令：3.X5045與89C51接口及程序設(shè)計X5045通過SPI總線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。單片機作主設(shè)備

X5045作從設(shè)備。89C51通過通用I/O線，利用軟件實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳送的控制。系統(tǒng)中:P1.0接X5045的SI端，

P1.1接X5045的SCK端，

P1.6接X5045的SO端，

P1.7接X5045的CS/WDI端X5045的RESET輸出信號接89C51復(fù)位輸入端RST.⑴.看門狗定時器X5045的CS/WDI看門狗工作時,判斷CPU是否正常.設(shè)定時間內(nèi),CPU在WDI上產(chǎn)生高到低電平變化,清零定時器,不產(chǎn)生溢出。CPU在程序各部分安排“喂狗”程序,兩次間隔小于看門狗定時器的溢出時間正常時,不會產(chǎn)生復(fù)位輸出.如出現(xiàn)故障,“喂狗”

序不能執(zhí)行,定時器會溢出,產(chǎn)生復(fù)位,系統(tǒng)自動恢復(fù)間。X50W4D51狀態(tài)寄W存D0器2位可看編門程狗位溢,決出定周定期時時001.4

s01600

ms10200

ms11看門狗功能無效“喂狗”(清除定時器指令)一般在主程序,子程序,斷處理程序的適當(dāng)位置安排。；*******************************************；

復(fù)位看門狗定時器（喂狗）

*；*******************************************SIBITP1.0SCKBITP1.1SOBITP1.6CSBITP1.7

；定義X5045引腳WDOG：NOPCLRCSNOPSETBCSCLRCSRET⑵.讀寫操作包括對內(nèi)部寄存器和E2PROM的讀/寫操作。操作前,先復(fù)位CS選中芯片。結(jié)束時,要置位CS。操作必須首先由主設(shè)備(處理器)將一條控制指令入X5045的指令寄存器中，然后再進(jìn)行讀寫操作寫操作前,先讀取狀態(tài)寄存器,判斷WIP位。WIP為0時,在寫使能允許命令后就可對狀態(tài)寄存器或E2PROM寫數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)串行傳送操作中：讀操作,在SCK下降沿,從SO引腳讀取1位數(shù)據(jù)。;********************************************；

向X5045串行寫入8位數(shù)據(jù)

*；

入口參數(shù)：

A=數(shù)據(jù)

*；*******************************************SI8B：MOVR7，#8NOPSI8B1：CLRSCKRLCAMOVSI，CSETBSCK；SCK上升沿數(shù)據(jù)輸入DJNZ

R7，SI8B1RET；*******************************************；從X5045串行讀出8位數(shù)據(jù)*；出口參數(shù)：

A=數(shù)據(jù)*；*******************************************SO8B：SETBSCKMOVR7，#8NOPSO8B1：SETBSO；置SO為輸入CLRSCK；SCK下降沿送一位到SONOPMOVC，SORLCASETBSCK；準(zhǔn)備送出下一位數(shù)據(jù)DJNZR7，SO8B1RET；

設(shè)置寫允許鎖存器，允許對X5045寫操作WREN-X：

NOPCLRCLRMOVSCKCSA，#WRENLCALL

SI8B；WREN指令碼；串行寫入8位數(shù)據(jù)CLR

SCKSETB

CSRET；

復(fù)位寫允許鎖存器，禁止對X5045寫操作WRDI-X：

NOPCLRCLRMOVSCKCSA，#WRDILCALL

SI8B；WRDI指令碼；串行寫入8位數(shù)據(jù)CLR

SCKSETB

CSRET；*******************************************；

檢查WIP標(biāo)志，直到WIP無效（為0）時退出

*；*******************************************CHKWIP：

MOV;設(shè)置最大循環(huán)次數(shù)CHKWIP0：

CLRCLRMOVR7，#200SCKCSA，#RDSR；RDSR指令碼LCALL

SI8BLCALL

SO8BSETB

CSSETB

SCKJNB

ACC.0，CHKWIP1；檢查WIPDJNZ

R7，CHKWIP0CHKWIP1：

RET；*******************************************；

向X5045狀態(tài)寄存器串行寫入8位數(shù)據(jù)

*；*******************************************WRSR-X：

NOPCLR

SCKCLR

CSMOV

A，#WRSR；WRSR指令碼LCALL

SI8BMOV

A，#SRINI；狀態(tài)寄存器初值LCALL

SI8BCLR

SCKSETB

CSLCALL

CHKWIPRET；向X5045內(nèi)部存儲器串行寫入一個字節(jié)數(shù)據(jù)BYTE-W：NOP；存儲器地址；寫入寫允許鎖存器；取出地址的第9位A8；插入地址的第9位A8；寫入寫存儲器指令；存儲器地址低8位；寫入存儲器地址MOV

DPTR，#BADDRCLR

SCKCLR

CSMOV

A，#WRENCALL

SI8BSETB

CSNOPCLRMOVRRCMOVMOVCALLMOVCALLMOVCALLCSA，DPHAA，#WRITEACC.3，CSI8BA，DPLSI8BA，#BDATASI8B；寫入數(shù)據(jù)CLR

SCKSETB

CSCALL

CHKWIPRET；************************************************；

從X5045內(nèi)部存儲器串行讀出一個字節(jié)數(shù)據(jù)

*；

出口參數(shù)：A=數(shù)據(jù)

*；************************************************；設(shè)置存儲器地址BYTE-R：

NOPMOV

DPTR，#BADDRCLR

SCKCLR

CSMOV

A，DPHRRCA；取出存儲器地址的第9位A8MOVA，#READMOVACC.3，C；插入地址的第9位A8CALLSI8B；寫入寫存儲器指令MOVA，DPL；存儲器地址低8位CALLSI8B；寫入存儲器地址CALLSO8B；讀出數(shù)據(jù)CLRSCKSETBCSRET10.3.5

實時時鐘RTC—DS1307的設(shè)計1.實時時鐘電路（RTC）DS1307DS1307是Dallas公司推出實時時鐘接口芯片實時時鐘功能。對年,月,日,時,分,秒進(jìn)行計時。內(nèi)部56個8位非易失RAM存儲單元,用于數(shù)據(jù)存儲。具有可編程的方波輸出信號。內(nèi)部具有電源自動檢測電路。采用2線雙向串行總線傳送地址和數(shù)據(jù)信息。只用SCL(串行時鐘)、SDA(串行數(shù)據(jù))兩條線。簡化了和微處理器間的通信。低功耗、小封裝。8個引腳的DIP或用于表面安裝的

SOIC封裝，大大減小體積。DS1307的引腳(雙列直插DIP封裝)：

X1、X2

(1,2腳)：外接32.768KHz晶振。VBAT

(3腳)：GND

（4腳）：外接+3V電池。接地。SDA

（5腳）：

串行數(shù)據(jù)輸入/輸出。SCL

（6腳）：

串行時鐘輸入。SQW/OUT（7腳）：方波/輸出驅(qū)動。當(dāng)允許時,該引腳可輸出四種頻率(1Hz,4KHz,8KHz,32KHz)的方波Vcc

（8腳）：接主電源。DS1307內(nèi)部寄存器：實時時鐘寄存器地址00H—07H，通過寫入實現(xiàn)時間和日歷初始化和設(shè)置。通過讀得到時間和日歷的信息(BCD碼)。控制寄存器用來控制SQW/OUT引腳的操作,它的地址為07H。OUT(D7):引腳SQW/OUT輸出控制位。SQWE(D4):方波輸出允許位。RS1、RS0(D1、D0):頻率選擇位。 可選擇輸出四種頻率的方波56個RAM寄存器的地址在08H—3FH。D7D6D5D4D3D2D1D0OUT××SQWE××RS1RS02.實時時鐘電路DS1307的數(shù)據(jù)傳送DS1307支持I2C總線協(xié)議。I2C總線(Intel-IntegraCircuit)是Philips公司推出的同步串行總線。通信只用兩根信號線:串行數(shù)據(jù)線SDA和時鐘線SCL.數(shù)據(jù)傳送時,單片機為主設(shè)備,提供串行時鐘SCL,控總線操作,并產(chǎn)生開始(START)和停止(STOP)條件。

DS1307作為總線上的從設(shè)備。3.89C51和DS1307的連接單片機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中:89C51用P2口2條線

和DS1307的I2C總線相連。P2.1接DS1307的SCL端P2.2接DS1307的SDA端DS1307的SQW(方波輸出)端接89C51的P2.0。在單片機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，使用DS1307芯片為實時時鐘，提供日期和時間信息。應(yīng)用程序如下：；引腳及控制指令碼定義SQWBITP2.0SCLBITP2.1SDABITP2.2LASTREADBIT18HACKBIT19HDS1307WEQU0D0H；DS1307寫命令DS1307REQU0D1H；DS1307讀命令TPOINTERDATA4EH；RAM地址指針TCONTENTDATA4FH；RAM的內(nèi)容；******************************************；

DS1307的初始化

*；******************************************INIT-1307：

LCALL

SEND-START；發(fā)送開始START條件LCALLLCALLMOV

A，#DS1307W；DS1307寫命令：11010000BSEND-BYTE；發(fā)送寫命令MOV

A，#07H；設(shè)置控制寄存器地址07HSEND-BYTE；發(fā)送控制寄存器地址MOV

A，#00H；控制字，禁止SQWE輸出LCALLSEND-BYTE；發(fā)送控制字LCALLSEND-STOP；發(fā)送停止STOP條件RET；

DS1307的起始條件

STARTSEND-START：

SETB

SDASETB

SCLNOPNOPCLR

SDA

NOPNOPCLR

SCLRET；

DS1307的停止條件

STOPSEND-STOP：

CLR

SDASETB

SCLNOPNOPSETB

SDARET； 發(fā)送8位數(shù)據(jù)給DS1307的子程序A=數(shù)據(jù)SEND-BYTE：

CLR

SCLMOV

R6，#8SB-LOOP：

JNBACC.7，ZEROSETB

SDASJMP

ONECLR

SDAZERO：ONE：SETB

SCLNOPSB-EX：RL

ACLR

SCLDJNZ

R6，SB-LOOP

NOPSETB

SDA

NOPSETB

SCLCLR

ACKJNB

SDA，SB-EXSETB

ACKNOPCLR

SCLNOPRET；

由DS1307中讀出8位數(shù)據(jù)的子程序A=數(shù)據(jù)READ-BYTE：

CLR

SCLREAD-BITS：ACKN：C，SDAASCLR6，READ-BITSLASTREAD，ACKNSDASCLMOV

R6，#8MOV

A，#00HSETB

SDASETB

SCLNOPMOVRLCCLRDJNZJBCLRSETBNOP

NOPCLR

SCLRET；讀出DS1307內(nèi)RAM指定單元一個字節(jié)的內(nèi)容；入口參數(shù)：（TPOINTER）=DS1307的RAM地址；

出口參數(shù)：（TCONTENT）=DS1307的RAM數(shù)據(jù)READ-ONE：

LCALL

SEND-STARTA，#DS1307WSEND-BYTEA，TPOINTERSEND-BYTESEND-STOPSEND-STARTA，#DS1307RSEND-BYTELASTREADREAD-BYTESEND-STOPTCOTENT，AMOVLCALLMOVLCALLLCALLLCALLMOVLCALLSETBLCALLLCALLMOVRET；******************************************；向DS1307內(nèi)RAM指定單元寫入一個字節(jié)的內(nèi)容；入口參數(shù)：（TPOINTER）=DS1307的RAM地址；

（TCONTENT）=寫入RAM的數(shù)據(jù)；*******************************************WRITE-ONE：SEND-STARTA，#DS1307WSEND-BYTEA，TPOINTERSEND-BYTEA，TCONTENTSEND-BYTESEND-STOPLCALLMOVLCALLMOVLCALLMOVLCALLLCALLRET10.3.6

人—機對話通道的設(shè)計采用非編碼鍵盤,用P3.2-P3.5作4個按鍵輸入端,獨式的按鍵設(shè)計,利用軟件進(jìn)行按鍵識別和功能散轉(zhuǎn)采用了LED數(shù)碼管和發(fā)光二極管顯示器。其中:6個共陰極LED數(shù)碼管顯示數(shù)據(jù)，動態(tài)掃描;

8個發(fā)光二極管指示工作狀態(tài)。系統(tǒng)中擴(kuò)展了一片通用并行接口8255A。它的A,B,C口均工作于方式0,即簡單輸入/出方式

A、B口控制動態(tài)掃描方式的LED顯示器:A口輸出LED段碼(a-g,dp),B口輸出LED位選信號。用PB0-PB6分時選中6個LED和一組發(fā)光管。由電路中可以看出8255A的地址如表:CS

（P2.7）A1A08255A寄存器地

址000A口7FFCH001B口7FFDH010C口7FFEH011控制寄存器7FFFH要顯示的數(shù)據(jù)保存在內(nèi)部RAM的46H(發(fā)光管)、45H、44H、43H、42H、41H、40H單元中（從左到右）。按鍵處理程序包括按鍵掃描和程序散轉(zhuǎn)兩部分。KEY：

MOV

P3，#0FFHMOV

A，P3；P3口為輸入；讀取按鍵狀態(tài)；高電平表示鍵按下CPL

AANL

A，#00111100BJZ

KEYLCALL

DELAYMOV

A，P3；A=0時重新掃描鍵盤；有鍵按下延時去抖動；再次讀取按鍵狀態(tài)；高電平表示鍵按下；A=0時重新掃描鍵盤；鍵值送B暫存CPL

AANL

A，#00111100B

；再判有鍵按下JZ

KEYMOV

B，AMOV

A，P3CPL

AANLA，#00111100B；判別按鍵釋放KEY1：

JNZKEY1LCALL

DELAYMOV

A，BJB

ACC.5，F(xiàn)UN1JBJBACC.4，

FUN2ACC.3，

FUN3JB

ACC.2，

FUN4；按鍵未釋放，等待；釋放，延時去抖動；取鍵值送A；K1按下轉(zhuǎn)FUN1；K2按下轉(zhuǎn)FUN2；K3按下轉(zhuǎn)FUN3；K4按下轉(zhuǎn)FUN4EKEY：RET；功能切換鍵(FUN1)處理程序；功能切換鍵(FUN2)處理程序；功能切換鍵(FUN3)處理程序；功能切換鍵(FUN4)處理程序FUN1：

………RETFUN2：………RETFUN3：………RETFUN4：………RETDELAY：MOV

R7，#10H；10

ms延時子程序MOV

R6，#0FFHDS1：DS2：DJNZ

R6，DS2DJNZ

R7，DS1RETLED動態(tài)掃描顯示程序：ORG

0000HLJMP

MAINORG1000HDISP

：

MOVDPTR，#7FFFH；8255A控制端口MOVA，#80H；8255A的控制字MOVX@DPTR，A；8255A初始化LED：MOV

R2，#07H；R2為LED位數(shù)MOV

R5，#01H；R5為位選寄存器,位選碼從左到右依次為：;

40H、20H、10H、08H、04H、02H、01HMOV

R1，#40H；R1為緩存區(qū)地址,數(shù)據(jù)從左到右存在內(nèi)部;

RAM的46H,45H,44H,43H,42H,41H,40H。DISP：

MOV

A，@R1

；取要顯示的數(shù)據(jù)MOV

DPTR，#TABMOVC

A，@A+DPTR

；轉(zhuǎn)換成LED段碼MOV

DPTR，#7FFCHMOVX

@DPTR，A；8255A的A口地址；LED段碼(字形碼)MOV

A，R5MOV

DPTR，#7FFDH；8255AB口地址；送LED位選碼；延時1ms；指向下一個數(shù)據(jù)MOVX

@DPTR，ALCALL

DELAYINC

R1MOV

A，R5RL

AMOV

R5，A；指向下一位DJNZR2，DISP；6位顯示完否？LJMPLED；重復(fù)顯示過程DELAY：MOV

R7，#02H

；延時1

ms子程序TAB：DL：

MOV

R6，#0FFHDL1：

DJNZ

R6，DL1DJNZ

R7，DLRETDB

3FH，06H，5BH，4FH，66H，6DH，7DH，07H，7FH，6FHEND10.3.7

異步串行通信RS-485

接口的設(shè)計將IBM-PC機(或工控機)和多臺單片機控制單元構(gòu)成集散控制或數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是應(yīng)用的一大趨勢。系統(tǒng)中,單片機為核心的智能測控儀表是現(xiàn)場控制單元,完成數(shù)據(jù)采集和控制任務(wù)。同時,它們作為下機又將采集的數(shù)據(jù)傳送到PC機中。PC機(或工控機)為上位機,用高級語言或數(shù)據(jù)庫語言將數(shù)據(jù)加工處理，建立數(shù)據(jù)庫,進(jìn)行顯示、打印。同時再將控制命令發(fā)送給各下位機，以實現(xiàn)集中管理和遠(yuǎn)程對單片機系統(tǒng)進(jìn)行最優(yōu)控制。通信系統(tǒng)采用主從式串行總線結(jié)構(gòu)。下位機掛在上位機串行通信標(biāo)準(zhǔn)總線上,之間進(jìn)行主從方式通信1.單片機與PC機通信的RS-485標(biāo)準(zhǔn)串行接口單片機和PC機間通信采用異步串行通信來進(jìn)行。

PC機配置有COM通信接口。單片機有串行接口。PC機與89C51單片機串行通信采用零調(diào)制三線型，只使用TXD(發(fā)送數(shù)據(jù))、RXD(接收數(shù)據(jù))和GND(接地)三條信號線。R8RS9SC-C-545418185單5單標(biāo)片準(zhǔn)機采和用PC“C“機平間衡通電信壓采數(shù)用字了接R口S口S-電48路5標(biāo)的準(zhǔn)電。氣特性”標(biāo)準(zhǔn)的平衡傳輸方式，是半雙工的通信方式。

RS-485標(biāo)準(zhǔn)最大傳輸距離約1200m,最大傳輸速率為

10Mb/s。用于多站點互連節(jié)省信號線，便于高速、遠(yuǎn)距離的數(shù)據(jù)傳送。RE(2腳):接收器輸出使能。

DE(3腳):驅(qū)動器輸出使能。

DI（4腳):驅(qū)動器輸入。

GND(5腳):地。A

(6腳):

同相輸入端和輸出端。B

(7腳):

反相輸入端和輸出端。VCC

(8腳)：正電源用于RS-485通信的半雙工收發(fā)器MAX485MAX485是MAXIM公司RS-485通信的低功耗收發(fā)器.引腳：RO(1腳):接收器輸出。2.單片機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的串行接口電路在89C51單片機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中,利用異步串行接口經(jīng)MAX485轉(zhuǎn)換,提供符合RS-485標(biāo)準(zhǔn)的串行通信接

口,實現(xiàn)和PC機間的通信。電路中利用P2.6作為控制串口工作的信號，3.

89C51通信軟件設(shè)計在異步串行通信中,收、發(fā)雙方必須事先規(guī)定兩件事：一是通信雙方必須采用統(tǒng)一的編碼方法。異步串行通信是按字符傳送，傳送一個字符時包括起始位數(shù)據(jù)位、校驗位和停止位幾部分。在通信時，必須規(guī)定字符各部分所占的位數(shù)，是否采用奇偶校驗以及校驗的方式（偶校驗還是奇校驗）等。二是通信雙方相同的傳送速率，即相同的波特率。串行通信是按位傳送,波特率即每秒傳送的二進(jìn)制位數(shù),雙方必須按照相同的波特率來發(fā)送和接收數(shù)據(jù)波特率反映串行通信速率,也反映對傳輸通道的要⑴.單片機串口波特率的設(shè)置：本系統(tǒng)中,設(shè)置串口的波特率為9600b/s.89C51通常用定時器T1模式2(自動重裝初值定時器方式)作串行通信波特率發(fā)生器。T1計數(shù)計數(shù)速率為fosc/12,溢出后作為移位脈沖其速率即是波特率。計算公式如下：晶振頻率fosc=11.095MHz,選SMOD=0,則定時器的初裝值為：計算出定時器T1的計數(shù)初值為253(0FDH)。有關(guān)定時器初始化的程序為：INIT1：MOVTMOD

,#20H;置T1為模式2MOVTL1

,#0FDH;裝入初值MOVTH1

,#0FDHMOVPCON

,#00H;設(shè)SMOD=0SETBTR1;啟動T1運行⑵.串口通信協(xié)議在通信協(xié)議中，必須包括以下幾個方面的約定:①數(shù)據(jù)文件的格式數(shù)據(jù)文件中,必須包括被尋呼單片機站號(地址)、命令、字段、數(shù)據(jù)首地址長度、數(shù)據(jù)塊及各種校驗值等必須加以規(guī)定，統(tǒng)一格式。②差錯檢測可采用奇偶校驗法，數(shù)據(jù)幀可采用數(shù)據(jù)位累加法，也可采用累加和校驗法、CRC循環(huán)冗余校驗等方法。③差錯處理每發(fā)送一數(shù)據(jù)塊后,如果接收正確,接收方要發(fā)回響應(yīng)信息;否則,回送出錯信息,要求重發(fā)送,直至正確為否則轉(zhuǎn)出錯處理程序，顯示系統(tǒng)出錯。⑶.串口通信程序波特率:9600b/s。用T1工作方式2作波特率發(fā)生器信息格式:串口方式3，數(shù)據(jù)的傳送格式為11位，1位起始位+8位數(shù)據(jù)位+1位停止位+數(shù)據(jù)／地址控制位的第9位，無奇偶檢驗。傳送方式:PC機采用查詢方式收發(fā)數(shù)據(jù)；89C51采用中斷方式接收,查詢方式發(fā)送握手信號：采用軟件握手方法。發(fā)送方發(fā)送聯(lián)絡(luò)

信號“？”,接收方回送“·”號作為應(yīng)答,建立握聯(lián)絡(luò)。隨后再依次發(fā)送數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)塊格式:長度(字節(jié)數(shù))+發(fā)送的數(shù)據(jù)+校驗和。校驗方式：累加和校驗?；厮汀?0H”,表示正確89C51串口通信的流程圖①.單片機的主程序串口初始化,定時器初始化，設(shè)定串口的波特率。若串口采用中斷方式，還需對中斷處理進(jìn)行設(shè)置。以下是有關(guān)串口初始化的程序段：RFLAGBIT00H；接收聯(lián)絡(luò)信號標(biāo)志位RNUMBIT01H；接收字節(jié)數(shù)標(biāo)志位RDATABIT02H；接收數(shù)據(jù)標(biāo)志位RENDBIT03H；接收文件結(jié)束標(biāo)志位ORG0000HAJMP

MAINORG0023HAJMP

RECEORG0040HMAIN:

MOVSP

,

#60HMOVSCON

,

#50H;串口初始化，方式1MOVTMOD,

#20H;定時器初始化方式2MOVTH1

,

#0FDHMOVTL1

,

#0FDH;設(shè)置波特率9600波特MOVPCON

,

#00H;設(shè)置波特率倍增位SETBTR1;啟動定時器1SETBEA;開放中斷SETBES;開放串行中斷L1:CLRRFLAGCLRRNUMCLRRDATACLRRENDMOVR6

,

#00HMOVDPTR

,

#1000HL2:

……

（以下為主程序的其它部分，本處略）②.89C51單片機串口查詢發(fā)送子程序?qū)⑵釸AM從1000H開始的小于256B的數(shù)據(jù)從串行口發(fā)送出去。發(fā)送數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)在R7中,用R6作累加和寄存器。程序流程圖如圖所示。單片機串口查詢發(fā)送子程序如下:SEND:;發(fā)‘?’號，即3FHA,#2EH,SEND

;應(yīng)答信號是‘.’

A,R7;暫存總字節(jié)數(shù)MOV

A,

#3FHMOV

SBUF,AJNB

TI

,

$CLR

TIJNB

RI

,

$CLR

RIMOV

A

,

SBUFCJNEMOVMOV

MOVJNBCLRR3,

ASBUF

,

ATI

,

$TIMOV

R6

,

#00HMOV

DPTR

,

#1000HSEND1:MOVX

A

,

@DPTR;發(fā)送一個字符;計算累加校驗和MOV SBUF,

AJNB

TI

,

$CLR

TIADD

A,R6MOV

R6,

AINC

DPTR;計數(shù)器R7不為零轉(zhuǎn)移DJNZ

R7

,

SEND1MOV

A,R6;發(fā)送校驗和MOV

SBUF

,

AJNB

TI

,

$CLR

TIJNB

RI

,

$CLR