智能仪器原理及应用

课 程 设 计
基本信息
学生姓名： 学号：
院系名称：信息与电气工程学院 课程设计名称：智能仪器原理及应用 同组人姓名：
课程设计时间： 2013年11月11日 至 2013年11月15日
课程设计内容目录 页码 一． 课程设计题目与任务书............................................................[2] 二． 课程设计用仪器设备名称........................................................[3] 三． 课程设计要求.......................................................................[4] 四． 课程设计过程.......................................................................[4] 五． 课程设计心得........................................................... (9)
教师评语及课程设计成绩
评语： 成绩： 教师签字：
年 月 日
（威海）
一、课程设计题目与任务书
课程设计（论文）任务书
指导教师签字：系（教研室）主任签字：
年月日
二、课程设计用仪器设备名称：
1 单片机的介绍
单片机（嵌入式应用）属于专用计算机，主要应用于智能仪表、智能传感器、智能家电、智能办公设备、汽车及军事电子设备等应用系统。

单片机体积小、价格低、可靠性高，其非凡的嵌入式应用形态对于满足嵌入式应用需求具有独特的优势。

（1）单芯片微机形成阶段
1976年，Intel公司推出了MCS-48系列单片机。

8位CPU、1K字节ROM、64字节RAM、27根I/O 线和1个8位定时/计数器。

（2）性能完善提高阶段
1980年，Intel公司推出了MCS-51系列单片机：8位CPU、4K字节ROM、128字节RAM、4个8位并口、1个全双工串行口、2个16位定时/计数器。

寻址范围64K，并有控制功能较强的布尔处理器。

（3）微控制器化阶段
1982年，Intel推出MCS-96系列单片机。

芯片内集成：16位CPU、8K字节ROM、232字节RAM、5个8位并口、1个全双工串行口、2个16位定时/计数器。

寻址范围64K。

片上还有8路10位ADC、1路PWM输出及高速I/O部件等。

2 软件设计及仿真
（1）Keil
1. 系统概述
Keil C51是美国Keil Software公司出品的51系列兼容单片机C语言软件开发系统，与汇编相比，C语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势，因而易学易用。

用过汇编语言后再使用C 来开发，体会更加深刻。

Keil C51软件提供丰富的库函数和功能强大的集成开发调试工具，全Windows界面。

另外重要的一点，只要看一下编译后生成的汇编代码，就能体会到Keil C51生成的目标代码效率非常之高，多数语句生成的汇编代码很紧凑，容易理解。

在开发大型软件时更能体现高级语言的优势。

下面详细介绍Keil C51开发系统各部分功能和使用。

2. Keil C51单片机软件开发系统的整体结构
C51工具包的整体结构，如图(1)所示，其中uVision与Ishell分别是C51 for Windows和for Dos 的集成开发环境(IDE)，可以完成编辑、编译、连接、调试、仿真等整个开发流程。

开发人员可用IDE本身或其它编辑器编辑C或汇编源文件。

然后分别由C51及A51编译器编译生成目标文件(.OBJ)。

目标文件
可由LIB51创建生成库文件，也可以与库文件一起经L51连接定位生成绝对目标文件(.ABS)。

ABS文件由OH51转换成标准的Hex文件，以供调试器dScope51或tScope51使用进行源代码级调试，也可由仿真器使用直接对目标板进行调试，也可以直接写入程序存贮器如EPROM中。

3. 使用独立的Keil仿真器时，注意事项
* 仿真器标配11.0592MHz的晶振，但用户可以在仿真器上的晶振插孔中换插其他频率的晶振。

* 仿真器上的复位按钮只复位仿真芯片，不复位目标系统。

* 仿真芯片的31脚（/EA）已接至高电平，所以仿真时只能使用片内ROM，不能使用片外ROM；但仿真器外引插针中的31脚并不与仿真芯片的31脚相连，故该仿真器仍可插入到扩展有外部ROM（其CPU的/EA引脚接至低电平）的目标系统中使用。

（2） ProTeus
Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真软件)，从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真，一键切换到PCB设计，真正实现了从概念到产品的完整设计。

是目前世界上唯一将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台，其处理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、A VR、ARM、8086和MSP430等，2010年又增加了Cortex和DSP系列处理器，并持续增加其他系列处理器模型。

在编译方面，它也支持IAR、Keil和MPLAB等多种编译器。

三、课程设计要求
甲、乙两个单片机进行串行通讯。

要求甲机把控制8个流水灯点亮的数据发送给乙机并点亮其P1口的相应的8个LED.注：甲机串口发送的数据可以使用虚拟终端来观察。

四、课程设计过程
1 总体方案设计
总体结构图如下：
图1 总体设计结构图
两台AT89C51单片机作为核心部件，通过串口互连。

甲机作为发送机，乙机作为接收机。

甲机通过按键读入数据，传送给乙机后，输出并通过LED灯显示。

2 总体程序框架设计
甲机流程图如下：
图2 甲机流程图
乙机流程图如下：
图3 乙机流程图
3 Proteus仿真设计
Proteus中采用AT89C51单片机，晶振频率设置为11.0592MHz。

双机通过串口连接。

void delay(uchar xms) {
uint i,j;
for(i=xms;i>0;i--)
for(j=110;j>0;j--);
}
void init(void)
{
EA=1;//开总中断
ES=1;//开串行口中断
TMOD=0x20;//定时器1工作在方式2，八位自动重装TH1=0xfd;//设置T1初值，令波特率9600
TL1=0xfd;
PCON=0x00;//SMOD==0
SCON=0x50;//串行口工作在方式1，允许接收
TR1=1;//开T1
}
void send(void)
{
while(1)
{
SBUF=0xaa;//握手信号发送
while(!TI);//等待发送完毕
TI=0;//清TI
delay(100);//延时100ms
if(RI)
{
RI=0;
if((SBUF^0xbb)==0)//反馈信号确认
{
SBUF=P1;//发送数据
while(!TI);//等待数据发送完毕
TI=0;
}
}
}
}
乙机源代码如下：
#include<reg51.h>
void receive(void);
void init(void);
int main()
{
init();
receive();
return0;
}
void init(void)
{
EA=1;//开总中断
ES=1;//开串行口中断
TMOD=0x20;//定时器1工作在方式2，八位自动重装TH1=0xfd;//设置T1初值，令波特率9600
TL1=0xfd;
PCON=0x00;//SMOD==0
SCON=0x50;//串行口工作在方式1，允许接收
TR1=1;//开T1
}
void receive(void)
{
while(1)
{
while(!RI);//等待接收数据
RI=0;//清RI
if((SBUF^0xaa)==0)
{
SBUF=0xbb;//反馈握手信号
while(!TI);//等待发送完毕
TI=0;
while(!RI);//接收数据
RI=0;
P1=SBUF;
}
}
}。