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CAN总线收发节点设计

作者：那一年2502931247 | 来源：互联网 | 2023-10-13 07:59

CAN总线收发节点设计写在前面这是微机接口的一个项目作业。这段时间一直在宿舍隔离，没办法进行焊接和测试，但原理和代码已经在学习板子上经过验证。设计目标CAN在工业现场大量应用，尤其

CAN总线收发节点设计

写在前面

这是微机接口的一个项目作业。

这段时间一直在宿舍隔离，没办法进行焊接和测试，但原理和代码已经在学习板子上经过验证。

设计目标

CAN在工业现场大量应用，尤其是汽车工业，设计一种CAN总线收发节点，该节点自身带8路模拟信号采集，采集结果通过CAN总线发送到上位机并显示。

技术要求

（1）系统以51单片机为控制器，和具有CAN接口的器件能通信；

（2）CAN控制器用SJA1000，总线收发器用PCA82C250；

（3）节点带8路模拟信号采集，信号范围0-5V；

（4）用USB转CAN模块，通过USB口接收CAN节点发送的数据，验证结果是否正确。

提交材料

（1）提交纸质版设计报告1份（包括测量原理、主要电路设计、主要器件选型、程序设计原理、关键程序设计举例等）；

（2）电子版设计报告、系统电气原理图、完整的程序代码

（3）提交实物1套，能现场演示（所需的can调试助手 can总线分析仪可以找我）；

（4）该题目4人完成（1人负责硬件设计、1人负责单片机软件设计、1人负责调试、1人负责设计报告的整理编辑以及答辩PPT制作），在设计报告上写清楚每人所承担的工作。

项目实现

设计成果展示

实物展示

原理图设计

PCB设计

上位机效果

测量原理

ADC数模转换原理，这里采用PCF8591AD采样芯片，测量原理如下：

通过引脚AIN0、AIN1、AIN2、AIN3输入的模拟信号（电压），经过模拟信号多路复用器、采样与保持、比较器，把处理后的数据放入ADC数据寄存器中，通过I2C总线接口传递给51主控芯片。

主要电路设计

供电与程序烧录电路

考虑到板子尺寸的限制以及器件的选型，这里采用UCB转串口芯片CH340，在USB供电的同时，又可通过串口进行程序的烧录，一路双用。

VCC直接作为5V电源输入，在串口芯片那边有一个保险丝12V/1000mA的保险丝进行保护，并通过电容进行滤波与稳压，来防止热插拔效应的干扰。

拨动电源开关，可看到电源指示灯亮起。

51主控芯片附近电路

主控芯片选取的是STC90C51RD+，国产51MCU芯片，简单易学，入门容易。工作电压：5.5V-3.4V，工作温度范围：-40-+85°C,工作频率范围：0-40MHz，用户应用程序空间4K，片上集成1280字节RAM，32个通用I/O口，4个外部中断。基本可以满足项目要求，实现对应的功能。

复位电路

采用阻容复位电路，电容C7是10μF，电阻R7是10K。

晶振电路

使用外部晶振12MHz，此时电容选取47pF。

AD采样电路

采用PCF8591这款芯片，该芯片具有4路模拟输入通道，8位AD采样精度，以及一个DA输出。

电路部分，使用两个电位器作为采样目标，通过改变电位器阻值来改变采样的数值，并通过开关来切换AD采样的通道。

把采集到的数据存放至8位的数据寄存器中，通过I2C总线传输到51主控芯片中。

利用该芯片的一个DA输出通道，可以连接一个LED的灯，转动电位器，可以观察灯的的亮度发生细微的变化，更加的直观。

数码管驱动电路

为了便于调试，这里使用8位共阴数码管进行实时显示，数码管驱动芯片选择74HC573，作为最常见的锁存芯片，在这里一个作为位锁存，一个作为段锁存。

数码管这里采用的是共阴数码管，两个4位的数码管，合成一个8位的数码管。

CAN总线通讯电路

根据实际的项目需求，CAN总线电路采用SJA1000作为CAN控制器，PCA82C250作为CAN总线收发器。

但因单独购买芯片没有相关渠道，转而选择集成化的CAN通讯模块。

主要器件选型

器件选型方面本着有现成的就使用现成的、能简单实现的功能就不做的复杂的原则。器件选型上可以分为两类：芯片类，其他电子器件类。

芯片类

51主控芯片STC90C516RD+

USB转串口芯片CH340G

AD采样芯片PCF8591

锁存器芯片74HC573

CAN通讯模块

其他器件

开关

按键

四位共阴数码管

晶振

供电USB接口

电阻、电容、二极管、LED

程序设计原理

程序框架

整个程序框架包含了：main.c、display.c、i2c.c、uart.c、delay.c。

主函数模块main.c，延时函数模块delay.c、数码管驱动函数模块display.c、i2c驱动函数模块i2c.c、串口通讯函数模块uart.c。相关函数都用.h文件进行封装，提供相关的接口，供主函数调用。

主函数模块main.c

/* Date:2022.03.22 Author: Target:主函数 */ #include #include "i2c.h" #include "delay.h" #include "display.h" #include #define AddWr 0x90 //写数据地址 #define AddRd 0x91 //读数据地址 extern bit ack; bit ReadADFlag; unsigned char VoltData[5]; //存储电压的全局变量,用于串口通讯 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) //主循环 { if(ReadADFlag) { ReadADFlag=0; //连续读5次，输入通道后多读几次，取最后一次值，以便读出稳定值 for(i=0;i<5;i++) num0=ReadADC(0); num0=num0*5*10/256;// x10表示把实际值扩大10，如4.5 变成 45 方便做下一步处理 x5 表示基准电压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表示把实际值扩大10，如4.5 变成 45 方便做下一步处理 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表示把实际值扩大10，如4.5 变成 45 方便做下一步处理 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表示把实际值扩大10，如4.5 变成 45 方便做下一步处理 TempData[6]=dofly_DuanMa[num3/10]|0x80; TempData[7]=dofly_DuanMa[num3%10]; //主循环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);//延时循环发送 DelayMs(240); } /* SendStr1(VoltData); DelayMs(240);//延时循环发送 DelayMs(240); */ } } /*------------------------------------------------ 读AD转值程序输入参数 Chl 表示需要转换的通道，范围从0-3 返回值范围0-255 ------------------------------------------------*/ unsigned char ReadADC(unsigned char Chl) { unsigned char Val; Start_I2c(); //启动总线 SendByte(AddWr); //发送器件地址 if(ack==0)return(0); SendByte(Chl); //发送器件子地址 if(ack==0)return(0); Start_I2c(); SendByte(AddRd); if(ack==0)return(0); Val=RcvByte(); NoAck_I2c(); //发送非应位 Stop_I2c(); //结束总线 return(Val); } /*------------------------------------------------ 写入DA转换数值输入参数：dat 表示需要转换的DA数值，范围是0-255 ------------------------------------------------*/ /*bit WriteDAC(unsigned char dat) { Start_I2c(); //启动总线 SendByte(AddWr); //发送器件地址 if(ack==0)return(0); SendByte(0x40); //发送器件子地址 if(ack==0)return(0); SendByte(dat); //发送数据 if(ack==0)return(0); Stop_I2c(); }*/ ```c ##### 延时函数模块delay.c ```c /* Date:2022.03.22 Author: Target:提供延时 */ #include //uS延时函数，输入参数t，无返回值，延时时间=t*2+5 uS void DelayUs2x(unsigned int t) { while(--t); } //mS延时函数，输入参数t,无返回值，延时时间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

数码管驱动函数模块display.c

/* Date:2022.03.22 Author: Target:数码管驱动 */ #include #include #define DataPort P0 //定义数据端口程序中遇到DataPort 则用P0 替换 //sbit LATCH1 = P2^0;//定义锁存使能端口段锁存 //sbit LATCH2 = P2^3;// 位锁存 extern bit ReadADFlag;//extern声明，不是定义，外部变量 unsigned char code dofly_DuanMa[10] = {0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};// 显示段码值0~9 unsigned char code dofly_WeiMa[] = {0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f};//分别对应相应的数码管点亮,即位码 unsigned char TempData[8]; //存储显示值的全局变量 /* 显示函数，动态扫描数码管，参数FirstBit 表示需要显示的是第一位，比如0就是从第一个数码管显示，2就是从第三个数码管显示，参数Num表示要显示的位数，也就是几个数码管显示，如要显示两位数，就应该输入2 */ void Display(unsigned char FirstBit,unsigned char Num) { static unsigned char i = 0; DataPort=0; //清空数据，防止有交替重影 LATCH1=1; //段锁存 LATCH1=0; DataPort=dofly_WeiMa[i+FirstBit]; //取位码 LATCH2=1; //位锁存 LATCH2=0; DataPort=TempData[i]; //取显示数据，段码 LATCH1=1; //段锁存 LATCH1=0; i++; if(i==Num) i=0; } /* 定时器初始化 */ void Init_Timer0(void) { TMOD |= 0x01; //使用模式1，16位定时器，使用"|"符号可以在使用多个定时器时不受影响 EA=1; //总中断打开 ET0=1; //定时器中断打开 TR0=1; //定时器开关打开 } /* 定时器中断子程序 */ void Init_Timer0_isr(void) interrupt 1 { static unsigned int num; TH0=(65536-2000)/256; //重新赋值高位低位 TL0=(65536-2000)%256; //可以理解成，提前减去2000，就是2ms倒计时 Display(0,8); // 调用数码管扫描 num++; if(num==50) //中断50次，大致100ms { num = 0; ReadADFlag=1;//AD标志位1 } }

#include #ifndef __DISPLAY_H__ #define __DISPLAY_H__ #define DataPort P0 //定义数据端口程序中遇到DataPort 则用P0 替换 sbit LATCH1=P2^2;//定义锁存使能端口段锁存 sbit LATCH2=P2^3;// 位锁存 extern unsigned char TempData[8]; //存储显示值的全局变量 extern unsigned char code dofly_DuanMa[10]; void Display(unsigned char FirstBit,unsigned char Num); void Init_Timer0(void); #endif

i2c驱动函数模块i2c.c

/* Date:2022.03.22 Author: Target:i2c驱动 */ #include #include #define _Nop() _nop_() //定义空指令一个空指令大致为1us bit ack; sbit SDA=P2^1;//数据线 sbit SCL=P2^0;//时钟线 /* 启动i2c总线 */ void Start_I2c() { 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4μ _Nop(); _Nop(); _Nop(); _Nop(); SCL=0; //钳住I2C总线，准备发送或接收数据 _Nop(); _Nop(); } /* 关闭i2c总线 */ void Stop_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4μ _Nop(); _Nop(); _Nop(); _Nop(); _Nop(); SDA=1; //发送I2C总线结束信号 _Nop(); _Nop(); _Nop(); _Nop(); } /* 发送字节数据将数据c发送出去,可以是地址,也可以是数据,发完后等待应答,并对此状态位进行操作.(不应答或非应答都使ack=0 假) 发送数据正常，ack=1; ack=0表示被控器无应答或损坏。 */ void SendByte(unsigned char c) { unsigned char BitCnt; for(BitCnt=0;BitCnt<8;BitCnt++) //要传送的数据长度为8位 { if((c< SDA=1; //判断发送位 else SDA=0; _Nop(); SCL=1; //置时钟线为高，通知被控器开始接收数据位 _Nop(); _Nop(); //保证时钟高电平周期大于4μ _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; else ack=1; //判断是否接收到应答信号 SCL=0; _Nop(); _Nop(); } /* 接受字节数据用来接收从器件传来的数据,并判断总线错误(不发应答信号)，发完后请用应答函数。 */ unsigned char RcvByte() { unsigned char retc; unsigned char BitCnt; retc=0; 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4.7us _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); } /*---------------------------------------------------------------- 应答子函数原型: void Ack_I2c(void); ----------------------------------------------------------------*/ /*void Ack_I2c(void) { SDA=0; _Nop(); _Nop(); _Nop(); SCL=1; _Nop(); _Nop(); //时钟低电平周期大于4μ _Nop(); _Nop(); _Nop(); SCL=0; //清时钟线，钳住I2C总线以便继续接收 _Nop(); _Nop(); }*/ /*---------------------------------------------------------------- 非应答子函数原型: void NoAck_I2c(void); ----------------------------------------------------------------*/ void NoAck_I2c(void) { SDA=1; _Nop(); _Nop(); _Nop(); SCL=1; _Nop(); _Nop(); //时钟低电平周期大于4μ _Nop(); _Nop(); _Nop(); SCL=0; //清时钟线，钳住I2C总线以便继续接收 _Nop(); _Nop(); } /*---------------------------------------------------------------- 向无子地址器件发送字节数据函数函数原型: bit ISendByte(unsigned char sla,ucahr c); 功能: 从启动总线到发送地址，数据，结束总线的全过程,从器件地址sla. 如果返回1表示操作成功，否则操作有误。注意：使用前必须已结束总线。 ----------------------------------------------------------------*/ /*bit ISendByte(unsigned char sla,unsigned char c) { 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); } */ /*---------------------------------------------------------------- 向有子地址器件发送多字节数据函数函数原型: bit ISendStr(unsigned char sla,unsigned char suba,ucahr *s,unsigned char no); 功能: 从启动总线到发送地址，子地址,数据，结束总线的全过程,从器件地址sla，子地址suba，发送内容是s指向的内容，发送no个字节。如果返回1表示操作成功，否则操作有误。注意：使用前必须已结束总线。 ----------------------------------------------------------------*/ /*bit ISendStr(unsigned char sla,unsigned char suba,unsigned char *s,unsigned char no) { unsigned char i; for(i=0;i { 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); SendByte(*s); //发送数据 if(ack==0)return(0); Stop_I2c(); //结束总线 DelayMs(1); //必须延时等待芯片内部自动处理数据完毕 s++; suba++; } return(1); } */ /*---------------------------------------------------------------- 向无子地址器件读字节数据函数函数原型: bit IRcvByte(unsigned char sla,ucahr *c); 功能: 从启动总线到发送地址，读数据，结束总线的全过程,从器件地址sla，返回值在c. 如果返回1表示操作成功，否则操作有误。注意：使用前必须已结束总线。 ----------------------------------------------------------------*/ /*bit IRcvByte(unsigned char sla,unsigned char *c) { Start_I2c(); //启动总线 SendByte(sla+1); //发送器件地址 if(ack==0)return(0); *c=RcvByte(); //读取数据 NoAck_I2c(); //发送非就答位 Stop_I2c(); //结束总线 return(1); } */ /*---------------------------------------------------------------- 向有子地址器件读取多字节数据函数函数原型: bit ISendStr(unsigned char sla,unsigned char suba,ucahr *s,unsigned char no); 功能: 从启动总线到发送地址，子地址,读数据，结束总线的全过程,从器件地址sla，子地址suba，读出的内容放入s指向的存储区，读no个字节。如果返回1表示操作成功，否则操作有误。注意：使用前必须已结束总线。 ----------------------------------------------------------------*/ /*bit IRcvStr(unsigned char sla,unsigned char suba,unsigned char *s,unsigned char no) { unsigned char i; 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); Start_I2c(); SendByte(sla+1); if(ack==0)return(0); for(i=0;i { *s=RcvByte(); //发送数据 Ack_I2c(); //发送就答位 s++; } *s=RcvByte(); NoAck_I2c(); //发送非应位 Stop_I2c(); //结束总线 return(1); } */

#ifndef __I2C_H__ #define __I2C_H__ #include //头文件的包含 #include #define _Nop() _nop_() //定义空指令 /*------------------------------------------------ 启动总线 ------------------------------------------------*/ void Start_I2c(); /*------------------------------------------------ 结束总线 ------------------------------------------------*/ void Stop_I2c(); /*---------------------------------------------------------------- 字节数据传送函数函数原型: void SendByte(unsigned char c); 功能: 将数据c发送出去,可以是地址,也可以是数据,发完后等待应答,并对此状态位进行操作.(不应答或非应答都使ack=0 假) 发送数据正常，ack=1; ack=0表示被控器无应答或损坏。 ------------------------------------------------------------------*/ void SendByte(unsigned char c); /*---------------------------------------------------------------- 字节数据传送函数函数原型: unsigned char RcvByte(); 功能: 用来接收从器件传来的数据,并判断总线错误(不发应答信号)，发完后请用应答函数。 ------------------------------------------------------------------*/ unsigned char RcvByte(); /*---------------------------------------------------------------- 应答子函数原型: void Ack_I2c(void); ----------------------------------------------------------------*/ void Ack_I2c(void); /*---------------------------------------------------------------- 非应答子函数原型: void NoAck_I2c(void); ----------------------------------------------------------------*/ void NoAck_I2c(void); /*---------------------------------------------------------------- 向无子地址器件发送字节数据函数函数原型: bit ISendByte(unsigned char sla,ucahr c); 功能: 从启动总线到发送地址，数据，结束总线的全过程,从器件地址sla. 如果返回1表示操作成功，否则操作有误。注意：使用前必须已结束总线。 ----------------------------------------------------------------*/ bit ISendByte(unsigned char sla,unsigned char c); /*---------------------------------------------------------------- 向有子地址器件发送多字节数据函数函数原型: bit ISendStr(unsigned char sla,unsigned char suba,ucahr *s,unsigned char no); 功能: 从启动总线到发送地址，子地址,数据，结束总线的全过程,从器件地址sla，子地址suba，发送内容是s指向的内容，发送no个字节。如果返回1表示操作成功，否则操作有误。注意：使用前必须已结束总线。 ----------------------------------------------------------------*/ bit ISendStr(unsigned char sla,unsigned char suba,unsigned char *s,unsigned char no); /*---------------------------------------------------------------- 向无子地址器件读字节数据函数函数原型: bit IRcvByte(unsigned char sla,ucahr *c); 功能: 从启动总线到发送地址，读数据，结束总线的全过程,从器件地址sla，返回值在c. 如果返回1表示操作成功，否则操作有误。注意：使用前必须已结束总线。 ----------------------------------------------------------------*/ bit IRcvByte(unsigned char sla,unsigned char *c); /*---------------------------------------------------------------- 向有子地址器件读取多字节数据函数函数原型: bit ISendStr(unsigned char sla,unsigned char suba,ucahr *s,unsigned char no); 功能: 从启动总线到发送地址，子地址,读数据，结束总线的全过程,从器件地址sla，子地址suba，读出的内容放入s指向的存储区，读no个字节。如果返回1表示操作成功，否则操作有误。注意：使用前必须已结束总线。 ----------------------------------------------------------------*/ bit IRcvStr(unsigned char sla,unsigned char suba,unsigned char *s,unsigned char no); #endif

串口通讯函数模块uart.c

#include //包含头文件，一般情况不需要改动，头文件包含特殊功能寄存器的定义 #include "delay.h" #include //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 重装 TH1 = 0xFD; // TH1: 重装值 9600 波特率晶振 11.0592MHz TR1 = 1; // TR1: timer 1 打开 EA = 1; //打开总中断 //ES = 1; //打开串口中断 } //发送一个字节 void SendByte1(unsigned char dat) { SBUF = dat; while(!TI); TI = 0; } //发送一个字符串 void SendStr1(unsigned char *s) { while(*s!=0xff)//

#ifndef __uart_H__ #define __uart_H__ void InitUART (void); void SendByte1(unsigned char dat); void SendStr1(unsigned char *s); #endif

上位机部分程序

namespace 微机上位机 { 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); } //接受数据 private void senddata(object sender, System.IO.Ports.SerialDataReceivedEventArgs e) { length = serialPort1.BytesToRead; //获取缓冲区字节数 serialPort1.Read(R_data, 0, length); this.Invoke(new EventHandler(display)); } //显示数据 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; } //开启串口 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 = "打开串口"; } catch { MessageBox.Show("端口错误", "Error"); button1.Text = "关闭串口"; } } 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 = "关闭串口"; } catch { MessageBox.Show("端口错误", "Error"); serialPort1.Close(); button1.Text = "打开串口"; } } } //配置报文长度 private void button2_Click(object sender, EventArgs e) { serialPort1.ReceivedBytesThreshold = Convert.ToInt16(textBox13.Text, 10); } } }

关键程序设计

延时模块

12MHz晶振，一个指令周期大约是1μs，这里封装了两个函数，一个μs级别的，一个ms级别的。

//uS延时函数，输入参数t，无返回值，延时时间=t*2+5 uS void DelayUs2x(unsigned int t) { while(--t); } //mS延时函数，输入参数t,无返回值，延时时间1mS void DelayMs(unsigned int t) { while(t--) { DelayUs2x(245); DelayUs2x(245); } }

数码管驱动模块

段码位码的的编写

unsigned char code dofly_DuanMa[10] = {0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};// 显示段码值0~9 unsigned char code dofly_WeiMa[] = {0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f};//分别对应相应的数码管点亮,即位码 unsigned char TempData[8]; //存储显示值的全局变量

这里是使用到了一个小工具：段码值分别编写0-9的数值。

位码则是8位，比如fd代表1111 1101

使用的芯片属于锁存器，打开或者关闭制定锁存器，就可实现数据的显示。

定时器模块的调用

/* 定时器初始化 */ void Init_Timer0(void) { TMOD |= 0x01; //使用模式1，16位定时器，使用"|"符号可以在使用多个定时器时不受影响 EA=1; //总中断打开 ET0=1; //定时器中断打开 TR0=1; //定时器开关打开 } /* 定时器中断子程序 */ void Init_Timer0_isr(void) interrupt 1 { static unsigned int num; TH0=(65536-2000)/256; //重新赋值高位低位 TL0=(65536-2000)%256; //可以理解成，提前减去2000，就是2ms倒计时 Display(0,8); // 调用数码管扫描 num++; if(num==50) //中断50次，大致100ms { num = 0; ReadADFlag=1;//AD标志位1 } }

定时器初始化，定时器有四个模式，这里选择模式1，十六位定时器/计数器。

把数码管扫描函数，放到中断函数中，每隔100ms扫描一次。

i2c模块的编写

数据线，时钟线，主要参考时序图，什么时候开始发送数据，什么时候结束发送数据。一个空指令是1μs。

/* 启动i2c总线 */ void Start_I2c() { 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4μ _Nop(); _Nop(); _Nop(); _Nop(); SCL=0; //钳住I2C总线，准备发送或接收数据 _Nop(); _Nop(); } /* 关闭i2c总线 */ void Stop_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4μ _Nop(); _Nop(); _Nop(); _Nop(); _Nop(); SDA=1; //发送I2C总线结束信号 _Nop(); _Nop(); _Nop(); _Nop(); }

串口通讯模块的编写

发送字符串，要在最后设置一个校验位，就是告诉计算机，这次的数据发完了，停下吧。

//发送一个字符串 void SendStr1(unsigned char *s) { while(*s!=0xff)// ff表示数据发完了 { SendByte1(*s); s++; } }

主函数模块的数据数据处理

读取到的数据是一个0~256（二的八次方）之间的数，参考电压这里是5V，所以要把读取到的数带入公式中计算，然后分小数点前的数据，因为要在数码管显示，所以|0x80，加上小数点，小数点后直接保留就好。

//连续读5次，输入通道后多读几次，取最后一次值，以便读出稳定值 for(i=0;i<5;i++) num0=ReadADC(0); num0=num0*5*10/256;// x10表示把实际值扩大10，如4.5 变成 45 方便做下一步处理 x5 表示基准电压5V TempData[0]=dofly_DuanMa[num0/10]|0x80; TempData[1]=dofly_DuanMa[num0%10];

通讯部分数据处理，十六进制的数据报文。

VoltData[0]=num0; VoltData[1]=num1; VoltData[2]=num2; VoltData[3]=num3; VoltData[4]=0xff; SendStr1(VoltData); DelayMs(240);//延时循环发送 DelayMs(240);