微機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)出租車車外報(bào)警器

1、pcb圖，仿真 語言程序 原理圖等全套，聯(lián)系 153893706課程設(shè)計(jì)說明書課 程 名 稱: 微機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì) 課 程 代 碼: 題 目: 出租車車外報(bào)警器 年級(jí)/專業(yè)/班: 2009級(jí)車輛工程汽電三班 學(xué) 生 姓 名: 學(xué) 號(hào): 開 始 時(shí) 間: 2012 年 07 月 02 日完 成 時(shí) 間: 2012 年 07 月 06 日課程設(shè)計(jì)成績：學(xué)習(xí)態(tài)度及平時(shí)成績（30）技術(shù)水平與實(shí)際能力（20）創(chuàng)新（5）說明書（計(jì)算書、圖紙、分析報(bào)告）撰寫質(zhì)量（45）總 分（100）指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日目錄摘 要. 0 1 引 言. 1 1.1 問題的提出. 1 1.2任務(wù)與分析. 1 2 系統(tǒng)

2、方案設(shè)計(jì). 2 2.1 報(bào)警器設(shè)計(jì)方案 2 2.2報(bào)警器主要功能 2 2.3 系統(tǒng)總體框圖 4 3 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì). 5 3.1 89c51單片機(jī) 53.2 led引腳功能 7 3.3 iic 總線 10 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì). 13 4.1 proteus軟件環(huán)境介紹 13 4.2 protel軟件環(huán)境介紹 14 4.3系統(tǒng)軟件分析 14 4.4 程序流程圖 15 5 系統(tǒng)調(diào)試過程. 16 總 結(jié). 17致 謝 18參考文獻(xiàn) 19 附錄一 20附錄二 26 摘 要 報(bào)警器（alarm) ，是一種為防止或預(yù)防某事件發(fā)生所造成的后果，以聲音、光、氣壓等形式來提醒或警示我們應(yīng)當(dāng)采取某種行動(dòng)的電子產(chǎn)品

3、。隨著科技的進(jìn)步，機(jī)械式報(bào)警器越來越多地被先進(jìn)的電子報(bào)警器代替，經(jīng)常應(yīng)用于系統(tǒng)故障、安全防范、交通運(yùn)輸、醫(yī)療救護(hù)、應(yīng)急救災(zāi)、感應(yīng)檢測(cè)等領(lǐng)域，與社會(huì)生產(chǎn)密不可分。分為：智能家用防盜報(bào)警器門磁感應(yīng)器。在日常生活中，我們對(duì)液晶顯示(lcd)并不陌生lcd智能顯示模塊不但可以顯示字符，漢字和圖形，同時(shí)具有可編程功能，且與單片機(jī)接口比較方便，如液晶顯示模塊已作為很多電子產(chǎn)品的通用器件，如在計(jì)算器，萬用表，電子表及很多家用電子產(chǎn)品中都可以看到，顯示的主要是數(shù)字，專用符號(hào)和圖形。在單片機(jī)系統(tǒng)中應(yīng)用中用液晶顯示作為輸出器件有很多優(yōu)點(diǎn)，如顯示質(zhì)量高，不閃爍；數(shù)字接口式，使得和單片機(jī)的接口更加簡單可靠，操作方便；

4、體積小，重量輕；而且相對(duì)而言，液晶顯示器的功耗主要消耗在其內(nèi)部的電極和驅(qū)動(dòng)tc上，因而耗電量比其它顯示器要少得多。關(guān)鍵字：報(bào)警器 單片機(jī) 專用字符 液晶顯示器（lcd1602）1 引 言 1.1 問題的提出 隨著人類科技文明的發(fā)展，人們對(duì)于時(shí)鐘的要求在不斷地提高。時(shí)鐘已不僅僅被看成一種用來顯示時(shí)間的工具，在很多實(shí)際應(yīng)用中它還需要能夠?qū)崿F(xiàn)更多其它的功能。高精度、多功能、小體積、低功耗，是現(xiàn)代時(shí)鐘發(fā)展的趨勢(shì)。在這種趨勢(shì)下，時(shí)鐘的數(shù)字化、多功能化已經(jīng)成為現(xiàn)代時(shí)鐘生產(chǎn)研究的主導(dǎo)設(shè)計(jì)方向。本文正是基于這種設(shè)計(jì)方向，以單片機(jī)為控制核心，設(shè)計(jì)制作一個(gè)多功能的數(shù)字時(shí)鐘。 本設(shè)計(jì)基于單片機(jī)技術(shù)原理，以單片機(jī)芯片

5、at89c52作為核心控制器，通過硬件電路的制作以及軟件程序的編制，設(shè)計(jì)制作出一個(gè)的士車外報(bào)警器系統(tǒng)。該報(bào)警器主要由時(shí)控件、lcd顯示模塊、鍵盤控制模塊以及信號(hào)提示模塊組成。系統(tǒng)具有簡單清晰的操作界面，可隨時(shí)進(jìn)行時(shí)間調(diào)整。同時(shí)，該報(bào)警器還具有功耗小、成本低的特點(diǎn)，具有很強(qiáng)的實(shí)用性。由于系統(tǒng)所用元器件較少，單片機(jī)所被占用的i/o口不多，因此系統(tǒng)具有一定的可擴(kuò)展性。1.2任務(wù)與分析 本次設(shè)計(jì)的系統(tǒng)的控制中心是89c51單片機(jī)。首先，在protel軟件環(huán)境中進(jìn)行硬件電路圖的設(shè)計(jì)。然后在8051軟件環(huán)境中進(jìn)行系統(tǒng)的軟件編程，并進(jìn)行程序源文件的編譯和調(diào)試，最后生成.hex文件。此.hex文件是硬件電路運(yùn)

6、行實(shí)現(xiàn)的源代碼來源。把.hex文件加載到at89c51單片機(jī)芯片，然后在proteus軟件環(huán)境中運(yùn)行硬件電路，時(shí)鐘的日期就可以正常顯示了。 本設(shè)計(jì)的系統(tǒng)主要由:at89c51為中央處理芯片，用于數(shù)據(jù)處理，初值設(shè)定。時(shí)鐘芯片ds1302是本例的核心模塊，由他提供時(shí)鐘信息并由led顯示，用匯編語言進(jìn)行編程。本系統(tǒng)可以分為以下4大模塊：1、at89c51模塊：用于數(shù)據(jù)處理，和外圍的時(shí)鐘芯片通信，并控制時(shí)鐘傳輸過程，采集時(shí)間信息并予以處理。3、lcd顯示模塊：顯示模塊采用普通的lcd，此模塊用于實(shí)時(shí)的顯示求救信號(hào)。4、程序：包括單片機(jī)控制時(shí)鐘芯片的接口程序（實(shí)現(xiàn)單片機(jī)和時(shí)鐘芯片之間的數(shù)據(jù)傳輸過程）和l

7、cd顯示程序。2 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)2.1 報(bào)警器設(shè)計(jì)方案通過查閱相關(guān)資料，設(shè)計(jì)初期共有3個(gè)方案供我選擇，分別是：（1）采用89c2051單片機(jī)組成的系統(tǒng)；（2）采用89c51單片機(jī)，8155芯片組成的系統(tǒng)；（3）采用89c51單片機(jī)，ds1302實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片組成的系統(tǒng)。（1）采用89c2051單片機(jī)組成的系統(tǒng)此系統(tǒng)的硬件部分主要是由89c2051單片機(jī)，74ls48芯片，uln2003芯片所組成。該系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)簡單，但是單片機(jī)的i/o接口太少，不足以實(shí)現(xiàn)多種功能，軟件設(shè)計(jì)部分，程序冗長而復(fù)雜，易產(chǎn)生混淆。（2）采用89c51單片機(jī)，8155芯片組成的系統(tǒng) 這個(gè)方案采用89c51單片機(jī)，8155芯片

8、，led顯示器，4*4鍵盤來組成系統(tǒng)的硬件。該系統(tǒng)采用的是單片機(jī)內(nèi)部的定時(shí)/計(jì)數(shù)器進(jìn)行中斷定時(shí)，配合軟件延時(shí)實(shí)現(xiàn)時(shí)，分，秒的計(jì)時(shí)。但這樣的話，程序復(fù)雜化，時(shí)間信息也不容易長期保存。（3）采用89c51單片，ds1302實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片組成的系統(tǒng) 此方案在硬件部分采用了89c51單片機(jī)，ds13o2時(shí)鐘芯片，74ls47芯片，led顯示器，幾個(gè)按鍵。該系統(tǒng)的最大特點(diǎn)是采用了新的芯片即ds1302。在功能上進(jìn)行了擴(kuò)充，并且使得硬件連線顯得較為簡單，在軟件部分，程序顯得層次分明。 最后確定設(shè)計(jì)采用第3方案，即 系統(tǒng)是由89c51單片機(jī)，74ls164芯片， ds1302時(shí)鐘芯片，led顯示器組成。2.2

9、報(bào)警器主要功能一、氣壓式免安裝 通過先進(jìn)的空氣壓力檢測(cè)技術(shù)，真正實(shí)現(xiàn)免安裝。從而保證車輛的原裝電路不被破壞。 二，雙鑒傳感技術(shù) 內(nèi)置空氣壓差和振動(dòng)傳感器，通過短信或遙控器設(shè)置雙鑒報(bào)警。也就是要在一定時(shí)間內(nèi)觸發(fā)振動(dòng)和壓力才通過短信和電話報(bào)警。以減少因打雷、放鞭炮和旁邊車輛經(jīng)過或其它因地面振動(dòng)而產(chǎn)生的誤報(bào)。 三、防盜、防劫 車輛進(jìn)入“設(shè)防”狀態(tài)后，如有警情，新型gsm防盜器會(huì)立即撥打車主預(yù)設(shè)的報(bào)警電話（手機(jī)、座機(jī)等）報(bào)警，或短信息告警。出聲光警示。 當(dāng)發(fā)生搶劫、搶車時(shí)，司機(jī)可按下隱蔽按鈕或遙控器上求助按鈕發(fā)出報(bào)警，接警電話可立即對(duì)被劫車輛進(jìn)行熄火、監(jiān)聽等操作，同時(shí)鎖斷汽車電路、油路，讓車輛在未解除

10、警報(bào)前無法啟動(dòng)。 四、手機(jī)設(shè)防優(yōu)先 預(yù)設(shè)手機(jī)設(shè)防后，禁止遙控器的所有操作。必須使用預(yù)設(shè)手機(jī)撤防，提高安全等級(jí)。 五、手機(jī)設(shè)防撤防零費(fèi)用 使用預(yù)設(shè)手機(jī)撥打主機(jī)電話號(hào)碼振鈴1-3次掛機(jī)為設(shè)防，振鈴4-6聲掛機(jī)為撤防。完全免費(fèi)。 六、遠(yuǎn)程控制 電話報(bào)警后，車主可用電話監(jiān)聽車內(nèi)動(dòng)靜，便于確認(rèn)警情，還可用電話進(jìn)行車輛的布防、撤防、開/關(guān)鎖。并能對(duì)車遠(yuǎn)程控制，如命令熄火。 七、車載電話 完備的車載電話功能，讓駕駛更加舒適、安全。 八、中控門鎖自動(dòng)化 關(guān)門20秒后，中控鎖自動(dòng)鎖門，確保行車安全。 九、智能化平臺(tái) 多方位報(bào)警 發(fā)生警情時(shí)，系統(tǒng)通過手機(jī)網(wǎng)絡(luò)，用短信告訴車主具體警情（如“振動(dòng)報(bào)警”、“氣壓報(bào)警”）

11、；只要手機(jī)有網(wǎng)絡(luò)覆蓋，報(bào)警時(shí)不受距離限制。 十、gps（衛(wèi)星定位）定位更準(zhǔn)確 世界首創(chuàng)，內(nèi)置gps地圖，完全不依賴于服務(wù)營運(yùn)商，不需要交月租費(fèi)、gprs流量。完全自主查詢，一條短息就能知道愛車的準(zhǔn)確地址， 十、萬能學(xué)習(xí) 如果你車已經(jīng)配備現(xiàn)場(chǎng)報(bào)警防盜器，那么我們的報(bào)警主機(jī)就是你的gsm防盜伴侶。為了解決隨身帶多套遙控器的麻煩，你可以將你原車的遙控器學(xué)習(xí)到我們的報(bào)警主機(jī)內(nèi)。通過原車配備的遙控器控制我們的主機(jī)。需要說明一點(diǎn)，這樣遙控器的安全等級(jí)也就降低到原配防盜器的安全等級(jí)。本主機(jī)還是接受手機(jī)優(yōu)先的安全模式。2.3 系統(tǒng)總體框圖按鍵電路時(shí)鐘芯片復(fù)位電路時(shí)鐘電路p1.0at89c51單片機(jī)led顯示電

12、路74ls273芯片圖2-1 系統(tǒng)總體框圖 當(dāng)程序啟動(dòng)后，程序進(jìn)入初始化階段。單片機(jī)將從ds1302時(shí)鐘芯片中讀出年，月，日，時(shí)，分，秒，。并且經(jīng)過顯示緩存后送入llcd顯示器進(jìn)行顯示。當(dāng)需要調(diào)整日期和時(shí)間時(shí)，按下“調(diào)日歷”鍵，進(jìn)入調(diào)整年、月、日。首先“年”的兩位數(shù)碼管閃爍顯示，表示在調(diào)整“年”狀態(tài)，按“加一”鍵調(diào)整到期望的年，再按“調(diào)日歷”鍵確認(rèn)“年”，同時(shí)進(jìn)入調(diào)整“月”狀態(tài)。同理，月和日的調(diào)整方法也是一樣。調(diào)整時(shí)間也是同樣的道理。鬧鐘的設(shè)置則是當(dāng)按下鬧鐘鍵后，時(shí)分秒的顯示不變，并且小時(shí)部分閃爍，按“加一”鍵調(diào)整到期望的鬧鐘時(shí)間后，再按“鬧鐘”鍵確認(rèn)小時(shí)，同時(shí)進(jìn)入調(diào)整分鐘的狀態(tài)。調(diào)整好后再按

13、下“鬧鐘”鍵確認(rèn)，返回正常顯示，當(dāng)?shù)竭_(dá)設(shè)定時(shí)間時(shí)，蜂鳴器響。3 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)3.1 89c51單片機(jī) at89c51是一種帶4k字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器（fperomfalsh programmable and erasable read only memory）的低電壓，高性能cmos 8位微處理器，俗稱單片機(jī)。at89c2051是一種帶2k字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器的單片機(jī)。單片機(jī)的可擦除只讀存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦除100次。該器件采用atmel高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的mcs-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位cpu和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，atm

14、el的at89c51是一種高效微控制器，at89c2051是它的一種精簡版本。at89c51單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。圖3-1 89c52單片機(jī)引腳圖 89c51單片機(jī)與早期intel的8051/8751/8031芯片的外部引腳和指令系統(tǒng)完全兼容，只不過用flash rom 替代了rom/eprom而已3。89c51單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示。圖3-2 89c51單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖各引腳的功能如下：vcc：供電電壓。 gnd：接地。p0口：p0口為一個(gè)8位漏級(jí)開路雙向i/o口，每腳可吸收8ttl門電流。當(dāng)p1口的管腳第一次寫1時(shí)，被定義為高阻輸入。p0能夠用于外部

15、程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在fiash編程時(shí)，p0 口作為原碼輸入口，當(dāng)fiash進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，p0輸出原碼，此時(shí)p0外部必須被拉高3。p1口：p1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向i/o口，p1口緩沖器能接收輸出4ttl門電流。p1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，p1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在flash編程和校驗(yàn)時(shí)，p1口作為第八位地址接收。 p2口：p2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8位雙向i/o口，p2口緩沖器可接收，輸出4個(gè)ttl門電流，當(dāng)p2口被寫“1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時(shí)，p2口的管

16、腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。p2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，p2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)，p2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。p2口在flash編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。 p3口：p3口管腳是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向i/o口，可接收輸出4個(gè)ttl門電流。當(dāng)p3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，p3口將輸出電流（ill）這是由于上拉的緣故。rst：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持rst腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電

17、平時(shí)間。ale/prog：當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在flash編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)，ale端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過一個(gè)ale脈沖。如想禁止ale的輸出可在sfr 8eh地址上置0。此時(shí)， ale只有在執(zhí)行movx，movc指令是ale才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ale禁止，置位無效。/psen：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次/psen

18、有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的/psen信號(hào)將不出現(xiàn)。 /ea：當(dāng)/ea保持低電平時(shí)，則在此期間cpu只訪問外部程序存儲(chǔ)器（0000h-ffffh），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。注意加密方式1時(shí)，/ea將內(nèi)部鎖定為reset；當(dāng)/ea端保持高電平時(shí)，則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器中的程序。在flash編程期間，此引腳也用于施加12v編程電源（vpp）。xtal1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。xtal2：來自反向振蕩器的輸出。3.2 led引腳功能引腳如圖2.1所示圖3.3 lcd1602引腳圖引腳圖的功能如表21所示表3.1引腳功能圖 lcd1602顯示模指令集（1）清屏功

19、能：清ddrom值和ac值（2）歸位功能：光標(biāo)復(fù)位，光標(biāo)返回到地址00h（3）輸入方式設(shè)置功能：設(shè)置光標(biāo)，畫面移動(dòng)方式。其中：i/d=1：數(shù)據(jù)讀寫操作后，ac 自加一；i/d=0：數(shù)據(jù)讀寫操作后，ac 自減一；s=1：數(shù)據(jù)讀寫操作，畫面平移；s=0：數(shù)據(jù)讀寫操作，畫面不動(dòng)；（4）顯示開關(guān)控制功能：設(shè)置顯示、光標(biāo)和閃爍開關(guān)。其中：d 表示顯示開關(guān)，d=1 為開，d=0 為關(guān)；c 表示光標(biāo)開關(guān)，c=1 為開，c=0 為關(guān)；b 表示閃爍開關(guān)，b=1 為開，b=0 為關(guān)。（5）光標(biāo)、畫面位移功能：光標(biāo)、畫面移動(dòng)。其中：s/c=1 畫面移動(dòng)一個(gè)字符位；s/c=0 光標(biāo)移動(dòng)一個(gè)字符位；r/l=1:右移；r

20、/l=0 左移。（6）功能設(shè)置功能：工作方式設(shè)置（初始化指令）。其中：dl=1，8 位數(shù)據(jù)接口；dl=0，4 位數(shù)據(jù)接口；n=1，兩行顯示；n=0，一行顯示；f=1，5*10 點(diǎn)陣顯示；f=0,5*7 點(diǎn)陣顯示。（7）cgram 地址設(shè)置功能：設(shè)置cgram 地址，a5a0=03fh。（8）ddram 地址設(shè)置功能：設(shè)置ddram 地址。其中：n=0，一行顯示a6a0=04fh；n=1 兩行顯示，首行a6a0=02fh，次行a6a0=4067h。（9）讀bf 及ac 值功能：讀忙bf 和地址計(jì)數(shù)器ac 的值。其中：bf=1：忙，bf=0：準(zhǔn)備好。此時(shí)ac 值意義為最近一次地址設(shè)置（cgram

21、或ddram）定義。（10）寫數(shù)據(jù)功能：根據(jù)最近設(shè)置的地址性質(zhì)，數(shù)據(jù)寫入cgram 或ddram 中。（11）讀數(shù)據(jù)功能：根據(jù)最近設(shè)置的地址性質(zhì)，從cgram 或ddram 數(shù)據(jù)讀出。3.3 iic 總線iic 總線是philips 公司推出的兩線式串行總線。用于連接微控制器及其外圍設(shè)備。iic 總線產(chǎn)生于在80 年代，最初為音頻和視頻設(shè)備開發(fā)，如今主要在服務(wù)器管理中使用，其中包括單個(gè)組件狀態(tài)的通信。例如管理員可對(duì)各個(gè)組件進(jìn)行查詢，以管理系統(tǒng)的配置或掌握組件的功能狀態(tài)，如電源和系統(tǒng)風(fēng)扇?？呻S時(shí)監(jiān)控內(nèi)存、硬盤、網(wǎng)絡(luò)、系統(tǒng)溫度等多個(gè)參數(shù)，增加了系統(tǒng)的安全性，方便了管理。iic 總線的特點(diǎn);(1)

22、只要求兩條總線線路 一條串行數(shù)據(jù)線 sda 一條串行時(shí)鐘線scl。 (2) 每個(gè)連接到總線的器件都可以通過唯一的地址和一直存在的簡單的主機(jī)從機(jī)關(guān)系軟件設(shè)定地址；主機(jī)可以作為主發(fā)送器或主機(jī)接收器。(3) 它是一個(gè)真正的多主機(jī)總線，如果兩個(gè)或更多主機(jī)同時(shí)初始化數(shù)據(jù)傳輸可以通過沖突檢測(cè)和仲裁防止數(shù)據(jù)被破壞。(4) 串行的 8 位雙向數(shù)據(jù)傳輸位速率在標(biāo)準(zhǔn)模式下可達(dá) 100kbit/s 快速模式下可達(dá) 400kbit/s 高速模式下可達(dá)4mbit/s 。(5) 片上的濾波器可以濾去總線數(shù)據(jù)線上的毛刺波保證數(shù)據(jù)完整。(6) 連接到相同總線的ic 數(shù)量只受到總線的最大電容400pf 限制。iic 協(xié)議總線信

23、號(hào)時(shí)序（1）數(shù)據(jù)的有效性sda 線上的數(shù)據(jù)必須在時(shí)鐘的高電平周期保持穩(wěn)定數(shù)據(jù)線的高或低電平狀態(tài)只有在 scl 線的時(shí)鐘信號(hào)是低電平時(shí)才能改變。如圖2.2 iic 總線的位傳輸所示。圖3-3 iic總線的為傳輸（2）起始和停止條件在 iic 總線中 唯一出現(xiàn)的是被定義為起始(s)和停止(p )條件（見圖2.3）的情況。其中一種情況是在 scl 線是高電平時(shí)，sda 線從高電平向低電平切換，這個(gè)情況表示起始條件。當(dāng) scl 是高電平時(shí) sda 線由低電平向高電平切換表示停止條件。起始和停止條件一般由主機(jī)產(chǎn)生，總線在起始條件后被認(rèn)為處于忙的狀態(tài)。在停止條件的某段時(shí)間后，總線被認(rèn)為再次處于空閑狀態(tài)。如

24、果產(chǎn)生重復(fù)起始(sr)條件而不產(chǎn)生停止條件，總線會(huì)一直處于忙的狀態(tài)，此時(shí)的起始條件(s)和重復(fù)起始(sr)條件在功能上是一樣的。因此在本文檔的剩余部分，符號(hào)(s)將作為一個(gè)通用的術(shù)語既表示起始條件又表示重復(fù)起始條件，除非有特別聲明的(sr)。如果連接到總線的器件合并了必要的接口硬件，那么用它們檢測(cè)起始和停止條件十分簡便。但是，沒有這種接口的微控制器在每個(gè)時(shí)鐘周期至少要采樣 sda 線兩次來判別有沒有發(fā)生電平切換。圖3-4起始和停止條件（3）總線空閑狀態(tài)sda 和scl 兩條信號(hào)線都處于高電平，即總線上所有的器件都釋放總線，兩條信號(hào)線各自的上拉電阻把電平拉高。（4）數(shù)據(jù)傳輸與應(yīng)答信號(hào)ack發(fā)送到

25、sda 線上的數(shù)據(jù)必須是8 位的。每次傳輸可以發(fā)送的數(shù)據(jù)不受限制。每個(gè)字節(jié)后必須在時(shí)鐘的第9 個(gè)脈沖期間釋放數(shù)據(jù)總線（sda 為高），由接收器發(fā)送一個(gè)ack(把數(shù)據(jù)總線的電平拉低)來表示數(shù)據(jù)成功接收。如圖2.4 iic 總線響應(yīng)。圖3-5 iic總線響應(yīng) 首先傳輸?shù)氖菙?shù)據(jù)的最高位（msb）。如果從機(jī)要完成一些其他功能后（例如一個(gè)內(nèi)部中斷服務(wù)程序）才能接收或發(fā)送下一個(gè)完整的數(shù)據(jù)字節(jié)，可以使時(shí)鐘scl 保持低電平迫使主機(jī)進(jìn)入等待狀態(tài)。當(dāng)從機(jī)準(zhǔn)備好接收下一個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)并釋放時(shí)鐘線scl 后，數(shù)據(jù)傳輸繼續(xù)。如圖2.5 iic 總線數(shù)據(jù)傳輸所示。圖3-6 iic總線數(shù)據(jù)傳輸iic 總線器件尋址方式iic

26、總線上的器件是共用總線的，因此，主器件在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸前要選擇通信的從器件，即進(jìn)行總線尋址。總線上的所有器件都有唯一的地址，由器件地址和引腳地址兩部分構(gòu)成，共7 位。引腳地址由iic 總線外圍器件的地址引腳（a2、a1、a0）決定的。數(shù)據(jù)的傳輸遵循如圖2.6 完整的數(shù)據(jù)傳送所示，在起始條件之后，發(fā)送一個(gè)7 位的從機(jī)地址，緊接著第8 位是數(shù)據(jù)方向（r/ w），0-表示發(fā)送數(shù)據(jù)（寫），1-表示接收數(shù)據(jù)（讀）。數(shù)據(jù)傳輸一般由主機(jī)產(chǎn)生的停止位（p）終止。但是如果主機(jī)仍希望在總線上通訊，它可以產(chǎn)生重復(fù)起始條件（sr），和尋址另一個(gè)從機(jī)，而不是首先產(chǎn)生一個(gè)停止條件。在這種傳輸中，可能有不同的讀/寫格式結(jié)合。

27、如圖2.6 iic 總線完整的數(shù)據(jù)傳輸。圖3-7 iic總線的數(shù)據(jù)傳輸4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)4.1 proteus軟件環(huán)境介紹本系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)首先是在proteus軟件環(huán)境中仿真實(shí)現(xiàn)的。proteus軟件是來自英國labcenter electronics公司的eda工具軟件，proteus軟件有十多年的歷史，在全球廣泛使用，除了具有和其它eda工具一樣的原理布圖、pcb自動(dòng)或人工布線及電路仿真的功能外，其革命性的功能是，它的電路仿真是互動(dòng)的。針對(duì)微處理器的應(yīng)用，還可以直接在基于原理圖的虛擬原型上編程，并實(shí)現(xiàn)軟件源碼級(jí)的實(shí)時(shí)調(diào)試。如果有顯示及輸出，配合系統(tǒng)配置的虛擬儀器如示波器、邏輯分析儀等，還能看

28、到運(yùn)行后輸入輸出的效果。proteus建立了完備的電子設(shè)計(jì)開發(fā)環(huán)境，尤其重要的是proteus lite可以完全免費(fèi)，也可以花微不足道的費(fèi)用注冊(cè)達(dá)到更好的效果2。proteus是目前最好的模擬單片機(jī)外圍器件的工具?？梢苑抡?1系列、avr、pic等常用的mcu及其外圍電路（如lcd，ram，rom，鍵盤，馬達(dá)，led，ad/da，部分spi器件，部分iic器件.）。其實(shí)proteus 與 multisim比較類似，只不過它可以仿真mcu，當(dāng)然，軟件仿真精度有限，而且不可能所有的器件都找得到相應(yīng)的仿真模型，用開發(fā)板和仿真器當(dāng)然是最好選擇，可是初學(xué)者擁有它們的可能性比較小。當(dāng)然，硬件實(shí)踐還是必不可

29、少的。在沒有硬件的情況下，proteus能像pspice 仿真模擬/數(shù)字電路那樣仿真mcu及外圍電路。另外，即使有硬件，在程序編寫早期用軟件仿真一下也是很有必要的。proteus軟件主要具有以下幾個(gè)方面的特點(diǎn)：1、設(shè)計(jì)和仿真軟件proteus 是一個(gè)很有用的工具，它可以幫助學(xué)生和專業(yè)人士提高他們的模擬和數(shù)字電路的設(shè)計(jì)能力。2、它允許對(duì)電路設(shè)計(jì)采用圖形環(huán)境，在這種環(huán)境中，可以使用一個(gè)特定符號(hào)來代替元器件，并完成不會(huì)對(duì)真實(shí)電路造成任何損害的電路仿真操作。3、它可以仿真儀表以及可描述在仿真過程中所獲得的信號(hào)的圖表。4、它可以仿真目前流行的單片機(jī)，如pics, atmel-avr, motorola,

30、 8051 等。5、在設(shè)計(jì)綜合性方案中,還可以利用ares開發(fā)印制電路板。4.2 protel軟件環(huán)境介紹protel印制板設(shè)計(jì)軟件包是澳大利亞protel technology公司與1990年推出的電子cad產(chǎn)品，具有方便、易學(xué)、實(shí)用、快速以及高速度、高步通率的特點(diǎn)。它采用了分層次下拉窗口菜單結(jié)構(gòu)形式，用戶基本上不需要記背太多的鍵盤命令，用鼠標(biāo)點(diǎn)擊菜單命令就能操作，protel有著很高的自動(dòng)布線布通率。布通率是電子產(chǎn)cad產(chǎn)品的一項(xiàng)重要指標(biāo)，它反映電子元件在電路圖中連接關(guān)系有多少能在印刷版圖中實(shí)現(xiàn)。在設(shè)計(jì)常用的單、雙面印制板時(shí)只要選擇適當(dāng)?shù)脑季趾筒季€策略方法，protel就可以輕易的達(dá)到

31、98%-100%的布通率。對(duì)于極少數(shù)不能布通的定方，protel可以用飛線指示出來，引導(dǎo)用戶用手工方法連通。另外，protel有強(qiáng)大的宏命令設(shè)置功能，利用宏命令功能多定義的熱鍵可以大大提高操作速度1。 protel對(duì)微機(jī)的軟硬件配置要求很低：cpu在8088以上，dos2.0以上版本，內(nèi)存640kb以上，雙軟件（或一個(gè)軟件一個(gè)硬盤），單色顯示器（多層板設(shè)計(jì)時(shí)最好用彩色），各種兼容打印機(jī)。也能在windows9x平臺(tái)的模擬dos下運(yùn)行。protel已成為印制板設(shè)計(jì)加工方面的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。據(jù)初步統(tǒng)計(jì)protel在cad的市場(chǎng)占有率達(dá) 95%，成為電子產(chǎn)品制造業(yè)界的首選cad軟件。4.3系統(tǒng)軟件分析 任

32、何一個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)，它們都有著自己的硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)，少了任何一個(gè)部分都不可能稱之為一個(gè)完整的應(yīng)用系統(tǒng)，它們之間是相互依存的一個(gè)整體，硬件系統(tǒng)是軟件系統(tǒng)的一個(gè)基礎(chǔ)和前提，為軟件系統(tǒng)提供了一個(gè)操作平臺(tái)；而軟件系統(tǒng)是硬件系統(tǒng)的靈魂，它對(duì)硬件系統(tǒng)起到擴(kuò)充和完善的作用?？上攵浖到y(tǒng)與硬件系統(tǒng)同等重要，下面為系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)過程：4.4 程序流程圖本課題的程序設(shè)計(jì)是在c 語言的基礎(chǔ)之上的，可分為兩大模塊，分別是：（1）iic 協(xié)議；（2）lcd 顯示。程序總體框圖如圖3.1 所示：圖4-1 總程序框圖led 顯示程序框圖如圖4.2 所示：圖4-2 led顯示程序框圖5 系統(tǒng)調(diào)試過程通過上面的硬件設(shè)計(jì)和軟件

33、設(shè)計(jì)過程，設(shè)計(jì)的工作已經(jīng)基本完成，接下來的工作就是對(duì)所設(shè)計(jì)好的應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試。通過調(diào)試可以檢查出系統(tǒng)出現(xiàn)的一些錯(cuò)誤，從而進(jìn)行下一步的修改。（1）在protel 99 se中，對(duì)硬件電路圖進(jìn)行erc電氣規(guī)則檢查。 本課題的程序設(shè)計(jì)是在c 語言的基礎(chǔ)之上的，可分為兩大模塊，分別是：（1）iic 協(xié)議；（2）led 顯示。程序總體框圖如圖3.1 所示：圖5-1 總程序框圖led 顯示程序框圖如圖5.2 所示：圖5-2 led顯示程序框圖總 結(jié)通過本次課程設(shè)計(jì)，我protel的原理及其應(yīng)用，能夠初步使用led 顯示字符等。本課題的程序設(shè)計(jì)是基于c語言的，c 語言具有方便，快速，高效。當(dāng)然本設(shè)計(jì)也存在

34、不足之處，由于led 用的矩陣，能顯示漢字和圖片，也了解了74ls273的功能，也熟悉了c語言的應(yīng)用。通過本次課程設(shè)計(jì)，更加充分讓我感受到平時(shí)對(duì)理論知識(shí)積累的重要性，理論結(jié)合時(shí)間啊，軟件的熟悉就是要多多應(yīng)用，知識(shí)就是要不斷的更新，我又熟悉和掌握了單片機(jī)開發(fā)軟件keil和仿真軟件proteus。致 謝在陳飛老師的指導(dǎo)下，我完成了本次設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)從選題到完成，每一步都是在他的指導(dǎo)下完成的，傾注了老師大量的心血。另外，本設(shè)計(jì)的完成也離不開其他老師和各位同學(xué)給我的建議和幫助，是他們讓我明白了團(tuán)隊(duì)合作的精神。在此，我謹(jǐn)向陳飛老師和幫助過我的老師和同學(xué)們，表示崇高的敬意和衷心的感謝！也同時(shí)感謝自己。參考文

35、獻(xiàn)1protel99se eda 技術(shù)及應(yīng)用徐崢穎編著，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20052單片機(jī)系統(tǒng)的protues設(shè)計(jì)與仿真張靖武編著，北京：電子工業(yè)出版社，20073單片機(jī)原理及接口技術(shù)李朝青編著，北京：北京航空航天大學(xué)出版社，20054mcs-51單片機(jī)應(yīng)用開發(fā)實(shí)用子程序邊春遠(yuǎn)編著，北京：人民郵電出版社，2005 附錄一#include#define uint unsigned int #define uchar unsigned char char code jiu=0xf7,0xf7,0xd7,0xfb,0x37,0xbd,0xf7,0x7e,0x00,0x80,0x77,0xfe,0

36、x91,0xbd,0x77,0xb9,0x9f,0xdf,0x20,0xdf,0xf5,0xec,0xf7,0xf3,0x77,0xcc,0x87,0x3f,0xf7,0xbf,0xff,0xff;/*救,0*/char code ming=0xbf,0xff,0xbf,0xff,0x5f,0xc0,0x6f,0xf7,0x57,0xf7,0x5b,0xf7,0x5d,0xe0,0xde,0xff,0x5d,0x00,0x5b,0xff,0x57,0xef,0x6f,0xcf,0x4f,0xe0,0x9f,0xff,0xdf,0xff,0xff,0xff;/*命,1*/sbit an_jian =p32;/=0時(shí)為按下，報(bào)警；=1時(shí)取消報(bào)警sbit fa_guang =p36;/=0時(shí)發(fā)光 sbit feng_ming_qi =p37;/=0時(shí)響sbit pian_xuan =p30;/=0片選選中sbit wei_xuan =p31;/=0位選選中void inittim