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 <reg52.h>

#include "i2c.h"

#include "delay.h"

#include "display.h"

#include <uart.h>

#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<delay.h>

//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<display.h>

#include<delay.h>

#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<reg52.h>

#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 <i2c.h>

#include <delay.h>

#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<<BitCnt)&0x80)   //把c左移7位，但c本身的值是不会变的

        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<no;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<no-1;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 <reg52.h>          //头文件的包含

#include <intrins.h>

#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 <reg52.h> //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 <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)// \0 表示字符串结束标志，通过检测是否字符串末尾

  {

  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);

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