【正文】 。發(fā)送器通過(guò)發(fā)送起始位開始一幀字符的傳送。 （2） 數(shù)據(jù)位：起始位之后傳送數(shù)據(jù)位。數(shù)據(jù)位中低位在前，高位在后。數(shù)據(jù)位可以是8位。 （3） 奇偶校驗(yàn)位：奇偶校驗(yàn)位實(shí)際上是傳送的附加位，若該位用于奇偶校驗(yàn)，可校檢串行傳送的正確性。奇偶校驗(yàn)位的設(shè)置與否及校驗(yàn)方式（奇校驗(yàn)還是偶校驗(yàn)）由用戶需要確定。 （4） 停止位：用邏輯1（mark）表示。停止位標(biāo)志一個(gè)字符傳送的結(jié)束。停止位可以是u MCS51單片機(jī)的串行接口MCS51單片機(jī)串行口寄存器結(jié)構(gòu)如5圖所示。SBUF為串行口的收發(fā)緩沖器，它是一個(gè)可尋址的專用寄存器，其中包含了接收器和發(fā)送器寄存器，可以實(shí)現(xiàn)全雙工通信。但這兩個(gè)寄存器具有同一地址（99H）。MCS51的串行數(shù)據(jù)傳輸很簡(jiǎn)單，只要向發(fā)送緩沖器寫入數(shù)據(jù)即可發(fā)送數(shù)據(jù)，而從接收緩沖器讀出數(shù)據(jù)即可接收數(shù)據(jù)。圖5 MCS51單片機(jī)串行口寄存器結(jié)構(gòu)圖u 串行通信標(biāo)準(zhǔn)RS232和RS485是兩種典型的串行通信標(biāo)準(zhǔn)，兩種標(biāo)準(zhǔn)的主要區(qū)別有： （1）傳輸距離。RS485傳輸距離要比RS232大很多。 （2）接口電平。RS485的接口電平比RS232電平降低了。 （3）傳輸速率。RS485最高傳輸速率可達(dá)到10Mbps。圖6 RS485原理及實(shí)物圖對(duì)于軟件編程方面， RS485和RS232完全一致，但是由于485數(shù)據(jù)傳輸為差分方式，需要同樣具有485接口的硬件，才能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)收發(fā)，所以在本系統(tǒng)中選用操作起來(lái)相對(duì)簡(jiǎn)單的RS232。u RS232硬件電路51單片機(jī)有一個(gè)以上全雙工的串行通訊口，所以單片機(jī)和計(jì)算機(jī)之間可以方便地進(jìn)行串口通訊。進(jìn)行串行通訊時(shí)要滿足一定的條件，兩者之間必須有一個(gè)電平轉(zhuǎn)換電路，本系統(tǒng)采用了專用芯片MAX3232進(jìn)行轉(zhuǎn)換。MAX232芯片是美信公司專門為電腦的RS232標(biāo)準(zhǔn)串口設(shè)計(jì)的單電源電平轉(zhuǎn)換芯片,使用+5v單電源供電。主要特點(diǎn)有：（1）符合所有的RS232C技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（2）只需要單一 +5V電源供電 （3）片載電荷泵具有升壓、電壓極性反轉(zhuǎn)能力，能夠產(chǎn)生+10V和10V電壓V+、V （4）功耗低，典型供電電流5mA （5）內(nèi)部集成2個(gè)RS232C驅(qū)動(dòng)器 （6）內(nèi)部集成2個(gè)RS232C接收器[9]圖7 MAX3232的原理圖本系統(tǒng)采用了三線制連接串口，也就是說(shuō)計(jì)算機(jī)的9針串口只連接其中的3根線：第5腳的GND、第2腳的RXD、第3腳的TXD，這是最簡(jiǎn)單的連接方法，但是對(duì)本系統(tǒng)來(lái)說(shuō)已經(jīng)足夠了。電路如圖8所示。圖8 串口原理圖圖9 串口模塊實(shí)物圖 核心板模塊圖10 核心板結(jié)構(gòu)圖u 功能描述：（1）51核心板支持DIP40封裝的STC系列單片機(jī)、AT89S5X系列單片機(jī)。 （2）帶USB轉(zhuǎn)串口模塊，能為STC系列單片機(jī)編程，能與PC機(jī)進(jìn)行串口通信。 （3）通過(guò)P0口的“5V”管腳供電（作為主板的核心板使用時(shí)），無(wú)需重復(fù)在核心板上對(duì)USB供電。 （4）提供ISP 下載接口，為AT89S5X系列單片機(jī)編程。圖11 核心板電路原理圖 LED模塊 LED（Light Emitting Diode），發(fā)光二極管，是一種固態(tài)的半導(dǎo)體器件，它可以直接把電轉(zhuǎn)化為光。LED的心臟是一個(gè)半導(dǎo)體的晶片，晶片的一端附在一個(gè)支架上，是負(fù)極，另一端連接電源的正極，使整個(gè)晶片被環(huán)氧樹脂封裝起來(lái)。半導(dǎo)體晶片由兩部分組成，一部分是P型半導(dǎo)體，在它里面空穴占主導(dǎo)地位，另一端是N型半導(dǎo)體，在這邊主要是電子，但這兩種半導(dǎo)體連接起來(lái)的時(shí)候，它們之間就形成一個(gè)“PN結(jié)”。當(dāng)電流通過(guò)導(dǎo)線作用于這個(gè)晶片的時(shí)候，電子就會(huì)被推向P區(qū)，在P區(qū)里電子跟空穴復(fù)合，然后就會(huì)以光子的形式發(fā)出能量，這就是LED發(fā)光的原理。而光的波長(zhǎng)也就是光的顏色，是由形成PN結(jié)的材料決定的。LED的特點(diǎn)非常明顯，壽命長(zhǎng)、光效高、無(wú)輻射與低功耗。 LED耗電非常低。工作電流是2mA30mA。對(duì)于貼片LED，參考?jí)航等缦拢海?，而壓降是通過(guò)電阻獲得的，電阻大小由圖12中的公式來(lái)決定。圖12 LED電阻計(jì)算公式圖13 LED模塊電路原理圖 根據(jù)原理圖分析可知，當(dāng)由IO 口控制的J13被置低（即連接到LED負(fù)極）時(shí)，發(fā)光二極管導(dǎo)通，被點(diǎn)亮。 蜂鳴器模塊 蜂鳴器是一種一體化結(jié)構(gòu)的電子訊響器，廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、報(bào)警器、電話機(jī)等電子產(chǎn)品中，作發(fā)聲器件。蜂鳴器發(fā)聲原理是電流通過(guò)電磁線圈，使電磁線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)來(lái)驅(qū)動(dòng)振動(dòng)膜震動(dòng)發(fā)聲的，因此需要一定的電流才能驅(qū)動(dòng)它。單片機(jī)IO 引腳輸出的電流較小，單片機(jī)輸出的TTL電平基本上驅(qū)動(dòng)不了蜂鳴器，因此需要增加一個(gè)電流放大的電路，圖14為蜂鳴器驅(qū)動(dòng)電路，使用的是ULN2003芯片來(lái)放大電流，驅(qū)動(dòng)蜂鳴器。 圖14 蜂鳴器驅(qū)動(dòng)電路圖15 ULN2003內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖16 ULN2003等效電路如圖14所示，蜂鳴器的正極接到VCC電源上面，蜂鳴器的負(fù)極接到圖16等效電路的OUTPUT端，單片機(jī)IO 通過(guò)控制圖16電路的INPUT 端，當(dāng)IO 輸出低電平時(shí)，三極管截止，沒有電流流過(guò)線圈，蜂鳴器不發(fā)聲；當(dāng)IO 輸出高電平時(shí)，三極管導(dǎo)通，這樣蜂鳴器的電流形成回路，發(fā)出聲音。因此，我們可以通過(guò)程序控制INPUT的電平來(lái)使蜂鳴器發(fā)出聲音和關(guān)閉。 程序中改變單片機(jī)的輸出波形的頻率，就可以調(diào)整控制蜂鳴器音調(diào)。另外，改變IO 口輸出電平的高低電平占空比，則可以控制蜂鳴器的聲音大小。 步進(jìn)電機(jī)模塊 步進(jìn)電機(jī)是數(shù)字控制電機(jī)，它將脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變成角位移，即給一個(gè)脈沖信號(hào)，步進(jìn)電機(jī)就轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度，電機(jī)的總轉(zhuǎn)動(dòng)角度由輸入脈沖數(shù)決定，而電機(jī)的轉(zhuǎn)速由脈沖信號(hào)頻率決定,因此非常適合于單片機(jī)控制。 單片機(jī)上設(shè)計(jì)的步進(jìn)電機(jī)是減速比1/64的5線4相電機(jī)，采用單極性直流電源供電。只要對(duì)步進(jìn)電機(jī)的各相繞組按合適的時(shí)序通電，就能使步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)轉(zhuǎn)動(dòng)。圖17是該四相反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)工作原理示意圖。圖17 四相步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)示意圖 開始時(shí)，開關(guān)SB接通電源，SA、SC、SD斷開，B相磁極和轉(zhuǎn)子0、3號(hào)齒對(duì)齊，同時(shí)，轉(zhuǎn)子的4號(hào)齒就和C、D相繞組磁極產(chǎn)生錯(cuò)齒，5號(hào)齒就和D、A相繞組磁極產(chǎn)生錯(cuò)齒。 當(dāng)開關(guān)SC接通電源，SB、SA、SD斷開時(shí)，由于C相繞組的磁力線和4號(hào)齒之間磁力線的作用，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，4號(hào)齒和C相繞組的磁極對(duì)齊。而0、3號(hào)齒和A、B相繞組產(chǎn)生錯(cuò)齒，5號(hào)齒就和A、D相繞組磁極產(chǎn)生錯(cuò)齒。依次類推，A、B、C、D四相繞組輪流供電，則轉(zhuǎn)子會(huì)沿著A、B、C、D方向轉(zhuǎn)動(dòng)。 四相步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)方式可以采用雙四拍(AB→BC→CD→DA→AB)方式，也可以采用單四拍(A→B→C→D→A)方式，或單、雙八拍(A→AB→B→BC→C→CD→D→DA→A)方式。單四拍、雙四拍與八拍工作方式的電源通電時(shí)序與波形分別如圖18中a、b、c所示：圖18 步進(jìn)電機(jī)工作時(shí)序波形圖圖19 步進(jìn)電機(jī)電路原理圖 LCD模塊 LED 數(shù)碼管顯示器內(nèi)部由七個(gè)條形發(fā)光二極管和一個(gè)小圓點(diǎn)發(fā)光二極管組成，每個(gè)發(fā)光二極管稱為一個(gè)字段，因而它的控制原理和發(fā)光二極管的控制原理是相同的。根據(jù)各管的接線形式，它可分為兩種，一是共陽(yáng)極（發(fā)光二極管的陽(yáng)極都接在一個(gè)公共點(diǎn)上），如圖20，另一是共陰極（發(fā)光二極管的陰極都接在一個(gè)公共點(diǎn)上），如圖21。給LED 數(shù)碼管的七個(gè)條形發(fā)光二極管加不同的電平，二極管顯示不同亮滅的組合就可以形成不同的字形，這種組合稱之為字形碼。下面以1為高電平，0 為低電平，給出字形碼表，見圖22。圖20 共陽(yáng)極電路圖圖21 共陰極電路圖圖22 字形碼表圖23 LCD電路原理圖 原理圖23中用到兩片74HC573，一片用于位選，選擇8位共陰數(shù)碼管中的某位或某幾位，另一片74HC573用于段選，輸入以上表格中的編碼來(lái)控制要顯示的內(nèi)容。舉個(gè)例子，如果我們要使數(shù)碼管的最低位顯示“A”，那么，首先通過(guò)控制DS1，選中位選控制的74HC573，控制DSD7為“0”（共陰，如果是共陽(yáng)的數(shù)碼管就置“1”），然后通過(guò)控制 DS2，選中段選選控制的74HC573，在DSD0~DSD7輸入0x77，即可實(shí)現(xiàn)“A”在第3位顯示。圖24 LCD實(shí)物圖 熱敏amp。光敏傳感器模塊u 熱敏傳感器熱敏電阻器是敏感元件的一類，按照溫度系數(shù)不同分為正溫度系數(shù)熱敏電阻器（PTC）和負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器（NTC）[10]。熱敏電阻器的典型特點(diǎn)是對(duì)溫度敏感，不同的溫度下表現(xiàn)出不同的電阻值。正溫度系數(shù)熱敏電阻器（PTC）在溫度越高時(shí)電阻值越大，負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器（NTC）在溫度越高時(shí)電阻值越低，它們同屬于半導(dǎo)體器件。NTC熱敏電阻與普通電阻不同，它具有負(fù)的電阻溫度特性，當(dāng)溫度升高時(shí)，電阻值減少，其特性曲線如圖25所示。圖25 熱敏電阻特性曲線