【正文】 工作原理 3第三章 硬件電路方案設(shè)計(jì) 4 主機(jī)控制模塊 4 數(shù)據(jù)顯示模塊 5 模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊 6 鍵盤(pán)輸入模塊 7 通信模塊 8 RS485通信協(xié)議 8 RS485通信格式 9 10 單片機(jī)最小系統(tǒng) 10 顯示模塊 11第四章 軟件設(shè)計(jì) 12 通信協(xié)議 12 串行通信協(xié)議的比較——RS232 RS422 RS485 12 通信過(guò)程 14 主機(jī)程序 14 主程序流程圖 14 矩陣鍵盤(pán)輸入子程序 15 數(shù)碼管顯示子程序 16 傳輸模塊子程序 17 從機(jī)程序 17 17 接收并顯示子程序 18第五章 實(shí)驗(yàn)調(diào)試和測(cè)試結(jié)果與分析 19第六章 結(jié)論 20第七章 參考文獻(xiàn) 21附錄一 電路圖 22附錄二 程序代碼 23前言單片機(jī)是一種集成電路芯片，是采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器CPU、隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM、只讀存儲(chǔ)器ROM、多種I/O口和中斷系統(tǒng)、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器等功能（可能還包括顯示驅(qū)動(dòng)電路、脈寬調(diào)制電路、模擬多路轉(zhuǎn)換器、A/D轉(zhuǎn)換器等電路）集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個(gè)小而完善的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。摘要串口通信是一種廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域的通信方式，在遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸和控制系統(tǒng)中，可以根據(jù)RS485協(xié)議實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳輸。4提高要求：通過(guò)鍵盤(pán)實(shí)現(xiàn)循環(huán)工作模式、指定從機(jī)這2種工作方式的切換。進(jìn)度安排 16周：查找資料，進(jìn)行系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)、軟件方案設(shè)計(jì)； 17周：硬件制作、軟件的分模塊調(diào)試； 19周：系統(tǒng)聯(lián)調(diào)； 19周：設(shè)計(jì)結(jié)果驗(yàn)收，報(bào)告初稿的撰寫(xiě)。此次課設(shè)即利用MAX485芯片實(shí)現(xiàn)半雙工串行通信的雙向通信系統(tǒng)。而在以單片機(jī)為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)采集和實(shí)時(shí)控制中，通過(guò)計(jì)算機(jī)中的RS232接口進(jìn)行計(jì)算機(jī)與單片機(jī)之間的命令和數(shù)據(jù)傳送，就可以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制。最小接收器輸入阻抗為12KΩ，（最小值）、5V（最大值）。其系統(tǒng)框圖如下： 通信從機(jī) 通信主機(jī) 數(shù)據(jù)顯示 數(shù)據(jù)顯示通信模塊數(shù)據(jù)輸入數(shù)模轉(zhuǎn)換鍵盤(pán) 系統(tǒng)框圖在本系統(tǒng)中，通信主機(jī)是核心部分，主要完成對(duì)數(shù)據(jù)的處理、操作和運(yùn)算；數(shù)據(jù)輸入模塊主要完成數(shù)據(jù)的輸入，所有人機(jī)交換的數(shù)據(jù)都從該模塊中輸入；數(shù)據(jù)顯示模塊完成了通信雙方的數(shù)據(jù)顯示；通信模塊即完成數(shù)據(jù)的接受和發(fā)送，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)距離傳輸。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MCS51指令集和輸出管腳相兼容。具有5個(gè)中斷源，2級(jí)中斷優(yōu)先權(quán)。P1口、P2口、P3口、P4口為4個(gè)并行8位I/O口。由于集成度的限制，最小應(yīng)用系統(tǒng)只能用作一些小型的控制單元。 數(shù)據(jù)顯示模塊本次課設(shè)采用八段共陰極數(shù)碼管顯示，利用51單片機(jī)程序來(lái)控制數(shù)碼管的顯示。CH0 模擬輸入通道0，或作為IN+/使用。DO 數(shù)據(jù)信號(hào)輸出，轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)輸出。 通信模塊 通信模塊MAX485接口芯片是Maxim公司的一種RS485芯片。它完成將TTL電平轉(zhuǎn)換為RS－485電平的功能。只需要一個(gè)信號(hào)控制MAX485的接收和發(fā)送即可。在任意時(shí)刻只允許一臺(tái)單機(jī)處于發(fā)送狀態(tài)。要做到總線上的設(shè)備在時(shí)序上的嚴(yán)格配合，必須要遵從以下幾項(xiàng)原則；1) 復(fù)位時(shí)，主從機(jī)都應(yīng)該處于接收狀態(tài)。在上電復(fù)位時(shí)，由于硬件電路穩(wěn)定需要一定的時(shí)間，并且單片機(jī)各端口復(fù)位后處于高電平狀態(tài)，這樣就會(huì)使總線上各個(gè)分機(jī)處于發(fā)送狀態(tài)，加上上電時(shí)各電路的不穩(wěn)定，可能向總線發(fā)送信息。在RS－232，RS－422等全雙工通訊過(guò)程中，發(fā)送和接收信號(hào)分別在不同的物理鏈路上傳輸，發(fā)送端始終為發(fā)送端，接收端始終為接收端，不存在發(fā)送、接收控制信號(hào)切換問(wèn)題。 RS485通信格式RSS485協(xié)議的信息格式如下：(1) 編碼格式；二進(jìn)制代碼。(5)主機(jī)詢問(wèn)的一般格式如下：從機(jī)地址碼命令碼 數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)數(shù)據(jù) 校驗(yàn)和 主機(jī)詢問(wèn)的一般格式(6)從機(jī)應(yīng)答的一般格式如下：返回地址碼命令碼 數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)數(shù)據(jù)校驗(yàn)和 從機(jī)應(yīng)答的一般格式按照要求，只需要實(shí)現(xiàn)雙機(jī)通信即可，并無(wú)要求主從機(jī)特定地位，但是原理是相同的。單片機(jī)復(fù)位電路原理是在單片機(jī)的復(fù)位引腳RST上外接電阻和電容，實(shí)現(xiàn)上電復(fù)位。 顯示模塊從機(jī)的顯示模塊與主機(jī)原理一致，這里就不再次敘述。視頻服務(wù)器除提供各種控制硬件接口外，還提供協(xié)議接口，如RS422接口除支持RS422的Profile協(xié)議外，還支持RS23RS422與RS485都是串行數(shù)據(jù)接口標(biāo)準(zhǔn)，都是由電子工業(yè)協(xié)會(huì)（EIA）制訂并發(fā)布的，RS232在1962年發(fā)布。RS232串行接口標(biāo)準(zhǔn)RS232被定義為一種在低速率串行通訊中增加通訊距離的單端標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)無(wú)數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，線上為T(mén)TL，從開(kāi)始傳送數(shù)據(jù)到結(jié)束，線上電平從TTL電平到RS232電平再返回TTL電平。所以RS232適合本地設(shè)備之間的通信。 RS422與RS485串行接口標(biāo)準(zhǔn)“使能”端是用于控制發(fā)送驅(qū)動(dòng)器與傳輸線的切斷與連接。即一個(gè)主設(shè)備（Master），其余為從設(shè)備（Salve），從設(shè)備之間不能通信，所以RS422支持點(diǎn)對(duì)多的雙向通信。只有在很短的距離下才能獲得最高速率傳輸。終接電阻接在傳輸電纜的最遠(yuǎn)端。RS485總線，在要求通信距離為幾十米到上千米時(shí)，廣泛采用RS485可以聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成分布式系統(tǒng)，其允許最多并聯(lián)32臺(tái)驅(qū)動(dòng)器和32臺(tái)接收器。RS485與RS422一樣，其最大傳輸距離約為1219米，最大傳輸速率為10Mbps。 通信過(guò)程一次完整的通信過(guò)程分為3個(gè)階段：發(fā)送機(jī)處理輸入數(shù)據(jù)、通信和接收機(jī)顯示輸入數(shù)據(jù)。系統(tǒng)初始化：系統(tǒng)初始化包括串口初始化和顯示模塊初始化。送顯數(shù)據(jù)：所發(fā)送的數(shù)據(jù)通過(guò)處理之后再發(fā)送給從機(jī)并顯示。確定了之后，用比較方便傳輸?shù)?6進(jìn)制的數(shù)值來(lái)代替。 開(kāi)始中斷標(biāo)志位RI=0? N 打開(kāi)接受 Y讀緩存區(qū)的值 調(diào)用顯示子程序 返回 接收部分流程圖第五章 實(shí)驗(yàn)調(diào)試和測(cè)試結(jié)果與分析先利用Proteus進(jìn)行仿真，看能否滿足要求，若滿足要求后，再將寫(xiě)好的主機(jī)程序和從機(jī)程序分別燒錄進(jìn)兩個(gè)單片機(jī)里，、再接上數(shù)據(jù)輸入輸出兩根導(dǎo)線，打開(kāi)電源之后，兩個(gè)單片機(jī)的數(shù)碼管顯示模塊都處于顯示的狀態(tài)；將采集電壓開(kāi)關(guān)閉合，按下其中任意一個(gè)鍵時(shí)，在釋放的瞬間兩個(gè)單片機(jī)的數(shù)碼管顯示模塊都全部顯示了矩陣鍵盤(pán)輸入的鍵值，而改變滑動(dòng)電阻器的阻值時(shí)，數(shù)碼管顯示模塊的數(shù)值并不發(fā)生變化；當(dāng)采集電壓開(kāi)關(guān)關(guān)閉時(shí)，改變滑動(dòng)電阻器的阻值，兩個(gè)單片機(jī)的數(shù)碼管顯示模塊都全部顯示了滑動(dòng)變阻器輸入的阻值所對(duì)應(yīng)的數(shù)值，但是按下任意矩陣鍵盤(pán)的鍵值，數(shù)碼管的顯示模塊的數(shù)值不改變，證明串行通信成功。采用主從式，即在數(shù)個(gè)單片機(jī)中，有一個(gè)是主機(jī)，其余的是從機(jī)，從機(jī)要服從主機(jī)的調(diào)度、支配。這就要求我們充分利用所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行思考、借鑒。這樣才能對(duì)試驗(yàn)中出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行分析和解決。第七章 參考文獻(xiàn)[1] 譚浩強(qiáng). ：清華大學(xué)出版社，2009.[2] 、：國(guó)防工業(yè)出版社，2011.[3] [M].高等教育出版社，2008.[4] ,2011.[5] 張涵芳，[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，1991.附錄一 電路圖附錄二 程序代碼主機(jī)程序/*函數(shù)功能:AD轉(zhuǎn)換子程序入口參數(shù):CH出口參數(shù):dat*/includeincludedefine uchar u