【正文】 L 設(shè)定。復(fù)位源有效時 I/O 端口立即復(fù)位 遼寧科技大學(xué)信息技術(shù)學(xué)院 19 19 為初始值。 當使用外部晶體時，針對不同的晶振頻率，熔絲位有不同的設(shè)置規(guī)則，如 表 32 所示： 表 32 外部 晶振 時 熔絲設(shè)置 熔絲位 工作頻率范圍/MHZ C C2 容量 /PF 適用晶體 CKOPT CKSEL[31] 1 101 ~ 按生產(chǎn)廠家說明配用 陶瓷晶體 1 110 ~ 12~22 石英晶體 1 111 ~ 12~22 0 101~111 = 12~22 熔絲位 CKSEL0 以及 SUT10 用于選擇啟動時間：晶體振蕩器時鐘選項對應(yīng)的啟動時間： 表 33啟動時間 熔絲位設(shè)置 CKSEL0 SUT10 掉電與節(jié)電模式下的啟動時間 復(fù)位時額外的 延遲時間 (VCC = ) 推薦用法 0 00 258 CK ms 諧振器，電源快速上升 0 01 258 CK 65 ms 諧振器，電源緩慢上升 0 10 1K CK 諧振器 ， BOD 使能 0 11 1K CK ms 諧振器 ， 電源快速上升 1 00 1K CK 65 ms 諧振器，電源緩慢上升 1 01 16K CK 石英 晶體 ， BOD 使能 1 10 16K CK ms 石英 晶體 ， 快速上升 1 11 16K CK 65 ms 石英 晶體 ， 慢速上升 系統(tǒng)復(fù)位 復(fù)位時所有的 I/O寄存器都被設(shè)置為初始值，程序從復(fù)位向量處開始執(zhí)行。這樣可以在 ADC 工作的時候停止 CPU和 I/O時鐘以降低數(shù)字電路產(chǎn)生的噪聲，從而提高 ADC 轉(zhuǎn)換精度。 I/O時鐘還用于外部中斷模塊。 遼寧科技大學(xué)信息技術(shù)學(xué)院 17 17 ATmega8 具有一整套的編程與系統(tǒng)開發(fā)工具，包括： C 語言編譯器、宏匯編、程序調(diào)試器 / 軟件仿真器、仿真器及評估板。片內(nèi)ISP Flash 允許程序存儲器通過 ISP 串行接口，或者通用編程器進行編程，也可以通過運行于 AVR 內(nèi)核之中的引導(dǎo)程序進行編程。這種結(jié)構(gòu)大大提高了代碼效率，并且具有比普通的 CISC 微控制器最高至 10 倍的數(shù)據(jù)吞吐率。 遼寧科技大學(xué)信息技術(shù)學(xué)院 16 16 第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計 ATmega8 介紹 概述 在本次系統(tǒng)的設(shè)計 中，我們選用了 ATmega8單片機，它 是基于增強的 AVR RISC結(jié)構(gòu)的低功耗 8位 CMOS微控制器。 由于 RS232 接口標準出現(xiàn)較早，難免有不足之處，主要有以下四點： 遼寧科技大學(xué)信息技術(shù)學(xué)院 15 15 ○ 1 、接口的信號 電平值較高，易損壞接口電路的芯片，又因為與 TTL 電平不兼容故需使用電平轉(zhuǎn)換電路方能與 TTL電路連接。 RTS： DTE 請求 DCE 發(fā)送（ Request To Send）。 2個數(shù)據(jù)信號：發(fā)送 TXD；接收 RXD。 上述控制信號線何時有效，何時無效的順序表示了接口信號的傳送過程。 振鈴指示 (RingingRI)—— 當 MODEM 收到交換臺送來的振鈴呼叫信號時，使該信號有效（ ON 狀態(tài)），通知終端，已被呼叫。在全雙工系統(tǒng)中，因配置雙向通道，故不需要 RTS/CTS 聯(lián)絡(luò)信號，使其變高。它用來控制 MODEM 是否要進入發(fā)送狀態(tài)。 數(shù)據(jù)終端準備好 (Data terminal readyDTR)—— 有效時（ ON）狀態(tài)，表明數(shù)據(jù)終端可以使用。目前較為廣泛地使用集成電路轉(zhuǎn)換器件，如MC148 SN75150 芯片可完成 TTL 電平到 EIA 電平的轉(zhuǎn)換，而 MC148 SN75154 可實現(xiàn)EIA電平到 TTL 電平的轉(zhuǎn)換。 (3～ 15)V 之間。 電氣特性 EIARS232C 對電器特性、 邏輯電平 和各種信號線功能都作了規(guī)定。它規(guī)定連接電纜和機械、電氣特性、信號功能及傳送過程。 典型的面向位的同步協(xié)議如 ISO 的高級數(shù)據(jù)鏈路控制規(guī)程 HDLC 和 IBM 的同步數(shù)據(jù)鏈路控制規(guī)程 SDLC。然后是校驗碼。 SOH 為序始字符（ ASCII 碼為 01H），表示標題的開始，標題中包含源地址、目標地址和路由指示等信息。此時，傳輸數(shù)據(jù)的位之間的距離均為“位間隔”的整數(shù)倍，同時傳送的字符間不留間隙，即保持位同步關(guān)系，也保持字符同步關(guān)系。 圖 21 串行和并行通信方 式 圖 22 異步通信方式 同步通信與異步通信 設(shè)備A 設(shè)備A 起始位 數(shù)據(jù)位 較驗位 停止位 停止位 較驗位 數(shù)據(jù)位 起始位 異步方式 設(shè)備A 設(shè)備B N 條數(shù)據(jù)線 應(yīng)答信號 并行通信 設(shè) 備 A 設(shè) 備 B 一條數(shù)據(jù)線 應(yīng)答信號 串行通信 遼寧科技大學(xué)信息技術(shù)學(xué)院 11 11 異步通信是指通信的發(fā)送與接收設(shè)備使用各自的時鐘控制數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收過程。在時間上各位是同時發(fā)送的只是傳輸線路不同而以，并行通信控制簡單、傳輸速度快；由于傳輸線較多，長距離傳送時 ， 成本高且接收方的各位同時接收存在困難。計算機通信是指計算機與外部設(shè)備或計算機與計算機之間的信息交換。 可行性分析 在兩臺設(shè)備的通信過程中，只要保證數(shù)據(jù)接收和發(fā)送雙方線路的正常連接，按照規(guī)定的數(shù)據(jù)格式和傳送方式傳送數(shù)據(jù)，就可以正確的傳輸數(shù)據(jù)，所以只要按照我們上述的思路完成了硬件上和軟件上的工作，該系統(tǒng)就可以正常的工作。 單片機內(nèi)部的程序用 C語言編寫，面向底層，直接讀寫單片機內(nèi)部的控制字和各芯片的控制字，首先初始化各芯片的內(nèi)部控制字，然后在系統(tǒng)的運行過程中， 通過讀取內(nèi)部狀態(tài)控制字的內(nèi)容確定系統(tǒng)的運行狀態(tài)和發(fā)出什么控制信號，最終實現(xiàn)單片機與各芯片、上位機的協(xié)調(diào)運行。 ISP 接口管腳定義主要有： MISO、 VCC、 SCK、MOSI、 RESET、 GND，將 ATMEGA8 單片機上的對應(yīng)管腳與之相連。 MAX232 芯片在整個系統(tǒng)中完成 TTL 電平與 PC機電平的轉(zhuǎn)換工作，芯片外接有泵升電容和穩(wěn)壓電容，保證電平信號轉(zhuǎn)換的可靠性。隨著社會的進步和人們對通信服務(wù)質(zhì)量（ QOS）期望的不斷提高，鐵線已經(jīng)不能滿足現(xiàn)在通信的發(fā)展，早早地退出了歷史的舞臺。 3G是一個技術(shù)平臺，必須有 運營商、內(nèi)容服務(wù)提供商協(xié)同起來，才能共同發(fā)展。為了改善傳輸質(zhì)量、降低差錯率、并使傳輸過程有效地進行，系統(tǒng)根據(jù)不同應(yīng)用要求，規(guī)定了不同類型的具有差錯控制的數(shù)據(jù)鏈路控制規(guī)程，這些規(guī)程有的符合國際標準，有的是國家標準，也有的是公司自己制定的。 單片機抗干擾能力加強，使的它更加適合工業(yè)控制領(lǐng)域，具有更加廣闊的市場前景 。 在線編程目前有兩種不同方式： ISP 方式 。 對于單片機的發(fā)展，從內(nèi)部資源上來說，有些公司生產(chǎn)了更多的內(nèi)部資源非常豐富的單片機，比如 AVR、 PIC 等單片機，這些高級的單片機在生活中的運用更加廣泛，他們更多的集成了一些常用功能，例如數(shù)模轉(zhuǎn)換，串行通信等，這些功能的集成使得在日常生活的運用和設(shè)計中減少了外圍設(shè)備，使整個系統(tǒng)的性能更加可靠 。 單片機是一種能夠?qū)崿F(xiàn)控制技術(shù)相關(guān)理論并對被控對象進行高精確度控制的器件，并且對被控對象的控制過程可通過編程實現(xiàn)，支持高級語言，簡單易用，從而得到了廣泛的應(yīng)用。 通信按照傳統(tǒng)的理解就是信息的傳輸與交換，在當今信息社會，通信則與傳感、計算技術(shù)緊密結(jié)合，成為整個社會的高級“神經(jīng)中樞”。 It is useful to design the system which bine municationtechnology with SCM technology to achieve a process of collect voltage and munication。系統(tǒng)設(shè)計過程中，了解 通信技術(shù)中的相關(guān)通信方式及協(xié)議，用 AVR單片機完成系統(tǒng)功能，分別完成硬件設(shè)計、軟件設(shè)計及系統(tǒng)測試工作，達到對整個通信系統(tǒng)的控制。 在本次系統(tǒng)設(shè)計中，將通信技術(shù)與單片機技術(shù)結(jié)合，完成了一個電壓信號采集及通信過程。 接收到上位機的命令后，從 PC0(ADC0)端口采集電壓信號，完成模數(shù)轉(zhuǎn)換； 讀取轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)，根據(jù) A/D 轉(zhuǎn)換器的輸入 /輸出關(guān)系確定實際的電壓信號值； 將電壓信號值保留一位小數(shù)，進行 BCD 編碼后，通過異步通信方式發(fā)送給上位機； 上位機通過 GUI 界面將數(shù)據(jù)實時顯示出來，并可人為的保存采集的結(jié)果； 關(guān)鍵字 ： AVR； ATMEGA8；電壓采集；通信； MAX232 遼寧科技大學(xué)信息技術(shù)學(xué)院 2 2 Abstract In moden time, technology has been perated into a large number of industry， under this environment。 Work process： SCM initialize inner function which is used in work， then wait for mand from PC software； After receiving collecting mand from PC software， SCM begin to collect voltage from PC0 port and finish A/D convertion； reading data which has been converted and calculating fact value of voltage which been collected； we only save single decimal with data which has been converted， then BCD coding with every bit， at last send to PC software by asynchronous munication pattern； PC software realtime displays the result in GUI， we can artificial save result； Keyword： AVR； ATMEGA8； collect voltage； munication； MAX232 遼寧科技大學(xué)信息技術(shù)學(xué)院 3 3 目錄 基于 AVR 單片機的通訊系統(tǒng)設(shè)計 ............................................................................................ 1 摘 要 ........................................................................................................................................ 1 ABSTRACT .................................................................................................................................. 2 第一章 緒論 .............................................................................................................................. 5 前言 ................................................................................................................................... 5 設(shè)計本系統(tǒng)的背景 ........................................................................................................