【正文】 ........... 34 原理 .......................................................................................................................... 34 引腳說(shuō)明 ................................................................................................................... 34 DB9接口說(shuō)明 .................................................................................................................... 35 原理介紹 ................................................................................................................... 35 .................................................................................................................... 35 硬件設(shè)計(jì) .......................................................................................................................... 36 硬件設(shè)計(jì)內(nèi)容 ............................................................................................................ 36 原理圖設(shè)計(jì) ............................................................................................................... 37 PCB設(shè)計(jì) .................................................................................................................... 38 第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) ............................................................................................................ 40 系統(tǒng)軟件概述 ................................................................................................................... 40 遼寧科技大學(xué)信息技術(shù)學(xué)院 4 4 上位機(jī) ...................................................................................................................... 40 單片機(jī)內(nèi)部程序 ........................................................................................................ 40 系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu) ................................................................................................................... 41 ......................................................................................................... 41 上位機(jī) ...................................................................................................................... 43 程序流程圖 ............................................................................................................... 45 程序測(cè)試及運(yùn)行結(jié)果 ........................................................................................................ 48 程序測(cè)試 ................................................................................................................... 48 運(yùn)行結(jié)果 ................................................................................................................... 49 第五章 技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析 ............................................................................................................ 50 第六章 結(jié)論 ............................................................................................................................ 51 參考文獻(xiàn) .................................................................................................................................. 52 致謝 ......................................................................................................................................... 53 遼寧科技大學(xué)信息技術(shù)學(xué)院 5 5 第一章 緒論 前言 隨著當(dāng)前科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，通信技術(shù)的發(fā)展也日新月異，從數(shù)據(jù)傳送方式來(lái)說(shuō)，通信包括并行通信和串行通信，從通信方式來(lái)說(shuō)，通信包括同步方式和異步方式，在實(shí)際的應(yīng)用中，根據(jù)不同的條件和要求，我們可選擇適當(dāng)?shù)姆绞竭M(jìn)行 PC機(jī)與單片機(jī)之間、PC機(jī)與 PC 機(jī)之間、單片機(jī)與單片機(jī)之間的通信，每種通信方式在實(shí)際的應(yīng)用中各有各的優(yōu)缺點(diǎn)。 設(shè)計(jì)本系統(tǒng)的背景 遼寧科技大學(xué)信息技術(shù)學(xué)院 6 6 單片機(jī)的發(fā)展 單片機(jī)自 70年代問(wèn)世以來(lái)得到蓬勃發(fā)展，目前單片機(jī)功能正日漸完善 ，在目前的單片機(jī)市場(chǎng)中，單片機(jī)的種類非常的多，最簡(jiǎn)單的是以 51為核心的 51系列單片機(jī)，由于該系列單片機(jī)在結(jié)構(gòu)上的簡(jiǎn)單和內(nèi)部資源不是非常多，所以適合初學(xué)者入門，因此國(guó)內(nèi)的大學(xué)本科期間 都以 51單片機(jī)為基礎(chǔ)作為教材。 現(xiàn)在很多單片機(jī)都具用了在 線仿真 的功能，將仿真器與單片機(jī)相連，在上位機(jī)的操作下讓單片機(jī)實(shí)現(xiàn)單步運(yùn)行，實(shí)時(shí)反映單片機(jī)內(nèi)部的運(yùn)行 狀態(tài)，通過(guò)這種硬件仿真的功能，開發(fā)人員可以更容易的找到程序的錯(cuò)誤，對(duì)于初學(xué)者來(lái)說(shuō)更是非常的重要。相對(duì)于目前的第二代移動(dòng)通信， 3G 意味著可視通話、視頻瀏覽、高速上網(wǎng)等除語(yǔ)音之外的眾多數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。用直流電壓模擬該系統(tǒng)的輸入信號(hào)，由于 ATMEGA8 單片機(jī)內(nèi)部集成了ADC 轉(zhuǎn)換器所以不用再外接模數(shù)轉(zhuǎn)換器， ATMEGA8 讀取 ADC 轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換結(jié)果，然后根據(jù)數(shù)字信 號(hào)與模擬信號(hào)的關(guān)系求出實(shí)際的模擬電壓值，再用 BCD 編碼規(guī)則進(jìn)行編碼，將 遼寧科技大學(xué)信息技術(shù)學(xué)院 8 8 編碼后的結(jié)果通過(guò)異步數(shù)據(jù)傳輸方式上傳給上位機(jī)。該系統(tǒng)軟件主要有單片機(jī)內(nèi)部的程序和上位機(jī)軟件兩部分組成。 遼寧科技大學(xué)信息技術(shù)學(xué)院 10 10 第二章 系統(tǒng)使用的通信方式及協(xié)議介紹 通信方式 串行通信與并行通信 隨著多微機(jī)系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的普及，計(jì)算機(jī)的通信功能愈來(lái)愈顯得重要。串行通信的主要特點(diǎn)是傳輸線少，長(zhǎng)距離傳送時(shí)，成本低，且可以利用電話網(wǎng)等現(xiàn)成的設(shè)備，但數(shù)據(jù)的傳送控制比并行通信復(fù)雜。圖中幀頭為 1 個(gè)或 2個(gè)同步字符 SYN（ ASCII碼為 16H）。為了避免在數(shù)據(jù)流中出現(xiàn)序列 01111110 時(shí)引起的混亂，發(fā)送方總是在其發(fā)送的數(shù)據(jù)流中每出現(xiàn) 5個(gè)連續(xù)的 1就插入一個(gè)附加的 0；接收方則每檢測(cè)到5個(gè)連續(xù)的 1并且其后有一個(gè) 0時(shí)，就刪除該 0。例如，目前在 IBM PC 機(jī)上的 COM COM2 接口，就是 RS232C 接口。實(shí)現(xiàn)這種變換的方法可用分立元 件，也可用集成電路芯片。 請(qǐng)求發(fā)送 (Request to sendRTS)—— 用來(lái)表示 DTE 請(qǐng)求 DCE 發(fā)送數(shù)據(jù)，即當(dāng)終端要發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，使該信號(hào)有效（ ON 狀態(tài)），向 MODEM 請(qǐng)求發(fā)送。此線也叫做數(shù)據(jù)載波檢出(Data Carrier detectionDCD）線。這種順序的規(guī)定對(duì)半雙工的通信線路特別有用，因?yàn)榘腚p工的通信才能確定 DCE 已由接收方向改為發(fā)送方向，這時(shí)線路才能開始發(fā)送。 RI：振鈴信號(hào)（ Ringing），當(dāng) DCE 收到對(duì)方的 DCE 設(shè)備送來(lái)的振鈴呼叫信號(hào)時(shí)，使該信號(hào)有效，通知 DTE已被呼叫。所有的寄存器都直接與算 術(shù)邏輯 單元 (ALU) 相連接，使得一條指令可以在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)同時(shí)訪問(wèn)兩個(gè)獨(dú)立的寄存器。 通過(guò)將 8 位 RISC CPU 與系統(tǒng)內(nèi)可編程的 Flash 集成在一個(gè)芯片內(nèi)， ATmega8 成為一個(gè)功能強(qiáng)大的單片機(jī)，為許多嵌入式控制應(yīng)用提供了靈活而低成本的解決 方案。 ADC 時(shí)鐘： ADC 具有專門的時(shí)鐘。這個(gè)處理方法同樣適用于當(dāng)復(fù)位向量位于應(yīng)用程序區(qū)，中斷向量位于 Boot 區(qū)的時(shí)候。 上電復(fù)位 (POR) 脈沖由片內(nèi)檢測(cè)電路產(chǎn)生。引腳 RESET 上的低電平持續(xù)時(shí)間大于最小脈沖寬度時(shí) MCU 復(fù)位。接收器是 USART 模塊中最復(fù)雜的部分、最主要的是時(shí)鐘和數(shù)據(jù)接收單元。發(fā)送器對(duì)波特率發(fā)生器的輸出時(shí)鐘進(jìn)行 8或 16 的分頻，具體情況取決于工作模式。但接收器是忽略第二個(gè)停止位的。 ⑸ 、 傳送標(biāo)志位和中斷 ： USART 的發(fā)送器有兩個(gè)標(biāo)志， USART 數(shù)據(jù)寄存器空 UDRE 標(biāo)志和傳送完成 TXC標(biāo)志，兩個(gè)標(biāo)志位都能發(fā)生中斷。 初始化過(guò)程： ○ 1 、 波特率設(shè)定： UBRR 寄存器中的數(shù)值確定波特率的大小，取值為 0255。 TXCIE：發(fā)送結(jié)束中斷使能 置位后使能 TXC 中斷。 TxD 引腳的通用端口功能被 USART 功能所取代。 UCSRC 寄存器： URSEL UMSEL UPM1 UPM0 USBS UCSZ1 UCSZ0 UCPOL URSEL：寄存器選擇 遼寧科技大學(xué)信息技術(shù)學(xué)院 24 24 通過(guò)該位選擇訪問(wèn) UCSRC 寄存器或 UBRRH 寄存器。 表 37 USBS 設(shè)置 USBS 停止位位數(shù) 0 1 1 2 UCSZ1， UCSZ0：字符長(zhǎng)度 UCSZ1,UCSZ0與 UCSRB寄存器的 UCSZ2結(jié)合在一起可以設(shè)置數(shù)據(jù)幀包含的 數(shù)據(jù)位數(shù) (字符長(zhǎng)度 )。 遼寧科技大學(xué)信息技術(shù)學(xué)院 26 26 ATmega8 通用 I/O口 ⑴ 、