【正文】 91 網(wǎng)絡(luò)通信 —— 程序自我更新 ?TCP/IP協(xié)議在單片機上如何實現(xiàn)？ ?51 MCU＋固件網(wǎng)絡(luò)芯片 (W5100/CS6209) 92 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) DAS 傳感器 1 傳感器 2 傳感器 n 信號處理 信號處理 信號處理 多路模擬開關(guān) MUX 采樣保持電路S/H A/D MCU/CPU 顯示、打印、控制 譯碼 傳感器 m 緩沖、鎖存、整形 ● ● ● ● ● ● 93 DAS的組成部分 ?1 傳感器 ?2 信號調(diào)理電路 ?3 多路模擬開關(guān) ?4 采樣保持電路 ?5 A/D轉(zhuǎn)換 ?6 計算機及數(shù)據(jù)輸出設(shè)備 94 信號調(diào)理電路 ?大多數(shù)傳感器輸出的信號都需要經(jīng)過 放大、濾波、整形、電平移動 等調(diào)理措施，使之具有 合適的帶寬 及 動態(tài)范圍 以后，方可進行 A/D轉(zhuǎn)換或送往數(shù)字系統(tǒng)。外圍串行接口 (SPI)是一種四線同步串行技術(shù)，數(shù)據(jù)通信從器件選擇或片選 (CSB)為低時有效。 而且具有很寬的噪聲容限 ?一般 CMOS工藝器件的電源電壓為 ， 因而一般意義上的CMOS電平邏輯 “ 1” 即為 ? RS232C電平為 EIA電平 ?邏輯“ 1” ： +3V~+25V；邏輯“ 0” ： 3V~25V 74 TTL、 CMOS和 RS232電平之間的相互轉(zhuǎn)換 ? TTL電平與 CMOS電平之間的相互轉(zhuǎn)換 ?少量總線最簡單方式：用兩個電阻對電平分壓 ?多根總線同時需要轉(zhuǎn)換：總線隔離器 8/24/2022 74 總線收發(fā)器 74LVT16245 75 TTL電平與 RS232C電平之間的相互轉(zhuǎn)換 8/24/2022 75 76 RS232 DB9 77 RS232電路 162738495RS2321N41481N4148E1470uF/16VC1Vin VoutGNDMC7805GNDC2E2470uF/16VVoutDTRRTS串口取電電路 78 上位機編程 ?VB ?Delphi ?VC++ ?LabVIEW 79 主從式多機通信 數(shù)字傳輸 vs. 模擬傳輸 80 主從式多機通信 ? RS232本質(zhì)上是點對點通信的，但可擴展為主從式多機通信：利用軟件解碼協(xié)議檢測地址，有些單片機具有利用硬件實現(xiàn)自動地址識別功能。 1℃ ； 容器容量 40L。 ? D/A轉(zhuǎn)換速度遠高于 A/D轉(zhuǎn)換。 ? A/D芯片和 CPU的時序配合問題 1. 固定延時等待法 2. 保持等待法 3. 中斷響應(yīng)法 4. 查詢法 5. 雙緩沖法 ? A/D分辨率超過 MCU數(shù)據(jù)總線寬度時的接口 ? 不能只用一條指令，而要用兩條輸入指令才能把 A/D轉(zhuǎn)換的整個數(shù)字結(jié)構(gòu)傳送給微處理器。 例如：利用 8255A擴展多個并行口 36 8155構(gòu)成的鍵盤、顯示接口電路 0 1 234 5 678 9 10 11 12 13 14 1516 17 18 19 20 21 22 232425 26 27 28 29 30 318路驅(qū)動器8路驅(qū)動器+ 5 V+ 5 Vabcdefgdp8 1 5 5CEI O / MA L ERDWRD0D7+ 5 V8 0 3 1P 2 . 7P 2 . 0A L EP0RDWR8R E S E TP B 7P B 6P B 5P B 4P B 3P B 2P B 1P B 0P C 0P C 1P C 2P C 3P A 7P A 6P A 5P A 4P A 3P A 2P A 1P A 0…5 . 1 k ?1 0 0 ? 837 單片機與被控實體間的接口示意 越來越多的單片機片內(nèi)集成 A/D、 D/A功能！ 38 A/D A/D轉(zhuǎn)換是把模擬量信號轉(zhuǎn)化成與其大小成比例的數(shù)字信號。所以每增加一根 P3端口線，將增加 8個按鍵。 ? DMA使得硬件直接在外設(shè)與內(nèi)存之間進行數(shù)據(jù)交換，而不通過 CPU，速度的上限取決于存儲器的工作速度。 ?計時中斷類（ TCON） 由內(nèi)部計時器計數(shù)產(chǎn)生計數(shù)溢出時所引起的中斷，內(nèi)部中斷，計時器可由用戶通過程序設(shè)定。如此循環(huán) ， 周而復(fù)始 。但是由于 CPU的工作速度快，數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)總線上保留的時間十分短暫，無法滿足慢速輸出設(shè)備的需要。 為此需要使用接口電路進行數(shù)據(jù)信號的轉(zhuǎn)換 ， 主要包括模 → 數(shù)轉(zhuǎn)換 、 數(shù) → 模轉(zhuǎn)換 、 串 → 并轉(zhuǎn)換和并 → 串轉(zhuǎn)換等 。 16 中斷處理流程 ?中斷請求 ?中斷響應(yīng) ?中斷處理 保護現(xiàn)場＋中斷原服務(wù) ?中斷返回 ?中斷請求撤銷 中 斷 源 發(fā) 出 中 斷 請 求中 斷 響 應(yīng) 條 件 是否 滿 足 ?查 找 中 斷 入 口 地 址判 斷 中 斷 優(yōu) 先 級當 前 指 令 執(zhí) 行完 ？執(zhí) 行 下 一 條 指 令總 中 斷 標 志E A ＝ 1 ？關(guān) 中 斷 ， 轉(zhuǎn) 中 斷 入 口NNYNYY主 程 序低 級 中 斷高級中斷服務(wù)子程序斷 點 1斷 點 2服務(wù)子程序繼 續(xù) 執(zhí) 行主 程 序響 應(yīng) 低 級 中 斷 請 求 響 應(yīng) 高 級 中 斷 請 求返 回 低 級 中 斷返 回 主 程 序17 中斷技術(shù) ?程序中斷方式 ， 大大提高了系統(tǒng)的效率 。 20 中斷處理系統(tǒng)的應(yīng)用 ? 例：移動廣告燈，要求通過單片機的控制實現(xiàn)以下功能： P1接 8個 LED，使 8個 LED閃爍。 27 擴展方法 ?線譯碼法 將部分高位地址信 號作為片選信號 ?全譯碼法 將其余所有的高 位地址信號經(jīng)譯 碼后作片選信號 （ 相對部分譯碼 ） 28 鍵盤擴展 ?編碼鍵盤 —— 以硬件方式產(chǎn)生鍵碼，價格昂貴 ?非編碼鍵盤 —— 不需專用硬件電路，響應(yīng)速度慢 獨立式鍵盤電路 矩陣式鍵盤 0 1 +5v C0 C1 R0 R1 鍵盤 I/O接口 +5v 每個按鍵單獨占有一根 I/O接口引線 。 抖動時間 ＜ 10ms 開關(guān)動作時間 ＞ 100ms “ 1 ” “ 0 ” ＜ 10ms ＆ I/O 接 口 ＆ +5v +5v 消除抖動電路 開關(guān) 單片機 31 按鍵處理程序流程 延時消抖 鍵掃描求鍵號 延時等待 鍵譯碼求鍵值 修改顯示緩沖區(qū) 跳轉(zhuǎn)各功能程序 有按鍵輸入？ 確有按鍵？ 按鍵釋放？ 是數(shù)字鍵？ 單片機按鍵輸入專用接口芯片： ZLG8279A 8155 PCF8574 BC7280/81 HD7279 CH451 SK5278/79 74922 …… 32 顯示接口 ?發(fā)光二極管 ?LED數(shù)碼管 ? 3）串行輸入輸出共陰極顯示 驅(qū)動芯片美信 MAX7219，相比 前兩種不需要占用比較多的 I/O 口（可以驅(qū)動 LED點陣）。 ?絕對精度： 是 A/D轉(zhuǎn)換器輸出端所產(chǎn)生的數(shù)字代碼中，分別對應(yīng)于實際需要的模擬輸入值與理論上要求的模擬輸入值之差。 ? n位數(shù)字量與模擬量的關(guān)系式： ? VO =VREF （數(shù)字碼 / 2n） (VREF —— 參考電壓 ) 47 主要技術(shù)指標 1) 分辨率 (Resolution)：對 D/A轉(zhuǎn)換器輸入量變化敏感程度進行描述，與輸入數(shù)字量的位數(shù)有關(guān)。 8 0 C 5 1C SD A C 0 8 3 2W R1P1X F E RW R2D7 ～ 0+VO7 4 L S 3 7 38P0W RA L E8 0 C 5 1GA7 ～ 0A0C SD A C 0 8 3 2W R1X F E RW R2D7 ～ 0+VOA1A2A11 2 XY圖形顯示器A251 DAC0832/1208與單片機的接口 12位 DAC1208 80C51 8位 DAC0832 52 例：用 DAC0832輸出 0～ +5V三角波，電路為單緩沖方式。 選用 ATMEL的 ATmega16。 開始信號 ： SCL為高電平時， SDA由高電平向低電平跳變開始傳送數(shù)據(jù)。 87 1wire ? 設(shè)備主機或從機通過一個 漏極開路或三態(tài)端口 連接至數(shù)據(jù)線，這樣允許設(shè)備在不發(fā)送數(shù)據(jù)時釋放數(shù)據(jù)總線以便總線被其它設(shè)備所使用。 當 Vi＝ 1V時， V0＝ 0V；當 Vi＝ 8V時， V0＝ 10V； 15)1(15)//1(1211210 ???????????? RRVRRRRRRVRRRV fifffif解： 1~8v 非標準，但可以直接采集。 ? 任一時刻只能傳輸一個控制信號或數(shù)據(jù)，即主設(shè)備一旦選中了某個從設(shè)備，就會保持與其通信直至復(fù)位，而其他的從設(shè)備則暫時脫離總線，在下次復(fù)位之前不參加任何通信。 ? 同步時鐘和數(shù)據(jù)線相配合