【文章內容簡介】 特率發(fā)生器使用時，T2EX 可作為附加的外部中斷源來使用。需要注意的是，當定時器2 工作于波特率器時，作為定時器運行（TR2=1）時，并不能訪問TH2 和TL2。因為此時每個狀態(tài)時間定時器都會加1，對其讀寫將得到一個不確定的數(shù)值。然而，對RCAP2 則可讀而不可寫，因為寫入操作將是重新裝載，寫入操作可能令寫和/或重裝載出錯。在訪問定時器2或RCAP2寄存器之前，應將定時器關閉（清除TR2）?？删幊虝r鐘輸出：定時器2 輸出一個占空比為50%的時鐘信號，如圖8 所示。 引腳除了是一個標準的I/O 口外，還可以通過編程使其作為定時/計數(shù)器2 的外部時鐘輸入和輸出占空比50%的時鐘脈沖。當時鐘振蕩頻率為16MHz 時，輸出時鐘頻率范圍為61Hz—4MHz。當設置定時/計數(shù)器2 為時鐘發(fā)生器時，C/T2（T2CON .1）=0，T2OE （） =1，必須由TR2（）啟動或停止定時器。時鐘輸出頻率取決于振蕩頻率和定時器2 捕獲寄存器（RCAP2H，RCAP2L）的重新裝載值。在時鐘輸出方式下，定時器2 的翻轉不會產生中斷，這個特性與作為波特率發(fā)生器使用時相仿。定時器2 作為波特率發(fā)生器使用時，還可作為時鐘發(fā)生器使用，但需要注意的是波特率和時鐘輸出頻率不能分開確定，這是因為它們同使用RCAP2L和RCAP2L。UART串口:AT89C52的UART 工作方式與AT89C51 工作方式相同。時鐘振蕩器:AT89C52 中有一個用于構成內部振蕩器的高增益反相放大器，引腳XTAL1 和XTAL2 分別是該放大器的輸入端和輸出端。這個放大器與作為反饋元件的片外石英晶體或陶瓷諧振器一起構成自激振蕩器。外接石英晶體（或陶瓷諧振器）及電容CC2 接在放大器的反饋回路中構成并聯(lián)振蕩電路。對外接電容CC2 雖然沒有十分嚴格的要求，但電容容量的大小會輕微影響振蕩頻率的高低、振蕩器工作的穩(wěn)定性、起振的難易程序及溫度穩(wěn)定性，如果使用石英晶體，我們推薦電容使用30pF177。10pF，而如使用陶瓷諧振器建議選擇40pF177。10pF。用戶也可以采用外部時鐘。采用外部時鐘的電路如圖10 右圖所示。這種情況下，外部時鐘脈沖接到XTAL1 端，即內部時鐘發(fā)生器的輸入端，XTAL2 則懸空。由于外部時鐘信號是通過一個2 分頻觸發(fā)器后作為內部時鐘信號的，所以對外部時鐘信號的占空比沒有特殊要求，但最小高電平持續(xù)時間和最大的低電平持續(xù)時間應符合產品技術條件的要求[6]。隨著人類社會的不斷進步，工程科學技術在推動人類文明的進步中一直起著發(fā)動機的作用。隨著科學技術的不斷更新，單片機控制系統(tǒng)在各個領域中的應用日趨廣泛，不但使得更多的單片機控制系統(tǒng)投入生產設備，大大的提高了勞動生產效率和產品質量，改善勞動條件。在工業(yè)控制領域，多機控制系統(tǒng)很多，如大型檢測監(jiān)控系統(tǒng)、機器人控制系統(tǒng)、水利工程、橋梁工程等。單個單片機在這些應用場合往往只負責一小部分系統(tǒng)和控制和檢測，對于整個系統(tǒng)的檢測和各個子系統(tǒng)的協(xié)調控制則由功能更為強大的單片機的或者工業(yè)PC機來完成。單片機雖然有著強勁的功能，但在要求快速響應、實時性強、控制量多的場合（如電梯群控系統(tǒng)等），單個單片機是很難勝任的，雖然此時可以選用高性能處理器，但綜合考慮其性價比，多單片機控制系統(tǒng)更為突出。多單片機控制系統(tǒng)就是指由多個單片機或者PC機與多個單片機構成的更為復雜的控制系統(tǒng)，其間構成多為分布式等，多個單片機通過網(wǎng)絡協(xié)議連接成主從式或者對等式等。在性能更為強大的基礎上能完成的任務更復雜、應用場合更多、人機界面更完善，在此等應用場合，多單片機控制系統(tǒng)顯示出了優(yōu)越性。單片機以高可靠性、高性價比、小小體積等而廣泛應用工業(yè)控制、數(shù)據(jù)采集、智能化儀表等實時控制系統(tǒng)中。但其內存小，指令系統(tǒng)簡單，在人機交換數(shù)據(jù)管理等方面有一定的局限性。因此利用PC機與單片機混合控制系統(tǒng)就能將一系列的參數(shù)有機的結合起來。PC機與單片機構成的控制系統(tǒng)是典型的多機控制系統(tǒng)，它可分兩類：一類是PC機與單個單片機構成的雙機控制系統(tǒng)；另一類是PC機與多個單片機構成分布式控制系統(tǒng)。在工業(yè)控制系統(tǒng)中，一般較為復雜一點的應用系統(tǒng)多采用PC機作為上位機，其價格不但昂貴而且對于小型系統(tǒng)也不適合，因此基于此種問題，我們不妨采用單片機作為上位機，簡易鍵盤輸入，LED數(shù)碼管作顯示，PLC作控制單元。這樣不但可以將單片機的優(yōu)點不互補，而且其體積小，成本低，使用方便，作為多機控制的另一個領域?，F(xiàn)場總線在工業(yè)控制甚至民用領域中應用最為廣泛，可靠而簡單的連接降低了分布線的成本，靈活而功能強大的協(xié)議又為系統(tǒng)模塊設計提供了保證。目前，將現(xiàn)場總線與以單片機為核心的多個物理層模塊連接應用構成多機控制系統(tǒng)也倍受人們歡迎[7]。 系統(tǒng)硬件設計主站采用當前主流單片機AT89C52，串行通訊采用RS232串行通訊接口芯片實現(xiàn)主、從通訊，鍵盤控制輸入設定從站滴速，接入顯示器顯示從站滴速，當從站滴速或液面出現(xiàn)不正常情況時，驅動聲光報警發(fā)出聲光報警。從站也是主要以AT89C52單片機為核心，在輔設一些外圍電路，從站可以顯示并輸入設定滴速進行運行，出現(xiàn)異常情況發(fā)出聲光報警，另外當主、從站通過通訊接口可相互傳輸和接收信號。 主站及通信網(wǎng)絡的設計I/O擴展鍵盤為了充分利用從站單片機的CPU，提高CPU的使用效率。在本設計中，鍵盤采用中斷控制方式，即只有在按下某一個特定的按鍵（本設計中為“設定”鍵）時，才向單片機發(fā)送一個中斷信號，使單片機產生中斷，從而使單片機轉向處理鍵盤中斷子程序，對鍵盤進行動態(tài)掃描，接受外界輸入的鍵值（包括數(shù)字鍵和“確定”鍵），當按下“確定”時，系統(tǒng)便退出鍵盤中斷子程序，轉向主程序進行滴速的檢測與控制。也就是說在未按“設定”鍵以前，按數(shù)字鍵和“確定”是無效的。在單片機應用系統(tǒng)中，通常應具有人機對話功能，能隨時發(fā)出各種控制命令和數(shù)據(jù)輸入以及報告應用系統(tǒng)的運行狀態(tài)與運行結果。鍵盤可以分為獨立式和矩陣式，每一類按其編碼法又都分為編碼及非編碼兩種類型[8]。獨立式鍵盤是指直接利用I/O口線構成的單個按鍵電路。每個獨立式按鍵占有一根I/O口線，每根I/O口線的工作狀態(tài)不會影響其他I/O口線工作。獨立式鍵盤接口電路配置靈活，軟件結構簡單，但每一個按鍵必須占一根I/O線，在鍵數(shù)較多時，I/O線浪費較大，因此，在本系統(tǒng)中，為了減少I/O口線的占有用，采用矩陣式鍵盤。在矩陣式鍵盤中，每條水平線和垂直線在交叉處不直接連通，而是用一個按鍵加以連接，但其結構要復雜一些，識別也要復雜一些。由于本系統(tǒng)中采用動態(tài)顯示方式驅動3個七段數(shù)碼管，來顯示點滴的速度。數(shù)碼管采用共陰極，由于AT89C52單片機每個I/O的拉電流只有1—2mA。所以在位碼和段碼都加上了反向驅動器。、起到確定、上調和下調作用。每按上調和下調鍵，設定速度值增1減1。單片機XTALXTAL1接12MHZ晶振，提供系統(tǒng)時鐘基值。另RESET接上電復位按鍵。態(tài)就可得知是否有鍵被按下。　I/O擴展鍵盤接線圖聲光報警電路設計要求系統(tǒng)發(fā)生故障時發(fā)出聲光報警信號，可選擇一只蜂鳴器來實現(xiàn)這一功能。壓電式蜂鳴器工作時約需10mA的驅動電流，由于單片機輸出信號不能直接驅動蜂鳴器，因此外接驅動電路，電路設計如圖8所示。蜂鳴器作為三極管VT3的集電極負載，當VT3導通時，蜂鳴器發(fā)出鳴叫聲；VT3截止時，蜂鳴器不發(fā)聲，R是限流電阻。＝0時，VTVT2導通時，使蜂鳴器和LED1的兩個管腳間獲得將近5V的直流電壓，蜂鳴器和故障燈中有電流通過，而產生蜂鳴和故障燈點亮；＝1時，VT截止，故障燈和蜂鳴器的兩管腳間的直流電壓接近0V，故不工作，而正常燈兩管腳間有接近5V電壓而工作。 聲光報警電路LED顯示電路設計8279是一種通用可編程鍵盤、顯示器接口，它能完成鍵盤輸入和顯示控制兩種功能。鍵盤部分采用掃描工作方式，可與64個按鍵的矩陣鍵盤連接，能對鍵盤不斷掃描，自動去抖動，自動識別按下的鍵并給出鍵碼，能對多個鍵同時按下實行保護。顯示部分按掃描方式工作，它為顯示器提供多路復用信號，最多能顯示16個字符或數(shù)字。；引腳定義如表所示。 8279引腳圖　8279引腳定義管腳符號狀態(tài)功能12～6D0～D7三態(tài)數(shù)據(jù)總線3CLK輸入系統(tǒng)時鐘9RESET輸入復位信號22輸入片選信號21A0輸入數(shù)據(jù)選擇10輸入讀信號11輸入寫信號32～35SL0～SL3輸出掃描線4IRQ輸出中斷請求信號338RL0～RL7輸入回復線36SHIFT輸入移位信號37CNTL/STB輸入控制/擇通信號27～24OUTA0～OUTA3輸出A組顯示信號31～28OUTB0～OUTB3輸出B組顯示信號23輸出顯示消隱單片機應用系統(tǒng)中，通常都需要進行人機對話。這包括人對應用系統(tǒng)的狀態(tài)干預與數(shù)據(jù)輸入，以及向人們顯示運行狀態(tài)與運行結果等。顯示器、鍵盤就是用來完成人機對話活動的機通道。由于單片機的并行口不能直接驅動LED顯示器，必須采用專用的驅動電路芯片。使之產生足夠大的電流，顯示器才能正常工作。如果驅動電路能力差，即負載能力不夠，顯示器亮度就低，而且驅動電路長期在超負荷下運行容易損壞。 74LS48管腳LED顯示器的顯示控制方式有靜態(tài)和動態(tài)兩，若選擇靜態(tài)顯示，則LED驅動器選擇較為簡單，只要驅動器的驅動能力與顯示器電流匹配即可，而且一般只需考慮段的驅動；動態(tài)顯示則不同，由于一位數(shù)據(jù)的顯示是由段和位選信號共同配合完成的，因此，要同時考慮段和位的驅動能力，而且段的驅動能力決定位的驅動能力。①LED顯示器的選擇　在應用系統(tǒng)中，設計要求不同，使用的LED顯示器的位數(shù)也不相同，因此生產廠家生產了多種位數(shù)、尺寸、型號不同的LED顯示器。考慮到最高滴速和從站號位數(shù)，在本系統(tǒng)設計中選擇了4位一體的LED顯示器，簡稱“4LED”。第一位用于顯示從站號，后三位用于顯示滴速。②LED的段驅動芯片選擇　LED的段驅動電路有很多種，本系統(tǒng)中可選擇BCD7段鎖存/譯碼/驅動74LS48作為段驅動電路。管腳圖中大寫字母A、B、C、D為BCD碼的輸入端，小寫字母a、b、c、d、e、f、g為字型碼輸出端，LT為燈測試輸入端，RBI為消隱輸入，RBO為消隱輸出。... 20RS232是目前被廣泛使用的異步串行數(shù)字通信電氣標準，由電子工業(yè)協(xié)會EIA（Electronics Industry Association）制定。過去數(shù)十年中，RS232在低速數(shù)據(jù)通信領域出盡了風頭。這種傳輸速度不快、傳輸距離也不遠的接口能夠在幾乎所有民用通信設備中占據(jù)主要角色，一個原因是早期用戶對通信速度和距離的要求不高（距離可以通過調制解調器加長）；另一個原因是它被所有PC、服務器認同為標準串行接口，成為計算機與桌面設備之間最簡單、有效通用的聯(lián)接通道之一。出于同樣的原因，在多單片機之間的通信中RS232也占據(jù)著重要位置[9]。 159483726 RS232管腳　RS232接口定義DB9信號名稱方向含義1DCD輸入數(shù)據(jù)載波檢測2RXD輸入數(shù)據(jù)接收端3TXD輸出數(shù)據(jù)發(fā)送端4DTR輸出數(shù)據(jù)終端準備就緒（計算機）5SG信號地6DSR輸入數(shù)據(jù)設備準備就緒7RTS輸出請求發(fā)送（計算機要求發(fā)送數(shù)據(jù)）8CTS輸入清除發(fā)送(Modem準備接收數(shù)據(jù))9RI輸入響鈴指示以上信號在通信過程之中可能會全部或部分使用，最簡單的通信僅需TXD、RXD和SG即可完成，其它的握手信號可以做適當處理或者直接懸空，至于是否可以懸空，這根據(jù)通信程序而定。MAX232系列芯片是把單片機輸出的TTL電平轉換為RS232標準電平（邏輯1：15V～5V。邏輯0：+5V～+15V）。引腳說明如表5所示。 MAX232引腳圖　MAX232引腳說明VCC供電電壓T1OUT第一路RS232電平輸出C+、C外圍電容T1IN第一路TTL/COMS驅動電平輸入GND地R1IN第一路RS232電平輸入T2OUT第二路RS232電平輸出R1OUT第一路TTL/COMS驅動電平輸出R2IN第二路RS232電平輸入T2IN第二路TTL/COMS驅動電平輸入R2OUT第二路TTL/COMS驅動電平輸出 從站電路設計滴速測試程序系統(tǒng)設計要求滴液速度為1/3～1/5 滴每秒，～。計數(shù)器最多計數(shù)65536 次，因此不需要對計數(shù)單元進行擴展即可完成計數(shù)需求。計數(shù)器的TL1 和TH1 用于計數(shù)。為了增加測量精度，先測出5s 內的液滴數(shù)，然后將5s 內的滴數(shù)乘以12，便可得到1 分鐘的液滴數(shù)到5秒定時到時采集計數(shù)數(shù)據(jù)。由電路圖可以看到，接收管與發(fā)射管正相對，無液滴滴下時，接收管收到信號，輸出低電平；有液滴滴下時，下落的水滴對紅外光有較強的漫反射、吸收及一定的發(fā)散作用，導致接收光強的較大改變，接收管不能收到較強的信號，產生一個較長的脈動，但是波形不是太好，需要經過一級施密特觸發(fā)器整形，輸出一個正向的脈沖信號送給單片機中斷口，據(jù)此就可以正確的測出液滴的滴數(shù)，即點滴的速度（滴/分）[10]。 點滴速度測量電路系統(tǒng)將點滴速度采集信號和儲液信號進行處理后，在相應的單片機的I/O控制口輸出對應的控制信號來驅動電動機的正反轉，從而進行精確的控制。在電動機上安裝一個連桿，連桿的另一頭接S1開關，每當電動機旋轉一周，四S1開關閉合一次。在單位時間內觀察計數(shù)值即可的到電動機的轉速。 電機的轉速采集電路點滴的控制其實是靠單片機檢測滴速，得到一個反饋量，輸出一定信號驅動電動機，控制電動機的正轉或反轉，進而帶動儲液瓶的上升或下降來調節(jié)滴斗的高度即控制點滴的速度。整個的電路可以分為兩級：第一級接單片機的I/O口，用射級跟隨電路加大電流的驅動能力；第三級才是驅動電路。，Q5導通，Q3，Q7導通，電動機兩端的電壓為+5V，電動機正轉；，Q6導通，Q4，Q8導通，電動機兩端的電壓為5V，電動機反轉[11]。 電動機驅動電路 滴速檢測電路滴速的檢測對單片機來說是對外部脈沖信號進行頻率計數(shù)。頻率的定義是一秒時間內信號變化的次數(shù)。對頻率的測量有兩種方法：計數(shù)法和計時法，即測頻法和測周期法。設計中，選用定時器T0 進行定時，T1 作為計數(shù)器。由于每滴液體在經過光電感應探測器時都會引起一次單片機T0 口的電平變化，即產生一個下降沿，所以液滴產生的下降沿數(shù)目就可認為是所滴下的液滴數(shù)。滴速的采集程序設計分為兩部分：即定時程序和計數(shù)程序[6]。 滴速檢測電路本系統(tǒng)采用兩位共陽數(shù)碼管動態(tài)顯示的方式，8位字段碼輸入端接入AT89C52的P0 口。兩位位選端不是與P2 口直接連接，而是通過三極管連接，這樣是為了增加驅動能力。 輸出為0 時，三極管導通。也就是說，三極管導通，與其相連的共陽極數(shù)碼管顯示器開始工作； 輸出為1時，三極管截止，與其相連的共陽極數(shù)碼管顯示器停止工作。因此，在編程時需要考慮引腳的輸出狀態(tài)，以使共陽極數(shù)碼管顯示器正常顯示測得的滴速。系統(tǒng)設計要求滴液速度為1/3～1/5 滴每秒，輸液滴速慢，以頻率的標準方式顯示顯然會影響精度，程序設計數(shù)碼管以滴/分的標度進行顯示，可以減小滴速顯示誤差。在上面的設計中，為了增加測量精度，先測出5s 內的液滴數(shù)，然后將5s 內的滴數(shù)乘以12，便可得到1 分鐘的液滴數(shù)。于本系統(tǒng)中采用動態(tài)顯示方式驅動3個七段數(shù)碼管，來顯示