【文章內(nèi)容簡介】 第5章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)介紹 硬件接線 硬件電路原理接線圖硬件電路原理PCB圖電路原理說明： 由于本設(shè)計(jì)所使用的MCU是STC12C5A60S2單片機(jī)，所以首先要構(gòu)造STC12C5A60S2單片機(jī)最小系統(tǒng)，第18，19引腳接外圍晶振電路，20引腳接GND，40引腳接VCC，小系統(tǒng)構(gòu)造好后單片機(jī)就可以工作了，因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)所用到的單片機(jī)引腳不多，所以只需簡單的最小系統(tǒng)加上幾個(gè)必須的功能就能滿足本設(shè)計(jì)需要。接下來是UBLOX4T模塊，由于GPS信號(hào)用單片機(jī)的COM2串口，,COM2串行數(shù)據(jù)發(fā)射端相連，,COM2串行數(shù)據(jù)接收端相連。最后是FT55電臺(tái)模塊，由于電臺(tái)模塊與單片機(jī)COM1串口通訊，,COM1串行數(shù)據(jù)接收端相連，,COM1串行數(shù)據(jù)發(fā)射端相連。以上是引腳說明，電路基本原理介紹。 工作原理說明 工作原理說明：本設(shè)計(jì)項(xiàng)目主要應(yīng)用在海上GPS信號(hào)采集，安裝于船舶上。當(dāng)船體放炮是產(chǎn)生震源，此時(shí)船體會(huì)采集此地的地理信息。同時(shí)采集此地的GPS數(shù)據(jù)進(jìn)行位置確定。本設(shè)計(jì)通過外置GPS接收機(jī)采集此點(diǎn)的GPS信號(hào)，在通過集成UBLOX4T的GPS采集模塊轉(zhuǎn)換為單片機(jī)可以接受的信號(hào)，通過COM2口傳輸給單片機(jī)。同時(shí)GPS模塊的TTL引腳與單片機(jī)的外部中斷0 INT0引腳相連，當(dāng)作一個(gè)1S的時(shí)間脈沖用。當(dāng)GPS數(shù)據(jù)傳輸給單片機(jī)后，在單片機(jī)內(nèi)部通過定時(shí)器0延時(shí)600MS后由COM2串口發(fā)送給COM1串口，因?yàn)镃OM1與FT55無線電臺(tái)相連，所以GPS信號(hào)就可以通過電臺(tái)發(fā)送給主電臺(tái)了。由于船舶上需要多個(gè)采集點(diǎn)，但是信號(hào)同時(shí)采集又不能同時(shí)通過電臺(tái)發(fā)送給主臺(tái)，所以就需要在信號(hào)處理的延時(shí)時(shí)間上加以控制。這就用到了TMDA技術(shù)。本設(shè)計(jì)中只是初步驗(yàn)證理論可行性，TDMA時(shí)分多址技術(shù)在本設(shè)計(jì)中并未涉及，主要原因是FT55無線電臺(tái)不支持次技術(shù)。以上即基本工作原理。 硬件總系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 總系統(tǒng)結(jié)構(gòu)流程原理說明： GPS衛(wèi)星信號(hào)通過接收天線接收，傳輸給UBLOX4T，GPS數(shù)據(jù)接收模塊，經(jīng)過內(nèi)部數(shù)據(jù)處理成STC12C5A60S2單片機(jī)可以接收的數(shù)據(jù)，通過STC12C5A60S2單片機(jī)的COM2串口輸入。由于船舶上需要多個(gè)采集點(diǎn)，但是信號(hào)同時(shí)采集又不能同時(shí)通過電臺(tái)發(fā)送給主臺(tái)，所以就需要在信號(hào)處理的延時(shí)時(shí)間上加以控制，所以在單片機(jī)內(nèi)部就需要加以不同的延時(shí)控制數(shù)據(jù)通過COM1口輸出給FT55無線電臺(tái)模塊。最后FT55電臺(tái)模塊通過天線把數(shù)據(jù)發(fā)送給總電臺(tái)接受在PC上顯示。 系統(tǒng)硬件實(shí)物圖 主臺(tái)和兩個(gè)從臺(tái)硬件圖焊板后面接線 本章小結(jié) 本章重點(diǎn)介紹系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)，模塊集成，各個(gè)引腳連線設(shè)計(jì)，以及實(shí)物布局設(shè)計(jì)。第6章 第6章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)介紹及調(diào)試 STC12C5A60S2單片機(jī)串口調(diào)試程序 STC12C5A60S2系列單片機(jī)具有2個(gè)UART工作方式的全雙工串行通信接口。每個(gè)串行口由2個(gè)數(shù)據(jù)緩沖器、一個(gè)移位寄存器‘一個(gè)串行控制寄存器和一個(gè)波特率發(fā)生器等組成。每個(gè)串行口的數(shù)據(jù)緩沖器由2個(gè)互相獨(dú)立的接收、發(fā)送緩沖器構(gòu)成，可以同時(shí)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。發(fā)送緩沖器只能寫入而不能讀出，接收緩沖器只能讀出而不能寫入，因此兩個(gè)緩沖器可以共用一個(gè)地址碼。串行口1的兩個(gè)緩沖器共用地址碼是99H；串行口2的兩個(gè)緩沖器共用的地址碼是9BH。串行口1的兩個(gè)緩沖器統(tǒng)稱串行通信特殊功能寄存器SBUF。串行口2的兩個(gè)緩沖器統(tǒng)稱串行通訊特殊功能寄存器S2BUF。 STC12C5A60S2系列單片機(jī)的兩個(gè)串行口都有4種工作方式，其中兩種方式的波特率是可變的，另外兩種是固定的，以供不同應(yīng)用場合選用。 串口1介紹 串口1模式0： 串行數(shù)據(jù)通過RxD/,TxD/，發(fā)送接收的是八位數(shù)據(jù),低位在先,波特率固定在Fosc / 12, 忽略波特率發(fā)生器 串口1波特率在模式0 = Fosc系統(tǒng)工作時(shí)鐘頻率 / 12串口1模式1： 10位數(shù)據(jù)通過TxD/，通過RxD/。一幀數(shù)據(jù)包含一個(gè)起始位(0)，8個(gè)數(shù)據(jù)位(低位在先)，和一個(gè)停止位(1)。接收時(shí)，停止位進(jìn)入特殊功能寄存器SCON的RB8位。波特率由獨(dú)立波特率發(fā)生器BRT的溢出率決定。串口1波特率在模式1 = ( 2SMOD / 32 ) x BRT獨(dú)立波特率發(fā)生器的溢出率 當(dāng)SMOD = 0時(shí)，串口2波特率 = BRT獨(dú)立波特率發(fā)生器的溢出率 / 32， 當(dāng)SMOD = 1時(shí)，串口2波特率 = BRT獨(dú)立波特率發(fā)生器的溢出率 / 16， BRT獨(dú)立波特率發(fā)生器的溢出率 = Fosc/12/( 256 BRT ),當(dāng)BRTx12 = 0時(shí)， BRT獨(dú)立波特率發(fā)生器的溢出率 = Fosc / ( 256 BRT ),當(dāng)BRTx12 = 1時(shí)串口1模式2： 11位數(shù)據(jù)通過TxD/，通過RxD/。一幀數(shù)據(jù)包含一個(gè)起始位(0)，8個(gè)數(shù)據(jù)位(低位在先)，一個(gè)可編程的第9位，和一個(gè)停止位(1)。發(fā)送時(shí)，第9位數(shù)據(jù)位來自特殊功能寄存器SCON，第9位進(jìn)入特殊功能寄存器SCON的RB8位。波特率可編程為系統(tǒng)時(shí)鐘頻率：Fosc /32或者Fosc / 64，串口2工作在模式2和串口1工作在模式2是相同的。串口1波特率在模式2 = ( 2SMOD / 64 ) x Fosc系統(tǒng)工作時(shí)鐘頻率 當(dāng)SMOD = 0時(shí)，串口2波特率 = Fosc系統(tǒng)工作時(shí)鐘頻率 / 64 當(dāng)SMOD = 1時(shí)，串口2波特率 = Fosc系統(tǒng)工作時(shí)鐘頻率 / 32串口1模式3：波特率是可變的，其它和模式2相同11位數(shù)據(jù)通過TxD/，通過RxD/。一幀數(shù)據(jù)包含一個(gè)起始位(0)，8個(gè)數(shù)據(jù)位(低位在先)，一個(gè)可編程的第9位，和一個(gè)停止位(1)。發(fā)送時(shí)，第9位數(shù)據(jù)位來自特殊功能寄存器SCON的，第9位進(jìn)入特殊功能寄存器SCON的RB8位。串口1波特率在模式3 = ( 2SMOD/ 32 ) x BRT獨(dú)立波特率發(fā)生器的溢出率 當(dāng)SMOD = 0時(shí)，串口1波特率 = BRT獨(dú)立波特率發(fā)生器的溢出率 / 32， 當(dāng)SMOD = 1時(shí)，串口1波特率 = BRT獨(dú)立波特率發(fā)生器的溢出率 / 16， BRT獨(dú)立波特率發(fā)生器的溢出率 = Fosc/12/( 256 BRT ),當(dāng)BRTx12 = 0時(shí)， BRT獨(dú)立波特率發(fā)生器的溢出率 = Fosc / ( 256 BRT ),當(dāng)BRTx12 = 1時(shí)串口1模式0： 串行數(shù)據(jù)通過RxD/,TxD/，發(fā)送接收的是八位數(shù)據(jù),低位在先,波特率固定在Fosc / 12, 忽略波特率發(fā)生器 串口1波特率在模式0 = Fosc系統(tǒng)工作時(shí)鐘頻率 / 12串口1模式1： 10位數(shù)據(jù)通過TxD/，通過RxD/。一幀數(shù)據(jù)包含一個(gè)起始位(0)，8個(gè)數(shù)據(jù)位(低位在先)，和一個(gè)停止位(1)。接收時(shí)，停止位進(jìn)入特殊功能寄存器SCON的RB8位。波特率由獨(dú)立波特率發(fā)生器BRT的溢出率決定。串口1波特率在模式1 = ( 2SMOD/ 32 ) x BRT獨(dú)立波特率發(fā)生器的溢出率 當(dāng)SMOD = 0時(shí)，串口2波特率 = BRT獨(dú)立波特率發(fā)生器的溢出率 / 32， 當(dāng)SMOD = 1時(shí)，串口2波特率 = BRT獨(dú)立波特率發(fā)生器的溢出率 / 16， BRT獨(dú)立波特率發(fā)生器的溢出率 = Fosc/12/( 256 BRT ),當(dāng)BRTx12 = 0時(shí)， BRT獨(dú)立波特率發(fā)生器的溢出率 = Fosc / ( 256 BRT ),當(dāng)BRTx12 = 1時(shí)串口1模式2： 11位數(shù)據(jù)通過TxD/，通過RxD/。一幀數(shù)據(jù)包含一個(gè)起始位(0)，8個(gè)數(shù)據(jù)位(低位在先)，一個(gè)可編程的第9位，和一個(gè)停止位(1)。發(fā)送時(shí)，第9位數(shù)據(jù)位來自特殊功能寄存器SCON，第9位進(jìn)入特殊功能寄存器SCON的RB8位。波特率可編程為系統(tǒng)時(shí)鐘頻率：Fosc /32或者Fosc / 64，串口2工作在模式2和串口1工作在模式2是相同的。串口1波特率在模式2 = ( 2SMOD/ 64 ) x Fosc系統(tǒng)工作時(shí)鐘頻率 當(dāng)SMOD = 0時(shí)，串口2波特率 = Fosc系統(tǒng)工作時(shí)鐘頻率 / 64 當(dāng)SMOD = 1時(shí)，串口2波特率 = Fosc系統(tǒng)工作時(shí)鐘頻率 / 32串口1模式3：波特率是可變的，其它和模式2相同11位數(shù)據(jù)通過TxD/，通過RxD/。一幀數(shù)據(jù)包含一個(gè)起始位(0)，8個(gè)數(shù)據(jù)位(低位在先)，一個(gè)可編程的第9位，和一個(gè)停止位(1)。發(fā)送時(shí)，第9位數(shù)據(jù)位來自特殊功能寄存器SCON的，第9位進(jìn)入特殊功能寄存器SCON的RB8位。串口1波特率在模式3 = ( 2SMOD/ 32 ) x BRT獨(dú)立波特率發(fā)生器的溢出率 當(dāng)SMOD = 0時(shí)，串口1波特率 = BRT獨(dú)立波特率發(fā)生器的溢出率 / 32， 當(dāng)SMOD = 1時(shí)，串口1波特率 = BRT獨(dú)立波特率發(fā)生器的溢出率 / 16， BRT獨(dú)立波特率發(fā)生器的溢出率 = Fosc/12/( 256 BRT ),當(dāng)BRTx12 = 0時(shí)， BRT獨(dú)立波特率發(fā)生器的溢出率 = Fosc / ( 256 BRT ),當(dāng)BRTx12 = 1時(shí)用戶在程序中如何具體使用串口1和獨(dú)立波特率發(fā)生器BRT，SCON寄存器中的SM0和SM1兩位決定了串口1的4種工作模式。,使用獨(dú)立波特率發(fā)生器寄存器和相應(yīng)的位： BRT獨(dú)立波特率發(fā)生器寄存器,BRTx12位，SMOD位，讓BRTR位為1，BRT獨(dú)立波特率發(fā)生器寄存器就立即開始計(jì)數(shù)。，及打開中斷相應(yīng)的控制位是: PS,PSH,ES,EA，將REN置1即可 如要串口1發(fā)送，將數(shù)據(jù)送入SBUF即可， 接收完成標(biāo)志RI,發(fā)送完成標(biāo)志TI,要由軟件清0。COM1串口用到的主要程序///////功能:串口COM1初始化,波特率9600，方式2 T0方波/////////void Uart1Init(){ SCON=0X50。 //串口方式1,允許接收 TMOD=0X21。 //定時(shí)器1 定時(shí)方式2 T0 is mode 1 TH1=0xfd。 // t1 // 9600 TL1=0xfd。 PCON|=0x00。 TR1=1。 //啟動(dòng)定時(shí)器REN=1。 ES = 1。 //開串口中斷EA = 1。 //開總中斷}void Uart1SendByte(unsigned char i)//串口1發(fā)數(shù)據(jù){ ES=0。 TI=0。 SBUF=i。 while(TI==0)。 TI=0。 ES=1。}void Uart1ISR(void) interrupt 4 //串口1中斷子程序{ uchar uc。 if (RI) { RI=0。 uc= SBUF。 Uart1SendByte(uc)。//串口發(fā)數(shù)據(jù) databuff[pIn] = uc。 pIn=pIn +1。 if(pIn=512) pIn =0。 }} 串口2介紹 串口2模式0： 串行數(shù)據(jù)通過RxD2/(RxD2/)接收,TxD2/(TxD2/)輸出同步移位時(shí)鐘，發(fā)送接收的是8位數(shù)據(jù),低位在先，波特率固定在Fosc / 12, 忽略波特率發(fā)生器，串口2的模式0操作和串口1的模式0 操作方式相同。 串口2波特率在模式0 = Fosc系統(tǒng)工作時(shí)鐘頻率 / 12串口2模式1： 10位數(shù)據(jù)通過TxD2/(TxD2/)發(fā)送，通過RxD2/(RxD2/)接收。一禎數(shù)據(jù)包含一個(gè)起始位(0)，8個(gè)數(shù)據(jù)位，和一個(gè)停止位(1)。接收時(shí)，停止位進(jìn)入特殊功能寄存器S2CON的S2RB8位。波特率由獨(dú)立波特率發(fā)生器BRT的溢出率決定。串口2波特率在模式1 = ( 2S2SMOD/ 32 ) x BRT獨(dú)立波特率發(fā)生器的溢出率 當(dāng)S2SMOD = 0時(shí)，串口2波特率 = BRT獨(dú)立波特率發(fā)生器的溢出率 / 32， 當(dāng)S2SMOD = 1時(shí)，串口2波特率 = BRT獨(dú)立波特率發(fā)生器的溢出率 / 16， BRT獨(dú)立波特率發(fā)生器的溢出率 = Fosc/12/( 256 BRT ),當(dāng)BRTx12 = 0時(shí)， BRT獨(dú)立波特率發(fā)生器的溢出率 = Fosc / ( 256 BRT ),當(dāng)BRTx12 = 1時(shí)串口2模式2： 11位數(shù)據(jù)通過TxD2/(TxD2/)發(fā)送，通過RxD2/(RxD2/)接收。一禎數(shù)據(jù)包含一個(gè)起始位(0)，8個(gè)數(shù)據(jù)位，一個(gè)可編程的第9位，和一個(gè)停止位(1)。發(fā)送時(shí)，第9位進(jìn)入特殊功能寄存器S2CON的S2RB8位。波特率可編程為系統(tǒng)時(shí)鐘頻率：Fosc / 32或者Fosc / 64，串口2工作在模式2和串口1工作在模式2是相同的。串口2波特率在模式2 = ( 2S2SMOD / 64 ) x Fosc系統(tǒng)工作時(shí)鐘頻率 當(dāng)S2SMOD = 0時(shí)，串口2波特率 = Fosc系統(tǒng)工作時(shí)鐘頻率 / 64 當(dāng)S2SMOD = 1時(shí)，串口2波特率 = Fosc系統(tǒng)工作時(shí)鐘頻率 / 32串口2模式3：波特率是可變的，其它和模式2相同11位數(shù)據(jù)通過TxD2/(TxD2/)發(fā)送，通過RxD2/(RxD2/)接收。一禎數(shù)據(jù)包含一個(gè)起始位(0)，8個(gè)數(shù)據(jù)位，一個(gè)可編程的第9位，和一個(gè)停止位(1)。發(fā)送時(shí)，第9位數(shù)據(jù)位來自特殊功能，第9位進(jìn)入特殊功能寄存器S2CON的S2RB8位。串口2波特率在模式3 = ( 2S2SMO