【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 示，當(dāng)此2位數(shù)據(jù)為“1”、“0”時(shí)，只對(duì)CH0進(jìn)行單通道轉(zhuǎn)換。當(dāng)2位數(shù)據(jù)為“1”、“1”時(shí)，只對(duì)CH1進(jìn)行單通道轉(zhuǎn)換。當(dāng)2位數(shù)據(jù)為“0”、“0”時(shí)，將CH0作為正輸入端IN+，CH1作為負(fù)輸入端 IN進(jìn)行輸入。當(dāng)2位數(shù)據(jù)為“0”、“1”時(shí)，將CH0作為負(fù)輸入端 IN，CH1 作為正輸入端 IN+進(jìn)行輸入。 到第3個(gè)脈沖的下沉之后DI端的輸入電平就失去輸入作用，此后DO/DI端則開始利用數(shù)據(jù)輸出 DO進(jìn)行轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的讀取。從第4個(gè)脈沖下沉開始由DO端輸出轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)最高位 DATA7，隨后每一個(gè)脈沖下沉DO端輸出下一位數(shù)據(jù)。直到第11個(gè)脈沖時(shí)發(fā)出最低位數(shù)據(jù)DATA0，一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)輸出完成。最后將CS置高電平禁用芯片，直接將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理就可以了。對(duì)多個(gè)多個(gè)變化較為緩慢的模擬信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換時(shí)，利用多路開關(guān)將各路模擬信號(hào)輪流與A/D轉(zhuǎn)換器接通，使一個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器能完成多個(gè)模擬信號(hào)的轉(zhuǎn)換，節(jié)省硬件開銷。對(duì)A/D通道，需要用多路輸入、一路輸出的模擬開關(guān)，使輸入的多路模擬信號(hào)輪流與與A/D轉(zhuǎn)換器接通對(duì)D/A通道，要在D/A轉(zhuǎn)換器之后加一個(gè)一路輸入、多路輸出的模擬開關(guān)，使輸出的模擬信號(hào)輪流分配到各模擬通路。 CD4051為雙向切換芯片，它既可作多路輸入、一路輸出的模擬開關(guān)，也可作一路輸入、多路輸出的模擬開關(guān)。CD4051的引腳圖如圖310所示。圖310 CD4051引腳圖引腳S為選通端。當(dāng)S為低電平時(shí)，選中某一通道，使開關(guān)接通。A2～A0是開關(guān)通道號(hào)輸入端。當(dāng)A2～A0輸入000～111時(shí)，分別對(duì)應(yīng)0～7通道上的開關(guān)處于閉合狀態(tài)。通常S和A2～A0信號(hào)由接在CPU數(shù)據(jù)總線上的一個(gè)鎖存器提供，這樣就可以用輸出指令實(shí)現(xiàn)通道選擇。I/O 7～I(xiàn)/O 0為8路模擬輸入。O/I為1路模擬輸出。AD4051的真值表如表2所示。表2 AD4051真值表S’A2A1A0選通0000I/O00001I/O10010I/O20011I/O30100I/O40101I/O50110I/O60111I/O71**** 液晶顯示模塊設(shè)計(jì) HSl286415簡(jiǎn)介HSl286415是一種圖形點(diǎn)陣液晶顯示器，它主要由其控制器ST7920決定，ST7920同時(shí)作為控制器和驅(qū)動(dòng)器，它可提供33路輸出和64路seg輸出。在驅(qū)動(dòng)器ST7921的配合下，最多可以驅(qū)動(dòng)25632點(diǎn)陣液晶。其可完成圖形顯示，也可以顯示84個(gè)(16l6點(diǎn)陣)漢字。那么它是如何工作的呢，下面是其顯示原理：顯示漢字需要有其對(duì)應(yīng)的字模，所謂漢字字模就是用O、l表示漢字的字形，將漢字放入n行n列的正方形內(nèi)，該正方形共有nn個(gè)小方格，每個(gè)小方格可用一位二進(jìn)制表示，凡是筆劃經(jīng)過的方格值為1，未經(jīng)過的值為0。漢字點(diǎn)陣字模有16x16點(diǎn)、2424點(diǎn)、3232點(diǎn)，4848點(diǎn)幾種，每個(gè)漢字字模分別需要3712288個(gè)字節(jié)存放，點(diǎn)數(shù)愈多，輸出的漢字愈美觀。HS1286415為64行128列的點(diǎn)陣液晶模塊，分為上半屏和下半屏，可以顯示16l6點(diǎn)的漢字48二32個(gè)。而顯示字符或數(shù)字僅需要占用168點(diǎn)。如果顯示圖片，也要和顯示字符、漢字一樣取模。圖片最好不要超過12864，否則會(huì)顯示不完全。HS1286415其控制器ST7920有內(nèi)建GB碼簡(jiǎn)體中文字型庫(kù)，控制器ST792O的字型產(chǎn)生RAM也可提供用戶自定義字符生成(造字)功能，用戶可以將CGROM中沒有的字符定義到CGROM中。 HSl286415顯示模塊電路HSl286415與單片機(jī)串口連接圖如圖311所示。圖311 HSl286415與單片機(jī)串口連接圖本設(shè)計(jì)中，HSl286415主要功能有，顯示日期、時(shí)間，路燈不同季節(jié)的開關(guān)燈的時(shí)段等。當(dāng)路燈線路發(fā)生故障時(shí)，顯示模塊會(huì)顯示報(bào)警信息，并以短消息的形式通過GSM網(wǎng)絡(luò)上傳至監(jiān)控中心，監(jiān)控中心接到報(bào)警信息后，會(huì)及時(shí)做出處理。 鍵盤模塊設(shè)計(jì) 鍵盤在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中是一個(gè)關(guān)鍵的部件，它能實(shí)現(xiàn)向計(jì)算機(jī)輸入數(shù)據(jù)、傳送指令等功能，是人工干預(yù)的主要手段。鍵盤輸入信息的主要過程如下：(1)CPU判斷是否有鍵按下。(2)確定按下的是哪一個(gè)鍵。(3)把此鍵代表的信息翻譯成計(jì)算機(jī)所能識(shí)別的代碼，如ASCII或其他特征碼。如果步驟(2)，(3)主要由硬件完成，稱為編碼鍵盤:如果主要由軟件完成，則稱為非編碼鍵盤。單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中通常采用的是非編碼鍵盤，常用的為行列式鍵盤。行列式鍵盤按鍵設(shè)置在行線和列線交點(diǎn)處，行、列線分別連接到按鍵開關(guān)的兩端。列線通過上拉電阻接到+5V上，列線電平狀態(tài)將由與列線相連的行線電平?jīng)Q定。行線電平如果為低，則列線電平為低。行線電平如果為高，則列線電平亦為高。必須將行線和列線配合并作適當(dāng)?shù)奶幚?，才能確定閉合鍵的位置。鍵盤的原理圖如圖312所示。 鍵盤的原理圖 模擬路燈開關(guān)模塊設(shè)計(jì)系統(tǒng)的路燈開關(guān)部分主要應(yīng)用了光電耦合器件。光電偶合器件（簡(jiǎn)稱光耦）是把發(fā)光器件（如發(fā)光二極體）和光敏器件（如光敏三極管）組裝在一起，通過光線實(shí)現(xiàn)耦合構(gòu)成電—光和光—電的轉(zhuǎn)換器件。路燈的開關(guān)電路如圖313所示. 路燈的開關(guān)電路圖 4 路燈系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 軟件設(shè)計(jì)概況硬件作為整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，起到的是骨架作用，要想使整個(gè)系統(tǒng)順利運(yùn)轉(zhuǎn)起來，還需要通過軟件來為整個(gè)設(shè)計(jì)的正常運(yùn)行提供重要的支撐作用。在硬件系統(tǒng)的強(qiáng)大支撐作用下，本設(shè)計(jì)還采用了較多的軟件與之相互搭配協(xié)調(diào)，在保證系統(tǒng)功能的完善的同時(shí)，又保證了系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和穩(wěn)定性，最重要的是通過軟件恰到好處的控制，系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)能夠恰到好處的完成定位工作。通過對(duì)系統(tǒng)軟硬件的調(diào)整，使得人機(jī)界面更加簡(jiǎn)單明了，從而使得人機(jī)對(duì)話更加和諧友好，更加人性化。下面通過對(duì)各個(gè)軟件功能模塊的設(shè)計(jì)，并結(jié)合硬件系統(tǒng)的工作原理以及系統(tǒng)的設(shè)計(jì)對(duì)該系統(tǒng)中的軟件以及程序流程進(jìn)行較為詳細(xì)的闡述。 AT指令 GSM模塊與計(jì)算機(jī)間的通信協(xié)議是AT賀氏指令。AT指令集是由諾基亞、西門子、WAVECOM、愛立信、摩托羅拉和HP等公司共同為GSM系統(tǒng)研制，由ETSI(European Telemunication Standards Institute，歐洲通信技術(shù)委員會(huì))發(fā)布，包含了對(duì)SMS的控制。因此，MCU可通過UART串行接口直接向GSM模塊發(fā)送指令，實(shí)現(xiàn)GSM短消息的收發(fā)、查詢等操作。收發(fā)短信及相關(guān)操作AT 命令見附錄A。 一共有三種方式來發(fā)送和接收SMS信息：Block Mode, Text Mode和PDU Mode。Block Mode已是昔日黃花，目前很少用了。Text Mode是純文本方式，可使用不同的字符集，從技術(shù)上說也可用于發(fā)送中文短消息，但國(guó)內(nèi)手機(jī)基本上不支持，主要用于歐美地區(qū)。PDU Mode被所有手機(jī)支持，可以使用任何字符集，這也是手機(jī)默認(rèn)的編碼方式。AT指令(除重復(fù)操作指令A(yù)/外)均以“AT”開頭，除了發(fā)送短消息最后是以Ctrl+Z結(jié)束外，其余都以回車符CR結(jié)束，指令執(zhí)行成功與否均有相應(yīng)的返回，響應(yīng)形式為CRLFresponseCRLF，LF是換行符號(hào)。其它非預(yù)期信息，模塊有信息提示，接收端可作相應(yīng)處理。在AT指令中還包括控制符:結(jié)束符(用CR表示，16進(jìn)制的ox0D)和發(fā)送符(用Ctrl/Z表示，16進(jìn)制的oxlA)。下面通過 AT 指令對(duì)單片機(jī)與 TC35 的通信進(jìn)行說明。( 1) 設(shè)置短消息發(fā)送格式AT控制指令: AT+CMGF=1CR, 設(shè)置1代表Text模式, CR表示回車符號(hào),轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制為0x0d。若指令正確執(zhí)行,則會(huì)返回CRLF0KCRLF。( 2) 設(shè)置短消息中心號(hào)碼AT控制指令:AT+CSCA=“+8613800773500”(地區(qū)短消息服務(wù)中心的號(hào)碼) CR, 設(shè)置正確則模塊返回?cái)?shù)據(jù)CRLF0KCRLF。( 3) 設(shè)置TC35的波特率AT控制指令:AT+IPR=9600,9600為需要設(shè)置的波特率, 若將波特率改為2400,則執(zhí)行AT+IPR=2400即可。該指令改變的是TC35模塊的RS232波特率,在改變波特率后,還需要執(zhí)行保存指令,使TC35模塊將剛才的設(shè)置進(jìn)行保存。單片機(jī)控制T35進(jìn)行短消息發(fā)送時(shí)，首發(fā)呢我們需要做的發(fā)送短息的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，AT+CMGS=LENGTH,LENGTH為短消息的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度, 在等待模塊返回ASCII 字符“”后, 將數(shù)據(jù)輸入,數(shù)據(jù)必須以Z(也就是0x1a)作為結(jié)束符。短消息發(fā)送成功, 模塊會(huì)返回?cái)?shù)據(jù)CRLFOKCRLF, 表示數(shù)據(jù)發(fā)送成功。TC35模塊可以將數(shù)據(jù)返回給單片機(jī),當(dāng)TC35接收到短消息后, 會(huì)自動(dòng)向單片機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)CRLF+CMT:“SM”,INDEXCRLF,INDEX為信息存儲(chǔ)的位置。當(dāng)單片機(jī)收到該信息后,主動(dòng)發(fā)出命令讀出收到的短消息的指令A(yù)T+CMGR=INDEXCRLF,INDEX表示需要讀取短消息的存儲(chǔ)的位置,TC35收到該指令后,會(huì)將剛剛收到的短消息發(fā)送出來。 單片機(jī)與TC35的通信單片機(jī)與TC35的通信系統(tǒng)在收到短消息后,立即進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀出并進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析和處理, 然后主動(dòng)刪除該短消息,保持SIM卡有足夠的空間接收下一條短消息,當(dāng)SIM的存儲(chǔ)空間不夠時(shí),將不再接收短消息。刪除短消息的指令為:AT+CMGD=INDEXCR,INDEX表示需要?jiǎng)h除的短消息的位置。若TC35模塊返回CRLFOK CRLF,表示正確執(zhí)行了該指令, 刪除了該位置的短消息。若沒有返回該數(shù)據(jù),則刪除沒有成功。為了避免SIM卡中的短消息過多而造成短消息接收的失敗, 所以在TC35上電后, 立即進(jìn)行SIM卡中短消息查詢。如果存在有新的短消息,則立即讀出并執(zhí)行操作或處理,然后刪除。。 開 始判斷是否有新信息？系統(tǒng)初始化（12864，相關(guān)變量，定時(shí)器0）依短信內(nèi)容，設(shè)定相應(yīng)路燈工作串口初始化，設(shè)窗口 中斷為最高優(yōu)先級(jí)串口初始化液晶顯示電壓電流值A(chǔ)D采樣GSM模塊初始化 有故障否？按鍵掃描，設(shè)定正常 工作電壓值關(guān)該路燈，發(fā)故障信號(hào) 定時(shí)時(shí)間到 結(jié) 束 發(fā)正常信號(hào) 主程序流程圖單片機(jī)與TC35i通信的主程序見附錄II。 GSM模塊初始化:定時(shí)器1設(shè)為自動(dòng) 重裝方式定時(shí)器1設(shè)為自動(dòng) 重裝方式 設(shè)串口為工作 方式1 關(guān)回顯“ATE” 設(shè)單片機(jī)波特 率為9600設(shè)置服務(wù)中心密碼 開中斷及定時(shí)器 TC35i初始化流程圖 HS1286415的初始化。 功能設(shè)定字30H 延 時(shí) 延 時(shí)請(qǐng)DDRAM字01H 點(diǎn)設(shè)定04H 延 時(shí) 延 時(shí) 地址歸零02H 顯示設(shè)定字0dH HS1286415初始化流程圖 鍵盤模塊的初始化通常情況下，鍵盤的工作方式有三種:即編程掃描、中斷掃描和定時(shí)掃描。編程掃描是最為常用的識(shí)別方法。掃描程序查詢內(nèi)容如下:(1)查詢有鍵是否按下。(2)查詢按鍵所在的行、列位置。(3)對(duì)行號(hào)和列號(hào)進(jìn)行譯碼，得到鍵值。(4)按鍵的去抖動(dòng)處理。其初始化流程圖如圖44所示。開始否有鍵閉合嗎?否軟件延時(shí)10ms有鍵閉合嗎?確定按鍵位置否閉合鍵釋放? 返回按鍵值 鍵盤模塊的初始化流程圖 ADC0832初始化 本設(shè)計(jì)中，單片機(jī)對(duì)ADC0832的控制原理是：在正常情況下單片機(jī)與ADC0832的接口為4條數(shù)據(jù)線，它們分別是CS、CLK、DO、DI。但由于DO端與DI端在工作時(shí)并沒同時(shí)有效，并與單片機(jī)的接口是雙向，所以本電路設(shè)計(jì)時(shí)可以將DO和DI并聯(lián)在同一根數(shù)據(jù)線上使用。() 當(dāng)ADC0832未工作時(shí)其CS輸入端應(yīng)為高電平，此時(shí)芯片禁用，CLK和DO/DI的電平可任意。當(dāng)要進(jìn)行 A/D轉(zhuǎn)換時(shí)，須先將CS使能端置于低電平并且保持低電平直到轉(zhuǎn)換完全結(jié)束。此時(shí)芯片開始轉(zhuǎn)換工作，同時(shí)由處理器向芯片時(shí)鐘輸入端CLK輸入時(shí)鐘脈沖，DO/DI端則使用DI端輸入通道功能選擇的數(shù)據(jù)信號(hào)。在第1個(gè)時(shí)鐘脈沖的下沉之前DI端必須是高電平，表示啟始信號(hào)。在第3個(gè)脈沖下沉之前DI端應(yīng)輸入2位數(shù)據(jù)用于選擇通道功能，ADC0832 ： 開 始 讀取數(shù)據(jù) 使 能 ADC0832 數(shù)據(jù)校驗(yàn) 結(jié) 束 輸入通道 控制字 產(chǎn)生時(shí)鐘 信號(hào) 送入存儲(chǔ) 單元 ADC0832 數(shù)據(jù)讀取程序流程圖5 硬件調(diào)試在完成硬件電路的設(shè)計(jì)后就可以開始焊接電路了。在焊接電路前需要做許多的前期的準(zhǔn)備工作。首先應(yīng)該查閱資料，根據(jù)設(shè)計(jì)中應(yīng)該用到的芯片，以及他們的引腳功能等。利用PROTEL來繪制電路原理圖，在焊接電路時(shí)就可以參照電路原理圖上面相對(duì)應(yīng)的各個(gè)引腳的連接來對(duì)電路進(jìn)行焊接，這樣做既可以節(jié)省時(shí)間，又可以準(zhǔn)確地焊接各個(gè)引腳。最后在電路板上布局，使得各個(gè)芯片間的連線盡量少的交叉。焊接電路過程中，有些元件有正負(fù)極，應(yīng)準(zhǔn)確判斷