【文章內(nèi)容簡介】 不斷發(fā)展。第三章 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的硬件組成 原理圖 圖3—1高速：1 個時鐘/ 機(jī)器周期，增強(qiáng)型8051 內(nèi)核，速度比普通8051 快8～12 倍寬電壓：～，～（STC12LE5A60S2 系列） 增加第二復(fù)位功能腳（高可靠復(fù)位，可調(diào)整復(fù)位門檻電壓，頻率12MHz 時，無需此功能）增加外部掉電檢測電路,可在掉電時,及時將數(shù)據(jù)保存進(jìn)EEPROM,正常工作時無需操作EEPROM低功耗設(shè)計：空閑模式，（可由任意一個中斷喚醒）低功耗設(shè)計：掉電模式（可由外部中斷喚醒），可支持下降沿/ 上升沿和遠(yuǎn)程喚醒工作頻率：0～35MHz，相當(dāng)于普通8051：0～420MHz時鐘：外部晶體或內(nèi)部RC 振蕩器可選，在ISP 下載編程用戶程序時設(shè)置 8/16/20/32/40/48/52/56/60/62K 字節(jié)片內(nèi)Flash 程序存儲器，擦寫次數(shù)10 萬次以上 1280 字節(jié)片內(nèi)RAM 數(shù)據(jù)存儲器芯片內(nèi)EEPROM 功能,擦寫次數(shù)10 萬次以上1 ISP / IAP，在系統(tǒng)可編程/ 在應(yīng)用可編程,無需編程器/ 仿真器1 8 通道,10 位高速ADC，速度可達(dá)25 萬次/ 秒,2 路PWM 還可當(dāng)2 路D/A 使用1 2 通道捕獲/ 比較單元（PWM/PCA/CCP），也可用來再實現(xiàn)2 個定時器或2 個外部中斷（支持上升沿/ 下降沿中斷）1 4 個16 位定時器，兼容普通8051 的定時器T0/T1,2 路PCA 實現(xiàn)2 個定時器1可編程時鐘輸出功能，T0 輸出時鐘，T1 輸出時鐘,BRT 輸出時鐘1硬件看門狗（W D T ）1高速SPI 串行通信端口1全雙工異步串行口(UART),兼容普通8051 的串口1先進(jìn)的指令集結(jié)構(gòu)，兼容普通8051 指令集，有硬件乘法/ 除法指令通用I/O 口（36/40/44 個），復(fù)位后為： 準(zhǔn)雙向口/ 弱上拉（普通8051 傳統(tǒng)I/O 口）可設(shè)置成四種模式：準(zhǔn)雙向口/ 弱上拉，推挽/ 強(qiáng)上拉，僅為輸入/ 高阻，開漏2每個I/O 口驅(qū)動能力均可達(dá)到20mA，但整個芯片最大不得超過100mA圖3—2 I/O 口配置STC12C5616AD 系列單片機(jī)其所有I/O 口均可由軟件配置成4 種工作類型之一，如下表所示。4 種類型分別為：準(zhǔn)雙向口（標(biāo)準(zhǔn)8 0 5 1 輸出模式）、推挽輸出、僅為輸入（高阻）或開漏輸出功能。每個口由2個控制寄存器中的相應(yīng)位控制每個引腳工作類型。STC12C5624AD 系列單片機(jī)上電復(fù)位后為準(zhǔn)雙向口（傳統(tǒng)8051 的I/O 口）模式。2V 以上時為高電平， 以下時為低電平。I/O 口工作類型設(shè)定：P 3 M 0 【7 ： 0 】P 3 M 1 【7 ： 0 】I/O 口模式準(zhǔn)雙向口(傳統(tǒng)8051 I/O 口模式） ,灌電流可達(dá)20mA , 拉電流為230μA ,由于制造誤差， 實際為250uA～ 150uA0 1 推挽輸出（ 強(qiáng)上拉輸出， 可達(dá)20mA,要加限流電阻）1 0 僅為輸入（ 高阻）1 1 開漏(Open Drain) ， 內(nèi)部上拉電阻斷開， 要外加P1M0【7：0】P1M1【7：0】I/O 口模式（ 如做A/D使用，需先將其設(shè)置成開漏或高阻輸入）0 0準(zhǔn)雙向口（傳統(tǒng)8051 I/O 口模式）,灌電流可達(dá)20mA , 拉電流為230μA ,由于制造誤差，實際為250uA～150uA0 1 推挽輸出（強(qiáng)上拉輸出，可達(dá)20mA，要加限流電阻）1 0 僅為輸入（高阻），如果該I/O口需作為A/D使用，可選此模式1 1 開漏(Open Drain) ，如果該I/O口需作為A/D使用，可選此模式P3 口設(shè)定 , x ,, 口P2 口設(shè)定 ,,P1 口設(shè)定 ,,P0 口設(shè)定 x , x , x , x , , , , , 口舉例: MOV P1M0, 11000000BMOV P1M1, 10100000B。 為開漏, 為高阻輸入, 為強(qiáng)推挽輸出,P2M0【7： 0】P2M1【7： 0】I/O 口模式0 0準(zhǔn)雙向口(傳統(tǒng)8051 I/O 口模式） ,灌電流可達(dá)20mA , 拉電流為230μA ,由于制造誤差， 實際為250uA～ 150uA0 1 推挽輸出（ 強(qiáng)上拉輸出， 可達(dá)20mA， 要加限流電阻）1 0 僅為輸入（ 高阻）1 1 開漏(Open Drain)， 內(nèi)部上拉電阻斷開， 要外加P0M0【7： 0】P0M1【7： 0】I/O 口模式0 0準(zhǔn)雙向口(傳統(tǒng)8051 I/O 口模式） ,灌電流可達(dá)20mA , 拉電流為230μA ,由于制造誤差， 實際為250uA～ 150uA0 1 推挽輸出（ 強(qiáng)上拉輸出， 可達(dá)20mA， 要加限流電阻）1 0 僅為輸入（高阻）1 1 開漏(Open Drain)， 內(nèi)部上拉電阻斷開， 要外加雖然每個I/O 口在弱上拉時都能承受20mA 的灌電流(還是要加限流電阻,如1K，560 Ω等),在強(qiáng)推挽輸出時都能輸出20mA 的拉電流（也要加限流電阻）,但整個芯片的工作電流推薦不要超過55mA。即從MCUVCC 流入的電流不超過55mA,從MCUGnd 流出電流不超過55mA,整體流入/ 流出電流都不能超過55mA. 第四章 串口 RS232串口通信原理串口是計算機(jī)上一種非常通用設(shè)備通信的協(xié)議（不要與通用串行總線Universal Serial Bus或者USB混淆）。大多數(shù)計算機(jī)包含兩個基于RS232的串口。串口同時也是儀器儀表設(shè)備通用的通信協(xié)議；很多GPIB兼容的設(shè)備也帶有RS232口。同時，串口通信協(xié)議也可以用于獲取遠(yuǎn)程采集設(shè)備的數(shù)據(jù)。 串口通信的概念非常簡單，串口按位（bit）發(fā)送和接收字節(jié)。盡管比按字節(jié)（byte）的并行通信慢，但是串口可以在使用一根線發(fā)送數(shù)據(jù)的同時用另一根線接收數(shù)據(jù)。它很簡單并且能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)距離通信。比如IEEE488定義并行通行狀態(tài)時，規(guī)定設(shè)備線總常不得超過20米，并且任意兩個設(shè)備間的長度不得超過2米；而對于串口而言，長度可達(dá)1200米。 典型地，串口用于ASCII碼字符的傳輸。通信使用3根線完成：（1）地線，（2）發(fā)送，（3）接收。由于串口通信是異步的，端口能夠在一根線上發(fā)送數(shù)據(jù)同時在另一根線上接收數(shù)據(jù)。其他線用于握手，但是不是必須的。串口通信最重要的參數(shù)是波特率、數(shù)據(jù)位、停止位和奇偶校驗。對于兩個進(jìn)行通行的端口，這些參數(shù)必須匹配： a，波特率：這是一個衡量通信速度的參數(shù)。它表示每秒鐘傳送的bit的個數(shù)。 例如300波特表示每秒鐘發(fā)送300個bit。當(dāng)我們提到時鐘周期時，我們就是指波特率例如果協(xié)議需要4800波特率，那么時鐘是4800Hz。這意味著串口通信在數(shù)據(jù)線上的采樣率為4800Hz。通常電話線的波特率為14400，28800和36600。波特率可以遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于這些值，但是波特率和距離成反比。高波特率常常用于放置的很近的儀器間的通信，典型的例子就是GPIB設(shè)備的通信。 b，數(shù)據(jù)位：這是衡量通信中實際數(shù)據(jù)位的參數(shù)。當(dāng)計算機(jī)發(fā)送一個信息包，實際的數(shù)據(jù)不會是8位的，標(biāo)準(zhǔn)的值是7和8位。如何設(shè)置取決于你想傳送的信息。比如，標(biāo)準(zhǔn)的ASCII碼是0～127（7位）。擴(kuò)展的ASCII碼是0～255（8位）。如果數(shù)據(jù)使用簡單的文本（標(biāo)準(zhǔn) ASCII碼），那么每個數(shù)據(jù)包使用7位數(shù)據(jù)。每個包是指一個字節(jié)，包括開始/停止位，數(shù)據(jù)位和奇偶校驗位。由于實際數(shù)據(jù)位取決于通信協(xié)議的選取，術(shù)語“包”指任何通信的情況。 c，停止位：用于表示單個包的最后一位。典型的值為1。由于數(shù)據(jù)是在傳輸線上定時的，并且每一個設(shè)備有其自己的時鐘，很可能在通信中兩臺設(shè)備間出現(xiàn)了小小的不同步。因此停止位不僅僅是表示傳輸?shù)慕Y(jié)束，并且提供計算機(jī)校正時鐘同步的機(jī)會。適用于停止位的位數(shù)越多，不同時鐘同步的容忍程度越大，但是數(shù)據(jù)傳輸率同時也越慢。 d，奇偶校驗位：在串口通信中一種簡單的檢錯方式。有四種檢錯方式：偶、奇、高和低。當(dāng)然沒有校驗位也是可以的。對于偶和奇校驗的情況，串口會設(shè)置校驗位（數(shù)據(jù)位后面的一位），用一個值確保傳輸?shù)臄?shù)據(jù)有偶個或者奇?zhèn)€邏輯高位。例如，如果數(shù)據(jù)是011，那么對于偶校驗，校驗位為0，保證邏輯高的位數(shù)是偶數(shù)個。如果是奇校驗，校驗位位1，這樣就有3個邏輯高位。高位和低位不真正的檢查數(shù)據(jù)，簡單置位邏輯高或者邏輯低校驗。這樣使得接收設(shè)備能夠知道一個