【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 RS232(DB9)和MAX232芯片的連接方法如圖29所示。圖29 MAX232芯片和RS232串口的連接電路圖 電壓比較器 LM339芯片圖210 LM339芯片管腳圖LM339的特點(diǎn)和一些參數(shù)：（1）電壓失調(diào)小，一般是2mV； （2）共模范圍非常大，； （3）他對(duì)比較信號(hào)源的內(nèi)阻限制很寬； （4）LM339 vcc電壓范圍寬，單電源為236V，雙電源電壓為177。1V177。18V； （5）輸出端電位可靈活方便地選用。 （6）差動(dòng)輸入電壓范圍很大，甚至能等于vcc； LM339集成塊內(nèi)部裝有四個(gè)獨(dú)立的電壓比較器，該電壓比較器的特點(diǎn)是：1）失調(diào)電壓小，典型值為2mV；2）電源電壓范圍寬，單電源為236V，雙電源電壓為177。1V177。18V；3）對(duì)比較信號(hào)源的內(nèi)阻限制較寬；4）共模范圍很大，為0~（）Vo；5）差動(dòng)輸入電壓范圍較大，大到可以等于電源電壓；6）輸出端電位可靈活方便地選用。 LM339集成塊采用C14型封裝，外型及管腳排列如圖210。由于LM339使用靈活，應(yīng)用廣泛，所以世界上各大IC生產(chǎn)廠、公司竟相推出自己的四比較器，如IR233ANI33SF339等，它們的參數(shù)基本一致，可互換使用。 LM339類似于增益不可調(diào)的運(yùn)算放大器。每個(gè)比較器有兩個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端。兩個(gè)輸入端一個(gè)稱為同相輸入端，用“+”表示，另一個(gè)稱為反相輸入端，用“”表示。用作比較兩個(gè)電壓時(shí)，任意一個(gè)輸入端加一個(gè)固定電壓做參考電壓（也稱為門限電平，它可選擇LM339輸入共模范圍的任何一點(diǎn)），另一端加一個(gè)待比較的信號(hào)電壓。當(dāng)“+”端電壓高于“”端時(shí)，輸出管截止，相當(dāng)于輸出端開路。當(dāng)“”端電壓高于“+”端時(shí)，輸出管飽和，相當(dāng)于輸出端接低電位。兩個(gè)輸入端電壓差別大于10mV就能確保輸出能從一種狀態(tài)可靠地轉(zhuǎn)換到另一種狀態(tài)，因此，把LM339用在弱信號(hào)檢測(cè)等場(chǎng)合是比較理想的。LM339的輸出端相當(dāng)于一只不接集電極電阻的晶體三極管，在使用時(shí)輸出端到正電源一般須接一只電阻（稱為上拉電阻，選315K）。選不同阻值的上拉電阻會(huì)影響輸出端高電位的值。因?yàn)楫?dāng)輸出晶體三極管截止時(shí)，它的集電極電壓基本上取決于上拉電阻與負(fù)載的值。另外，各比較器的輸出端允許連接在一起使用。 LM339可構(gòu)成 單限比較器、 遲滯比較器 、雙限比較器（窗口比較器） 、振蕩器等。 LM339還可以組成高壓數(shù)字邏輯門電路，并可直接與TTL、CMOS電路接口。此次設(shè)計(jì)中對(duì)信號(hào)的四細(xì)分的實(shí)現(xiàn)是靠LM339芯片組成的電壓比較器將A、B信號(hào)轉(zhuǎn)換為正交方波信號(hào)，而后程序便能夠比較A、B信號(hào)不同時(shí)刻的狀態(tài)而得出四種組合狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)了四細(xì)分。本此次系統(tǒng)中用的的比較電路如圖211。.圖211 電壓比較電路 光敏二極管簡(jiǎn)介光敏二極管也叫光電二極管。光敏二極管與半導(dǎo)體二極管在結(jié)構(gòu)上是類似的,其管芯是一個(gè)具有光敏特征的PN結(jié)，具有單向?qū)щ娦?，因此工作時(shí)需加上反向電壓。無光照時(shí),有很小的飽和反向漏電流,即暗電流，此時(shí)光敏二極管截止。當(dāng)受到光照時(shí),飽和反向漏電流大大增加，形成光電流,它隨入射光強(qiáng)度的變化而變化。當(dāng)光線照射PN結(jié)時(shí)，可以使PN結(jié)中產(chǎn)生電子一空穴對(duì)，使少數(shù)載流子的密度增加。這些載流子在反向電壓下漂移，使反向電流增 加。因此可以利用光照強(qiáng)弱來改變電路中的電流。常見的有2CU、2DU等系列。光敏二極管工作原理：光敏二極管是將光信號(hào)變成電信號(hào)的半導(dǎo)體器件。它的核心部分也是一個(gè)PN結(jié)，和普通二極管相比，在結(jié)構(gòu)上不同的是，為了便于接受入射光照，PN結(jié)面積盡量做的大一些，電極面積盡量小些，而且PN結(jié)的結(jié)深很淺，一般小于1微米。 光敏二極管是在反向電壓作用之下工作的。沒有光照時(shí)，反向電流很?。ǎ?，稱為暗電流。當(dāng)有光照時(shí)，攜帶能量的光子進(jìn)入PN結(jié)后，把能量傳給共價(jià)鍵上的束縛電子，使部分電子掙脫共價(jià)鍵，從而產(chǎn)生電子空穴對(duì)，稱為光生載流子。 它們?cè)诜聪螂妷鹤饔孟聟⒓悠七\(yùn)動(dòng)，使反向電流明顯變大，光的強(qiáng)度越大，反向電流也越大。這種特性稱為“光電導(dǎo)”。光敏二極管在一般照度的光線照射下，所產(chǎn)生的電流叫光電流。如果在外電路上接上負(fù)載，負(fù)載上就獲得了電信號(hào)，而且這個(gè)電信號(hào)隨著光的變化而相應(yīng)變化。 在此次設(shè)計(jì)中將用光敏二極管來收集變化的光信號(hào)，轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，通過處理而得出要測(cè)的數(shù)據(jù)。第三章 軟件程序設(shè)計(jì) 上位機(jī)VB程序設(shè)計(jì) VB流程圖圖31 上位機(jī)流程圖如圖31所示VB程序初始化之后等待數(shù)據(jù)接收，接收到數(shù)據(jù)之后分別讀取位移計(jì)數(shù)和時(shí)間計(jì)數(shù)，將其以十進(jìn)制進(jìn)行計(jì)算，最后顯示在所設(shè)計(jì)的界面上。圖32 相對(duì)方式流程圖如入32所示，相對(duì)測(cè)量方式時(shí)，VB向單片機(jī)發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)，單片機(jī)接收到數(shù)據(jù)之后將時(shí)間計(jì)數(shù)和位移計(jì)數(shù)清零，而后再進(jìn)入正常的測(cè)量程序。 Visual 圖33 Visual Basic界面VB是一種由微軟公司開發(fā)的包含協(xié)助開發(fā)環(huán)境的可視化的、面向?qū)ο蠛筒捎檬录?qū)動(dòng)方式的結(jié)構(gòu)化高級(jí)程序設(shè)計(jì)語言，它編程簡(jiǎn)單、方便、功能強(qiáng)大，具有與其它語言及環(huán)境的良好接口，不需要編程開發(fā)人員具備C/C++或者Turbo Pascal 語言知識(shí)和特別高深的專業(yè)知識(shí)，只要懂得Windows的界面及其基本操作，就可以迅速上手，而VB在程序界面設(shè)計(jì)、多媒體開發(fā)方面更是獨(dú)具優(yōu)勢(shì)。其開始界面如圖33所示。因此特別適合初學(xué)者和業(yè)余人員使用。在VisualBasic環(huán)境下，利用事件驅(qū)動(dòng)的編程機(jī)制、新穎易用的可視化設(shè)計(jì)工具，使用Windows內(nèi)部的廣泛應(yīng)用程序接口（SPI）函數(shù)，以用動(dòng)態(tài)鏈接庫（DLL）、對(duì)象的鏈接與世隔嵌入（OLE）、開放式數(shù)據(jù)連接（ODBC）等技術(shù)，可以高效、快速地開發(fā)Windows環(huán)境下功能強(qiáng)大、圖形界面豐富的應(yīng)用軟件系統(tǒng)。隨著版本的提高，Visual Basic的功能也越來越強(qiáng)[15]。 VB界面設(shè)計(jì)圖34 VB界面如圖34所示，VB顯示界面共設(shè)置6個(gè)顯示框，2個(gè)命令按鈕，1個(gè)通信控件。 Msm控件簡(jiǎn)介Msm控件為實(shí)現(xiàn)VB和單片機(jī)通信的重要控件，它允許建立串口連接，可以連接到其他通信設(shè)備（如Modem）．還可以發(fā)送命令、進(jìn)行數(shù)據(jù)交換以及監(jiān)視和響應(yīng)在通信過程中可能發(fā)生的各種錯(cuò)誤和事件，從而可以用它創(chuàng)建全雙工 、事件驅(qū)動(dòng)的、高效實(shí)用的通信程序[15]。MSComm 控件有很多重要的屬性，但首先必須熟悉幾個(gè)屬性。CommPort 屬性 ： 設(shè)置并返回通訊端口號(hào)。說明 ： 在設(shè)計(jì)時(shí)，value 可以設(shè)置成從 1 到 16 的任何數(shù)（缺省值為 1）。RThreshold屬性：當(dāng)接受緩沖區(qū)接到n個(gè)新的字符時(shí)產(chǎn)生Onm事件，如果N為零，則不產(chǎn)生ONCOMM 事件。 InputMode屬性：設(shè)置或返回傳輸數(shù)據(jù)的類型 InputModeText 0 （缺省）通過 Input 屬性以文本方式取回?cái)?shù)據(jù)。 InputModeBinary 1 通過 Input 屬性以二進(jìn)制方式檢取回?cái)?shù)據(jù)。 Settings()屬性設(shè)置并返回波特率、奇偶校驗(yàn)、數(shù)據(jù)位和停止位 （“,WW,EE,RR”）PortOpen()打開或關(guān)閉串口，或返回串口的開關(guān)狀態(tài)TRUE打開串口，F(xiàn)ALSE關(guān)閉串口；Input 屬性：從接收緩沖區(qū)讀出數(shù)據(jù)，返回值為VARIANT型變量，當(dāng)串口沒打開時(shí)不能用。當(dāng)InputMode屬性值為0時(shí)，數(shù)據(jù)為文本方式，變量為string類型。當(dāng)為1時(shí)，數(shù)據(jù)位為二進(jìn)制，變量為Byte類型InputLen 屬性：設(shè)置并返回 Input 屬性從接收緩沖區(qū)讀取的字符數(shù)。 說明：InputLen 屬性的缺省值是 0。設(shè)置 InputLen 為 0 時(shí)，使用 Input 將使 MSComm 控件讀取接收緩沖區(qū)中全部.InBufferSize 屬性：設(shè)置或返回輸入緩沖區(qū)的大小。缺省值大小為1024byteInputBufferCont 屬性 設(shè)置或返回輸入緩沖區(qū)內(nèi)等待讀取的字節(jié)數(shù)。當(dāng)設(shè)置為零是時(shí)可以清除接受緩沖區(qū)Output屬性：向發(fā)送緩沖區(qū)寫數(shù)據(jù)，或返回發(fā)送緩沖區(qū)當(dāng)前的數(shù)據(jù)OutBufferSize 屬性：設(shè)置或返回發(fā)送緩沖區(qū)的大小,缺省值為512byte,OutBufferSize屬性：返回發(fā)送緩沖區(qū)的字節(jié)數(shù)，或清空發(fā)送緩沖區(qū)。MSComm 控件示例 下面這個(gè)簡(jiǎn)單的例子演示了用調(diào)制解調(diào)器進(jìn)行基本的串行通訊： Private Sub Form_Load () Dim Instring As String，保存輸入子串的緩沖區(qū) = 1，使用 COM1。 = 9600,N,8,1，9600 波特，無奇偶校驗(yàn)，8 位數(shù)據(jù)，一個(gè)停止位。 = 0 = True，打開端口。 = ATV1Q0 amp。 Chr$(13) Do DoEvents Buffer$ = Buffer$ amp。 Loop Until InStr(Buffer$, OK amp。 vbCRLF)，從串行端口讀 OK 響應(yīng)。 = False，關(guān)閉串行端口。End Sub VB程序設(shè)計(jì)（1）發(fā)送控制命令，使單片機(jī)清零計(jì)數(shù)器，轉(zhuǎn)換到相對(duì)測(cè)量方式。private sub mand1_click()Dim Num As Integer Dim outbte(0) As Byte outbte(0) = CByte(1),將數(shù)值轉(zhuǎn)換位byte類型 = 0 39。...清空輸出寄存器 = outbte(0) 39。...發(fā)送數(shù)據(jù) end sub（2）結(jié)束按鈕，結(jié)