io模擬串口通信(編輯修改稿)
2025-07-25 08:08 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 信方式以及定義數(shù)據(jù)的格式。模擬串口的通信方式采用方式1，即為10位為一幀數(shù)據(jù)接口，1個(gè)起始位、8位數(shù)據(jù)位（低位在前）和1位停止位，共10位。并且每位持續(xù)的時(shí)間為100us。先發(fā)送或接收起始位0，接著準(zhǔn)備發(fā)送或接收8位數(shù)據(jù)位，最后發(fā)送或接收停止位1。，并等待CPU進(jìn)行處理。 數(shù)碼管顯示設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)主要在于顯示，顯示由鍵盤(pán)輸入的字符的ASCII碼，如果是數(shù)字，則由一位LED數(shù)據(jù)管顯示，并由LED燈顯示。若為其他的字符，僅由LED燈顯示。從鍵盤(pán)輸入字符通過(guò)軟件模擬或者通過(guò)PC機(jī)中附件中終端設(shè)備來(lái)顯示。輸入與顯示可以由C函數(shù)庫(kù)存中的函數(shù)printf和scanf來(lái)實(shí)現(xiàn)。單片機(jī)中通常使用7段LED構(gòu)成字型“8”，另外，還有一個(gè)小數(shù)點(diǎn)發(fā)光二極管，以顯示數(shù)字、符號(hào)及小數(shù)點(diǎn)。這種顯示器有共陰極和共陽(yáng)極兩種。發(fā)光二極管的陽(yáng)極連在一起的（公共端K0）稱為共陽(yáng)極顯示器，陰極連在一起的（公共端K0）稱為共陰極顯示器。一位顯示器由8個(gè)發(fā)光二極管組成，其中，7個(gè)發(fā)光二極管構(gòu)成字型“8”的各個(gè)筆劃ag，另一個(gè)小數(shù)點(diǎn)為dp發(fā)光二極管。當(dāng)在某段發(fā)光二極管上施加一定的正向電壓時(shí)，該段筆劃即亮；不加電壓則暗。為了保護(hù)各段LED不被損壞，須外加限流電阻。以共陰極LED為例，各LED公共陰極K0接地。若向個(gè)控制端a、b、…、g、dp順次送入11100001信號(hào)，則該顯示器顯示“7.”字型共陰極與共陽(yáng)極7段LED顯示數(shù)字09的編碼（a段為最低位，dp點(diǎn)為最高位）。如表1所示。表1 共陰極和共陽(yáng)極7段LED顯示字型編碼表顯示字符0123456789共陰極段選碼3F（B）06（36）5B（DB）4F（CF）66（F6）6D（FD）7D（FD）07（87）7F（FF）6F（EF）共陽(yáng)極段選碼C0（40）F9（79）A4（24）B0（30）99（19）92（12）82（02）F8（78）80（00）90（10）LED顯示器有靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)顯示兩種方式。為了節(jié)省單片機(jī)的外部資源，采用動(dòng)態(tài)顯示技術(shù)。但是，本設(shè)計(jì)只需要采用一位數(shù)碼管顯示ASCII碼，因此無(wú)須采用動(dòng)態(tài)顯示，因?yàn)镻口有鎖存器的功能，只要將待輸出的七段碼輸出到接數(shù)碼管的P口即可無(wú)須重復(fù)掃描。數(shù)碼管的顯示會(huì)維持到下一個(gè)七段碼輸出改變?yōu)橹埂?LED燈顯示設(shè)計(jì)LED，即發(fā)光二極管，當(dāng)它的兩端正向?qū)〞r(shí)，電阻很小，有電流通過(guò)，當(dāng)加反向電壓時(shí)，電阻可以看成無(wú)窮大，無(wú)電流通過(guò)。因此它有普通二極管的功能，另外，它的另一個(gè)重要用途是將電信號(hào)變?yōu)楣庑盘?hào)，通過(guò)光纜傳輸，然后再用光電二極管接收驅(qū)動(dòng)一光電二極管。因此，發(fā)光二極管有電平指示作用。在本設(shè)計(jì)中，將LED燈的負(fù)極接到P口，也是為了防止一上電就導(dǎo)通。若將正極接到P口，一上電復(fù)位，P口輸出即為高電平，LED導(dǎo)通，沒(méi)有對(duì)信號(hào)的指示作用。因此，必須將負(fù)極接到P口，然后正極通過(guò)一個(gè)限流電阻接到5V電源。當(dāng)P口輸出高電平時(shí)（包括復(fù)位的高電平），LED燈滅，當(dāng)P口輸出低電平時(shí)，LED燈亮，指示輸出為低電平。３單元電路設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)的總體電路原理圖如附錄1所示。MCS51單片機(jī)的復(fù)位是由外部的復(fù)位電路來(lái)實(shí)現(xiàn)的。復(fù)位引腳RST通過(guò)一個(gè)斯密特觸發(fā)器與復(fù)位電路相連，斯密特觸發(fā)器用來(lái)抑制噪聲，在每個(gè)機(jī)器周期的S5P2，斯密特觸發(fā)器的輸出電平由復(fù)位電路采樣一次，然后才能得到內(nèi)部復(fù)位操作所需要的信號(hào)。上電復(fù)位：上電復(fù)位電路是—種簡(jiǎn)單的復(fù)位電路，只要在RST復(fù)位引腳接一個(gè)電容到VCC，接一個(gè)電阻到地就可以了。上電復(fù)位是指在給系統(tǒng)上電時(shí)，復(fù)位電路通過(guò)電容加到RST復(fù)位引腳一個(gè)短暫的高電平信號(hào)，這個(gè)復(fù)位信號(hào)隨著VCC對(duì)電容的充電過(guò)程而回落，所以RST引腳復(fù)位的高電平維持時(shí)間取決于電容的充電時(shí)間。為了保證系統(tǒng)安全可靠的復(fù)位，RST引腳的高電平信號(hào)必須維持足夠長(zhǎng)的時(shí)間。電路圖如圖4所示。 圖4 復(fù)位電咯時(shí)鐘是單片機(jī)的心臟，單片機(jī)各功能部件的運(yùn)行都是以時(shí)鐘頻率為基準(zhǔn)，有條不紊的一拍一拍地工作。因此，時(shí)鐘頻率直接影響單片機(jī)的速度，時(shí)鐘電路的質(zhì)量也直接影響單片機(jī)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。常用的時(shí)鐘電路有兩種方式：一種是內(nèi)部時(shí)鐘方式，另一種為外部時(shí)鐘方式。本文用的是內(nèi)部時(shí)鐘方式。電路圖如圖5所示。圖5 時(shí)鐘電路MCS51單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器，該高增益反向放大器的輸入端為芯片引腳XTAL1，輸出端為引腳XTAL2。這兩個(gè)引腳跨接石英晶體振蕩器和微調(diào)電容，就構(gòu)成一個(gè)穩(wěn)定的自激振蕩器。 顯示電路設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)的顯示電路包括兩部分，即數(shù)碼管顯示部分和LED燈顯示部分。 數(shù)碼管顯示電路如圖6所示。圖6 數(shù)碼管顯示電路采用P0口作為段碼輸出端口，由于只有一位數(shù)碼管顯示，位選端可以直接接地，一直處于選通狀態(tài)。另外，P0有特殊的物理結(jié)構(gòu)，即漏極開(kāi)路電路，所以得在輸出端接上拉電阻，通過(guò)上拉電阻接到5V電源，上拉電阻一般采用1K大小。數(shù)碼管顯示子程序比較簡(jiǎn)單，只要通過(guò)查表找到對(duì)應(yīng)的七段碼，輸出到數(shù)碼管，就可以顯示出想要的符號(hào)或數(shù)字。如
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