【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 +/25V～+6V7V～+12V驅(qū)動(dòng)器輸出信號(hào)電平(負(fù)載最小值)負(fù)載+/5V～+/15V+/+/驅(qū)動(dòng)器輸出信號(hào)電平(空載最大值)空載+/25V+/6V+/6V驅(qū)動(dòng)器負(fù)載阻抗(Ω)3K～7K10054擺率(最大值)30V/μsN/AN/A接收器輸入電壓范圍+/15V10V～+10V7V～+12V接收器輸入門限+/3V+/200mV+/200mV接收器輸入電阻(Ω)3K～7K4K(最小)≥12K驅(qū)動(dòng)器共模電壓3V～+3V1V～+3V接收器共模電壓7V～+7V7V～+12VRS23RS422與RS485都是串行數(shù)據(jù)接口標(biāo)準(zhǔn)，最初都是由電子工業(yè)協(xié)會(huì)（EIA）制訂并發(fā)布的，RS232在1962年發(fā)布，命名為EIA232E，作為工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，以保證不同廠家產(chǎn)品之間的兼容。RS422由RS232發(fā)展而來(lái)，它是為彌補(bǔ)RS232之目前RS232是PC機(jī)與通信工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的一種串行接口。RS232被定義為一種在低速率串行通訊中增加通訊距離的單端標(biāo)準(zhǔn)。RS232采取不平衡傳輸方式，即所謂單端通訊。收、發(fā)端的數(shù)據(jù)信號(hào)是相對(duì)于信號(hào)地，如從DTE設(shè)備發(fā)出的數(shù)據(jù)在使用DB25連接器時(shí)是2腳相對(duì)7腳（信號(hào)地）的電平。典型的RS232信號(hào)在正負(fù)電平之間擺動(dòng)，在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，發(fā)送端驅(qū)動(dòng)器輸出正電平在+5～+15V，負(fù)電平在5～15V電平。當(dāng)無(wú)數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，線上為TTL，從開(kāi)始傳送數(shù)據(jù)到結(jié)束，線上電平從TTL電平到RS232電平再返回TTL電平。接收器典型的工作電平在+3～+12V與3～12V。由于發(fā)送電平與接收電平的差僅為2V至3V左右，所以其共模抑制能力差，再加上雙絞線上的分布電容，其傳送距離最大為約15米，最高速率為20kb/s。RS232是為點(diǎn)對(duì)點(diǎn)（即只用一對(duì)收、發(fā)設(shè)備）通訊而設(shè)計(jì)的，其驅(qū)動(dòng)器負(fù)載為3～7kΩ。所以RS232適合本地設(shè)備之間的通信。第3章系統(tǒng)的硬件實(shí)現(xiàn)MCS51單片機(jī)是美國(guó)INTE公司于1980年推出的產(chǎn)品，與MCS48單片機(jī)相比，它的結(jié)構(gòu)更先進(jìn)，功能更強(qiáng)，在原來(lái)的基礎(chǔ)上增加了更多的電路單元和指令,指令數(shù)達(dá)111條，MCS51單片機(jī)可以算是相當(dāng)成功的產(chǎn)品，一直到現(xiàn)在，MCS51系列或其兼容的單片機(jī)仍是應(yīng)用的主流產(chǎn)品，各高校及專業(yè)學(xué)校的培訓(xùn)教材仍與MCS51單片機(jī)作為代表進(jìn)行理論基礎(chǔ)學(xué)習(xí)。我們也以這一代表性的機(jī)型進(jìn)行系統(tǒng)的講解。MCS51系列單片機(jī)主要包括8038051和8751等通用產(chǎn)品，其主要功能如下：8位CPU4kbytes 程序存儲(chǔ)器(ROM)128bytes的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM)32條I/O口線111條指令，大部分為單字節(jié)指令21個(gè)專用寄存器2個(gè)可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器5個(gè)中斷源，2個(gè)優(yōu)先級(jí)一個(gè)全雙工串行通信口外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器尋址空間為64kB外部程序存儲(chǔ)器尋址空間為64kB邏輯操作位尋址功能雙列直插40PinDIP封裝單一+5V電源供電MCS51以其典型的結(jié)構(gòu)和完善的總線專用寄存器的集中管理，眾多的邏輯位操作功能及面向控制的豐富的指令系統(tǒng)，堪稱為一代“名機(jī)”，為以后的其它單片機(jī)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。正因?yàn)槠鋬?yōu)越的性能和完善的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致后來(lái)的許多廠商多沿用或參考了其體系結(jié)構(gòu)，有許多世界大的電氣商豐富和發(fā)展了MCS51單片機(jī)，象PHILIPS、Dallas、ATMEL等著名的半導(dǎo)體公司都推出了兼容MCS51的單片機(jī)產(chǎn)品，就連我國(guó)的臺(tái)灣WINBOND公司也發(fā)展了兼容C51(人們習(xí)慣將MCS51簡(jiǎn)稱C51,如果沒(méi)有特別聲明，二者同指MCS51系列單片機(jī))的單片機(jī)品種。近年來(lái)C51獲得了飛速的發(fā)展，C51的發(fā)源公司INTEL由于忙于開(kāi)發(fā)PC及高端微處理器而無(wú)精力繼續(xù)發(fā)展自己的單片機(jī)，而由其它廠商將其發(fā)展，最典型的是PHILIPS和ATML公司，PHILIPS公司主要是改善其性能，在原來(lái)的基礎(chǔ)上發(fā)展了高速I/O口，A/D轉(zhuǎn)換器，PWM(脈寬調(diào)制)、WDT等增強(qiáng)功能，并在低電壓、微功耗、擴(kuò)展串行總線(I2C)和控制網(wǎng)絡(luò)總線(CAN)等功能加以完善。按鍵是一組常開(kāi)的按鍵開(kāi)關(guān),每個(gè)按鍵都被賦予一個(gè)代碼，稱為鍵碼。按鍵的開(kāi)關(guān)狀態(tài)通過(guò)一定的電路轉(zhuǎn)換為高、低電平狀態(tài)。按鍵閉合過(guò)程在相應(yīng)的I/O端口形成一個(gè)負(fù)脈沖。閉合和釋放過(guò)程都要經(jīng)過(guò)一定的過(guò)程才能達(dá)到穩(wěn)定，這一過(guò)程是處于高、低電平之間的一種不穩(wěn)定狀態(tài)，稱為抖動(dòng)。抖動(dòng)持續(xù)時(shí)間的常長(zhǎng)短與開(kāi)關(guān)的機(jī)械特性有關(guān)，一般在510ms之間。為了避免CPU多次處理按鍵的一次閉合，應(yīng)采用措施消除抖動(dòng)。本文在軟件中采用了相應(yīng)的軟件程序來(lái)消除抖動(dòng)。當(dāng)發(fā)現(xiàn)有鍵按下時(shí)，延時(shí)1020ms再查詢是否有鍵按下，若沒(méi)有鍵按下，說(shuō)明上次查詢結(jié)果為干擾或抖動(dòng)；若仍有鍵按下，則說(shuō)明閉合鍵已穩(wěn)定。本文采用的是獨(dú)立式按鍵，直接用I/O口線構(gòu)成單個(gè)按鍵電路，每個(gè)按鍵占用一條I/O口線，每個(gè)按鍵的工作狀態(tài)不會(huì)產(chǎn)生互相影響。鍵盤電路如下圖所示： 鍵盤接口電路鍵盤是人機(jī)交互的窗口，通過(guò)鍵盤實(shí)現(xiàn)人對(duì)設(shè)備的控制和設(shè)置。本裝置的鍵盤共12鍵，其中‘0’～‘9’鍵用于輸入掃頻信號(hào)上、下限頻率值；‘’號(hào)鍵是數(shù)值輸入結(jié)束標(biāo)志；‘*’號(hào)鍵是頻率設(shè)定結(jié)束后的掃頻開(kāi)始標(biāo)志。這12鍵與8255A的PB口和PC口的高四位相連。每個(gè)按鍵有兩個(gè)連接端：一端通過(guò)阻值為1K的電阻與電源相連，另一端通過(guò)一個(gè)阻值為10K的電阻與地相連。鍵盤未按下時(shí)與地接通，輸出為低電平；按下時(shí)與電源接通，變?yōu)楦唠娖?，并輸入?255A的相應(yīng)端口。數(shù)碼管顯示器成本低，配置靈活，與單片機(jī)接口簡(jiǎn)單，在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用。在系統(tǒng)運(yùn)行期間，單片機(jī)要完成一個(gè)相對(duì)其他微控制更為繁雜的計(jì)算輸出過(guò)程，即如何輸入的頻率值轉(zhuǎn)換為采樣點(diǎn)與點(diǎn)之間輸出的時(shí)間間隔，并準(zhǔn)確控制這個(gè)時(shí)間間隔的實(shí)現(xiàn)。為了盡量減少單片機(jī)運(yùn)行任務(wù)，以便它把寶貴的資源用于實(shí)現(xiàn)頻率輸出上的原則，系統(tǒng)通過(guò)增加硬件復(fù)雜度換取減少軟件控制的方法，在數(shù)碼管顯示部分，就用靜態(tài)顯示代替了動(dòng)態(tài)顯示。1. 數(shù)碼管的工作原理數(shù)碼管是由8個(gè)發(fā)光二極管構(gòu)成的顯示器件。在數(shù)碼管中，若將二極管的陽(yáng)極連在一起，稱為共陽(yáng)極數(shù)碼管；若將二極管的陰極連在一起，稱為共陰極數(shù)碼管。本文用到的5個(gè)數(shù)碼管均是共陰極的。當(dāng)發(fā)光二極管導(dǎo)通時(shí)，它就會(huì)發(fā)光。每個(gè)二極管就是一個(gè)筆劃，若干個(gè)二極管發(fā)光時(shí)，就構(gòu)成了一個(gè)顯示字符。將單片機(jī)的I/O口控制相應(yīng)的芯片與數(shù)碼管的ag相連，高電平的位對(duì)應(yīng)的發(fā)光二極管亮，這樣，由I/O口輸出不同的代碼，就可以控制數(shù)碼管顯示不同的字符。例如：當(dāng)I/O口控制芯片輸出的代碼是00111111時(shí)，數(shù)碼管顯示的字符為0。這樣形成的顯示字符的代碼稱為顯示代碼或段選碼。數(shù)碼管顯示器有兩種工作方式，即靜態(tài)顯示方式和動(dòng)態(tài)顯示方式。在靜態(tài)顯示方式下，