【文章內容簡介】 在Windows應用程序的開發(fā)中，我們常常需要面臨與外圍數(shù)據(jù)源設備通信的問題。計算機和單片機（如MCS51）都具有串行通信口，可以設計相應的串口通信程序，完成二者之間的數(shù)據(jù)通信任務。RS232C在空閑時處于邏輯1狀態(tài)，在開始傳送時，首先產生一個起始位，起始位為一個寬度的邏輯+0，緊隨其后為所要傳送的數(shù)據(jù)，所要傳送的數(shù)據(jù)從低位開始依次送出，并以一個結束位標志該字節(jié)傳送結束，結束位為一個寬度的邏輯1狀態(tài)。使用9針或25針的接抽件將串行口的信號送出。4．串口電平轉換芯片——MAX232整個數(shù)據(jù)采用模塊是作為下位機的單片機AT89C51來控制的，上位機的PC機之間是通過標準RS232串口連接的。RS232下位機與作為接口標準是EIA電氣商業(yè)協(xié)會廣泛使用的標準，EIA RS標準涉及很廣的范圍，遠遠超出了通信和計算機領域。RS232C標準有兩個地。一個是機殼地，自接連到系統(tǒng)的屏蔽罩上。只有在把機殼地連在一起是安全的場合，兩個設備的這個地可能連在一起。另一個是信號地，對所有其他信號提供一個公共參考點。這個地是必須連接起來的。RS232電路的電平與TTL和CMOS電平完全不同。在RS232C系統(tǒng)中的電壓對地是對稱的，并且邏輯0至少為3V，邏輯1和邏輯0間的電壓擺幅可能是20V或者更大，這是為了避免通信線路上的干擾。，邏輯1約為5V左右。因此，這就需要變換電平的器件來轉換電平。MAX232就是用于電平轉換的芯片，它是兩通道RS232驅動器/接收器，使用單一+5V電源供電，其管腳圖：圖35 MAX232芯片管腳為增加信號在線路上的傳輸距離和提高抗干擾能力，RS232提高了信號的傳輸電平。該接口采用雙極性信號，公共地線和負邏輯。對于發(fā)送端。5V表示邏輯1，+：電壓低于3V表示1，高于+，因此在實際應用時，必須把微處理器的信號電平（TTL電平）轉換為RS232電平，或者對兩者進行逆轉換。這種轉換是由專用電平轉換芯片實現(xiàn)的。常用電平轉換芯片有MC1488,SN75150和MC1489,SN74154等。但1481489要求使用177。15 V的電源，且接受與發(fā)送個又一芯片，設計不太方便。另外許多公司研制出一些適合于RS232C標準接口線路的芯片。這些芯片主要是提高集成度，把驅動接收功能集中在一個芯片上，或者是在1個芯片上，包含幾個線路(TX)和接收器(RX)，有些還帶有監(jiān)控系統(tǒng)。為方便設計，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，保護器件，根據(jù)產品資料，選用MAXIM公司生產的MAX232E芯片。MAX232內部有2個線路驅動器（TX）和2個接收器（RX）。內部具有兩個充電泵，把+5VDC轉換成177。15VDC。串行接口電路如圖所示：圖36 串行接口電路 相關的GSM AT指令1．AT指令功能：AT+CMOS Send an SMS mand (發(fā)出一條短消息指令)AT+CMGD Delete SMS message ( 刪除SIM卡內存的短消息)AT+CMGF Select SMS message formate(選擇短消息信息格式：0PDU。1文本)AT+CMGL List SMS message from preferredstore(列出SIM卡中的短消息PDU/text“RECUNREAD”未讀，1/“RECREAD”已讀出，2/“STOUNSENT”待發(fā)，3/“STOSENT”已發(fā)，4/“ALL”全部的)AT+CMGR Read SMS message (讀短消息)AT+CMGS Send SMS message (發(fā)送短消息)AT+CMGW Write SMS message to memory (向SIM內存中寫入待發(fā)的短消息)AT+CMSS Send SMS message from storage (從SIM內存中發(fā)送短消息)AT+CNMI New SMS message indications(顯示新收到的短信息)AT+CPMS Preferred SMS message storage (選擇短消息內存)AT+CSCA SMS service center address (短消息中心地址) AT+CSCB Select cell broadcast message (選擇蜂窩廣播消息)AT+CSMP Set SMS text mode parameters (設置 短消息文本模式參數(shù))2．對短消息的控制方式共有三種模式：Block Mode基于AT命令的PDU Mode基于AT命令的Text Mode使用Block模式需要手機生產廠家提供驅動支持，目前，PDU Mode已取代Block Mode，Text Mode比較簡單。用于中英文短信息傳送應使用PDU模式，只傳送英文短信息（純文本格式）使用Text模式。Text模式的短信息發(fā)送和接收比較簡單，如不需要傳送中文則最好采用Text模式發(fā)送和接收短信息。 1．RS232串口連接由于TC351自帶RS232串口線，故只需將其連接到計算機串口即可。打開超級終端，選擇相應的串口，將端口參數(shù)設置為：速率——9600、奇偶校驗位——無，數(shù)據(jù)位——8，停止位——1，流量控制——硬件。2．連接測試輸入“AT”然后回車，屏幕上返回“OK”表明計算機與EC51已連接成功，EC51能夠正常工作。這時就可以測試各類AT命令。當測試命令為“AT+CMGS=?”時，如果返回“OK”表明TC51支持該指令。該指令的完整語法如下：如果此時TC35i處于PDU Mode（即“AT+CMGF？”返回“0”）AT+CMGS=PDU isgiven^Z/ESC如果短消息發(fā)送成功，則返回“OK”，并顯示信息號：+CMGS :[,]如果短消息發(fā)送失敗，則返回如下信息號：+CMS ERROR：如果此時EC51處于Text Mode（即“AT+CMGF？”返回“1”）AT+CMGS=[，toda]text is entered^Z/ESC如果短消息發(fā)送成功，則返回“OK”，并顯示信息號：+CMGS :[,]如果短消息發(fā)送失敗，則返回如下信息號：+CMS ERROR：另外，由于是用的是TC35i，當有新的短消息到來時，需要TC35i產生提示，使用指令“AT+CNMI”。該指令的完整語法如下：AT+CNMI=[][,][,][,][,]如果有新的短消息來到，則EC51將自動返回下列提示：+CMTI：“SM”，此時讀出，然后用“AT+CMGR”指令即可讀出短消息內容。 LED器件分類LED發(fā)光器件一般常用的有兩類：數(shù)碼管和點陣。常用的數(shù)碼管一般為8字型數(shù)碼管，分為A，B，C，D，E，F(xiàn)，G，DP八段，其中DP為小數(shù)點。數(shù)碼管常用的有10根管腳，另外兩根管腳為一個數(shù)碼管的公共端。從尺寸上分，LED數(shù)碼管的種類很多，，，，，。，~。通常，~12V供電。從電路上分，數(shù)碼管又可分為共陰和共陽兩種。 LED顯示的基本原理用單片機驅動的LED數(shù)碼管有很多方法，按顯示方式，可分為靜態(tài)現(xiàn)實和動態(tài)顯示，按譯碼方式，可分為硬件譯碼和軟件譯碼。1. LED靜態(tài)顯示方式所謂靜態(tài)顯示方式，就是當顯示器顯示某一個字符時，相應的發(fā)光二極管定地導通或截止。靜態(tài)顯示時較小的電流能得到較高的亮度。這是由于顯示器的各位相互獨立，而且各位的顯示字符一經確定，相應鎖存器的輸出將維持不變，直到顯示另一個字符為止。用靜態(tài)顯示所需的I/O口太多，占用太多的硬件資源。故在為數(shù)較多時往往采用動態(tài)顯示方式。2. LED顯示器動態(tài)顯示方式在多位LED顯示時，為了簡化電路，降低成本，可采用動態(tài)顯示方式。所謂動態(tài)顯示，就是一位一位的輪流點亮各位顯示器（掃描）。通常將所有位的段選線相應的并聯(lián)在一起，由一個（７段LED）８位I/O口控制，形成段選線的多路復用。自１各位的共陽極或共陰極分別由相應的I/O口線控制，實現(xiàn)各位的分時選通。對于每一位顯示器來說，每隔一段時間點亮一次。顯示器的亮度既與導通電流有關，也與點亮時間和間隔時間的比例有關。調整電流和時間參數(shù)，可實現(xiàn)較高較穩(wěn)定的顯示。這兩種顯示方式各有利弊：靜態(tài)顯示雖然數(shù)據(jù)顯示穩(wěn)定，占用很少的CPU時間，但每個顯示單元都需要單獨的顯示驅動電路，實用的電路硬件較多；動態(tài)顯示雖然有閃爍感，占用的CPU時間多，但使用的硬件少，能節(jié)省線路板空間。在動態(tài)顯示方式下，每位顯示器的點亮時間是極為短暫的，約1ms左右，但由于人的視覺暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極管的余輝效應，盡管實際上各位顯示器并非同時點亮，但只要掃描速度足夠快，給人的印象就是一組穩(wěn)定的數(shù)據(jù)，不會有閃爍感。 LED的驅動和顯示在單片機系統(tǒng)中，LED數(shù)碼管顯示是反映系統(tǒng)輸出和操作輸入的有效器件。數(shù)碼管具備數(shù)字接口，可以方便的和單片機系統(tǒng)連接；數(shù)碼管的體積小、重量輕，并且功耗低，是一種理想的顯示單片機數(shù)據(jù)輸出的器件。單片機對LED數(shù)碼管的驅動方法可以分為串行和并行兩種，分別適用于不同的使用場合，二者硬件電路電路和程序的差別也很大。1. 串行驅動在某些情況下，可供使用的單片機并行I/O口不足8根，數(shù)據(jù)的并行輸出已不可能，此時可以考慮串行輸出的方法。2. 并行驅動在一般情況下，單片機使用并行驅動的方式進行LED的顯示。并行驅動的結構較為簡單，并且非常適合用于說明地址和數(shù)據(jù)總線復用的情況。 顯示電路的相關說明。如果用靜態(tài)顯示，還要在每個數(shù)碼管與74LS373的每根輸出線之間串連一個限流電阻。這就需48=32個限流電阻。制成印刷線路板的話，得占相當大的一塊面積。另外，采用動態(tài)顯示，可以明顯的降低功耗，因為每一時刻只有一個LED發(fā)光，其功耗為靜態(tài)顯示的1/4。一個LED最大電流為120mA，如用靜態(tài)顯示，4個LED就好點流500mA，那么變壓器就得選32V/32W，價格提高近一倍，穩(wěn)壓塊得選78XXC，這種管是橢圓殼，再印刷線路板上也得占相當大的面積。圖37 LED顯示，這時按照以上的驅動方法，在硬件實現(xiàn)上較為復雜，在這種情況下可以zlg7289A，它是一片具有串行接口的可同時驅動8位共陰式數(shù)碼管或64只獨立LED的智能顯示驅動芯片，該芯片同時還可連接多達64鍵的鍵盤矩陣單片即可完成LED顯示、鍵盤接口的全部功能。zlg7289A內部含有譯碼器可直接接受BCD碼或16進制碼并同時具有2種譯碼方式此外還具有多種控制指令如消隱、閃爍、左移、右移、段尋址等zlg7289A具有片選信號可方便的實現(xiàn)多于8位的顯示或多于64鍵的鍵盤接口。實際應用中8只下拉電阻和8只鍵盤連接位選線DIGODIG7的8只電阻，位選電阻遵從一定的比例關系，下拉電阻應大于位選電阻的5倍，而小于其50倍，典型值為10倍，下拉電阻的取值范圍是10K~100K，位選電阻的取值范圍是1K~10K，在不影響顯示的前提下，下拉電阻應盡可能的取較小的值，這樣可以提高鍵盤部分的抗干擾能力。因為采用循環(huán)掃描的工作方式，如果采用普通的數(shù)碼管亮度有可能不夠，采用高亮或超高亮的型號可以解決這個問題，數(shù)碼管的尺寸也不宜選的過大，一般字符高度不超過1英寸。如使用大型的數(shù)碼管應使用適當?shù)尿寗与娐?。zlg7289A需要一外接晶體振蕩電路供系統(tǒng)工作，其典型值分別為F=16MHz，C=15P。如果芯片無法正常工作，首先檢查此振蕩電路在印刷電路板布線時所有元件，尤其是振蕩電路的元件應盡量靠近zlg7289A，并盡量使電路連線最短。 鍵盤模塊在計算機控制系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)和控制信號的輸入主要使用鍵盤。鍵盤接口，尤其是鍵入信號的軟件處理方法是影響系統(tǒng)使用和操作性能的重要因素。鍵盤接口及其軟件的任務主要有以下幾個方面：1．檢測并判斷是否有鍵按下：2．按鍵開關的延時消抖。3．計算并確定按鍵的鍵值。4．根據(jù)計算出的鍵值進行一系列的動作處理和執(zhí)行。行列式鍵盤又稱矩陣式鍵盤。用I/O口線組成行、列結構，按鍵設置在行列的交點上。因此，在按鍵數(shù)量較多時，可以節(jié)省I/O口線。行線電平狀態(tài)將由與此行線相連的列電平決定。列線電平如果為低，則行線電平為低：列線電平如果為高，則行線電平亦為高。這是識別矩陣鍵盤是否被按下的關鍵。矩陣鍵盤中行、列線為多線共用，各按鍵均影響該鍵所在行和列的電平。按鍵設置在行、列交點上，行、列線分別連接到按鍵開關，行線通過上拉電阻接到++5V上。平時無按鍵動作時，行線處于高電平狀態(tài)，當有按鍵按下時，各按鍵將彼此相互發(fā)生影響，所以必須將行、列信號配合起來做適當?shù)奶幚?，才能確定閉合鍵的位置。按鍵設置在行、列交點上，行列線分別連接到按鍵開關的兩端。當行線通過上拉電阻接++5V時，被定位在高電平狀態(tài)。按鍵中有無按鍵按下是由列線送入全掃描字、用行線讀行線狀態(tài)來判斷的。其方法是：給列線的所有I/O口線均置成低電平，然后將行線電平狀態(tài)讀入累加器A中。如果有按鍵按下，總會有一根行線電平被拉至低電平，從而使輸入不全為to鍵盤中哪一個按鍵按下是由列線逐漸掃描低電平后，檢查行輸入狀態(tài)。其方法是：依次給列線送低電平，然后檢查所有行線的狀態(tài)，如果全為1，則所有按下之鍵不在此列。如果不全為1，則所按下的鍵必在此列。而且是在與0電平行線相交的交點上的那個鍵。單片機系統(tǒng)中，鍵盤掃描只是CPU工作的一個內容之一。CPU既要忙于處理好各項工作任務，又要保證及時響應對鍵盤的操作，同時還奧節(jié)省CPU的時間。所以選擇一個好的鍵盤工作方式，可以提高一個單片機系統(tǒng)的工作效率。鍵盤的掃描工作方式、定時掃描工作方式和中斷掃描工作式。1．編程掃描工作方式：編程掃描工作方式是利用CPU在完成其他工作的空余，調用鍵盤掃描子程序，來響應鍵輸入要求。將鍵盤端口分為掃描口和輸入口。由掃描口輸出數(shù)據(jù)，在輸入口讀取掃描后的狀態(tài)。2．定時掃描工作方式：定時掃描工作方式是利用單片機內部定時器產生的定時中斷（例如10ms），CPU響應中斷后對鍵盤進行掃描、并在有鍵按下時轉入鍵功能處理程序，則可以實現(xiàn)定時掃描。3．中斷掃描工作方式：為了進一步提高CPU的工作效率，可以采用中斷掃描工作方式。當沒有鍵按下時，INT1為高電平。當任意鍵按下時，INT1變?yōu)榈碗娖?，向CP