【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 在Windows應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)中，我們常常需要面臨與外圍數(shù)據(jù)源設(shè)備通信的問(wèn)題。計(jì)算機(jī)和單片機(jī)（如MCS51）都具有串行通信口，可以設(shè)計(jì)相應(yīng)的串口通信程序，完成二者之間的數(shù)據(jù)通信任務(wù)。RS232C在空閑時(shí)處于邏輯1狀態(tài)，在開(kāi)始傳送時(shí)，首先產(chǎn)生一個(gè)起始位，起始位為一個(gè)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(kāi)始依次送出，并以一個(gè)結(jié)束位標(biāo)志該字節(jié)傳送結(jié)束，結(jié)束位為一個(gè)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(hào)送出。4．串口電平轉(zhuǎn)換芯片——MAX232整個(gè)數(shù)據(jù)采用模塊是作為下位機(jī)的單片機(jī)AT89C51來(lái)控制的，上位機(jī)的PC機(jī)之間是通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)RS232串口連接的。RS232下位機(jī)與作為接口標(biāo)準(zhǔn)是EIA電氣商業(yè)協(xié)會(huì)廣泛使用的標(biāo)準(zhǔn)，EIA RS標(biāo)準(zhǔn)涉及很廣的范圍，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了通信和計(jì)算機(jī)領(lǐng)域。RS232C標(biāo)準(zhǔn)有兩個(gè)地。一個(gè)是機(jī)殼地，自接連到系統(tǒng)的屏蔽罩上。只有在把機(jī)殼地連在一起是安全的場(chǎng)合，兩個(gè)設(shè)備的這個(gè)地可能連在一起。另一個(gè)是信號(hào)地，對(duì)所有其他信號(hào)提供一個(gè)公共參考點(diǎn)。這個(gè)地是必須連接起來(lái)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(duì)地是對(duì)稱(chēng)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(lái)轉(zhuǎn)換電平。MAX232就是用于電平轉(zhuǎn)換的芯片，它是兩通道RS232驅(qū)動(dòng)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(hào)在線路上的傳輸距離和提高抗干擾能力，RS232提高了信號(hào)的傳輸電平。該接口采用雙極性信號(hào)，公共地線和負(fù)邏輯。對(duì)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(shí)際應(yīng)用時(shí)，必須把微處理器的信號(hào)電平（TTL電平）轉(zhuǎn)換為RS232電平，或者對(duì)兩者進(jìn)行逆轉(zhuǎn)換。這種轉(zhuǎn)換是由專(zhuān)用電平轉(zhuǎn)換芯片實(shí)現(xiàn)的。常用電平轉(zhuǎn)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(gè)又一芯片，設(shè)計(jì)不太方便。另外許多公司研制出一些適合于RS232C標(biāo)準(zhǔn)接口線路的芯片。這些芯片主要是提高集成度，把驅(qū)動(dòng)接收功能集中在一個(gè)芯片上，或者是在1個(gè)芯片上，包含幾個(gè)線路(TX)和接收器(RX)，有些還帶有監(jiān)控系統(tǒng)。為方便設(shè)計(jì)，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，保護(hù)器件，根據(jù)產(chǎn)品資料，選用MAXIM公司生產(chǎn)的MAX232E芯片。MAX232內(nèi)部有2個(gè)線路驅(qū)動(dòng)器（TX）和2個(gè)接收器（RX）。內(nèi)部具有兩個(gè)充電泵，把+5VDC轉(zhuǎn)換成177。15VDC。串行接口電路如圖所示：圖36 串行接口電路 相關(guān)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(nèi)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(nèi)存中寫(xiě)入待發(fā)的短消息)AT+CMSS Send SMS message from storage (從SIM內(nèi)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(nèi)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(shè)置 短消息文本模式參數(shù))2．對(duì)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(jī)生產(chǎn)廠家提供驅(qū)動(dòng)支持，目前，PDU Mode已取代Block Mode，Text Mode比較簡(jiǎn)單。用于中英文短信息傳送應(yīng)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(jiǎn)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(jì)算機(jī)串口即可。打開(kāi)超級(jí)終端，選擇相應(yīng)的串口，將端口參數(shù)設(shè)置為：速率——9600、奇偶校驗(yàn)位——無(wú)，數(shù)據(jù)位——8，停止位——1，流量控制——硬件。2．連接測(cè)試輸入“AT”然后回車(chē)，屏幕上返回“OK”表明計(jì)算機(jī)與EC51已連接成功，EC51能夠正常工作。這時(shí)就可以測(cè)試各類(lèi)AT命令。當(dāng)測(cè)試命令為“AT+CMGS=?”時(shí)，如果返回“OK”表明TC51支持該指令。該指令的完整語(yǔ)法如下：如果此時(shí)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(hào)：+CMGS :[,]如果短消息發(fā)送失敗，則返回如下信息號(hào)：+CMS ERROR：如果此時(shí)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(hào)：+CMGS :[,]如果短消息發(fā)送失敗，則返回如下信息號(hào)：+CMS ERROR：另外，由于是用的是TC35i，當(dāng)有新的短消息到來(lái)時(shí)，需要TC35i產(chǎn)生提示，使用指令“AT+CNMI”。該指令的完整語(yǔ)法如下：AT+CNMI=[][,][,][,][,]如果有新的短消息來(lái)到，則EC51將自動(dòng)返回下列提示：+CMTI：“SM”，此時(shí)讀出，然后用“AT+CMGR”指令即可讀出短消息內(nèi)容。 LED器件分類(lèi)LED發(fā)光器件一般常用的有兩類(lèi)：數(shù)碼管和點(diǎn)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(diǎn)。數(shù)碼管常用的有10根管腳，另外兩根管腳為一個(gè)數(shù)碼管的公共端。從尺寸上分，LED數(shù)碼管的種類(lèi)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(yáng)兩種。 LED顯示的基本原理用單片機(jī)驅(qū)動(dòng)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(shí)和動(dòng)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(dāng)顯示器顯示某一個(gè)字符時(shí)，相應(yīng)的發(fā)光二極管定地導(dǎo)通或截止。靜態(tài)顯示時(shí)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(dú)立，而且各位的顯示字符一經(jīng)確定，相應(yīng)鎖存器的輸出將維持不變，直到顯示另一個(gè)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(shí)往往采用動(dòng)態(tài)顯示方式。2. LED顯示器動(dòng)態(tài)顯示方式在多位LED顯示時(shí)，為了簡(jiǎn)化電路，降低成本，可采用動(dòng)態(tài)顯示方式。所謂動(dòng)態(tài)顯示，就是一位一位的輪流點(diǎn)亮各位顯示器（掃描）。通常將所有位的段選線相應(yīng)的并聯(lián)在一起，由一個(gè)（７段LED）８位I/O口控制，形成段選線的多路復(fù)用。自１各位的共陽(yáng)極或共陰極分別由相應(yīng)的I/O口線控制，實(shí)現(xiàn)各位的分時(shí)選通。對(duì)于每一位顯示器來(lái)說(shuō)，每隔一段時(shí)間點(diǎn)亮一次。顯示器的亮度既與導(dǎo)通電流有關(guān)，也與點(diǎn)亮?xí)r間和間隔時(shí)間的比例有關(guān)。調(diào)整電流和時(shí)間參數(shù)，可實(shí)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(shí)間，但每個(gè)顯示單元都需要單獨(dú)的顯示驅(qū)動(dòng)電路，實(shí)用的電路硬件較多；動(dòng)態(tài)顯示雖然有閃爍感，占用的CPU時(shí)間多，但使用的硬件少，能節(jié)省線路板空間。在動(dòng)態(tài)顯示方式下，每位顯示器的點(diǎn)亮?xí)r間是極為短暫的，約1ms左右，但由于人的視覺(jué)暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極管的余輝效應(yīng)，盡管實(shí)際上各位顯示器并非同時(shí)點(diǎn)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(huì)有閃爍感。 LED的驅(qū)動(dòng)和顯示在單片機(jī)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(jī)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(jī)數(shù)據(jù)輸出的器件。單片機(jī)對(duì)LED數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)方法可以分為串行和并行兩種，分別適用于不同的使用場(chǎng)合，二者硬件電路電路和程序的差別也很大。1. 串行驅(qū)動(dòng)在某些情況下，可供使用的單片機(jī)并行I/O口不足8根，數(shù)據(jù)的并行輸出已不可能，此時(shí)可以考慮串行輸出的方法。2. 并行驅(qū)動(dòng)在一般情況下，單片機(jī)使用并行驅(qū)動(dòng)的方式進(jìn)行LED的顯示。并行驅(qū)動(dòng)的結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，并且非常適合用于說(shuō)明地址和數(shù)據(jù)總線復(fù)用的情況。 顯示電路的相關(guān)說(shuō)明。如果用靜態(tài)顯示，還要在每個(gè)數(shù)碼管與74LS373的每根輸出線之間串連一個(gè)限流電阻。這就需48=32個(gè)限流電阻。制成印刷線路板的話，得占相當(dāng)大的一塊面積。另外，采用動(dòng)態(tài)顯示，可以明顯的降低功耗，因?yàn)槊恳粫r(shí)刻只有一個(gè)LED發(fā)光，其功耗為靜態(tài)顯示的1/4。一個(gè)LED最大電流為120mA，如用靜態(tài)顯示，4個(gè)LED就好點(diǎn)流500mA，那么變壓器就得選32V/32W，價(jià)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(dāng)大的面積。圖37 LED顯示，這時(shí)按照以上的驅(qū)動(dòng)方法，在硬件實(shí)現(xiàn)上較為復(fù)雜，在這種情況下可以zlg7289A，它是一片具有串行接口的可同時(shí)驅(qū)動(dòng)8位共陰式數(shù)碼管或64只獨(dú)立LED的智能顯示驅(qū)動(dòng)芯片，該芯片同時(shí)還可連接多達(dá)64鍵的鍵盤(pán)矩陣單片即可完成LED顯示、鍵盤(pán)接口的全部功能。zlg7289A內(nèi)部含有譯碼器可直接接受BCD碼或16進(jìn)制碼并同時(shí)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(hào)可方便的實(shí)現(xiàn)多于8位的顯示或多于64鍵的鍵盤(pán)接口。實(shí)際應(yīng)用中8只下拉電阻和8只鍵盤(pán)連接位選線DIGODIG7的8只電阻，位選電阻遵從一定的比例關(guān)系，下拉電阻應(yīng)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(yīng)盡可能的取較小的值，這樣可以提高鍵盤(pán)部分的抗干擾能力。因?yàn)椴捎醚h(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(hào)可以解決這個(gè)問(wèn)題，數(shù)碼管的尺寸也不宜選的過(guò)大，一般字符高度不超過(guò)1英寸。如使用大型的數(shù)碼管應(yīng)使用適當(dāng)?shù)尿?qū)動(dòng)電路。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(wú)法正常工作，首先檢查此振蕩電路在印刷電路板布線時(shí)所有元件，尤其是振蕩電路的元件應(yīng)盡量靠近zlg7289A，并盡量使電路連線最短。 鍵盤(pán)模塊在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)和控制信號(hào)的輸入主要使用鍵盤(pán)。鍵盤(pán)接口，尤其是鍵入信號(hào)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(pán)接口及其軟件的任務(wù)主要有以下幾個(gè)方面：1．檢測(cè)并判斷是否有鍵按下：2．按鍵開(kāi)關(guān)的延時(shí)消抖。3．計(jì)算并確定按鍵的鍵值。4．根據(jù)計(jì)算出的鍵值進(jìn)行一系列的動(dòng)作處理和執(zhí)行。行列式鍵盤(pán)又稱(chēng)矩陣式鍵盤(pán)。用I/O口線組成行、列結(jié)構(gòu)，按鍵設(shè)置在行列的交點(diǎn)上。因此，在按鍵數(shù)量較多時(shí)，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?jīng)Q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(shí)別矩陣鍵盤(pán)是否被按下的關(guān)鍵。矩陣鍵盤(pán)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(shè)置在行、列交點(diǎn)上，行、列線分別連接到按鍵開(kāi)關(guān)，行線通過(guò)上拉電阻接到++5V上。平時(shí)無(wú)按鍵動(dòng)作時(shí)，行線處于高電平狀態(tài)，當(dāng)有按鍵按下時(shí)，各按鍵將彼此相互發(fā)生影響，所以必須將行、列信號(hào)配合起來(lái)做適當(dāng)?shù)奶幚?，才能確定閉合鍵的位置。按鍵設(shè)置在行、列交點(diǎn)上，行列線分別連接到按鍵開(kāi)關(guān)的兩端。當(dāng)行線通過(guò)上拉電阻接++5V時(shí)，被定位在高電平狀態(tài)。按鍵中有無(wú)按鍵按下是由列線送入全掃描字、用行線讀行線狀態(tài)來(lái)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(huì)有一根行線電平被拉至低電平，從而使輸入不全為to鍵盤(pán)中哪一個(gè)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(diǎn)上的那個(gè)鍵。單片機(jī)系統(tǒng)中，鍵盤(pán)掃描只是CPU工作的一個(gè)內(nèi)容之一。CPU既要忙于處理好各項(xiàng)工作任務(wù)，又要保證及時(shí)響應(yīng)對(duì)鍵盤(pán)的操作，同時(shí)還奧節(jié)省CPU的時(shí)間。所以選擇一個(gè)好的鍵盤(pán)工作方式，可以提高一個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)的工作效率。鍵盤(pán)的掃描工作方式、定時(shí)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(diào)用鍵盤(pán)掃描子程序，來(lái)響應(yīng)鍵輸入要求。將鍵盤(pán)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(shí)掃描工作方式：定時(shí)掃描工作方式是利用單片機(jī)內(nèi)部定時(shí)器產(chǎn)生的定時(shí)中斷（例如10ms），CPU響應(yīng)中斷后對(duì)鍵盤(pán)進(jìn)行掃描、并在有鍵按下時(shí)轉(zhuǎn)入鍵功能處理程序，則可以實(shí)現(xiàn)定時(shí)掃描。3．中斷掃描工作方式：為了進(jìn)一步提高CPU的工作效率，可以采用中斷掃描工作方式。當(dāng)沒(méi)有鍵按下時(shí)，INT1為高電平。當(dāng)任意鍵按下時(shí)，INT1變?yōu)榈碗娖?，向CP