【文章內(nèi)容簡介】 2C 標(biāo)準(zhǔn)是美國 EIA 與 BELL 等公司一起開發(fā)的，它適合于數(shù)據(jù)傳輸速率在 0~20200bit/s 范圍內(nèi)的通信。 RS232C 還對電器特性，邏輯電平和各種信號線功能都做了規(guī)定。 RS232C 使用 3V~ 25V 表示數(shù)字“ 1”，使用3~25V 表示數(shù)字“ 0”， RS232C 在空閑時(shí)處于邏輯“ 1”狀態(tài)。在開始傳送時(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”，緊隨其后的為要傳送的數(shù)據(jù)，所要傳送的數(shù)據(jù)由最低位開始送出，最后以一個(gè)結(jié)束位標(biāo)志表示該字節(jié)傳送完畢，結(jié)束位為一個(gè)寬度的邏輯“ 1”。 由于 RS232C 信號與 MSC51 單片機(jī)信號電平不一 致 前者為 RS232 電平，后者為 TTL 電平 ，因此，采用 RS232C 與單片機(jī)通信時(shí)必須要進(jìn)行信號電平轉(zhuǎn)換。目前， RS23C 與 TTL 電平轉(zhuǎn)換最常用的芯片有 232,MC1488 等，本設(shè)計(jì)采用 232進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換。 232 芯片是美信公司專門為電腦的 RS232 標(biāo)準(zhǔn)串口設(shè)計(jì)的接口電路 ,使用 +5v 單電源供電。下圖為 232 的外部引腳和內(nèi)部電路。 圖 232 的外部引腳 內(nèi)部結(jié)構(gòu)基本可分三個(gè)部分：第一部分是電荷泵電路。由 6 腳和 4 只電容構(gòu)成。功能是產(chǎn)生 +12v 和 12v 兩個(gè)電源，提供給 RS232 串口 電平的需要。第二部分是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換通道。由 1 1 1 14 腳構(gòu)成兩個(gè)數(shù)據(jù)通道。 其中 13 腳（ R1IN）、 12 腳（ R1OUT）、 11 腳（ T1IN）、 14 腳（ T1OUT）為第一數(shù)據(jù)通道。 8 腳（ R2IN）、 9 腳（ R2OUT）、 10 腳（ T2IN）、 7 腳（ T2OUT）為第二數(shù)據(jù)通道。 TTL/CMOS數(shù)據(jù)從 T1IN、 T2IN輸入轉(zhuǎn)換成 RS232數(shù)據(jù)從 T1OUT、T2OUT 送到電腦 DB9 插頭； DB9 插頭的 RS232 數(shù)據(jù)從 R1IN、 R2IN 輸入轉(zhuǎn)換成TTL/CMOS 數(shù)據(jù)后從 R1OUT、 R2OUT 輸出。 第三部分是供電。 15 腳 GND、 16 腳 VCC（ +5v）。 232 內(nèi)部有兩組收，發(fā)器，實(shí)際應(yīng)用可以從中任選一組使用。下圖為本次設(shè)計(jì)連接圖。 圖 串口通信 在這次設(shè)計(jì)中采用的主控芯片是 ATMEL 公司生產(chǎn)的 AT89C52, AT89C52 是一個(gè)低電壓，高性能 CMOS 8 位單片機(jī)，片內(nèi)含 8k bytes 的可反復(fù)擦寫的 Flash只讀程序存儲(chǔ)器和 256 bytes 的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ RAM），器件采用 ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS51 指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用 8 位中央處理器和 Flash 存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大的 AT89C52 單片機(jī)可為您提供許多較復(fù)雜系統(tǒng)控制應(yīng)用場合。 AT89C52 有 40 個(gè)引腳， 32 個(gè)外部雙向輸入 /輸出（ I/O）端口，同時(shí)內(nèi)含 2 個(gè)外中斷口， 3 個(gè) 16 位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器 ,2 個(gè)全雙工串行通信口， 2 個(gè)讀寫口線， AT89C52 可以按照常規(guī)方法進(jìn)行編程 ,但不可以在線編程 S 系列的才支持在線編程 。其將通用的微處理器和 Flash 存儲(chǔ)器結(jié)合在一起，特別是可反復(fù)擦寫的 Flash存儲(chǔ)器可有效地降低開發(fā)成本。 AT89C52有 PDIP、PQFP/TQFP 及 PLCC 等三種封裝形式，以適應(yīng)不同產(chǎn)品 的需求。下圖為 89C52 的引腳圖 圖 AT89C52 的引腳圖 AT89C52 的功能特性：兼容 MCS51 指令系統(tǒng) 8k可反復(fù)擦寫 1000 次） Flash ROM 32 個(gè)雙向 I/O 口 256x8bit 內(nèi)部 RAM 3 個(gè) 16位可編程定時(shí) /計(jì)數(shù)器中斷時(shí)鐘頻率 024MHz 2個(gè)串行中斷可編程 UART串行通道 2 個(gè)外部中斷源共 8 個(gè)中斷源 2 個(gè)讀寫中斷口 3 級加密位 低功耗空閑和掉電模式軟件設(shè)置睡眠和喚醒功能 圖 AT89C52 的方框圖 AT89C52 各引腳功能： VCC：電源電壓 GND：地 P0 口： P0 口是一組 8 位漏極開路雙向 I/O 口，也即地址 /數(shù)據(jù)總線復(fù)用口，作為輸出口用時(shí)，每位能驅(qū)動(dòng) 8 個(gè) TTL 邏輯門電路，對端口寫“ 1”可作為高阻抗輸入端用。 在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或程序存儲(chǔ)器時(shí)，這組口線分時(shí)轉(zhuǎn)換地址（低 8 位）和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，在訪問期間激活內(nèi)部上拉電阻。 在 Flash 編程時(shí)， P0 口接收指令字節(jié)，而在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)，校驗(yàn)時(shí)，要求外接上拉電阻。 P1 口： P1 是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 的輸出緩沖級可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流） 4 個(gè) TTL 邏輯門電路。對端口寫“ 1”，通過內(nèi)部上來電阻把端口拉到高電平， 此時(shí)可作為輸入口。作為輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流。 Flash 編程和程序校驗(yàn)期間， P1 接收低 8 位地址。 P1 口的第二功能見表 表 P1 口的第二功能 端口引腳 第二功能 MOSI 用于 ISP 編程 MISO 用于 ISP 編程 SCK 用于 ISP 編程 P2 口： P2 是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口。 P2 的輸出緩沖級可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流） 4 個(gè) TTL 邏輯門電路。對端口 P2 寫“ 1”，通過內(nèi)部上拉電阻把端口拉到 高電平，此時(shí)可作為輸入口。作為輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流。 在訪問外部程序存儲(chǔ)器或 16 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（如執(zhí)行 MOV @DPTR指令）時(shí)， P2 口送出高 8 位地址數(shù)據(jù)。訪問 8 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， P2口線上的內(nèi)容（也即特殊功能寄存器（ SFR）區(qū)中 P2 寄存器的內(nèi)容），在整個(gè)訪問期間不改變。 Flash 編程或效驗(yàn)時(shí)， P2 也接收高位地址和一些控制信號。 P3 口： P3 口是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口。 P3 的輸出緩沖級可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流） 4 個(gè) TTL 邏輯門電路。對端口 P3 寫“ 1”，通過內(nèi)部上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作為輸入口。作為輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流。 P3 口除了作為一般的 I/O 口線外，更重要的用途是它的第二功能，如表所示， P3 口還接收一些用于 Flash 閃爍存儲(chǔ)器編程和程序校驗(yàn)的控制信號。 表 P3 口的第二功能 端口引腳 第二功能 RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） INT0（外中斷 0） INT1（外中斷 1） TO（定時(shí) /計(jì)數(shù) 器 0） T1（定時(shí) /計(jì)數(shù)器 1） WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通） RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通） RST:復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器工作時(shí)， RST 引腳出現(xiàn)兩個(gè)及其周期以高電平將使單片機(jī)復(fù)位。 ALE/PROG:當(dāng)訪問外部程序存儲(chǔ)器時(shí)， ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低 8 位字節(jié)。即使不訪問外部存儲(chǔ)器， ALE 仍以時(shí)鐘振蕩頻率的 1/6 輸出固定的脈沖信號，因此它可以對外輸出時(shí)鐘或用于定時(shí)目的。要注意的是，每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過一個(gè) ALE 脈沖。 對 Flash 存儲(chǔ)器編程期間 ，該引腳還用于輸入編程脈沖（ PROG）。 若有必要，可通過對特殊功能寄存器 SFR 區(qū)中的 8EH 單元的 D0 位置位，可禁止 ALE 操作，該位置位后，只有一條 MOVX 和 MOVC 指令 ALE 才會(huì)被激活，此外，該引腳會(huì)被微弱拉高，單片機(jī)執(zhí)行外部程序時(shí)，應(yīng)設(shè)置 ALE 無效。 PSEN：程序儲(chǔ)存允許。其輸出是外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號，當(dāng) AT89S51由外部程序存儲(chǔ)器取指令（或數(shù)據(jù)）時(shí)，每個(gè)及其周期兩次 PSEN 有效，即輸出兩個(gè)脈沖。在此期間，當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，將跳過兩次 PSEN 信號。 EA/VPP：外部訪問允許。欲使 CPU 僅訪問外部程序存儲(chǔ)器（地址為 0000H－FFFFH）， /EA 端必須保持低電平（接地）。需要注意的是，如果加密位 LB1 被編程，復(fù)位時(shí)，內(nèi)部會(huì)鎖存 EA 端狀態(tài)。 若 EA 端為高電平（接 VCC）， CPU 則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器中的指令。 Flash 存儲(chǔ)器編程時(shí)，該引腳加上 +12V 的編程允許電源 VPP。當(dāng)然這必須是該器件是使用 12V 編程電壓 VPP。 XTAL1：振蕩器反相放大器及內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。 XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。 圖 整體設(shè)計(jì)方案 第 5 章 單片機(jī)軟件設(shè)計(jì) 本系統(tǒng) 的處理器是采用 ATMEL公司生產(chǎn)的 AT89C52。為此采用 Keil μ Vision作為其開發(fā)工具。 Keil C51 是美國 Keil Software 公司出品的 51 系列兼容單片機(jī) C 語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比， C 語言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學(xué)易用。用過匯編語言后再使用 C 來開發(fā)，體會(huì)更加深刻。 Keil C51 軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開發(fā)調(diào)試工具，全Windows 界面。另外重要的一點(diǎn)，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會(huì)到 Keil C51 生成的目標(biāo)代碼效率非常之高， 多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。在開發(fā)大型軟件時(shí)更能體現(xiàn)高級語言的優(yōu)勢。本設(shè)計(jì)中，單片機(jī)軟件是采用 C51 語言編寫，之所以編程采用 C 言語，是因?yàn)?C51 編程具有以下優(yōu)點(diǎn)： C51 管理內(nèi)部寄存器和存儲(chǔ)器的分配，編程時(shí)，無需考慮不同存儲(chǔ)器的尋址和數(shù)據(jù)類型等細(xì)節(jié)問題。程序由若干函數(shù)組成，具有良好的模塊結(jié)構(gòu)。 有豐富的子程序庫可直接引用，從而大大減少用戶編程的工作量。 C 言語和匯編言語可以交叉使用，匯編言語程序代碼短、運(yùn)行速度快，但復(fù)雜運(yùn)算編耗時(shí)。用匯編言語編寫與硬件有關(guān)的部分，用 C 言語編寫與硬件無關(guān)的運(yùn)算 部分程序，充分發(fā)揮兩種言語的長處，提高開發(fā)效率。 動(dòng)態(tài)顯示的效果是由一幅幅不同內(nèi)容的屏幕畫面組成的，因此在軟件設(shè)計(jì)上，只要按一定的時(shí)間間隔改變顯示緩沖區(qū)的內(nèi)容，如左移則使顯示緩沖區(qū)的點(diǎn)陣數(shù)據(jù)左移一列，即可實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)移位的效果，由于顯示緩沖區(qū)的所有數(shù)據(jù)左移 1列需要一定的時(shí)間，不可能在兩次中斷間隔時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)這一處理過程，為此需要設(shè)置兩個(gè)顯示緩沖區(qū)，一個(gè)用于保存當(dāng)前屏幕顯示的數(shù)據(jù)，另一個(gè)用于對當(dāng)前數(shù)據(jù)的處理。到達(dá)換屏?xí)r間間隔后，切換當(dāng)前顯示緩沖區(qū)到數(shù)據(jù)已處理的顯示緩沖區(qū)，然后對另一顯示緩沖區(qū)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。 文字的字 模是一組數(shù)字，但它的意義卻與數(shù)字的意義有著根本的變化，它是用數(shù)字的各位信息來記載英文或漢字的形狀。在電腦硬件中，根本沒有漢字這個(gè)概念，也沒有英文的概念，其認(rèn)識(shí)的概念只有――內(nèi)碼 將 ASCII 表的高 128 個(gè)很少用到的數(shù)值以兩個(gè)為一組來表示漢字，即漢字的內(nèi)碼。而剩下的低 128 位則留給英文字符使用，即英文的內(nèi)碼 。如果你用啟動(dòng)盤啟動(dòng)系統(tǒng)后用 DIR 命令可能得到一串串莫名其妙的字符，但那確確實(shí)實(shí)是漢字，如果你啟動(dòng) UCDOS 或其他的漢字系統(tǒng)后，就會(huì)看到那是一個(gè)個(gè)熟悉的漢字。在硬件系統(tǒng)內(nèi)，英文的字模信息一般固化在 ROM 里 ，即使在沒有進(jìn)入系統(tǒng)的 CMOS 里，也可以讓你看到英文字符。而在 DOS 下，中文的字模信息一般記錄在漢字庫文件里 將制作好的字模放到一個(gè)個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的庫中，這就是點(diǎn)陣字庫文件 。在通過軟件實(shí)現(xiàn)的技術(shù)中，目前有許多字模生成軟件，軟件打開后輸入漢字，即可自動(dòng)生成十六進(jìn)制數(shù)據(jù)的漢字代碼，把我們所需要的豎排數(shù)據(jù)復(fù)制到我們的程序中即可。如下圖所示：圖 字模生成工具 unsigned char code zimo[] 0x80,0x40,0xF0,0x2C,0x43,0x20,0x98,0x0F,0x0A,0xE8,0x08,0x88,0x28,0x1C,0x08,0x00,0x00,0x00,0x7F,0x00,0x10,0x0C,0x03,0x21,0x40,0x3F,0x00,0x00,0x03,0x1C,0x08,0x00,//你 0x10,0x10,0xF0,0x1F,0x10,0xF0,0x80,0x82,0x82,0x82,0xF2,0x8A,0x86,0x82,0x80,0x00,0x80,0x43,0x22,0x14,0x0C,0x73,0x20,0x00,0x40,0x80,0x7F,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,//好 。 圖 實(shí)際演示圖 拉幕效果 拉幕效果是整屏逐列顯示，可應(yīng)用于開幕式，門廳告示多種公共場合。拉幕顯示效果的設(shè)計(jì)思想是，設(shè)置一個(gè)全屏掃描時(shí)間，在這段時(shí)間內(nèi)，逐列輸出 32列，等到整屏顯示完畢后，載入下一屏信息，重復(fù)以上過程，直至顯示完所有數(shù)據(jù)。下圖為拉幕顯示子程序的流程圖。 圖 拉幕效果流程圖 圖 實(shí)際顯示圖 串口通信 隨著科技的發(fā)展，現(xiàn)代化的生產(chǎn)對智能化的要求越來越高，如何迅速獲取現(xiàn)場數(shù)據(jù)以便及時(shí)對生產(chǎn)過程進(jìn)行調(diào)控，是其關(guān)鍵所在?，F(xiàn)在 大量的智能儀器或數(shù)據(jù)采集模塊都采用了 RS― 232 或 485 通訊接口，通過相應(yīng)的通訊協(xié)議，將測試、采集的