【文章內(nèi)容簡介】 一個(gè)電容性電壓發(fā)生器以便在單5V 電源供電時(shí)提供 EIA/TIA232E 電平。 每個(gè)接收器將 EIA/TIA232E 電平輸入轉(zhuǎn)換為 5V TTL/CMOS 電平。這些接收器具有 的典型門限值及 的典型遲滯，而且可以接收177。 30V 的輸入。每個(gè)驅(qū)動(dòng)器將 TTL/CMOS 輸入電平轉(zhuǎn)換為 EIA/TIA232E 電平。 MAX232 內(nèi)部結(jié)構(gòu) MAX 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）。 （ 1） MAX232 主要 特點(diǎn) ? 單 5V 電源工作 ? LinBiCMOSTM 工藝技術(shù) ? 兩個(gè)驅(qū)動(dòng)器及兩個(gè)接收器 ? 177。 30V 輸入電平 ? 低電源電流：典型值是 8mA ? 符合甚至優(yōu)于 ANSI 標(biāo)準(zhǔn) EIA/TIA232E 及 ITU 推薦標(biāo)準(zhǔn) ? ESD 保護(hù)大于 MILSTD883（方 法 3015）標(biāo)準(zhǔn)的 20xxV （ 2） MAX232 串口連接圖 中原工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 10 MAX232 獲得正負(fù)電源的另一種方法 在單片機(jī)控制系統(tǒng)中，我們時(shí)常要用到數(shù)/模（ D/A）或者模 /數(shù) (A/D)變換以及其它的模擬接口電路，這里面要經(jīng)常用到正負(fù)電源，例如： 9V,9V。 12V, 電源僅僅作為數(shù)字和模擬控制轉(zhuǎn)換接口部件的小功率電源。 在控制板上，我們有的只是 5V 電源，可又有很多方法獲得非 5V電源。 ； 變換 ......在這里我介紹一塊大家常用的芯片： MAX232. MAX232是 TTLRS232 電平轉(zhuǎn)換的典型芯片，按照芯片的推薦電路，取振蕩電容為 uF 的時(shí)候，若輸入為 5V,輸出可以達(dá)到 14V 左右，輸入為 0V ,輸出可以達(dá)到 14V,在扇出電流為 20mA 的時(shí)候，處處電壓可以穩(wěn)定在 12V 和 ，在功耗不是很大的情況下，可以將 MAX232 的輸出信號(hào)經(jīng)穩(wěn)壓塊 后作電源使用 。下圖 26 為 MX232 雙串口的連接圖，可以分別接單片機(jī)的串行通信口或者實(shí)驗(yàn)板的其它串行通信接口： 圖 26 MAX232 連接圖 中原工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 11 3 軟件 設(shè)計(jì) 本次設(shè)計(jì)中所涉用到的軟件有 CodeWarrior 以及 labview。在設(shè)計(jì)中運(yùn)用Codeearrior 來編輯程序并將程序下載至 MC9S12XS128 單片機(jī)中，之后用 labview 編輯一個(gè)顯示界面，使采集到的信號(hào)數(shù)據(jù)在電腦上顯示出來。 CodeWarrior 軟件簡介 CodeWarrior 包括構(gòu)建平臺(tái)和應(yīng)用所必需的所有主要工具 IDE、 編譯器 、 調(diào)試器 、 編輯器 、 鏈接器 、 匯編程序 等。另外， CodeWarrior IDE 支持開發(fā)人員插入他們所喜愛的工具，使他們可以自由地以希望的方式工作。 CodeWarrior 開發(fā)工作室將尖端的調(diào)試技術(shù)與健全開發(fā)環(huán)境的簡易性結(jié)合在一起，將 C/C++源級(jí)別調(diào)試和嵌入式應(yīng)用開發(fā)帶入新的水平。開發(fā)工作室提供高 度可視且自動(dòng)化的框架，可以加速甚至是最復(fù)雜應(yīng)用的開發(fā)，因此對于各種水平的開發(fā)人員來說，創(chuàng)建應(yīng)用都是簡單而便捷的。 它是一個(gè)單一的開發(fā)環(huán)境，在所有所支持的 工作站 和個(gè)人電腦之間保持一致。在每個(gè)所支持的平臺(tái)上，性能及使用均是相同的。無需擔(dān)心主機(jī)至主機(jī)的不兼容。 CodeWarrior 開發(fā)工作室包括完成大多數(shù)嵌入式開發(fā)項(xiàng)目所需的所有工具 。 運(yùn)行 CodeWarrior(CW)集成開發(fā)平臺(tái)，在任務(wù)欄的 File 菜單下點(diǎn)擊 New,會(huì)彈出建立新項(xiàng)目的模板對話框，選擇單片機(jī)型號(hào)，按照提示操作輸入文件名，選擇存儲(chǔ)位置，選擇相應(yīng)的芯片及調(diào)試場景，最后選擇 C/C++的一些編譯和代碼生成模式。 項(xiàng)目調(diào)試場景 項(xiàng)目調(diào)試場景有以下幾種： “ Full Chip Simulator”是芯片全功能模擬仿真，既無需任何目標(biāo)系統(tǒng)的硬件資源，直接在你的的 PC 機(jī)上模擬運(yùn)行單片機(jī)的程序，在模擬運(yùn)行過程中可以觀察調(diào)試程序的各項(xiàng)控制和運(yùn)行流程，分析代碼運(yùn)行的時(shí)間，觀察各種變量，等等。 CW提供了功能強(qiáng)大的模擬 激勵(lì)功能，可以在模擬運(yùn)行時(shí)模擬一些外部事件的輸入，配合程序調(diào)試。 中原工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 12 “Pamp。E Multilink/Cyclone Pro”是基于 Pamp。E 公司的硬件調(diào)試工具實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)在線硬件調(diào)試。實(shí)際就是經(jīng)常說的 BDM 調(diào)試。 BDM 調(diào)試是基于芯片本身內(nèi)含的在線調(diào)試功能，可實(shí)現(xiàn)程序下載，單步 /全速運(yùn)行，可以設(shè)若干個(gè)斷點(diǎn)，可以觀察和修改任意寄存器或 RAM 內(nèi)存空間。 BDM幾乎是開發(fā)飛思卡爾 8 位（ 9S08 和 RS08 系列）、16 位（ 9S12 系列）和 32 位（ Coldfire V1 系列）單片機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)調(diào)試模式，運(yùn)用最為廣泛。 “SofTec HCS12”是另外一家 SofTec 公司提供的硬件調(diào)試工具，國內(nèi)使用較少。 CodeWarrior 中項(xiàng)目的基本管理和設(shè)定 該圖標(biāo)可以即時(shí)改變目標(biāo)單片機(jī)型號(hào)和開發(fā)調(diào)試場景?？梢园凑涨懊驷槍π马?xiàng)目建立模板的介紹，改變目標(biāo)單片機(jī)的型號(hào)，或設(shè)定不同的當(dāng)前目標(biāo)開發(fā)調(diào)試場景。對于調(diào)試場景的改變，也可以直接點(diǎn)擊當(dāng)前場景右邊的下拉菜單按紐，直接用鼠標(biāo)點(diǎn)擊選擇所需的新場景。如圖 31 所示： 該圖標(biāo) 完成項(xiàng)目配置選項(xiàng)設(shè)定。點(diǎn)擊該圖標(biāo)會(huì)彈出一個(gè)對話框，里面所含的內(nèi)容非常繁雜，這里只解釋幾個(gè)日常使用時(shí)最常用的選項(xiàng)配置： 最終目標(biāo)代碼類型設(shè)定（ Target Setting）。在這里你可以選擇最終編譯連接生成的代碼直接用于單片機(jī)程序運(yùn)行（ Link for XS12），或?qū)⒏鱾€(gè)源代碼文件編譯連接生圖 31 選擇開發(fā)單片機(jī)型號(hào) 中原工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 13 成一個(gè)庫文件（ Libmaker for XS12）。 C 編譯選項(xiàng)設(shè)定（ Complier for XS12），對話框如圖 32，這里你可以完成針對 C編譯器所有配置設(shè)定。幾個(gè)選項(xiàng)按鈕解釋如下： 選擇配置編譯時(shí)產(chǎn)生的各種信息，其中包括普通一般信息（ Information）、告警信息（ Warning）、錯(cuò)誤信息（ Error）和致命信息（ Fatal）。出現(xiàn)一般或告警信息時(shí)編譯能順利完成，所以你可以有選擇地將某些你不希望太關(guān)注的信息屏蔽掉（ Disable）；但如果有任何錯(cuò)誤或致命信息出現(xiàn)，當(dāng)前源程序的編譯將立即終止，你必須按給出的信息提示解決這些錯(cuò)誤，然后才能繼續(xù)編譯。 完成編譯過程中代碼生成的各類選項(xiàng)設(shè)定，需要關(guān)注的是優(yōu)化欄“ Optimization”。你可以按實(shí)際需要打開或關(guān)閉某些特定的優(yōu)化選項(xiàng)，但一般通過下面介紹的“ Smart Sliders”做綜合的優(yōu)化設(shè)定。 顯示編譯器當(dāng)前設(shè)定的各類變量的長度和符號(hào)特性（針對字符和枚舉型變量），無特殊原因一般都不用對這些變量長度做任何修改。按常規(guī)，在滿足功能要求的前提下，變量長度盡可能短，字符型變量盡量選擇無符號(hào)型，以便提高代碼編譯效率和程序運(yùn)行速度。 圖 32 編譯選項(xiàng)設(shè)定 中原工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 14 可以非常方便地實(shí)現(xiàn)代碼優(yōu)化時(shí)的綜合考慮。你只需用鼠標(biāo)拉動(dòng)各項(xiàng)的滑塊對其進(jìn)行優(yōu)化級(jí)別的設(shè)定。 連接器選項(xiàng)設(shè)定（ Linker for XS12），值得一提的 是其中對 prm 文件的選擇。通過項(xiàng)目模板建立的項(xiàng)目其中必含有本項(xiàng)目專用的一個(gè) prm文件。缺省設(shè)置是利用此prm文件進(jìn)行內(nèi)存分配和連接定位。但你也可以通過此對話框選擇使用其他 prm文件。當(dāng)你的項(xiàng)目用的是純匯編單一文件且為絕對定位的編程模式，則不能選擇任何prm文件，必須設(shè)定成 “Absolute, Single File Assembly Project”。 該圖標(biāo)檢查項(xiàng)目文件是否被更新。當(dāng)你在 CW 環(huán)境中編輯項(xiàng)目中的各個(gè)文件時(shí)，只要文件內(nèi)容發(fā)生變化，項(xiàng)目列表窗內(nèi)該文件的左側(cè)會(huì)出現(xiàn)此小圖標(biāo)，表明此文件已經(jīng)被更新 ，它們在代碼生成過程會(huì)被重新編譯。有時(shí)你會(huì)用其它你熟悉或喜歡的文本編輯器編輯修改項(xiàng)目中各類文件，當(dāng)編輯完成文件被保存后，在 CW 環(huán)境下按一下這個(gè)圖標(biāo)，所有被更新的文件在項(xiàng)目欄中都會(huì)得到顯現(xiàn)。如果文件左側(cè)沒有出現(xiàn)此小圖標(biāo)，表明該文件最近沒有被修改過，代碼生成時(shí)可能不會(huì)對它進(jìn)行重新編譯，以節(jié)約時(shí)間。在任何時(shí)候你都可以用鼠標(biāo)點(diǎn)擊源文件左側(cè)該小圖標(biāo)的位置以顯現(xiàn)此圖標(biāo)（如果原本沒有顯現(xiàn)的話），讓編譯器在代碼生成過程中無條件重新編譯此文件。 該圖標(biāo)進(jìn)行代碼生成（ make），鼠標(biāo)點(diǎn)擊該圖標(biāo)后進(jìn)行源程序的編譯和目標(biāo)代碼的 連接定位。如果編譯連接成功，最后將生成用于源程序符號(hào)調(diào)試的 abs 文件、用于芯片燒寫的 s19 文件、所有變量和函數(shù)模塊在內(nèi)存中的映射 map 文件。另外通過 CW 菜單“ Project→Make ”或鍵盤快捷鍵 F7 也可以實(shí)現(xiàn)相同功能。 該圖標(biāo)用于打開并進(jìn)入代碼調(diào)試窗口。鼠標(biāo)點(diǎn)擊該圖標(biāo)后，如果你的項(xiàng)目文件中有最新更新， CW 會(huì)自動(dòng)調(diào)用 make 功能進(jìn)行編譯和連接。然后將利用最新生成的 abs 文件，激活一個(gè)獨(dú)立的代碼調(diào)試窗口，進(jìn)行源程序級(jí)的代碼調(diào)試。 CW菜單 “Project→Debug” 或鍵盤快捷鍵 “F5”同效。因?yàn)殛P(guān)系到以后調(diào)試程序的方便，在這里還要特別提到編譯過程中調(diào)試信息的打開和關(guān)閉控制。請注意圖 33 所示的黑點(diǎn)，該黑點(diǎn)表明編譯此文件時(shí)將產(chǎn)生調(diào)試信息，如果沒有此黑點(diǎn)，生成的 abs 文件中將沒有對應(yīng)的源程序調(diào)試信息，你就無法在調(diào)試窗口中進(jìn)行源代碼級(jí)調(diào)試，只能進(jìn)行匯編代碼級(jí)調(diào)試。你可以用鼠標(biāo)點(diǎn)擊此黑點(diǎn)位置打開或關(guān)閉調(diào)試信息。 系統(tǒng)流程 中原工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 15 程序開始 單片機(jī)初始化 主處理程序 結(jié)束 圖 33 調(diào)試窗口 圖 34 系統(tǒng)總運(yùn)行流程圖 中原工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 16 在系統(tǒng)開始執(zhí)行之前，應(yīng)先進(jìn)行單片機(jī)的初始化，對各個(gè)模塊及各寄存器進(jìn)行設(shè)定。初始化過程結(jié)束之后就要進(jìn)行主程序的處理。系統(tǒng)總運(yùn)行流程如圖 34 所示： 單片機(jī)程序初始化是在單片機(jī)程序運(yùn)行之前，對所用到的模塊根據(jù)所需要的功能進(jìn)行設(shè)定單片機(jī)各個(gè)模塊的初始值。初始化的目的就是把所有用到的標(biāo)志位、變量回到你的初始值，以及引腳的分配，配置寄存器寫入需要的值。 例如：設(shè)置單片機(jī)的波特率。 單片機(jī)初始化包括：初始化鎖相環(huán)、 A/D 初始化、初始化 SCI、 。其流程圖如圖35： A／Ｄ轉(zhuǎn)換模塊 設(shè)計(jì) 在計(jì)算機(jī)過程控制和數(shù)據(jù)采集等系統(tǒng)中，經(jīng)常要對一些過程參數(shù)進(jìn)行測量和控制，這些參數(shù)往往是連續(xù)變化的物理量，如溫度、壓力、流量和速度等。這里所指的連續(xù)變化即隨時(shí)間連續(xù)可變的，通常稱這些物理量，然而計(jì)算機(jī)本身所能識(shí)別和處理的都是數(shù)字量。這些模擬量在進(jìn)入計(jì)算機(jī)之前必須轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)碼表示的數(shù)字信號(hào)，能夠把模擬量變成數(shù)字量的器件稱為模 /數(shù)（ A/D）轉(zhuǎn)換器。 本次使用的單片機(jī)為 Freescale 公司的 MC9S12XS128 的 122 腳單片機(jī)。本次使用的是 A/D 轉(zhuǎn)換模塊中的信息采集和轉(zhuǎn)換功能。 系統(tǒng)初始化開始 初始化鎖相環(huán) 初始化 A/D 初始化 SCI 結(jié)束 圖 35 初始化流程圖 中原工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 17 （ 1） ATD 模塊結(jié)構(gòu)組成和特點(diǎn) MC9S12XS128 內(nèi)置的 ATD 模塊如圖 36 所示。 如圖 36 可知， ATD 模塊由一個(gè)總線時(shí)鐘預(yù)分頻器、逐次逼近寄存器和 D/A 轉(zhuǎn)換器、采樣保持器、比較器和 16 通道多路開關(guān)等部分組成。 ATD 模塊共有 20 個(gè)外部引腳，其中有 4 個(gè)電源相關(guān)引腳和 16 路模擬量輸入引腳， VRH、 VRL 兩個(gè)引腳為 A/D 轉(zhuǎn)換提供工作電源和電源地。 AN15AN0 是模擬量輸入通道 150，也可配置數(shù)字 I/O 口使用。另 外，還能夠配置 A/D 外部觸發(fā)功能。 （ 2） A/D 模塊初始化設(shè)計(jì) 本次設(shè)計(jì)中對 A/D 模塊的初始化設(shè)計(jì)是根據(jù)需要其功能來設(shè)定的。 ? ATD0CTL10 設(shè)定為