【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 換成穩(wěn)定的直流電壓。 晶體振蕩器 石英晶體振蕩器是高精度和高穩(wěn)定度的振蕩器，被廣泛應(yīng)用于 單片機(jī) 、計(jì)算機(jī)、遙控器等各類振蕩電路中，以及通信系統(tǒng)中用于頻率發(fā)生器、為數(shù)據(jù)處理設(shè)備產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)和 為特定系統(tǒng)提供基準(zhǔn)信號(hào)。 如圖 22 所示。 5 R/W 讀 /寫信號(hào) H:讀 L:寫 6 E 片選信號(hào) 下降沿觸發(fā) ,鎖存數(shù)據(jù) 7 | 14 DB0 | DB7 數(shù)據(jù)線 數(shù)據(jù)傳輸 15 BLA 背光源正極 提供背光 16 BLK 背光源負(fù)極 提供背光 12 K1470R510KR620uFC1VCCRST 圖 22 石英晶體振蕩器 鍵盤部分 切換按鍵由單片機(jī)的 控制，接上拉電阻，未按時(shí) 為高電平。切換鍵盤輸入信息的過程是：首先，單片機(jī)判斷是否有鍵按下；然后，單片機(jī)把該鍵代表的信息轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的代碼 ,如圖 23 所示。復(fù)位按鍵由單片機(jī) RST 控制 ,如圖 22 所示。 8 9 C 5 1 P 2 . 0+ 5 V 圖 23 頁面切換按鍵 13 第 3 章 系統(tǒng)相關(guān)協(xié)議介紹 GR87 協(xié)議 協(xié)議 簡(jiǎn)介 GR87 接口協(xié)議 是以美國(guó)國(guó)家海洋 電子協(xié)會(huì)（ NMEAThe National Marine Electronics Association）制定的 NMEA0183 版協(xié)議為依據(jù)的。 NMEA0183 數(shù)據(jù)格式設(shè)置為 1 個(gè)起始位 ,8 個(gè)數(shù)據(jù)位 ,1 個(gè)停止位 ,無奇偶校驗(yàn) ,波特率默認(rèn)為 4800。NMEA0183 輸出數(shù)據(jù)為 ASCII 碼 ,常用語句包括 GPGG A、 GPGLL、 GPGSA、 GPRMC 等 ,其內(nèi)容主要有經(jīng)度、緯度、高度、速度、時(shí)間等 [4]。 數(shù)據(jù)格式 根據(jù)所需數(shù)據(jù)的需要 ,只選用 GPGGA、 GPGSV、 GPRMC 語句。 1． $GPGAA—— GPS 定位信息 例： $GPGGA,S,E,1,04,M,0000*1F 它的起始引導(dǎo)符及語句格式說明 (只列出了系統(tǒng)關(guān)心的一些參數(shù) ) ： 字段 2：緯度 ，度分格式（前導(dǎo)位數(shù)不足則補(bǔ) 0） 字段 3：緯度 N（北緯）或 S（南緯） 字段 4：經(jīng)度 ，度分格式（前導(dǎo)位數(shù)不足則補(bǔ) 0） 字段 5：經(jīng)度 E（東經(jīng)）或 W（西經(jīng)） 字段 6： GPS 狀態(tài)， 0=未定位， 1=非差分定位， 2=差分 定位， 3=無效 PPS， 6=正在估算 字段 7：正在使用的衛(wèi)星數(shù)量（ 00 12）（前導(dǎo)位數(shù)不足則補(bǔ) 0） 字段 9：海拔高度（ ） 2． GPGSV—— 可見衛(wèi)星信息 例： $GPGSV,3,1,10,20,78,331,45,01,59,235,47,22,41,069,13,32,252,45*70 它的起始引導(dǎo)符及語句格式說明 (只列出了系統(tǒng)關(guān)心的一些參數(shù) ) ： 字段 3：當(dāng)前可見衛(wèi)星總數(shù)（ 00 12）（前導(dǎo)位數(shù)不足則補(bǔ) 0） 14 3． $GPRMC—— 推薦定位信息 例： $GPRMC,A,N,E,150706,A*50 它的起始引導(dǎo)符及語句格式說明 (只列出了系統(tǒng)關(guān)心的一些參數(shù) )： 字段 1： UTC 時(shí)間， 格式 字段 7：速度，節(jié)， Knots 或 Km/h 字段 8：方位角，度 串行通信 串行通信指數(shù)據(jù)是一位一位按順序傳送的通信方式。同步和異步都屬于串行數(shù)據(jù)傳送方式。由于本設(shè)計(jì)只涉及異步通信，所以重點(diǎn)介紹異步通信（以 AT89C51 為例）。 異步通信 特點(diǎn) 一個(gè)字符一個(gè)字符地傳輸，每個(gè)字符一位一位地傳輸，并且傳輸一個(gè)字符時(shí)，總是以 “ 起始位 ” 開始，以 “ 停止位 ” 結(jié)束 ,字符之間沒有固定的時(shí)間間隔要求。每一個(gè)字符的前面都有一位起始位（低電平，邏輯值），字符本身由 58 位數(shù)據(jù)位組成 （本設(shè)計(jì)中為 8 位， 規(guī)定低位在前，高位在后 ） ，接著字符后面是一位校驗(yàn)位（ 本設(shè)計(jì)中無校驗(yàn)位 ）， 最后是 一位或一位半或二位停止位，停止位后面是不定長(zhǎng)的空閑位 （可有可無） 。停止位和空閑位都規(guī)定為高電平（邏輯值１），這樣就保證起始位開始處一定有一個(gè)下跳沿。 異步通信協(xié)議 1． 起始位 通信上 沒有數(shù)據(jù)被傳送時(shí)，處于邏輯 1 狀態(tài)。當(dāng)發(fā)送設(shè)備要發(fā)送一個(gè)字符數(shù)據(jù)時(shí)，首先發(fā)出一個(gè)邏輯 0 信號(hào)，這個(gè)邏輯低電平就是起始位。起始位通過通信線傳向接收設(shè)備，接收設(shè)備檢測(cè)到這個(gè)邏輯低電平后，就開始準(zhǔn)備接受數(shù)據(jù)位信號(hào)。起始位所起的作用就是設(shè)備同步，通信雙方必須在傳送數(shù)據(jù)位前協(xié)調(diào)同步。 2． 數(shù)據(jù)位 當(dāng)接收設(shè)備收到起始位后，緊接著就會(huì)接收數(shù)據(jù)位。 89C51 采用的是 9 或 8 位數(shù)據(jù)傳送，這些數(shù)據(jù)被接收到移位寄存器中，構(gòu)成傳送數(shù)據(jù)字符。在傳送過程中，數(shù)據(jù)15 位從最低有效位開始發(fā)送，依次順序在接受設(shè)備中被轉(zhuǎn)換為并行數(shù)據(jù)。 3． 停止位 停止位是一個(gè)字符數(shù)據(jù)的結(jié)束標(biāo)志，可以是 1 位、 位或 2 位的高電平。接收設(shè)備收到停止位后，通信線路上便又恢復(fù)邏輯 1 狀態(tài)，直至下一個(gè)字符數(shù)據(jù)的起始位到來。 4． 波特率 通信線上傳送的所有位信號(hào)都保持一致的信號(hào)持續(xù)時(shí)間，每一位的信號(hào)持續(xù)時(shí)間都由數(shù)據(jù)傳送速度確定，這個(gè)傳送速度即波特率。波特率的設(shè)置方式見 中斷 中斷系統(tǒng)簡(jiǎn)單實(shí)用，其基本特點(diǎn)是：有 5 個(gè)固定的可屏蔽中斷源， 3 個(gè)在片內(nèi)， 2個(gè)在片外，它們?cè)诔绦虼鎯?chǔ)器中各有固定的中斷入口地址，由此進(jìn)入中斷服務(wù)程序； 5個(gè)中斷源有兩級(jí)中斷優(yōu) 先級(jí)，可形成中斷嵌套 。 中斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) ： 5 個(gè)中斷源的符號(hào)、名稱及產(chǎn)生的條件如下 ： INT0：外部中斷0，由 P3． 2 端口線引入，低電平或下跳沿引起。 INT1：外部中斷 1，由 P3． 3 端口線引入，低電平或下跳沿引起。 T0：定時(shí)器／計(jì)數(shù)器 0 中斷，由 T0 計(jì)滿回零引起。 T1：定時(shí)器／計(jì)數(shù)器 l 中斷，由 T1 計(jì)滿回零引起。 TI／ RI：串行 I／ O 中斷，串行端口完成一幀字符發(fā)送／接收后引起。 根據(jù)需要，本設(shè)計(jì)只應(yīng)用了 TI/RI 一個(gè) 中斷源 。 串行中斷有發(fā)送 (TI)和 接收 (R1)的區(qū)別； 其 打開與否，受中斷自身的允許位和全局允許位的控制 。 89C51 有 4 個(gè)用于中斷 控制 的 寄存器 IE、 IP、 TCON（用 6 位）、 SCON（用 2 位）。下面分別對(duì)它們進(jìn)行介紹： 中斷允許寄存器 — IE： 表 31 中斷允許寄存器 EA ES ET1 EX1 ET0 EX0 EA：全局中斷允許位。 EA＝ 0，關(guān)閉全部中斷； EA＝ 1，打開全局中斷控制，在此條件下，由各個(gè)中斷控制位確定相應(yīng)中斷的打開或關(guān)閉。 ES：串行 I／ O 中斷允許位。 ES＝ 1，打開串行 I／ O 中斷； ES＝ 0，關(guān)閉串行 I／O 中斷。 中斷優(yōu)先寄存器 — IP： 16 由于本設(shè)計(jì)只應(yīng)用一個(gè)中斷源，不用優(yōu)先級(jí)設(shè)置，在此不予介 紹。 T0/T1 中斷控制寄存器 — TCON： 表 32 中斷控制寄存器 TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0 除了 TR1 和 TR0，其余 6 個(gè)用于中斷控制，由于本設(shè)計(jì)中未使用定時(shí)器做中斷，在此不予詳細(xì)介紹。 因?yàn)樵谠O(shè)計(jì)中使用定時(shí)器來設(shè)置串行通信的波特率，在此對(duì)定時(shí)器予以介紹：以上的 TR1 和 TR0 用于定時(shí)器的啟動(dòng)； TMOD 則用于控制定時(shí)器的工作模式，如 33 表所示： 表 33 定時(shí)器控制寄存器 GATE C/T M1 M0 GATE C/T M1 M0 由 表 可見， TMOD 的高 4 位用于 T1，低 4 使用于 T0， 4 種符號(hào)的含義如下： GATE：門控制位。 GATE 和軟件控制位 TR、外部引腳信號(hào) INT 的狀態(tài) ,共同控制定時(shí)器／計(jì)數(shù)器的打開或關(guān)閉。 C／ T：定時(shí)器／計(jì)數(shù)器選擇位。 C/T＝ 1，為計(jì)數(shù)器方式； C／ T＝ 0，為定時(shí)器方式。當(dāng)定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器為定時(shí)工作方式時(shí)，計(jì)數(shù)器的加 1 信號(hào)由振蕩器的 12 分頻信號(hào)產(chǎn)生，即每過一個(gè)機(jī)器周期，計(jì)數(shù)器加 1，直至計(jì)滿溢出為止。顯然，定時(shí)器的定時(shí)時(shí)間與系統(tǒng)的振蕩頻率有關(guān)。因一個(gè)機(jī)器周期等于 12 個(gè)振蕩周期，所以計(jì)數(shù)頻率f=1/12fosc。如果晶振為 12MHz，則計(jì)數(shù)周期為： T=1/（ 12106 ） Hz1/12=1μs ；當(dāng)定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器為計(jì)數(shù)工作方式時(shí)，通過引腳 T0 和 T1 對(duì)外部信號(hào)計(jì)數(shù)，外部脈沖的下降沿將觸發(fā)計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)器在每個(gè)機(jī)器周期的 S5P2 期間采樣引腳輸入電 平。若一個(gè)機(jī)器周期采樣值為 1，下一個(gè)機(jī)器周期采樣值為 0，則計(jì)數(shù)器加 1。此后的機(jī)器周期 S3P1期間，新的計(jì)數(shù)值裝入計(jì)數(shù)器。所以檢測(cè)一個(gè)由 1 至 0 的跳 變需要兩個(gè)機(jī)器周期，故外部事年的最高計(jì)數(shù)頻率為振蕩頻率的 1/24。例如，如果選用 12MHz 晶振，則最高計(jì)數(shù)頻率為 。雖然對(duì)外部輸入信號(hào) 的占空比無特殊要求，但為了 確保某給定電平在變化前至少被采樣一次，外部計(jì)數(shù)脈沖的高電平與低電平保持時(shí)間均需在一個(gè)機(jī)器周期以上 [5]。 M1M0：工作方式選擇位，定時(shí)器／計(jì)數(shù)器的 4 種工作方式