【導(dǎo)讀】作了簡(jiǎn)潔的描述。本設(shè)計(jì)共分電源、單片機(jī)控制模塊、信號(hào)前向通道處理模。以51系列單片機(jī)為控制模塊核心，對(duì)多功能計(jì)數(shù)器可編程控。制，實(shí)現(xiàn)周期、頻率、時(shí)間間隔的測(cè)量。同時(shí)可實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)量結(jié)果、時(shí)鐘、溫。度及被測(cè)信號(hào)幅度的液晶顯示及語音播報(bào)。軟件設(shè)計(jì)、系統(tǒng)調(diào)試及主要技術(shù)性能參數(shù)。

　　

【正文】 通信數(shù)據(jù)的波特率往往做得較高（通常都在 4800 波特以上）。限制通信波特率提高的“瓶頸”，并不是現(xiàn)場(chǎng)的導(dǎo)線（現(xiàn)場(chǎng)施工一般使用 5 類非屏蔽的雙絞線），而是在 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 33 與單片機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行信號(hào)隔離的光耦電路上。此處采用 TIL117。電路設(shè)計(jì)中可以考慮采用高速光耦，如 6N13 6N136 等芯片，也可以優(yōu)化普通光耦電路參數(shù) 的設(shè)計(jì)，使之能工作在最佳狀態(tài)。例如：電阻 R R3 如果選取得較大，將會(huì)使光耦的發(fā)光管由截止進(jìn)入飽和變得較慢；如果選取得過小，退出飽和也會(huì)很慢，所以這兩只電阻的數(shù)值要精心選取，不同型號(hào)的光耦及驅(qū)動(dòng)電路使得這兩個(gè)電阻的數(shù)值略有差異，這一點(diǎn)在電路設(shè)計(jì)中要特別慎重，不能隨意，通?？梢杂蓪?shí)驗(yàn)來定。 485 總線輸出電路部分的設(shè) 計(jì) 輸出電路的設(shè)計(jì)要充分考慮到線路上的各種干擾及線路特性阻抗的匹配。由于工程環(huán)境比較復(fù)雜，現(xiàn)場(chǎng)常有各種形式的干擾源，所以 485 總線的傳輸端一定要加有保護(hù)措施。在電路設(shè)計(jì)中采用穩(wěn)壓管 D D2 組成的吸收回路，也可以選用能夠抗浪涌的 TVS 瞬態(tài)雜波抑制器件，或者直接選用能抗雷擊的 485 芯片（如 SN75LBC184 等）?？紤]到線路的特殊情況（如某一臺(tái)分機(jī)的 485 芯片被擊穿短路），為防止總線中其它分機(jī)的通信受到影響，在75176 的 485 信號(hào)輸出端串聯(lián)了兩個(gè) 20Ω的電阻 R R11。這樣本機(jī)的硬件故障就不會(huì)使整個(gè)總線的通信受到影響。在應(yīng)用系統(tǒng)工程的現(xiàn)場(chǎng)施工中，由于通信載體是雙絞線，它的特性阻抗為 120Ω左右，所以線路設(shè)計(jì)時(shí)，在RS485 網(wǎng)絡(luò)傳輸線的始端和末端各應(yīng)接 1 只 120Ω的匹配電阻，以減少線路上傳輸信號(hào)的反射。由于 RS485 芯片的特性，接收器的檢測(cè)靈敏度為177。 200mV，即差分輸入端 VA－ VB ≥ +200mV，輸出邏輯 1， VA－ VB ≤－ 200mV，輸出邏輯 0；而 A、 B 端電位差的絕對(duì)值小于 200mV 時(shí)，輸出為不確定。如果在總線上所有發(fā)送器被禁止時(shí)，接收器輸出邏輯 0，這會(huì)誤認(rèn)為通信幀的起始引起工作不正常。解決這個(gè)問題的辦法是人為地使 A 端電位高于 B 兩端電位，這樣 RXD 的電平在 485 總線不發(fā)送期間（總線懸浮時(shí)）呈現(xiàn)唯一的高電平， 8031 單片機(jī)就不會(huì)被誤中斷而收 到亂字符。通過在 485 電路的 A、 B 輸出端加接上拉、下拉電阻 R R9，即可很好地解決這個(gè)問題。 計(jì)算機(jī)通訊協(xié)議 本系統(tǒng)中，組態(tài)王與單片機(jī)的通訊采用亞控科技公司提供的通用單片機(jī) 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 34 通訊協(xié)議，該協(xié)議遵循命令 /響應(yīng)的通訊方式 [4]。計(jì)算機(jī)讀命令讀寫格式圖為2695：如圖 42 所示。 圖 42 計(jì)算機(jī)讀命令格式圖 組態(tài)王的通訊配置 上位機(jī)通信采用 COM1，在組態(tài)王的工程瀏覽器中點(diǎn)擊設(shè)備 \COM1，在右面窗口中雙擊新建，出現(xiàn)設(shè)備配置向?qū)?，設(shè)置智能模塊 \單片機(jī) \通用單片機(jī)ASCII\串口，一直點(diǎn)擊下一步，邏輯設(shè)備命名為 MCU1，選擇 COM1 口，配置設(shè)備地址為 ，組態(tài)王的設(shè)備地址定義格式： .，前面的兩個(gè)字符是設(shè)備地址，范圍為 0255，此地址為單片機(jī)的地址，由單片機(jī)中的程序決定；后面的一個(gè)字符是用戶設(shè)定是否打包，“ 0”為不打包、“ 1”為打包 ,用戶一旦在定義設(shè)備時(shí)確定了打包，組態(tài)王將處理讀下位機(jī)變量時(shí)數(shù)據(jù)打包的工作，與單片機(jī)的程序無關(guān)。接著配置 COM1 口通訊參數(shù)，參數(shù)為 1 位起始位， 8 位數(shù)據(jù)位， 1位結(jié)束位， 0 位奇偶校驗(yàn)位，波特率為 9600bps。然后定義 I/O 變量，如圖 43 所示。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 35 圖 43 定義變量 單片機(jī)通訊軟件設(shè)計(jì) 軟件設(shè)計(jì)的第一步為編寫單片機(jī)與計(jì)算機(jī)的 RS485 串行通訊程序。利用串口調(diào)試助手進(jìn)行調(diào)試，能成功與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通訊。設(shè)計(jì)的第二步為實(shí)現(xiàn)組態(tài)王與單片機(jī)的通訊。制作一根交叉串口線連接計(jì)算機(jī)的 COM1 與 COM2，如果計(jì)算機(jī)沒有串口可以用 USB 轉(zhuǎn)串口代替。打開串口調(diào)試助手，打開 COM2，波特率設(shè)為 9600，無校驗(yàn)位， 8 位數(shù)據(jù)位， 1 位停止位。打開組態(tài)王，運(yùn)行液位監(jiān)控畫面，我們會(huì)發(fā)現(xiàn) COM2 每隔固定時(shí)間收到 40 30 31 41 30 30 30 30 46 30 31 30 37 0D 數(shù)據(jù)，對(duì)照通用單片機(jī)通訊協(xié)議，這是組態(tài)王讀單片機(jī)數(shù)據(jù)命令。我們模擬單片機(jī)應(yīng)答正常讀寫格式在串口調(diào)試助手發(fā)送數(shù)據(jù)欄填寫 40 30 31 30 31 36 34 30 32 0D 數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn) COM2 接收數(shù)據(jù)欄接收到的組態(tài)王讀命令數(shù)據(jù)間隔時(shí)間明顯縮短。并發(fā)現(xiàn)組態(tài)液位監(jiān)控畫面中液位數(shù)值發(fā)生變化，變?yōu)榇谡{(diào)試助手模擬單片 機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)得到的結(jié)果編寫單片機(jī)應(yīng)答組態(tài)王讀命令程 序，經(jīng)運(yùn)行與實(shí)驗(yàn)預(yù)期一致。同理編寫單片機(jī)應(yīng)答組態(tài)王寫命令也獲得了成功。 本章小結(jié) 本章首先對(duì) RS485 通信模塊經(jīng)行了設(shè)計(jì)和分析，并且通過上位機(jī)組態(tài)王完成了多功能計(jì)數(shù)器和上位機(jī)的通信。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 36 第五章軟件方案設(shè)計(jì) 主程序流程方框圖 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 37 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 38 語音播報(bào)子程序流程方框圖 語音播報(bào)子程序流程方框圖如圖 52 所示。 開始 圖 52 語音播報(bào)子程序 選擇語音起始點(diǎn) 逐位放音輸出 數(shù)據(jù) 結(jié)束 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 39 C 程序 include include include //使用 XBYTE 必須使用的頭文件 include main() { Dy_Qu=0。 JQ_int0=0。 Dy_T1CountL=0。 flag_AddCycle=0。 Dy_Frequence=0。 Reg_A=0x20。 Reg_B=0x06。 lcd1602init( )。 lcd_clear()。 TMOD=0x12。 TH0=0。 TL0=0。 TH1=2400/256。 TL1=2400%256。 SCON=0x40。 PCON=0。 IT0=1。 EA=1。 PT0=1。 ET0=0。 ET1=1。 TR0=0。 TR1=1。 while(1) 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 40 { if(flag_AddCycle) { Dy_Frequence=0。 Dy_Cycle=0。 Dy_Cycle=(Dy_T1CountL*255+TL0)/30。 Dy_Frequence=1000000/Dy_Cycle。 flag_AddCycle=0。 } delay(400)。 display()。 } } void display() { uchar i。 switch(Dy_disMode) { case 0:lcd_string( FrQ:, 1)。 lcd_string( Value:, 2)。 translate(Dy_Frequence)。 wrd(0x30+Dy_SMwei)。 wrd(0x30+Dy_Mwei)。 wrd(0x30+Dy_SWwei)。 wrd(0x30+Dy_Wwei)。 wrd(0x30+Dy_Qwei)。 wrd(0x30+Dy_Baiwei)。 wrd(0x30+Dy_Shiwei)。 wrd(0x30+Dy_Gewei)。 wrd(39。H39。)。 wrd(39。z39。)。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 41 break。 case 1:lcd_string( CyQ:1us10s, 1)。 lcd_string( Value:, 2)。 translate(Dy_Cycle)。 wrd(0x30+Dy_SMwei)。 wrd(0x30+Dy_Mwei)。 wrd(0x30+Dy_SWwei)。 wrd(0x30+Dy_Wwei)。 wrd(0x30+Dy_Qwei)。 wrd(0x30+Dy_Baiwei)。 wrd(0x30+Dy_Shiwei)。 wrd(0x30+Dy_Gewei)。 wrd(39。u39。)。 wrd(39。s39。)。 break。 case 2:lcd_string( InQ:1us10s, 1)。 lcd_string( Value:, 2)。 translate(Dy_Cycle)。 wrd(0x30+Dy_SMwei)。 wrd(0x30+Dy_Mwei)。 wrd(0x30+Dy_SWwei)。 wrd(0x30+Dy_Wwei)。 wrd(0x30+Dy_Qwei)。 wrd(0x30+Dy_Baiwei)。 wrd(0x30+Dy_Shiwei)。 wrd(0x30+Dy_Gewei)。 wrd(39。u39。)。 wrd(39。s39。)。 break。 /* case 3: break。 */ case 4:lcd_string( Beijing Time: , 1)。 lcd_string(,2)。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 42 //if(Dy_disTime=200) //{ i=Dy_Hour。 Ttranslate(Dy_Hour)。 wrd(0x30+Dy_CH)。 wrd(0x30+Dy_CL)。 wrd(39。:39。)。 i=Dy_Minute。 Ttranslate(Dy_Minute)。 wrd(0x30+Dy_CH)。 wrd(0x30+Dy_CL)。 wrd(39。:39。)。 i=Dy_Second。 Ttranslate(Dy_Second)。 wrd(0x30+Dy_CH)。 wrd(0x30+Dy_CL)。 // } /* else { if(Dy_Qu==1) { wrd(0xff)。 wrd(0xff)。 } else { Ttranslate(Dy_Hour)。 wrd(0x30+Dy_CH)。 wrd(0x30+Dy_CL)。 } wrd(39。:39。)。 if(Dy_Qu==2) { 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 43 wrd(0xff)。 wrd(0xff)。 } else { Ttranslate(Dy_Minute)。 wrd(0x30+Dy_CH)。 wrd(0x30+Dy_CL)。 } wrd(39。:39。)。 if(Dy_Qu==3) { 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