【正文】 P2 口是高 8 位地址 A8～ A15 的地址總線，但也可作一般的 I/O 口。 P1 是一個純 I/O口，它只用于數(shù)據(jù)的輸入輸出。 P3 是控制信號及 I/O 信號復(fù)用口，它除了用作 I/O 口之外，還用于傳送控制信號 [1]。 P3 口對應(yīng)引腳用于控制信號時的情況如表 所示。 顯示電路 原理 現(xiàn)在很多的顯示都是用 LCD 液晶顯示，但是出于對現(xiàn)場以及實用性的考慮，數(shù)碼管已經(jīng)滿足了本設(shè)計的需求，而且其造價也較低，所以選用此種方式。 (1) LED 的結(jié)構(gòu)原理 八段 LED 顯示管有八只發(fā)光二極管組成，編號是 a、 b、 c、 d， e， f和 dp，分別和同名管腳相連。在給每個二極管通電后，二極管發(fā)光后表示要顯示的數(shù)字的一部分，當(dāng)組成這個數(shù)字的所有二極管都發(fā)亮?xí)r，才能正確的顯示這個數(shù)字。 8 段 LED 的段碼如 表 所示。 第 14頁 共 66頁 (2) LED 顯示器工作原理 由 N 個 LED 顯示塊可以接成 N 位 LED 顯示器。 N 個 LED 顯示塊有 N 根位選線和8*N 根段選線。根據(jù)顯示方式的不同，位選線和段選線的連接方法也各不同。段選線控制顯示字符的字型，而位選線為各個 LED 顯示塊的公共端，它控制該 LED 顯示位的亮，暗。同一時刻，如果各位位選線都處于選通狀態(tài)的話， 各 位 LED 將顯示相同的字符。 表 P3 口的引腳功能 引腳信號 控制信號 說明 RXD 串行數(shù)據(jù)輸入 TXD 串行數(shù)據(jù)輸出 INT0 外部中斷 0 INT1 外部中斷 1 T0 定時器 0 輸入 T1 定時器 1 輸入 WR 寫存儲器 信號 RD 讀存儲器信號 若要各位 LED 能夠顯示出與本位相應(yīng)的顯示字符，就必須采用掃描顯示方式，即在某一時刻，只要讓某一位的 位選線處于選通狀態(tài)，而其它 各位的為選線處于關(guān)閉狀態(tài)，同時，段選線上輸出相應(yīng)位要顯示字符的段碼。雖然這些字符上在不同時刻出現(xiàn)的，而且同一時刻，只有一個位顯示，其他各位熄滅，但 LED 顯示器的余輝和人眼的視覺暫留作用，只要每位顯示間隔足夠短，則可以造 成多位同時亮的假象，達到同時顯示的目的。 表 7 段 LED 的段碼 顯示字符 共陰極段碼 共陽極段碼 顯示字符 共陰極段碼 共陽極段碼 0 3FH C0H C 39H C6H 1 06H F9H D 5EH A1H 2 5BH A4H E 79H 86H 3 4FH B0H F 71H 8EH 4 66H 99H P 73H 8CH 5 6DH 92H U 3EH C1H 6 7DH 82H T 31H CEH 7 07H F8H y 6EH 91H 8 7FH 80H H 76H 89H 9 6FH 90H L 38H C7H 第 15頁 共 66頁 計算機串口 接口 說明 本設(shè)計使用的是 RS232C 串行通信接口標(biāo)準(zhǔn)。它適合于數(shù) 據(jù)傳輸速率在 0～ 20xx0b/s范圍內(nèi)的通信。這個標(biāo)準(zhǔn)對串行通信接口的有關(guān)問題，如信號線功能、電器特性都作了明確規(guī)定。 (1) 接口 電氣性能與電平轉(zhuǎn)換 ? 電氣性能 EIARS232C 對電器特性、邏輯電平和各種信號線功能都作了規(guī)定 [2]。在 TxD 和RxD 上：邏輯 1=3V～ 15V，邏輯 0=+3～＋ 15V。 ? 電平轉(zhuǎn)換 EIARS232C 與 TTL 轉(zhuǎn)換： EIARS232C 是用正負(fù)電壓來表示邏輯狀態(tài)，與 TTL以高低電平表示邏輯狀態(tài)的規(guī)定不同。因此，為了能夠同計算機接口或終端的 TTL 器件連接，必須在 EIARS232C 與 TTL 電路之間進行電平和邏輯關(guān)系的變換。實現(xiàn)這種變換的方法可用分立元件，也可用集成電路芯片。目前較為廣泛地使用集成電路轉(zhuǎn)換器件， MAX232 芯片可完成 TTL←→ EIA 雙向電平轉(zhuǎn)換，本系統(tǒng)中由于要進行片機和電腦之間的通信 ，因此在串口與其接口部分即采用 MAX232 作為電平轉(zhuǎn)換，圖 310 顯示了MAX232 管腳圖 。 (2) 接口機械性能 a DB 25 連接器 b DB 9 連接器 EN1C 1+2V+3C 14C 2+5C 26V 17T 2out8R 2I N9R 2out10T 2I N11T 1I N12R 1out13R 1I N14T 1out15GND16V c c17S H D N56 圖 39 連接器機械特性 圖 310 MAX232 管腳 圖 連接器：由于 RS232C 并未定義連接器的物理特性，因此，出現(xiàn)了 DB2 DB15和 DB9 各種類型的連接器，其引腳的定義也各不相同。圖 39 分別介紹兩種連接器。系統(tǒng)采用 DB9，故本文中只介紹 DB9 的機械性能。 它提供異步通信的 9 個信號。 下面就系統(tǒng)使用到的 接口信號 進行 說明 ： ? 數(shù)據(jù)發(fā)送與接收線 發(fā)送數(shù)據(jù) (Transmitted dataTxD)—— 通過 TxD 終端將串行數(shù)據(jù)發(fā)送到 MODEM，(DTE→ DCE)。 接收數(shù)據(jù) (Received dataRxD)—— 通過 RxD 線終端接收 從 MODEM 發(fā)來的串行數(shù) 第 16頁 共 66頁 據(jù)， (DCE→ DTE)。 ? 地線 有兩根線 SG、 PG—— 信號地和保護地信號線，無方向。 無線傳輸模塊 介紹 XL03232AP2 是 UART 接口半雙工無線傳輸模塊， 其 串口速率 ()，串口格式 (8N1)。 同時它還 提供了 TTL/RS232 兩種接口電平選擇。 最遠(yuǎn) 傳輸距離 為 20xx米 ， 其端口定義如表 。 設(shè)計時還可以根據(jù)需要 設(shè)置 ID：范圍 為 0－ 65535,默認(rèn) ID:12345。 它 的 切換時間短：收 → 發(fā)的時間為 200us。發(fā) → 收的時間為 800us 對于設(shè)計任務(wù)要 求的 120 發(fā)子彈每分鐘來講，它是能夠很好的運行 。 它的 工作電壓： 5V。具有 大于 60 個信道 。它有 256bytes 數(shù)據(jù)緩沖區(qū) . 它 適合大數(shù)據(jù)量傳輸 。 它曾被應(yīng)用到 : ? 電力、礦山、鐵路等長距離遙感勘測 ； ? 工業(yè)儀器儀表無線數(shù)據(jù)采集和控制 。 對于其天線不僅要 注重其性能 而且還要擺好其位置 。天線放置不當(dāng)會引起天線效率低、電波被吸收、模塊阻抗失配，這些都會使 XL01232AP2 的發(fā)射功率和接收靈敏度降低，影響 XL01232AP2 的傳輸距離和通訊穩(wěn)定性。 上面 參數(shù)表明， 該模塊對于本系統(tǒng) 戶 外 工作環(huán)境以及一次數(shù)據(jù)傳輸 量都很適合 。 表 XL01232AP 端口說明 管腳 定義 說明 電平 備注 1 VCC 電源 49V +5V(RS232)。其它電壓可修改 2 GND 地 GND 3 TXD 模塊數(shù)據(jù)輸出 TTL 默認(rèn) TTL,RS232 需設(shè)置 4 RXD 模塊數(shù)據(jù)輸入 TTL 默認(rèn) TTL,RS232 需設(shè)置 5 SET 參數(shù)設(shè)置使能 TTL 參數(shù)設(shè)置時為低電平，使用時懸空 6 GND 地 GND 7 Sleep 休眠使能 TTL 休眠時為高電平，工作時為低電平 其應(yīng)用的時候需要注意的問題有： ? 使用 串口 與 XL01232AP2 模塊對應(yīng)的 TXD 和 RXD 管腳 相連接，目的是利用單片機的 串口 來調(diào)節(jié)控制整個系統(tǒng)并且給軟件設(shè)計中寫 串口程序 帶來方便； 需要注意的是 VCC， GND 應(yīng)該分別與單片機的電源和地相連，這其中應(yīng) 用到一個信號接地的知識，如果不這樣處理，那么對于串口這個電路來講 ，將會得到設(shè)計時預(yù)想不到的結(jié)果 。 第 17頁 共 66頁 ? 應(yīng)用 XL01232AP2 有自己的芯片控制，在設(shè)置波特率的時候，一定要注意和單片機設(shè)計的波特率相同 ， 否則將會出現(xiàn)誤碼，或是傳輸不了數(shù)據(jù)，這是在設(shè)計中需要特別注意的。 其與單片 機連接的接線圖如圖 312 所示。 相關(guān)參數(shù)的設(shè)定 XL01232AP2模塊的設(shè) 置 在進行參數(shù)配置前，先必須將 開關(guān)設(shè)置到 ON 狀態(tài) 如 圖 313 所示 。在電池扣端供電范圍是 7V－ 9V。上電以后， CWMSET 模塊上綠燈常亮， 并且 XL03232AP2 模塊上的紅燈常亮。此時， XL03232AP2 模塊在參數(shù)配置狀態(tài)中。在參數(shù)配置時，必須用“串口設(shè)置”的默認(rèn)值來完成參數(shù)的讀寫過程。在參數(shù)配置時 PC 端必須使用標(biāo)準(zhǔn)的 RS232 接口及連接線，不能使用 USB 轉(zhuǎn) 232 連接線。 設(shè)置 的參數(shù)有： (1) RF 頻率 選擇 XL03232AP2 模塊在 只能工作在某一個頻段范圍內(nèi)，如： 434MHz 頻段的模塊不能工作在 868MHz頻段和 915MHz頻段。 設(shè)計 的時候必須選擇自己需要的頻段范圍。 RF 頻率與頻段選擇是相對應(yīng)的： ? 當(dāng)頻段選擇 434MHz 時， RF 的頻率范圍為 427－ 441MHz； ? 當(dāng)頻段選擇 869MHz 時， RF 的頻率范圍為 856－ 882MHz； ? 當(dāng)頻段選擇 915MHz 時， RF 的頻率范圍為 902－ 928MHz。 表 RF 速率與靈敏度對應(yīng)關(guān)系 RF速率（ bps） XL03232AP2靈敏度 1200 114dBm 2400 114dBm 4800 114dBm 8000 112dBm 12600 112dBm 25000 110dBm (2) RF 速率選擇 XL03232AP2 的接收靈敏度與 RF 速率有很 大的關(guān)系， 表 是 RF 速率與靈敏度關(guān)系。靈敏度越高距離越遠(yuǎn)。 當(dāng)串口速率小于 RF 速率 60％時，最大的發(fā)送數(shù)據(jù)包為 160B。 波特率的設(shè)置 本設(shè)計中數(shù)據(jù)通信時候采用的波特率為 9600bit/s，數(shù)據(jù)傳輸格式為 8N1，即 8 位數(shù)據(jù)位一位校驗位。 波特率計算的公式為： 第 18頁 共 66頁 波特率 =(2SMOD/64)*（ T1 溢 出率） 本設(shè)計若采用 使用晶振頻率為 ， 按照上面公式計算， 不加倍 SMOD=0， 波特率為 9600bit/s 時 ， 初始值 TH1=0xfd,TL1=0xfd。其誤差為 0。若使用晶振為 12M 則誤差為 %，加倍時誤差為 %，采用 12M 兩種方式都存在誤差，故最后采用 的晶震。 圖 312 XL01232AP 與單片機接線圖 圖 313 XL01232AP 參數(shù)配置模塊 串口數(shù)據(jù)傳輸技術(shù) 本小節(jié)中介紹本系統(tǒng)設(shè)計時應(yīng)用到的單片機之間的串口傳輸技術(shù)（包括其波特率的設(shè)置以 及傳輸方式的說明）以及單片機與電腦之間數(shù)據(jù)傳輸技術(shù) （主要介紹協(xié)議） 。 單片機與模塊之間的通信 其包括單片機間的串口通信以及單片機與 PC 機之間的串口通信?，F(xiàn)先介紹單片機之間串口通信的一些基本知識。 8051 單片機的通訊方式有兩種：并行通訊 :數(shù)據(jù)的各位同時發(fā)送或接收。串行通訊 :數(shù)據(jù)一位一位順序發(fā)送或接收。 8051 單片機通過引腳 RXD 和引腳 TXD 與外界通訊。SBUF 是串行口緩沖寄存器，包括發(fā)送寄存器和接收寄存器。它們有相同名字和地址空間，但不會出現(xiàn)沖突，因為它們兩個一個只能被 CPU 讀出數(shù)據(jù)，一個只能被 CPU 寫入數(shù) 據(jù) [1]。 單片機與 電腦 之間的通信 串口通信中一個很重 要的元素就是其通信協(xié)議的約定；協(xié)議一方面要規(guī)定通信的基本參數(shù)，比 如通信波特率、數(shù)據(jù)位數(shù)、停止位數(shù)及奇偶校驗的方式等，更重要的一方面是要規(guī)定雙方傳輸數(shù)據(jù)的格式，以及傳輸數(shù)據(jù)時控制數(shù)據(jù)流的方式 [15]。 第 19頁 共 66頁 4 軍用 訓(xùn)練 靶數(shù)字系統(tǒng) 軟件部分 本章主要介紹主控程序的設(shè)計以及 PC 機 VC 界面編程。 主控程序的設(shè)計思路為：通過單片機 I/O 采集 信息，時刻監(jiān)測靶面 情況，對于擊中的情況進行 濾波后再進行數(shù)據(jù)處理，傳輸， 最后完成顯示代碼的轉(zhuǎn)換。 其主要處理的問題有：靶面擊中準(zhǔn)確 判斷的操作、靶面擊中情況編碼處理、波特率設(shè)置問題、數(shù)據(jù)顯示碼生成處理等。 PC 機 VC 界面編程的思路：在 一個 界面上繪制靶場上所有的靶面 ， 并對 下位機 經(jīng)RS232 串口傳輸過來的信息進行數(shù)據(jù)分析，處理得到靶面擊中的情況，然后將其在界面上顯示，其包括 單次射擊成績、總成績以及彈著點位置的顯示。 其處理的過程中要處理的問題有：最大最小化窗口重繪、數(shù)據(jù)緩沖器中數(shù)據(jù)的獲取、控件遮蓋處理、界面復(fù)位處理等 。