【正文】 控制和信息交換的必經(jīng)之路，是一個過渡的集成電路，用于信息傳送過程中的速度匹配和增強(qiáng)他的負(fù)載能力。每個端口內(nèi)部都有一個八位數(shù)據(jù)輸出鎖存器和一個八位數(shù)據(jù)輸入緩沖器。寫端口就是輸出數(shù)據(jù)，是把累加器A或其他寄存器中數(shù)據(jù)傳送到端口鎖存器中，然后由端口自動從端口引腳線上輸出，讀端口是把端口鎖存器中輸出數(shù)據(jù)讀到CPU的累加器。（2） 串行I/O端口8051有一個全雙工的可編程串行I/O端口。8051串行發(fā)送和串行接收利用了P3口的第二功能。四 定時器/計(jì)數(shù)器 8051內(nèi)部有兩個16位可編程的定時器/計(jì)數(shù)器，命名為T0和T1，都由兩個8位寄存器TH和TL拼裝而成。 在定時模式下，T0、T1的計(jì)數(shù)脈沖可以有單片機(jī)時鐘脈經(jīng)12分頻后提供，故定時時間和單片機(jī)時鐘頻率有關(guān)。五 中斷系統(tǒng)中斷是指CPU暫停原程序執(zhí)行轉(zhuǎn)而為外部設(shè)備服務(wù)（執(zhí)行中斷服務(wù)程序），并在服務(wù)完后回到原程序執(zhí)行的過程。8051有三個內(nèi)部中斷源和兩個外部中斷源內(nèi)部中斷源是指兩個定時器/計(jì)數(shù)器中斷源和一個串行口中斷源，串行口中斷源是在串行口每發(fā)送完一個八位二進(jìn)制數(shù)據(jù)或接受到一組輸入數(shù)據(jù)八位后自動向中斷系統(tǒng)提出的。 MCS51單片機(jī)引腳功能及其連接一 MCS51單片機(jī)引腳功能引腳如圖34所示 圖34 單片機(jī)引腳圖（一）端口線（4*8=32條）1. P0口（—）：功能a：不帶片外存儲器，P0可以作為通用I/O口使用，—，此時，輸入緩沖、輸出鎖存，不須外接專用鎖存器。（—）：通用I/O口，用于傳送CPU的輸入/輸出數(shù)據(jù)。功能b：與P0口引腳的第二功能相配合，用于輸出片外存儲器的高8位地址，共同選中片外存儲器單元，但并不能像P0口那樣還可以傳送存儲器的讀寫數(shù)據(jù)。功能b：控制功能端如下表： ………… RXD …………(串行口輸入) ………… TXD …………(串行口輸出) ………… INT0 …………(外部中斷0輸入) ………… INT1 …………(外部中斷1輸入) ………… T0 …………(定時＼計(jì)數(shù)器0的外部輸入) ………… T1 …………(定時＼計(jì)數(shù)器1的外部輸入) ………… WR …………(片外數(shù)據(jù)存儲器寫選通) ………… RD …………(片外數(shù)據(jù)存儲器讀選通)（二）電源線（2條）Vcc為+5V電源線，Vss為接地線。在訪問片外存儲器是，—，用于把這個片外存儲器第8位地址鎖存到外部專用地址鎖存器，—。2. EA/VPP：允許訪問片外存儲器/編程電源線。4. RST/VPD：復(fù)位/備用電源線，可以使8051處于復(fù)位工作狀態(tài)。如圖35所示二 單片機(jī)地址輸入的連接方式 由于單片機(jī)的P2口和P0口具有第二功能（即分別輸入高低地址），故運(yùn)用此功能來確定從機(jī)的地址，在地址開關(guān)與單片機(jī)之間還需要添加74LS244進(jìn)行緩沖具體連接如圖36所示：圖35 單片機(jī)3個控制端的常用連接方法和參數(shù) 8051 PSENEA RD WR74LS244多路選擇開關(guān)圖36 單片機(jī)地址控制圖 MCS51 中斷系統(tǒng) 中斷是指計(jì)算機(jī)暫時停止原程序執(zhí)行轉(zhuǎn)而為外部設(shè)備服務(wù)，并在服務(wù)完后自動返回原程序執(zhí)行的過程?！薄爸袛嗾埱蟆蓖ǔＪ且环N電信號，CPU一旦對這個電信號進(jìn)行檢測和響應(yīng)便可自動轉(zhuǎn)入該中斷源的中斷服務(wù)程序執(zhí)行，并在執(zhí)行完后自動返回原程序繼續(xù)執(zhí)行，并且中斷源不同中斷服務(wù)程序的功能也不同。而本項(xiàng)目中使用的是串行口中斷源。一 串行通信基礎(chǔ)（一）異步通信中的字符幀字符幀也叫數(shù)據(jù)幀，由起始位、數(shù)據(jù)位、奇偶校驗(yàn)位和停止位等四部分組成。兩相鄰字符幀之間可以無空閑位，也可以由若干空閑位，自行定義。而實(shí)際的字符傳輸速率是以幀/秒來衡量。 ：A、B兩站間有兩個獨(dú)立的通信回路，兩站都可以同時發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，其兩站間至少需要三條傳輸線：一條用于發(fā)送，一條用于接收和一條用于信號地。其位格式為圖38所示：SM0 SM1相應(yīng)工作方式說 明所用波特率0 0方式0同步移位寄存器fosc/120 1方式110位異步收發(fā)由定時器控制1 0方式211位異步收發(fā)fosc/32或 fosc/641 1方式311位異步收發(fā)由定時器控制圖38 特殊功能寄存器SCON其中fosc為晶振頻率SM2：多機(jī)通訊控制位。在方式1中，當(dāng)（SM2）=1則只有接收到有效停止位時，RI才置1。REN：接收允許控制位。TB8: 是要發(fā)送數(shù)據(jù)的第9位。例如，可約定作為奇偶校驗(yàn)位，或在多機(jī)通訊中作為區(qū)別地址幀或數(shù)據(jù)幀的標(biāo)志位。在方式0中不使用RB8。在方式2或方式3中，RB8為接收到的第9位數(shù)據(jù)。在方式0中，第8位發(fā)送結(jié)束時，由硬件置位。TI置位既表示一幀信息發(fā)送結(jié)束，同時也是申請中斷，可根據(jù)需要，用軟件查詢的方法獲得數(shù)據(jù)已發(fā)送完畢的信息，或用中斷的方式來發(fā)送下一個數(shù)據(jù)。RI：接收中斷標(biāo)志位。在其它方式中，在接收到停止位的中間時刻由硬件置位（例外情況見于SM2的說明）。RI也必須用軟件清0。在串行口發(fā)送時，“SBUF（發(fā)送）”相當(dāng)于一個并入串出的移位寄存器，由MCS51的內(nèi)部總線并行接收8位數(shù)據(jù)，并從TxD線串行輸出，此時是在TI=0下進(jìn)行的CPU通過指令給“SBUF（發(fā)送）”送出發(fā)送字符后，RxD線上即可發(fā)出8位數(shù)據(jù)，8位數(shù)據(jù)發(fā)送完后TI由硬件置位，并可向CPU請求中斷，CPU響應(yīng)中斷后先用軟件使TI清零，然后再給“SBUF（發(fā)送）”送下一幀的數(shù)據(jù)。2. 方式1 在方式1下，串行口設(shè)定為10位異步通信方式，字符幀中除8位數(shù)據(jù)外，還可有一位起始位和一位停止位。TI也由硬件在發(fā)送停止位時置位，并由軟件將它復(fù)位。3. 方式2和方式3方式2和方式3都是11位異步收發(fā)。方式2和方式3的發(fā)送過程和接收過程類似于方式1，只是在發(fā)送數(shù)據(jù)第9位時，將之預(yù)先裝入SCON的TB8中，而第9位可由用戶自定義。 方式2和方式3的接收過程也和方式1類似。因此，方式2和方式3時必須滿足接收有效字符的條件變?yōu)椋篟I=0和SM2=0或者收到的第9位為1，只有上述條件同時滿足時接收到的字符才能送入SBUF，第9位數(shù)據(jù)位才能裝入RB8中，并使RI=1。串行口工作在方式方式方式3時，若SMOD=1，則波特率提高一倍；若SMOD=0，則波特率不提高一倍。通信波特率的選用，不僅和所選通信設(shè)備、傳輸距離有關(guān)，還受傳輸線狀況所制約。因此，波特率是固定的，為振蕩頻率的1/12，不受PCON寄存器中SMOD的影響。相應(yīng)公式為： 波特率=（2SMOD/32）*定時器T1溢出率 （） 定時器T1溢出率=（fosc/12）* [1/（2k 初值）] （）實(shí)際上定時器T1通常采用方式2，因?yàn)槎〞r器T1在方式2下工作，TH1和TL1分別設(shè)定為兩個8位重裝計(jì)數(shù)器。圖311發(fā)送接收時序圖 串行接口及其電平轉(zhuǎn)換電路RS232是個人計(jì)算機(jī)上的通信接口之一，由電子工業(yè)協(xié)會(Electronic Industries Association，EIA) 所制定的異步傳輸標(biāo)準(zhǔn)接口。（這里我們運(yùn)用DB9，其針孔意義如圖313所示 ）在多數(shù)情況下主要使用主通道，對于一般雙工通信，僅需幾條信號線就可實(shí)現(xiàn)，如一條發(fā)送線、一條接收線及一條地線。RS232 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，驅(qū)動器允許有2500pF的電容負(fù)載，通信距離將受此電容限制，例如，采用150pF/m的通信電纜時，最大通信距離為15m；若每米電纜的電容量減小，通信距離可以增加。同時RS232是點(diǎn)對點(diǎn)（即只用一對收、發(fā)設(shè)備）的通信，因此PC機(jī)無法直接對多個下位機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)距離通信。 　在TxD和RxD上：　　邏輯1：3V ～15V 　　邏輯0：+3V～+15V 　發(fā)送數(shù)據(jù)(TxD)——通過TxD終端將串行數(shù)據(jù)發(fā)送到MODEM，(DTE→DCE)。 以上規(guī)定說明了RS232標(biāo)準(zhǔn)對邏輯電平的定義。也就是當(dāng)傳輸電平的絕對值大于3V時，電路可以有效地檢查出來，介于3～+3V之間的電壓無意義，低于15V或高于+15V的電壓也認(rèn)為無意義，因此，實(shí)際工作時，應(yīng)保證電平在177。 　RS232與TTL轉(zhuǎn)換： RS232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。實(shí)現(xiàn)這種變換的方法可用分立元件，也可用集成電路芯片。 RS485接口的通信原理圖314 MAX485引腳圖 在圖314中顯示出了RS485的引腳圖。RS485有兩線制和四線制兩種接線，四線制只能實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對點(diǎn)的通信方式，現(xiàn)很少采用，現(xiàn)在多采用的是兩線制接線方式，這種接線方式為總線式拓樸結(jié)構(gòu)在同一總線上最多可以掛接32個結(jié)點(diǎn)。很多情況下，連接RS485通信鏈路時只是簡單地用一對雙絞線將各個接口的“A”、“B”端連接起來。接口信號電平比RS232C降低了，就不易損壞接口電路的芯片， 且該電平與TTL電平兼容，可方便與TTL 電路連接。 　　4. RS485最大的通信距離約為1219M，最大傳輸速率為10Mb/S，傳輸速率與傳輸距離成反比，在100Kb/S的傳輸速率下，才可以達(dá)到最大的通信距離，如果需傳輸更長的距離，需要加485中繼器。　　因RS485接口具有良好的抗噪聲干擾性，長的傳輸距離和多站能力等上述優(yōu)點(diǎn)就使其成為首選的串行接口。 MAX3162E電平轉(zhuǎn)換芯片 由于PC機(jī)默認(rèn)的只帶有RS232接口，有一種方法可以得到PC上位機(jī)的RS485電路即通過RS232/RS485轉(zhuǎn)換芯片將PC機(jī)串口RS232信號轉(zhuǎn)換成RS485信號，即采用MAXIM公司生產(chǎn)的MAX3162E協(xié)議轉(zhuǎn)換接口芯片，實(shí)現(xiàn)RS232與RS485協(xié)議轉(zhuǎn)換的接口電路。使能端無效時，6腳、7腳呈高阻態(tài)）；⑷一路RS485差分信號到TTL邏輯電壓信號的轉(zhuǎn)換（17腳、18腳－11腳，12腳為使能端。在圖2中利用了RS232的RTS信號來控制總線的方向。 Protel DXP 2004原理圖設(shè)計(jì) Protel 2004的基本操作一 設(shè)置文檔選項(xiàng)在繪制原理圖之前，應(yīng)該設(shè)置圖紙的相關(guān)參數(shù)，包括圖紙方向、圖紙尺寸，邊框及標(biāo)題欄等。 在Custom Style選項(xiàng)組中的Use Custom Style中設(shè)置文本框的高度和寬度如圖317箭頭標(biāo)記所示：二 使用元器件庫原理圖設(shè)計(jì)的基本構(gòu)件是元器件，為了便于管理，元器件都封裝在元器件庫中。圖317 Document Options查找元器件： 在原理圖的設(shè)計(jì)過程中，為通過元器件庫管理器查找需要的元器件，Protel 2004提供了查找原理圖元器件的4種方式，即按元器件的名稱、按元器件描述欄中的資料、按元器件模塊的名稱和按元器件模塊的類型查找，一般情況下是按元器件的名稱查找。單擊Search按鈕打開Search Libraries 對話框，在Results選項(xiàng)卡中顯示搜索結(jié)果。三 元器件操作電路元器件是構(gòu)成電路原理圖的基本組成部分，通過元器件的操作可了解原理圖繪制的基本方法和步驟，如下框圖318所示：陣列式粘貼排列于對齊選擇元器件編輯屬性移動和拖動 圖318 元器件操作流程單擊此處并拖至放置地點(diǎn)在此處直接輸入待查元器件的名稱圖319 元器件搜索界面一 放置元器件放置元器件是指將元器件放在原理圖的所需位置，并且設(shè)置元器件的屬性。圖321 原理圖連接方式三 放置標(biāo)注和元件命名（1）放置標(biāo)注單擊此處即可引出標(biāo)號符號圖322 放置標(biāo)注（2）元器件命名