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論文摘要:目前單片機(jī)滲透到我們生活的各個(gè)領(lǐng)域,本文介紹了單片機(jī)的應(yīng)用并且根據(jù)自己的一些經(jīng)驗(yàn)談了單片機(jī)應(yīng)用過(guò)程中應(yīng)該掌握的幾個(gè)技巧。
目前單片機(jī)滲透到我們生活的各個(gè)領(lǐng)域,幾乎很難找到哪個(gè)領(lǐng)域沒(méi)有單片機(jī)的蹤跡。導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置,飛機(jī)上各種儀表的控制,計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸,廣泛使用的各種智能IC卡等等,這些都離不開(kāi)單片機(jī)。更不用說(shuō)自動(dòng)控制領(lǐng)域的機(jī)器人、智能儀表、醫(yī)療器械了。因此,單片機(jī)的學(xué)習(xí)、開(kāi)發(fā)與應(yīng)用將造就一批計(jì)算機(jī)應(yīng)用與智能化控制的科學(xué)家、工程師。
一、單片機(jī)的特點(diǎn)應(yīng)用
單片機(jī)的特點(diǎn)主要有:高集成度,體積小,高可靠性;控制功能強(qiáng);低電壓,低功耗,便于生產(chǎn)便攜式產(chǎn)品;易擴(kuò)展;優(yōu)異的性能價(jià)格比。目前,單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域主要包括:辦公自動(dòng)化設(shè)備;單片機(jī)在機(jī)電一體化中的應(yīng)用;在實(shí)時(shí)過(guò)程控制中的應(yīng)用;單片機(jī)在日常生活及家用電器領(lǐng)域的應(yīng)用;在各類(lèi)儀器儀表中引入單片機(jī),使儀器儀表智能化,提高測(cè)試的自動(dòng)化程度和精度,簡(jiǎn)化儀器儀表的硬件結(jié)構(gòu),提高其性能價(jià)格比;在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信領(lǐng)域中的應(yīng)用;商業(yè)營(yíng)銷(xiāo)設(shè)備;單片機(jī)在醫(yī)用設(shè)備領(lǐng)域中的應(yīng)用;汽車(chē)電子產(chǎn)品;航空航天系統(tǒng)和國(guó)防軍事、尖端武器等領(lǐng)域,單片機(jī)的應(yīng)用更是不言而喻。
二、單片機(jī)開(kāi)發(fā)中的幾個(gè)基本技巧
在單片機(jī)應(yīng)用開(kāi)發(fā)中,代碼的使用效率問(wèn)題、單片機(jī)抗干擾性和可靠性等問(wèn)題仍困擾著。現(xiàn)歸納出單片機(jī)開(kāi)發(fā)中應(yīng)掌握的幾個(gè)基本技巧。
1、如何減少程序中的bug。對(duì)于如何減少程序的bug,應(yīng)該先考慮系統(tǒng)運(yùn)行中應(yīng)考慮的超范圍管理參數(shù)如下。物理參數(shù):這些參數(shù)主要是系統(tǒng)的輸入?yún)?shù),它包括激勵(lì)參數(shù)、采集處理中的運(yùn)行參數(shù)和處理結(jié)束的結(jié)果參數(shù)。資源參數(shù):這些參數(shù)主要是系統(tǒng)中的電路、器件、功能單元的資源,如記憶體容量、存儲(chǔ)單元長(zhǎng)度、堆疊深度。應(yīng)用參數(shù):這些應(yīng)用參數(shù)常表現(xiàn)為一些單片機(jī)、功能單元的應(yīng)用條件。過(guò)程參數(shù):指系統(tǒng)運(yùn)行中的有序變化的參數(shù)。
2、如何提高C語(yǔ)言編程代碼的效率。用C語(yǔ)言進(jìn)行單片機(jī)程序設(shè)計(jì)是單片機(jī)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用的必然趨勢(shì)。如果使用C編程時(shí),要達(dá)到最高的效率,最好熟悉所使用的C編譯器。先試驗(yàn)一下每條C語(yǔ)言編譯以后對(duì)應(yīng)的匯編語(yǔ)言的語(yǔ)句行數(shù),這樣就可以很明確的知道效率。在今后編程的時(shí)候,使用編譯效率最高的語(yǔ)句。各家的C編譯器都會(huì)有一定的差異,故編譯效率也會(huì)有所不同,優(yōu)秀的嵌入式系統(tǒng)C編譯器代碼長(zhǎng)度和執(zhí)行時(shí)間僅比以匯編語(yǔ)言編寫(xiě)的同樣功能程度長(zhǎng)5-20%。對(duì)于復(fù)雜而開(kāi)發(fā)時(shí)間緊的項(xiàng)目時(shí),可以采用C語(yǔ)言,但前提是要求你對(duì)該MCU系統(tǒng)的C語(yǔ)言和C編譯器非常熟悉,特別要注意該C編譯系統(tǒng)所能支持的數(shù)據(jù)類(lèi)型和算法。雖然C語(yǔ)言是最普遍的一種高級(jí)語(yǔ)言,但由于不同的MCU廠家其C語(yǔ)言編譯系統(tǒng)是有所差別的,特別是在一些特殊功能模塊的操作上。所以如果對(duì)這些特性不了解,那么調(diào)試起來(lái)問(wèn)題就會(huì)很多,反而導(dǎo)致執(zhí)行效率低于匯編語(yǔ)言。
3、如何解決單片機(jī)的抗干擾性問(wèn)題。防止干擾最有效的方法是去除干擾源、隔斷干擾路徑,但往往很難做到,所以只能看單片機(jī)抗干擾能力夠不夠強(qiáng)了。在提高硬件系統(tǒng)抗干擾能力的同時(shí),軟件抗干擾以其設(shè)計(jì)靈活、節(jié)省硬件資源、可靠性好越來(lái)越受到重視。單片機(jī)干擾最常見(jiàn)的現(xiàn)象就是復(fù)位;至于程序跑飛,其實(shí)也可以用軟件陷阱和看門(mén)狗將程序拉回到復(fù)位狀態(tài);所以單片機(jī)軟件抗干擾最重要的是處理好復(fù)位狀態(tài)。一般單片機(jī)都會(huì)有一些標(biāo)志寄存器,可以用來(lái)判斷復(fù)位原因;另外你也可以自己在RAM中埋一些標(biāo)志。在每次程序復(fù)位時(shí),通過(guò)判斷這些標(biāo)志,可以判斷出不同的復(fù)位原因;還可以根據(jù)不同的標(biāo)志直接跳到相應(yīng)的程序。這樣可以使程序運(yùn)行有連續(xù)性,用戶在使用時(shí)也不會(huì)察覺(jué)到程序被重新復(fù)位過(guò)。4、如何測(cè)試單片機(jī)系統(tǒng)的可靠性。當(dāng)一個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成,對(duì)于不同的單片機(jī)系統(tǒng)產(chǎn)品會(huì)有不同的測(cè)試項(xiàng)目和方法,但是有一些是必須測(cè)試的:測(cè)試單片機(jī)軟件功能的完善性;上電、掉電測(cè)試;老化測(cè)試;ESD和EFT等測(cè)試。有時(shí)候,我們還可以模擬人為使用中,可能發(fā)生的破壞情況。例如用人體或者衣服織物故意摩擦單片機(jī)系統(tǒng)的接觸端口,由此測(cè)試抗靜電的能力。用大功率電鉆靠近單片機(jī)系統(tǒng)工作,由此測(cè)試抗電磁干擾能力等。
綜上所述,單片機(jī)已成為計(jì)算機(jī)發(fā)展和應(yīng)用的一個(gè)重要方面,單片機(jī)應(yīng)用的重要意義還在于,它從根本上改變了傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)方法。從前必須由模擬電路或數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)的大部分功能,現(xiàn)在已能用單片機(jī)通過(guò)軟件方法來(lái)實(shí)現(xiàn)了。這種軟件代替硬件的控制技術(shù)也稱(chēng)為微控制技術(shù),是傳統(tǒng)控制技術(shù)的一次革命。此外在開(kāi)發(fā)和應(yīng)用過(guò)程中我們更要掌握技巧,提高效率,以便于發(fā)揮它更加廣闊的用途。
參考文獻(xiàn):
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[論文摘要]以單片機(jī)為基礎(chǔ),分別以轎車(chē)溫控系統(tǒng)和貯液容器溫控系統(tǒng)為例,闡述單片機(jī)在溫控系統(tǒng)中的應(yīng)用原理。
一、單片機(jī)在貯液容器溫控系統(tǒng)中的應(yīng)用
該系統(tǒng)中以貯液容器溫度為被控參數(shù),蒸汽流量為控制參數(shù),輸入貯液容器冷物料的初溫為前饋控制,構(gòu)成前饋一反饋控制系統(tǒng)。發(fā)揮前饋控制和反饋控制的各自優(yōu)勢(shì),將可測(cè)而不可控的干擾由前饋控制克服,其他干擾由反饋控制克服,從而達(dá)到控制貯液容器溫度。滿足工藝要求的目的。
(一)硬件設(shè)計(jì)。選單片機(jī)AT89C51為主機(jī),配以兩路傳感變送器、多路開(kāi)關(guān)、A/D轉(zhuǎn)換器、D/A轉(zhuǎn)換器、V/I轉(zhuǎn)換器、調(diào)節(jié)閥等實(shí)現(xiàn)對(duì)貯液容器溫度的自動(dòng)控制,同時(shí)還設(shè)有報(bào)警電路、鍵盤(pán)和顯示電路。系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)時(shí),貯液容器的溫度恒定在工藝要求的數(shù)值不變。當(dāng)冷物料的初始溫度與其設(shè)定值相比發(fā)生變化時(shí),如果變化很小,將完全由前饋控制來(lái)克服這一變化給系統(tǒng)帶來(lái)的影響;如果變化大,前饋控制不能完全克服這一變化給系統(tǒng)帶來(lái)的影響,反饋控制則開(kāi)始動(dòng)作。當(dāng)冷物料的初始溫度不變,而由其他干擾引起貯液容器的溫度發(fā)生變化時(shí),只有反饋控制動(dòng)作,最終使系統(tǒng)重新達(dá)到穩(wěn)態(tài)。
1.前向通道的設(shè)計(jì)
采用JUMU90系列的溫度傳感變送器,其輸入范圍為:0℃~500℃,輸出為4mA~20mA(DC),測(cè)量精度為0.5%.選用10位逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換芯片AD571[2],接收到有效的CONV ERT命令后,內(nèi)部的逐次逼近寄存器從最高位開(kāi)始順次經(jīng)電流輸出的DAC在比較器上與模擬量經(jīng)5k8電阻所產(chǎn)生的電流相比較。檢測(cè)完所有位后,SAP中包含轉(zhuǎn)換后的10位二進(jìn)制碼。轉(zhuǎn)換完成后,SAP發(fā)出DR信號(hào)(低電平有效),單片機(jī)查詢到DR=0時(shí),便使其打開(kāi)三態(tài)緩沖器輸出數(shù)據(jù)。
2.后向通道的設(shè)計(jì)
(1)D/A轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)。為了滿足系統(tǒng)的精度要求,選用10位的D/A轉(zhuǎn)換器DAC1020。由于其內(nèi)部不帶有鎖存器,所以必須通過(guò)I/O 口才能與AT89C51單片機(jī)連接,又由于AT89C51的字長(zhǎng)是8位的,一次操作只能傳輸8位數(shù)據(jù).因此AT89C51必須進(jìn)行兩次操作才能把一個(gè)完整的10位數(shù)據(jù)送到AC1020。為了使10位數(shù)據(jù)能夠同時(shí)送人DAC1020,避免輸出電壓波形出現(xiàn)毛刺現(xiàn)象,故必須采用雙緩沖器方式。AT89C51先把高2位數(shù)據(jù)輸出到74LS74(1),接著把低8位數(shù)據(jù)輸出到74LS377,與此同時(shí)74LS377的片選信號(hào)也作為74LS74(2)的時(shí)鐘脈沖,把74IS74(1)的內(nèi)容打人74LS74(2)中,從而使一個(gè)完整的數(shù)據(jù)同時(shí)到達(dá)DAC1020的數(shù)據(jù)輸入端.這樣就消除了DAC輸出端的毛刺現(xiàn)象。
(2)執(zhí)行器及調(diào)理電路的設(shè)計(jì)。系統(tǒng)中選用的是ZMAN 16BG,ZGICr18Ni9Ti型號(hào)的對(duì)數(shù)流量特性的調(diào)節(jié)閥。閥的輸入信號(hào)為氣信號(hào),而D/A轉(zhuǎn)換器的輸出為Ov~5 V的電壓信號(hào).所以在D/A轉(zhuǎn)換器和調(diào)節(jié)閥之間要加一個(gè)V/I轉(zhuǎn)換器和一個(gè)電氣閥門(mén)定位器,將0v~5v的電壓信號(hào)先轉(zhuǎn)換成4mA~20mA的電流信號(hào)后,再將4mA~20mA的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成0.02MPa~0.1MPa的氣信號(hào)。使調(diào)節(jié)閥接收氣信號(hào)而工作。
(二)軟件設(shè)計(jì)。經(jīng)分析,系統(tǒng)軟件可采用結(jié)構(gòu)化模塊程序設(shè)計(jì),主要有系統(tǒng)主程序、看門(mén)狗中斷服務(wù)程序、鍵盤(pán)掃描子程序、顯示子程序、報(bào)警子程序、A/D轉(zhuǎn)換子程序、D/A轉(zhuǎn)換子程序、PID數(shù)據(jù)處理子程序、BCD碼轉(zhuǎn)換子程序。
主程序開(kāi)始后,先對(duì)單片機(jī)AT89C51和8155芯片進(jìn)行初始化,接下來(lái)是開(kāi)中斷,調(diào)用鍵盤(pán)掃描子程序,選通多路模擬開(kāi)關(guān)的1號(hào)通道,將采集的數(shù)據(jù)送人A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后傳入單片機(jī)。若溫度越限就報(bào)警處理,否則直接處理后送顯示,再選通多路模擬開(kāi)關(guān)的2號(hào)通道,將采集的數(shù)據(jù)送人A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后送人單片機(jī)進(jìn)行總的運(yùn)算處理,輸出給D/A轉(zhuǎn)換器變成模擬信號(hào)去改變調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度。
二、單片機(jī)在汽車(chē)空調(diào)溫控系統(tǒng)中的應(yīng)用 轉(zhuǎn)貼于
(一)硬件系統(tǒng)。本系統(tǒng)選用ATMEL公司的AT89系列單片機(jī)中的AT89C52,AT89C52單片機(jī)是一種新型的低功耗、高性能且內(nèi)含8K字節(jié)閃電存儲(chǔ)器的8位CMOS微控制器,與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)MCS一51指令系列和引腳完全兼容。有超強(qiáng)的加密功能,其片內(nèi)閃電存儲(chǔ)器的編程與擦除完全用電實(shí)現(xiàn),數(shù)據(jù)不易揮發(fā),編程/擦除速度快。AT89C52芯片內(nèi)部有6個(gè)中斷源:兩個(gè)外部中斷INTO和INT1.三個(gè)定時(shí)器中斷(定時(shí)器0,1,2)和一個(gè)串行口中斷。在本系統(tǒng)中涉及到AT89C52芯片的中斷源有五個(gè):分別是外部中斷INT1,定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0,T1和T2以及串行口中斷。本測(cè)控系統(tǒng)采用電平激活方式,也即是INT1=0;一旦INT1引腳的采樣值為低電平,則TCON寄對(duì)于定時(shí)器TO和Tl,通過(guò)寄存器TMOD,TCON來(lái)控制和選擇定時(shí)/計(jì)數(shù)器的功能和操作模式。這些寄存器的內(nèi)容靠軟件設(shè)置,系統(tǒng)復(fù)位時(shí),寄存器的所有位都被清零。而T2的工作是靠對(duì)T2CON寄存器進(jìn)行軟件設(shè)置而定義的。本系統(tǒng)采用定時(shí)TO來(lái)計(jì)算車(chē)廂溫度采集的時(shí)間間隔,設(shè)置為工作方式1,即l6位計(jì)數(shù)定時(shí)方式:定時(shí)Tl作波特率發(fā)生器使用,選擇在工作方式2,即8位自動(dòng)加載方式;定時(shí)器T2用于確定混合風(fēng)門(mén)步進(jìn)電機(jī)輸入脈沖的頻率,設(shè)置位l6位常數(shù)自動(dòng)重裝人的工作方式。
當(dāng)采用12MHz的晶振時(shí),計(jì)數(shù)速率為lMHz.微機(jī)串口通常采用RS232電平,而單片機(jī)串口是1TrL電平,二者不兼容。所以,接口必須做電平轉(zhuǎn)換處理。采用MAXIM公司的MAX232電平轉(zhuǎn)換芯片。單片機(jī)串行口的TXD,RXD和GND經(jīng)電平轉(zhuǎn)換分別與微機(jī)的RXD,TXD和SG相連,MAX232電平轉(zhuǎn)換芯片的第9,10引腳分別接單片機(jī)的l0和11引腳。DB9串口的第2,3引腳分別接MAX232電平轉(zhuǎn)換芯片的7,8引腳。通過(guò)MAX232的TTL電平和RS232的輸入/輸出端口,自動(dòng)地調(diào)節(jié)了單片機(jī)串口的TTL電平信號(hào)和RS232的串行通信信號(hào)的電平匹配。數(shù)據(jù)發(fā)送是由一條寫(xiě)發(fā)送寄存器(SBUF)的指令開(kāi)始,隨后在串行口由硬件自動(dòng)加人起位和停止位,構(gòu)成一個(gè)完整的幀格式,然后在移位脈沖的作用下,由TXD端串行輸出。一個(gè)字符幀發(fā)送完后。使TXD輸出線維持在“1”狀態(tài)下,并將串行控制寄存器SCON的TI位置“1”,通知CPU可以接著發(fā)送下一個(gè)字符。
(二)軟件系統(tǒng)。轎車(chē)空調(diào)智能溫控系統(tǒng)的工作模式分為“正常運(yùn)行模式”、“軟關(guān)機(jī)模式”、“手動(dòng)控制模式”和“自動(dòng)控制模式”。系統(tǒng)上電時(shí),軟件進(jìn)人上電自檢狀態(tài),這時(shí)系統(tǒng)會(huì)首先從監(jiān)控芯片x25045讀入上次斷電前存人EEPROM的系統(tǒng)狀態(tài)信息,初始化各個(gè)中斷并恢復(fù)空調(diào)控制器到上次關(guān)機(jī)前狀態(tài)。經(jīng)過(guò)上電初始化,智能溫控系統(tǒng)會(huì)恢復(fù)到上次關(guān)機(jī)前的“正常運(yùn)行模式”。此時(shí),通過(guò)溫度調(diào)節(jié)按鍵可以設(shè)定需要的溫度值,溫度傳感器定時(shí)檢測(cè)車(chē)廂溫度,顯示器顯示溫度設(shè)定值和溫度測(cè)量值,混合風(fēng)門(mén)的開(kāi)度會(huì)根據(jù)溫差和溫差變化自動(dòng)調(diào)節(jié),溫控系統(tǒng)能夠與PC機(jī)通過(guò)串口通訊交換數(shù)據(jù)。按一下“ON/OFF”鍵,可使溫控系統(tǒng)進(jìn)入“軟關(guān)機(jī)模式”。此時(shí),系統(tǒng)不能再進(jìn)行溫度檢測(cè)、溫度設(shè)定和串行通訊,顯示器熄滅,混合風(fēng)門(mén)步進(jìn)電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。
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關(guān)鍵詞:人體參數(shù),無(wú)線監(jiān)測(cè)GSM網(wǎng)絡(luò)
1概述人口老齡化已成為世界范圍內(nèi)的社會(huì)問(wèn)題,是社會(huì)發(fā)展的必然階段。老人護(hù)理消耗大量的人力、物力,同時(shí)家屬等護(hù)理人員對(duì)表征老人健康的一些生理參數(shù)如血壓、脈搏、體溫等專(zhuān)業(yè)知識(shí)知曉率低,不利于健康狀況異常的及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理,容易引起意外事故的發(fā)生或病情的惡化。傳統(tǒng)的監(jiān)護(hù)儀器體積通常比較大,而且價(jià)格昂貴,主要應(yīng)用于醫(yī)院等專(zhuān)業(yè)場(chǎng)所,大部分沒(méi)有無(wú)線傳輸功能,不能在醫(yī)院以外的地方,如家庭、野外等環(huán)境下使用。本文設(shè)計(jì)了一種基于GSM網(wǎng)絡(luò)(移動(dòng)電話網(wǎng)絡(luò))的人體健康狀況無(wú)線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)儀器,類(lèi)似隨身聽(tīng),實(shí)現(xiàn)對(duì)表征人體健康狀況的生理參數(shù)(體溫、血壓等)的實(shí)時(shí)檢測(cè),當(dāng)出現(xiàn)異常情況時(shí)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)報(bào)警,并以短信的形式將異常信息發(fā)送護(hù)理人員及家屬,甚至可以發(fā)送給醫(yī)生或醫(yī)院等醫(yī)療機(jī)構(gòu),對(duì)老人異常狀況及時(shí)做出處理。
2硬件電路設(shè)計(jì)2.1系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)
本設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)框圖見(jiàn)圖1所示。主要由單片機(jī)、語(yǔ)音電路、LCD顯示電路、鍵盤(pán)、血壓檢測(cè)、脈搏檢測(cè)、體溫檢測(cè)、GSM通信模塊組成。圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖
2.2無(wú)線網(wǎng)絡(luò)
GSM通信模塊選用德國(guó)西門(mén)子公司的TC35i,具體結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示。TC35i模塊采用40引腳的ZIF連接形式和應(yīng)用處理器連接。通過(guò)ZIF 連接器提供了應(yīng)用所需的數(shù)據(jù)、語(yǔ)音信號(hào)和電源線。共有40個(gè)管腳,通過(guò)一個(gè)ZIF(Zero Insertion Force)連接器引出。
圖2:TC35i模塊結(jié)構(gòu)示意圖
TC35i 模塊通過(guò)ZIF 連接器提供給用戶4 個(gè)應(yīng)用接口:電源接口(1-10)、串行接口(18、19)、兩路音頻傳輸接口、SIM卡接口(24-29)。而在數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中通常用到其中的3個(gè)接口, 即: 電源接口、串行接口、SIM卡接口。免費(fèi)論文參考網(wǎng)。模塊與單片機(jī)的接口電路如圖3所示。
圖3TC35i模塊與單片機(jī)的連接電路
2.3 體溫檢測(cè)
體溫檢測(cè)選擇Dallas 半導(dǎo)體公司的數(shù)字化溫度傳感器DS18B20, 它是世界上第一片支持“一線總線”接口的溫度傳感器, 3引腳封裝, 可以大大節(jié)省系統(tǒng)資源。免費(fèi)論文參考網(wǎng)。DS18B20與單片機(jī)的硬件連接如圖4所示。
圖4 DS18B20引腳圖圖5 :血壓及脈搏檢測(cè)示意圖
2.4 血壓及脈搏檢測(cè)
血壓、脈搏的電子檢測(cè)技術(shù)已經(jīng)比較成熟,本設(shè)計(jì)直接從電子式血壓計(jì)取測(cè)量結(jié)果,檢測(cè)方案見(jiàn)圖5,由送顯示的數(shù)據(jù)引出發(fā)送到MCU。該方案測(cè)量的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、專(zhuān)業(yè),減少由于測(cè)量方法等原因造成的誤差,提高系統(tǒng)可靠性,同時(shí)又能夠節(jié)省開(kāi)發(fā)周期。
3軟件設(shè)計(jì)3.1 系統(tǒng)整體軟件設(shè)計(jì)
系統(tǒng)整體軟件流程圖如圖6所示。其中測(cè)量部分由無(wú)線收發(fā)子程序、溫度檢測(cè)子程序、血壓脈搏數(shù)據(jù)處理子程序等組成。
圖6 系統(tǒng)軟件流程圖
3.2 通信軟件設(shè)計(jì)
(1)AT指令簡(jiǎn)介
AT即Attention,AT指令集是從終端設(shè)備或數(shù)據(jù)終端向終端適配器或數(shù)據(jù)電路終端設(shè)備發(fā)送的。用戶可以通過(guò)AT指令進(jìn)行呼叫、短信、電話本、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、傳真等方面的控制。控制器通過(guò)AT 指令控制TC35i模塊, 本設(shè)計(jì)的短消息格式就是這種格式。
(2)基于單片機(jī)的短消息發(fā)送程序設(shè)計(jì)
指令內(nèi)容均為ASCII碼,短消息的中文編碼方式為UNICODE碼。所以單片機(jī)通過(guò)AT指令控制TC35i模塊時(shí),發(fā)送的數(shù)據(jù)必須經(jīng)過(guò)代碼轉(zhuǎn)換。由于漢字?jǐn)?shù)量眾多,單片機(jī)資源有限,所以必須把短信內(nèi)容中涉及到的漢字的UNICODE碼放入單片機(jī)存儲(chǔ)器內(nèi)部。免費(fèi)論文參考網(wǎng)。短信發(fā)送子程序的流程圖見(jiàn)圖7所示。
圖7 TC35i數(shù)據(jù)發(fā)送流程圖
4 結(jié)束語(yǔ)本系統(tǒng)是為全國(guó)大學(xué)生“挑戰(zhàn)杯”競(jìng)賽參賽作品,樣機(jī)已研制成功,運(yùn)行穩(wěn)定可靠,獲得了河南省三等獎(jiǎng)的好成績(jī)。
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Abstract: The article measures the time using three timing circuit of the three time/counters of the single chip 89C52,communicates using the serial interface standard RS-232 and CMOS chip MAX232,and transmits the time to PC through the serial device of single chip . It inaugurates new area to exploiture the system source of single chip. Especially it establishes the foundation for the agility usage of time/counters of single chip 89C52.At the same time, it will promote the application of the single chip system in the military affairs area.
關(guān)鍵詞:89C52;定時(shí)/計(jì)數(shù)器;串行通信
Key words: 89C52; time/counter; serial communication
中圖分類(lèi)號(hào):TP302.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1006-4311(2010)17-0100-02
0引言
根據(jù)紅外密集度立靶測(cè)試系統(tǒng)原理,要準(zhǔn)確的測(cè)量彈丸通過(guò)不同光幕的時(shí)間間隔,可以用多種方法實(shí)現(xiàn),如CPLD器件,單片機(jī)等。在本論文中選用的是用單片機(jī)89c52來(lái)實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)功能。89c52一般有可靠性高,易擴(kuò)展,控制能力強(qiáng),體積小,開(kāi)發(fā)周期短,成本低等優(yōu)點(diǎn)。在許多領(lǐng)域中,單片機(jī)以其體積小,指令豐富,控制技術(shù)成熟,修改方便,適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn),在現(xiàn)場(chǎng)得到廣泛的應(yīng)用。鑒于這些優(yōu)點(diǎn),本文的測(cè)時(shí)電路系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn),以89c52為主[1]。
1紅外密集度立靶測(cè)試系統(tǒng)原理
紅外密集度立靶測(cè)試系統(tǒng)是利用四光幕交匯原理研制而成。紅外密集度立靶測(cè)試系統(tǒng)測(cè)量原理圖如圖1所示:當(dāng)彈丸依次通過(guò)1,2,3,4光幕時(shí),系統(tǒng)中的計(jì)時(shí)部分分別記錄相應(yīng)的飛行時(shí)間,再加上光幕1和4之間的靶距、光幕2與光幕3的夾角、光幕3與光幕4的夾角等已知量,根據(jù)速度V即可以求出彈丸的著靶坐標(biāo)。
2系統(tǒng)方案
本論文的測(cè)時(shí)電路系統(tǒng)的控制方案如圖2所示。系統(tǒng)前續(xù)電路把四個(gè)脈沖信號(hào)送入單片機(jī),第一個(gè)脈沖信號(hào)將成為三路測(cè)時(shí)電路的啟動(dòng)信號(hào);第二個(gè)脈沖信號(hào)將終止第一路測(cè)時(shí)電路;第三個(gè)脈沖信號(hào)來(lái)到時(shí),第二路測(cè)時(shí)電路停止工作;同樣的,第四個(gè)脈沖信號(hào)將停止第三路測(cè)時(shí)電路。這三路測(cè)時(shí)電路即測(cè)得了時(shí)間,單片機(jī)通過(guò)串行接口把時(shí)間發(fā)送給PC機(jī),完成與PC機(jī)的通信。根據(jù)設(shè)計(jì)要求,此測(cè)時(shí)電路系統(tǒng)需要三路計(jì)時(shí)功能。
3測(cè)時(shí)電路硬件設(shè)計(jì)
測(cè)時(shí)電路硬件原理圖如圖2所示。時(shí)鐘電路由一個(gè)12MHZ的石英晶振和兩個(gè)30pf的電容組成;復(fù)位電路由一個(gè)30uf的電解電容、兩個(gè)電阻、一個(gè)復(fù)位鍵接至5v電壓組成。設(shè)彈丸通過(guò)第一光幕,第二光幕,第三光幕,第四光幕所得到的脈沖信號(hào)分別為第一脈沖,第二脈沖,第三脈沖,第四脈沖。把第一脈沖連接一個(gè)非門(mén)74ls04后送入89c52的T0(P3.4)引腳,此時(shí)對(duì)于定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0來(lái)說(shuō),上升沿有效。把第二,三,四脈沖分別接至P2.0,P2.1,P2.2引腳。[2]
4通信電路硬件設(shè)計(jì)
在本文中,測(cè)時(shí)電路得到的時(shí)間要傳送給PC機(jī),必須有單片機(jī)與PC機(jī)之間的通信電路。本文中采用串行接口標(biāo)準(zhǔn)RS-232來(lái)實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與PC機(jī)間的通信;用MAX232芯片實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與PC機(jī)的RS-232標(biāo)準(zhǔn)接口通信電路。
5測(cè)時(shí)電路軟件設(shè)計(jì)
設(shè)置T0以計(jì)數(shù)方式工作在模式2,賦初值TL0,TH0都為0XFF,啟動(dòng)T0,用查詢方式查詢,當(dāng)?shù)谝幻}沖到來(lái)時(shí),其上升沿將使T0產(chǎn)生溢出中斷,TF0將置1,同時(shí)用軟件清TF0位為0,停止T0,同時(shí)再設(shè)置T0以定時(shí)方式工作在模式3,賦初值TL0,TH0都為0X00,啟動(dòng)T0;設(shè)置T2作為一個(gè)16位二進(jìn)制的定時(shí)器工作,啟動(dòng)T2。三路計(jì)時(shí)電路開(kāi)始工作后等待第二,三,四脈沖的到來(lái)就會(huì)停止工作。在脈沖還沒(méi)有到來(lái)時(shí),由于TL0,TH0是8位的定時(shí)器,在定時(shí)達(dá)到256us時(shí)會(huì)溢出,所以我們定義兩個(gè)靜態(tài)無(wú)符號(hào)長(zhǎng)整型變量overflow-count1和overflow-count2,定時(shí)器一旦溢出,即TFX(X=0,1)為1時(shí)相應(yīng)的變量就加1。用查詢方式查詢,當(dāng)P2.0引腳的由0變?yōu)?時(shí),說(shuō)明第二脈沖到來(lái),此時(shí)終止TL0;當(dāng)P2.1引腳的由0變?yōu)?時(shí),說(shuō)明第三脈沖到來(lái),此時(shí)終止TH0;當(dāng)P2.2引腳的由0變?yōu)?時(shí),說(shuō)明第四脈沖到來(lái),此時(shí)終止T2。測(cè)時(shí)電路的流程圖,如圖3所示。
6通信電路軟件設(shè)計(jì)
通信協(xié)議約定:①PC機(jī)與單片機(jī)都可以發(fā)送和接收數(shù)據(jù);②設(shè)置PC機(jī)與單片機(jī)通信的波特率,為9600bit/s③設(shè)定幀格式:因?yàn)榇型ㄐ?單片機(jī)的串行口方式1真正用于串行發(fā)送和接收,所以幀格式為:一位起始位,8位數(shù)據(jù)位,1位停止位。④數(shù)據(jù)校驗(yàn):采用累加和校驗(yàn),每傳送10個(gè)數(shù)據(jù)就進(jìn)行一次累加和校驗(yàn)。⑤通信方式:查詢方式⑥為了保證數(shù)據(jù)可靠、有效,單片機(jī)開(kāi)始發(fā)送時(shí),先送一個(gè)AA信號(hào),PC機(jī)收到后,回答一個(gè)BB信號(hào),表示同意接收。當(dāng)單片機(jī)收到BB信號(hào)后,開(kāi)始發(fā)送數(shù)據(jù),每發(fā)送一次便求校驗(yàn)和。假定數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)度為16字節(jié),數(shù)據(jù)緩沖區(qū)為buf,數(shù)據(jù)塊發(fā)送完后馬上發(fā)送校驗(yàn)和。其中f=12MHZ,SMOD=0,波特率=9600bit/s,據(jù)此可以推出X=0FDH,TH1=TL1=0FDH。然后,初始化串行控制寄存器SCON,根據(jù)通信協(xié)議約定,幀格式為10位,串行口工作方式為1,允許接收,所以SCON寄存器初始值應(yīng)該設(shè)為01010000B=050H。因?yàn)椴捎玫氖遣樵兎绞桨l(fā)送和接收數(shù)據(jù),所以發(fā)送一幀數(shù)據(jù),應(yīng)該在TI位為低電平時(shí),將數(shù)據(jù)寫(xiě)入發(fā)送緩沖器SBUF,即自動(dòng)開(kāi)始發(fā)送,當(dāng)檢測(cè)到TI位由0變?yōu)?時(shí),說(shuō)明此幀數(shù)據(jù)已經(jīng)發(fā)送完畢,此時(shí)軟件清零TI,為發(fā)送下一幀數(shù)據(jù)做好準(zhǔn)備。在接收一幀數(shù)據(jù)時(shí),先置REN=1,RI=0,當(dāng)檢測(cè)到RI由0變到1時(shí),說(shuō)明可以從接收緩沖器SBUF中讀取數(shù)據(jù)了,此時(shí)軟件應(yīng)清0RI,為下一次接收做好準(zhǔn)備。在本次設(shè)計(jì)中,測(cè)時(shí)電路測(cè)得時(shí)間后,將與PC機(jī)進(jìn)行通信,把時(shí)間傳送給PC機(jī)。因?yàn)闇y(cè)時(shí)部分得到的時(shí)間為整型十進(jìn)制,我們把時(shí)間統(tǒng)一都化為二進(jìn)制,把這個(gè)過(guò)程稱(chēng)為二進(jìn)制轉(zhuǎn)化過(guò)程。在把十進(jìn)制轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制后,單片機(jī)串行口初始化,然后開(kāi)始進(jìn)入通信流程,通信流程圖如圖4。
7結(jié)論
本論文給出了紅外密集度立靶系統(tǒng)測(cè)時(shí)電路設(shè)計(jì)的具體設(shè)計(jì)過(guò)程,通過(guò)理論與實(shí)踐的結(jié)合,我們得出結(jié)論:利用單片機(jī)89c52實(shí)現(xiàn)測(cè)時(shí)電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是完全可行。
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