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單片機技術論文范文第1篇

關鍵詞：TCP/IP協(xié)議單片機因特網局域網網卡芯片

在因特網上，TCP/IP協(xié)議每時每刻保證了數據的準確傳輸。在數據采集領域，如何利用TCP/IP協(xié)議在網絡中進行數據傳輸成為一個炙手可熱的話題。在本系統(tǒng)中，筆者利用TCP/IP協(xié)議中的UDP（用戶數據報協(xié)議）、IP（網絡報文協(xié)議）、ARP（地址解析協(xié)議）及簡單的應用層協(xié)議成功地實現了單片機的網絡互連，既提高了數據傳輸的速度，又保證了數據傳輸的正確性，同時也擴展了數據傳輸的有效半徑。

1TCP/IP協(xié)議簡介

TCP/IP協(xié)議是一套把因特網上的各種系統(tǒng)互連起來的協(xié)議組，保證因特網上數據的準確快速傳輸。參考開放系統(tǒng)互連（OSI）模型，TCP/IP通常采用一種簡化的四層模型，分別為：應用層、傳輸層、網絡層、鏈路層。

（1）應用層

網絡應用層要有一個定義清晰的會話過程，如通常所說的Http、Ftp、Telnet等。在本系統(tǒng)中，單片機系統(tǒng)傳遞來自Ethernet和數據終端的數據，應用層只對大的數據報作打包拆報處理。

（2）傳輸層

傳輸層讓網絡程序通過明確定義的通道及某些特性獲取數據，如定義網絡連接的端口號等，實現該層協(xié)議的傳輸控制協(xié)議TCP和用戶數據協(xié)議UDP。在本系統(tǒng)中使用UDP數據報協(xié)議。

（3）網絡層

網絡層讓信息可以發(fā)送到相鄰的TCP/IP網絡上的任一主機上，IP協(xié)議就是該層中傳送數據的機制。同時建立網絡間的互連，應提供ARP地址解析協(xié)議，實現從IP地址到數據鏈路物理地址的映像。

（4）鏈路層

由控制同一物理網絡上的不同機器間數據傳送的底層協(xié)議組成，實現這一層協(xié)議的協(xié)議并屬于TCP/IP協(xié)議組。在本系統(tǒng)中這部分功能由單片機控制網卡芯片CS8900實現。

2硬件框圖

如圖1所示，系統(tǒng)提供RJ45接口連接Ethernet網絡，并且提供一個串口給用戶使用。系統(tǒng)板可以將從Ethernet上過來的IP數據報解包后送給串口，也可將從串口過來的數據封裝為IP包送到局域網中。外部RAM使用61C1024（128KB），從而為數據處理提供了很大的緩存；使用E2PROM——X25045，既可以作為看門狗使用，也可以將IP地址、網卡物理地址和其他參數保存在里面。

CS8900芯片是CirrusLogic公司生產的一種局域網處理芯片，它的封裝是100-pinTQFP，內部集成了在片RAM、10BASE-T收發(fā)濾波器，并且提供8位和16位兩種接口，本文只介紹它的8位模式。

NE103是一種脈沖變壓器，在CS8900的前端對網絡信號進行脈沖波形變換。

3工作原理

3.1CS8900的工作原理

CS8900與單片機按照8位方式連接，網卡芯片復位后默認工作方式為I/O連接，基址是300H，下面對它的幾個主要工作寄存器進行介紹（寄存器后括號內的數字為寄存器地址相對基址300H的偏移量）。

·LINECTL（0112H）

LINECTL決定CS8900的基本配置和物理接口。在本系統(tǒng)中，設置初始值為00d3H，選擇物理接口為10BASE-T，并使能設備的發(fā)送和接收控制位。

·RXCTL（0104H）

RXCTL控制CS8900接收特定數據報。設置RXTCL的初始值為0d05H，接收網絡上的廣播或者目標地址同本地物理地址相同的正確數據報。

·RXCFG（0102H）

RXCFG控制CS8900接收到特定數據報后會引發(fā)接收中斷。RXCFG可設置為0103H，這樣當收到一個正確的數據報后，CS8900會產生一個接收中斷。

·BUSCT（0116H）

BUSCT可控制芯片的I/O接口的一些操作。設置初始值為8017H，打開CS8900的中斷總控制位。

·ISQ（0120H）

ISQ是網卡芯片的中斷狀態(tài)寄存器，內部映射接收中斷狀態(tài)寄存器和發(fā)送中斷狀態(tài)寄存器的內容。

·PORT0（0000H）

發(fā)送和接收數據時，CPU通過PORT0傳遞數據。

·TXCMD（0004H）

發(fā)送控制寄存器，如果寫入數據00C0H，那么網卡芯片在全部數據寫入后開始發(fā)送數據。

·TXLENG（0006H）

發(fā)送數據長度寄存器，發(fā)送數據時，首先寫入發(fā)送數據長度，然后將數據通過PORT0寫入芯片。

以上為幾個最主要的工作寄存器（為16位），CS8900支持8位模式，當讀或寫16位數據時，低位字節(jié)對應偶地址，高位字節(jié)對應奇地址。例如，向TXCMD中寫入00C0H，則可將00h寫入305H，將C0H寫入304H。

系統(tǒng)工作時，應首先對網卡芯片進行初始化，即寫寄存器LINECTL、RXCTL、RCCFG、BUSCT。發(fā)數據時，寫控制寄存器TXCMD，并將發(fā)送數據長度寫入TXLENG，然后將數據依次寫入PORT0口，如將第一個字節(jié)寫入300H，第二個字節(jié)寫入301H，第三個字節(jié)寫入300H，依此類推。網卡芯片將數據組織為鏈路層類型并添加填充位和CRC校驗送到網絡同樣，單片機查詢ISO的數據，當有數據來到后，讀取接收到的數據幀。讀數據時，單片機依次讀地址300H，301H，300H，301H…。

3.2單片機工作流程

如圖人所示，單片機首先初始化網絡設備。網卡IP地址和物理地址存在X25045中，單片機復位后首先讀取這些數據以初始化網絡。

單片機主要完成數據的解包打包。當有數據從RJ45過來，單片機對數據報進行分析，如果是ARP（物理地址解析）數據包，則程序轉入ARP處理程序（因為在網絡上正是ARP協(xié)議將IP地址和物理地址相映射）。如果是IP數據包且傳輸層使用UDR協(xié)議，端口正確，則認為數據報正確，數據解包后，將數據部分通過串口輸出。反之，如果單片機從串口收到數據，則將數據按照UDP協(xié)議格式打包，送入CS8900，由CS8900將數據輸出到局域網中。

可以知道，單片機主要處理協(xié)議的網絡層和傳輸層，鏈路層部分由CS8900完成。因單片機將數據接收后完整不變地通過串口輸出，所以將應用層交付用戶來處理，用戶可以根據需求對收到的數據進行處理。

在單片機的程序處理中，包含了完整的APR地址解析協(xié)議。通過在單片機中正確設置網關、子網掩碼等參數，實現了通過局域網單片機與外部因特網上的終端設備的數據通信。

單片機技術論文范文第2篇

論文關鍵詞：模塊教學，制作，電子鐘

 

單片機技術作為現代電子技術的重要基礎，廣泛應用于工業(yè)過程控制，機電一體化產品，智能儀器，家用電器、計算機網絡及通信等方面，是各類控制系統(tǒng)的核心。《單片機控制技術》是在前面所學《單片機基礎1》和《單片機基礎2》教學模塊的基礎上，進行小型單片機電子產品軟硬件設計和制作的教學模塊。通過本模塊的學習，培養(yǎng)學生掌握單片機技術在日常生活中的應用，鍛煉學生動手實踐能力、創(chuàng)新能力和新產品設計開發(fā)能力，為將來從事單片機新產品設計開發(fā)、檢測和維護等工作奠定堅實的基礎。

一、教學實施設想

依據單片機系統(tǒng)的開發(fā)研制過程，模塊《單片機控制技術》可分為單片機系統(tǒng)硬件電路設計與調試和單片機程序設計與調試兩個部分，在綜合應用階段將二者融為一體。通過本模塊的學習，使學生掌握單片機硬件設計和程序設計的相關知識，熟悉單片機應用系統(tǒng)的組成和開發(fā)方法，懂得單片機系統(tǒng)調試與維護技術，并在實際制作的基礎上制作，了解單片機控制的電子產品生產工藝和生產管理方法。

在“教、學、做”一體的教學過程中，通過分組實施，提高學生的溝通能力、團隊合作及協(xié)調能力，提高學生嚴謹的邏輯思路，縝密的工作方式和強烈的責任意識。教學實施按照3個階段逐級深入：①基礎知識復習講解；②基本應用訓練；③綜合實際制作。

二、教學內容設計

曾經有人這樣說過，如果用數碼管和按鍵，做一個可以調整時間的電子鐘出來，那么你的單片機就算入門了60%了。我認為這句話是有道理的?；趩纹瑱C技術的實時時鐘能夠涵蓋單片機課程的大部份知識點，對單片機知識的應用，其綜合度是相當高的。

本模塊以4位數碼管實時時鐘的硬件電路和程序設計為載體，以8位數碼管實時時鐘的設計和制作為任務驅動，將單片機有關知識點融入“教、學、做”一體，采用分組實施，逐級深入的方式，重點培養(yǎng)學生應用單片機知識進行小型電子產品的設計、調試和制作能力。

本模塊按照教學計劃，可以分為5個學習情境：

1）單片機最小系統(tǒng)軟硬件設計

以4位數碼管實時時鐘為例，講授單片機最小系統(tǒng)的軟硬件設計方法核心期刊目錄。

2）單片機定時與中斷功能的應用

以含四個按鍵和4位數碼管的可以調整時間的實時時鐘為例，講授單片機定時與中斷功能的實現方法。

3）單片機與數碼管顯示器接口的設計

以4位數碼管實時時鐘為例，講授單片機與數碼管顯示器的接口設計方法。

4）單片機與LCD顯示器1602接口的設計

以一片1602作為單片機實時時鐘顯示屏為例，講授單片機與LCD顯示器1602接口的設計方法。

5）制作單片機電子鐘

在教師指導下，應用單片機中斷、定時技術，通過調整鍵、加1鍵、減1鍵、確定鍵四個按鍵，用8位數碼管（或用一片1602）制作一個可以調整時間的電子時鐘，顯示格式為：時-分-秒 XX-XX-XX。

通過以上5個學習情境的訓練，學生最終完成1臺具有調時功能的單片機電子鐘作品，并以作品的完成情況和完成過程進行考核評價。

三、思考與展望

1、模塊《單片機控制技術》 以單片機控制的電子鐘的設計制作為載體，將單片機多個知識點串連到一起，按照由淺到深逐級深入，培養(yǎng)學生團結協(xié)作、細致耐心、動腦動手等能力，全方位地將知識性、趣味性、實用性融為一體，引導學生自主學習，理論聯系實際，制作實用的單片機電子小產品。

2、“單片機工作室”是我系單片機開發(fā)應用的“第二課堂”制作，對于已不能滿足模塊課程教學內容的優(yōu)秀學生，要依托“單片機工作室”，注重單片機優(yōu)秀人才的培養(yǎng)，提高他們參與創(chuàng)新實踐的能力，特別是在參加市、省各項課外科技競賽活動和技師班課程設計及畢業(yè)論文設計中，為學生采用單片機技術，設計開發(fā)作品提供有力的支持。

3、今后要不斷延伸教學模塊。要與合作企業(yè)共同制定教學實訓項目，按照企業(yè)標準將“教室與實訓室”、“教師與師傅”、“學生與學徒”、“作業(yè)與作品”四者合一的開展單片機教學。在與企業(yè)共建校外實習基地的基礎上，依據企業(yè)標準將單片機實用項目的開發(fā)設計過程融入教學，實現仿真企業(yè)環(huán)境條件下的教學，突出技術應用的職業(yè)性。

4、要積極整合校內技術優(yōu)勢，積極開展對外技術服務，強化課外“產學研”與課內“教學做”的相互滲透。由單片機課程專任教師、企業(yè)技術人員與部分學生共同組成項目組，開發(fā)研制科技含量高、低成本、測量數據準確、使用簡單、實用的單片機產品，使學生不斷積累單片機產品的開發(fā)經驗，熟悉企業(yè)生產開發(fā)流程，深刻理解企業(yè)對人才的具體要求，直接接觸社會流行技術，實現學校教育與社會需求之間的無縫對接。

單片機技術論文范文第3篇

步進電機是機電一體化產品中關鍵部件之一，通常被用作定位控制和定速控制。步進電機慣量低、定位精度高、無累積誤差、控制簡單等特點。廣泛應用于機電一體化產品中，如：數控機床、包裝機械、計算機設備、復印機、傳真機等。

Abstract

Thisarticlemainlyelaboratedhasbeenhangingthemovementcontrolsystemmerit,introducedwashangingthemovementcontrolsystemfunction,theprincipleandthedesignprocess.Ishangingthemovementcontrolsystemisoneofincontrolengineeringdomainimportantapplications,itsmaintargetistoiscontrolledtheobjectthemovementcondition,includingpath,speedandpositionimplementationcheck.Themovementcontrolsystemcompareswithothercontrolsystems,hasthesystemmodelsimply,thecheckalgorithmisunitary,alsonotcomplexcharacteristicandsoonnon-linearityandcouplingsituation.Alsoispreciselybecausethemovementcontrolsystemcanimplementtothepath,therunningrate,thepointingaccuracyaswellastherepetitionprecisionaccuracycontrolrequirement,hasthebroadapplicationforegroundineachcategoryofcontrolengineering,thereforethemovementcontrolsystemhasatpresentbecomeinthecheckstudyapplicationdomainverymuchsignificanttheresearchdirection.Throughthemonolithicintegratedcircuittosteppingmonitorcheck,implementedthemotor-driventocausetheobjectatontheboardwhichinclinedthemovement,ThecontrolsectionistheSST89E52monolithicmicrocomputerwhichSSTCorporationproducesprimarily,withwhenthe1602LCDliquidcrystalscreenandaccordingtoturnedhasimplementedwiththeuserinteractive,throughthekeyboardentrydifferentcontrolcommand,theliquid-crystaldisplaywasallowedtodisplaythesettingvalueandtherunthecoordinates.TheelectricalmachinerycontrolsectionusedLM324Nfourtotransportputsandisconnectedtheelectronicprimarydevicevoluntarilytodevelopthe42BYG205steppingmonitoractuationelectriccircuittoimplementtheelectricalmachineryaccuracycontrol.Thealgorithmpartiallyforwillsuitthemonolithicintegratedcircuitsystemtooperatecarriesonoptimizesmanytimes,willreducethemicroprocessortheoperand.Hascompletedtheobjectvoluntarilythemovementandaccordingtothedifferentsetuppathmovement.

KeywordsMagneto;1602LCD;LM324N;Drivecircuit

選擇步進電機時，首先要保證步進電機的輸出功率大于負載所需的功率。而在選用功率步進電機時，首先要計算機械系統(tǒng)的負載轉矩，電機的矩頻特性能滿足機械負載并有一定的余量保證其運行可靠。在實際工作過程中，各種頻率下的負載力矩必須在矩頻特性曲線的范圍內。一般地說最大靜力矩Mjmax大的電機，負載力矩大[1]。

選擇步進電機時，應使步距角和機械系統(tǒng)匹配，這樣可以得到機床所需的脈沖當量。在機械傳動過程中為了使得有更小的脈沖當量，一是可以改變絲桿的導程，二是可以通過步進電機的細分驅動來完成。但細分只能改變其分辨率，不改變其精度。精度是由電機的固有特性所決定。

選擇功率步進電機時，應當估算機械負載的負載慣量和機床要求的啟動頻率，使之與步進電機的慣性頻率特性相匹配還有一定的余量，使之最高速連續(xù)工作頻率能滿足機床快速移動的需要。

基于單片機的懸掛運動控制系統(tǒng)，具有硬件電路結構簡單，精確度高，抗干擾性強等優(yōu)點。

1.2課題目的

培養(yǎng)綜合運用四年大學所學知識去分析問題和解決實際問題的能力。在實踐中檢驗所學知識,從而加強理論與實踐的相結合。體驗一個科研項目開發(fā)的全過程，學會單片機開發(fā)應用方法,鍛煉應用能力,動手能力。本課題設計是具有一定難度的基于單片機的應用系統(tǒng)開發(fā)項目，培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力。通過這次畢業(yè)論文及設計，檢驗的綜合素質和專業(yè)教育的培養(yǎng)效果，并且使學會閱讀、利用英文文獻資料，閱讀并翻譯外文資料的能力，學會設計報告和論文。

1.3課題意義

隨著社會的發(fā)展、科技的進步以及人們生活水平的逐步提高，各種方便于生活的自動控制系統(tǒng)開始進入了人們的生活，以單片機為核心的自動門系統(tǒng)就是其中之一。同時也標志了自動控制領域成為了數字化時代的一員[3]。它實用性強，功能齊全，技術先進，使人們相信這是科技進步的成果。它更讓人類懂得，數字時代的發(fā)展將改變人類的生活，將加快科學技術的發(fā)展。

通過對“微機控制自動門系統(tǒng)”的研究和設計，精心撰寫了微機控制自動門系統(tǒng)論文。本論文著重闡述了以單片機為主體，LED點陣顯示芯片及步進電機為核心的系統(tǒng)。

本設計主要應用SST89E58作為控制核心，LED點陣顯示芯片、步進電機、壓力傳感器、電位器相結合的系統(tǒng)。充分發(fā)揮了單片機的性能。其優(yōu)點硬件電路簡單，軟件功能完善，控制系統(tǒng)可靠，性價比較高等特點，具有一定的使用和參考價值。

1.4應解決的主要問題

在基于單片機的懸掛運動控制系統(tǒng)中，主要分三個部分設計，一個是輸入和鍵盤顯示模塊；另一個是步進電機驅動模塊；第三個是最小系統(tǒng)和輸出模塊設計。主要解決的問題是：

1.單片機最小系統(tǒng)硬件設計；

2.步進電機驅動模塊設計；

3.輸出部分的軟硬件設計；

4.主程序設計；

5.繪圖板的設計。

1.5技術要求

設計一電機控制系統(tǒng)，控制物體在傾斜（仰角≤100度）的板上運動。

在一白色底板上固定兩個滑輪，兩只電機（固定在板上）通過穿過滑輪的吊繩控制一物體在板上運動，運動范圍為80cm×100cm。物體的形狀不限，質量大于100克。物體上固定有淺色畫筆，以便運動時能在板上畫出運動軌跡。板上標有間距為1cm的淺色坐標線（不同于畫筆顏色），左下角為直角坐標原點。

目錄

第1章緒論1

1.1課題來源1

1.2課題目的1

1.3課題意義2

1.4應解決的主要問題2

1.5技術要求2

第2章方案論證4

2.1可行性研究4

2.1.1經濟可行性研究4

2.1.2技術可行性研究4

2.1.3方案提出5

2.1.4方案分析5

2.1.3方案確定7

2.2需求分析7

第3章過程論述8

3.1概要設計8

3.1.1系統(tǒng)功能設計8

3.1.2系統(tǒng)結構設計8

3.2詳細設計9

3.2.1硬件設計9

3.2.2軟件設計19

第4章系統(tǒng)測試28

4.1硬件測試28

4.2軟件測試28

4.2.1單元測試28

4.2.2集成測試30

4.2.3功能測試31

4.2.4測試結果32

結論33

后記34

單片機技術論文范文第4篇

單片機的特點主要有：高集成度，體積小，高可靠性；控制功能強；低電壓，低功耗，便于生產便攜式產品；易擴展；優(yōu)異的性能價格比。目前，單片機的應用領域主要包括：辦公自動化設備；單片機在機電一體化中的應用；在實時過程控制中的應用；單片機在日常生活及家用電器領域的應用；在各類儀器儀表中引入單片機，使儀器儀表智能化，提高測試的自動化程度和精度，簡化儀器儀表的硬件結構，提高其性能價格比；在計算機網絡和通信領域中的應用；商業(yè)營銷設備；單片機在醫(yī)用設備領域中的應用；汽車電子產品；航空航天系統(tǒng)和國防軍事、尖端武器等領域，單片機的應用更是不言而喻。

二、單片機開發(fā)中的幾個基本技巧

在單片機應用開發(fā)中，代碼的使用效率問題、單片機抗干擾性和可靠性等問題仍困擾著。現歸納出單片機開發(fā)中應掌握的幾個基本技巧。

1、如何減少程序中的bug。對于如何減少程序的bug，應該先考慮系統(tǒng)運行中應考慮的超范圍管理參數如下。物理參數：這些參數主要是系統(tǒng)的輸入參數，它包括激勵參數、采集處理中的運行參數和處理結束的結果參數。資源參數：這些參數主要是系統(tǒng)中的電路、器件、功能單元的資源，如記憶體容量、存儲單元長度、堆疊深度。應用參數：這些應用參數常表現為一些單片機、功能單元的應用條件。過程參數：指系統(tǒng)運行中的有序變化的參數。

2、如何提高C語言編程代碼的效率。用C語言進行單片機程序設計是單片機開發(fā)與應用的必然趨勢。如果使用C編程時，要達到最高的效率，最好熟悉所使用的C編譯器。先試驗一下每條C語言編譯以后對應的匯編語言的語句行數，這樣就可以很明確的知道效率。在今后編程的時候，使用編譯效率最高的語句。各家的C編譯器都會有一定的差異，故編譯效率也會有所不同，優(yōu)秀的嵌入式系統(tǒng)C編譯器代碼長度和執(zhí)行時間僅比以匯編語言編寫的同樣功能程度長5-20％。對于復雜而開發(fā)時間緊的項目時，可以采用C語言，但前提是要求你對該MCU系統(tǒng)的C語言和C編譯器非常熟悉，特別要注意該C編譯系統(tǒng)所能支持的數據類型和算法。雖然C語言是最普遍的一種高級語言，但由于不同的MCU廠家其C語言編譯系統(tǒng)是有所差別的，特別是在一些特殊功能模塊的操作上。所以如果對這些特性不了解，那么調試起來問題就會很多，反而導致執(zhí)行效率低于匯編語言。

3、如何解決單片機的抗干擾性問題。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，所以只能看單片機抗干擾能力夠不夠強了。在提高硬件系統(tǒng)抗干擾能力的同時，軟件抗干擾以其設計靈活、節(jié)省硬件資源、可靠性好越來越受到重視。單片機干擾最常見的現象就是復位；至于程序跑飛，其實也可以用軟件陷阱和看門狗將程序拉回到復位狀態(tài)；所以單片機軟件抗干擾最重要的是處理好復位狀態(tài)。一般單片機都會有一些標志寄存器，可以用來判斷復位原因；另外你也可以自己在RAM中埋一些標志。在每次程序復位時，通過判斷這些標志，可以判斷出不同的復位原因；還可以根據不同的標志直接跳到相應的程序。這樣可以使程序運行有連續(xù)性，用戶在使用時也不會察覺到程序被重新復位過。

4、如何測試單片機系統(tǒng)的可靠性。當一個單片機系統(tǒng)設計完成，對于不同的單片機系統(tǒng)產品會有不同的測試項目和方法，但是有一些是必須測試的：測試單片機軟件功能的完善性；上電、掉電測試；老化測試；ESD和EFT等測試。有時候，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系統(tǒng)的接觸端口，由此測試抗靜電的能力。用大功率電鉆靠近單片機系統(tǒng)工作，由此測試抗電磁干擾能力等。

綜上所述，單片機已成為計算機發(fā)展和應用的一個重要方面，單片機應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)設計思想和設計方法。從前必須由模擬電路或數字電路實現的大部分功能，現在已能用單片機通過軟件方法來實現了。這種軟件代替硬件的控制技術也稱為微控制技術，是傳統(tǒng)控制技術的一次革命。此外在開發(fā)和應用過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：

[1]何立民.MCS-51系列單片機應用系統(tǒng)設計系統(tǒng)配置與接口技術.北京：北京航空航天大學出版社，1990

[2]蔡美琴等.MCS-51單片機系統(tǒng)及其應用.北京：高等教育出版社，1992

[3]孫涵芳.MCS-51/96系列單片機原理及應用.北京：北京航空航天大學出版社，1996

單片機技術論文范文第5篇

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.

關鍵詞:89C52;定時/計數器;串行通信

Key words: 89C52; time/counter; serial communication

中圖分類號:TP302.1 文獻標識碼:A文章編號:1006-4311(2010)17-0100-02

0引言

根據紅外密集度立靶測試系統(tǒng)原理,要準確的測量彈丸通過不同光幕的時間間隔,可以用多種方法實現,如CPLD器件,單片機等。在本論文中選用的是用單片機89c52來實現計時功能。89c52一般有可靠性高,易擴展,控制能力強,體積小,開發(fā)周期短,成本低等優(yōu)點。在許多領域中,單片機以其體積小,指令豐富,控制技術成熟,修改方便,適應性強等特點,在現場得到廣泛的應用。鑒于這些優(yōu)點,本文的測時電路系統(tǒng)的實現,以89c52為主[1]。

1紅外密集度立靶測試系統(tǒng)原理

紅外密集度立靶測試系統(tǒng)是利用四光幕交匯原理研制而成。紅外密集度立靶測試系統(tǒng)測量原理圖如圖1所示:當彈丸依次通過1,2,3,4光幕時,系統(tǒng)中的計時部分分別記錄相應的飛行時間,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,根據速度V即可以求出彈丸的著靶坐標。

2系統(tǒng)方案

本論文的測時電路系統(tǒng)的控制方案如圖2所示。系統(tǒng)前續(xù)電路把四個脈沖信號送入單片機,第一個脈沖信號將成為三路測時電路的啟動信號;第二個脈沖信號將終止第一路測時電路;第三個脈沖信號來到時,第二路測時電路停止工作;同樣的,第四個脈沖信號將停止第三路測時電路。這三路測時電路即測得了時間,單片機通過串行接口把時間發(fā)送給PC機,完成與PC機的通信。根據設計要求,此測時電路系統(tǒng)需要三路計時功能。

3測時電路硬件設計

測時電路硬件原理圖如圖2所示。時鐘電路由一個12MHZ的石英晶振和兩個30pf的電容組成;復位電路由一個30uf的電解電容、兩個電阻、一個復位鍵接至5v電壓組成。設彈丸通過第一光幕,第二光幕,第三光幕,第四光幕所得到的脈沖信號分別為第一脈沖,第二脈沖,第三脈沖,第四脈沖。把第一脈沖連接一個非門74ls04后送入89c52的T0(P3.4)引腳,此時對于定時/計數器T0來說,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通信電路硬件設計

在本文中,測時電路得到的時間要傳送給PC機,必須有單片機與PC機之間的通信電路。本文中采用串行接口標準RS-232來實現單片機與PC機間的通信;用MAX232芯片實現單片機與PC機的RS-232標準接口通信電路。

5測時電路軟件設計

設置T0以計數方式工作在模式2,賦初值TL0,TH0都為0XFF,啟動T0,用查詢方式查詢,當第一脈沖到來時,其上升沿將使T0產生溢出中斷,TF0將置1,同時用軟件清TF0位為0,停止T0,同時再設置T0以定時方式工作在模式3,賦初值TL0,TH0都為0X00,啟動T0;設置T2作為一個16位二進制的定時器工作,啟動T2。三路計時電路開始工作后等待第二,三,四脈沖的到來就會停止工作。在脈沖還沒有到來時,由于TL0,TH0是8位的定時器,在定時達到256us時會溢出,所以我們定義兩個靜態(tài)無符號長整型變量overflow-count1和overflow-count2,定時器一旦溢出,即TFX(X=0,1)為1時相應的變量就加1。用查詢方式查詢,當P2.0引腳的由0變?yōu)?時,說明第二脈沖到來,此時終止TL0;當P2.1引腳的由0變?yōu)?時,說明第三脈沖到來,此時終止TH0;當P2.2引腳的由0變?yōu)?時,說明第四脈沖到來,此時終止T2。測時電路的流程圖,如圖3所示。

6通信電路軟件設計

通信協(xié)議約定:①PC機與單片機都可以發(fā)送和接收數據;②設置PC機與單片機通信的波特率,為9600bit/s③設定幀格式:因為串行通信,單片機的串行口方式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位數據位,1位停止位。④數據校驗:采用累加和校驗,每傳送10個數據就進行一次累加和校驗。⑤通信方式:查詢方式⑥為了保證數據可靠、有效,單片機開始發(fā)送時,先送一個AA信號,PC機收到后,回答一個BB信號,表示同意接收。當單片機收到BB信號后,開始發(fā)送數據,每發(fā)送一次便求校驗和。假定數據塊長度為16字節(jié),數據緩沖區(qū)為buf,數據塊發(fā)送完后馬上發(fā)送校驗和。其中f=12MHZ,SMOD=0,波特率=9600bit/s,據此可以推出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寄存器初始值應該設為01010000B=050H。因為采用的是查詢方式發(fā)送和接收數據,所以發(fā)送一幀數據,應該在TI位為低電平時,將數據寫入發(fā)送緩沖器SBUF,即自動開始發(fā)送,當檢測到TI位由0變?yōu)?時,說明此幀數據已經發(fā)送完畢,此時軟件清零TI,為發(fā)送下一幀數據做好準備。在接收一幀數據時,先置REN=1,RI=0,當檢測到RI由0變到1時,說明可以從接收緩沖器SBUF中讀取數據了,此時軟件應清0RI,為下一次接收做好準備。在本次設計中,測時電路測得時間后,將與PC機進行通信,把時間傳送給PC機。因為測時部分得到的時間為整型十進制,我們把時間統(tǒng)一都化為二進制,把這個過程稱為二進制轉化過程。在把十進制轉化為二進制后,單片機串行口初始化,然后開始進入通信流程,通信流程圖如圖4。

7結論

本論文給出了紅外密集度立靶系統(tǒng)測時電路設計的具體設計過程,通過理論與實踐的結合,我們得出結論:利用單片機89c52實現測時電路系統(tǒng)的設計是完全可行。

參考文獻:

[1]李朝青編著.單片機原理及接口技術[M].北京:北京航空航天大學出版社,1999.