AT89C51单片机在无线数据传输中的应用

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篇1：AT89C51单片机在无线数据传输中的应用

AT89C51单片机在无线数据传输中的应用

摘要：介绍无线数据传输系统的组成、AT89C51单片机串行口的工作方式及其与无线数字电台接口的软硬件设计与实现方法。

关键词：AT89C51 串行口无线数字电台串行通信

一般的数字采集系统，是通过传感器将捕捉的现场信号转换为电信号，经模/数转换器ADC采样、量化、编码后，为成数字信号，存入数据存储器，或送给微处理器，或通过无线方式将数据发送给接收端进行处理。无线数据传输系统就是样一套利用无线手段，将采集的数据由测量站发送到主控站的设备。

1 系统组成

系统组成如图1、图2所示。

(本网网收集整理)

系统由测量站和主控站两部分组成。测量站主要完成对现场信号的采集、存储，接收遥控指令并发送数据。主控站的主要工作是发送遥控指令、接收数据信息、进行数据处理和数据管理、随机显示打印等。

2 AT89C51与数字电台的串行通信

Atmel公司的AT89C51单片机，是一种低功耗、高性能的、片内含有4KB Flash ROM的8位CMOS单片机，工作电压范围为2.7～6V（实际使用+5V供电），8位数据总线。它有一个可编程的全双工串行通信接口，能同时进行串行发送和执着收。通过RXD引脚（串行数据接收端）和TXD引脚（串行数据发送端）与外界进行通信。

2.1 通信协议与波特率

数字电台与单片机、终端主控机的通信协议为：

通信接口――标准串行RS232接口，9线制半双工方式；

通信帧格式――1位起始位，8位数据位，1位可编程数据位，1位停止位；

波特率――1200 baud。

数字电台选用Motorola公司的GM系列车载电台，工作于VHF/UHF频段，可进行无线数传（9线制标准串行RS232接口），也可进行话音通信；采用二进制移频键控（2FSK）调制解调方式，符合国际电报电话咨询委员会CCITT.23标准。在话带内进行数字传输时，推荐在不高于1200b/s数据率时使用。实际使用时，电台工作于220～240MHz频率范围，采用半双工方式（执行收、发操作，但不能同时进行）即可满足系统要求。

2.2 AT89C51串行口工作方式

AT89C51串行口可设置四种工作方式，可有8位、10位和11位帧格式。本系统中，AT89C51串行口工作于方式3，即鳘帧11位的异步通信格式：1位起始位，8位数据位（低位在前），1位可编程数据位，1位停止位。

发送前，由软件设置第9位数据（TB8）作奇偶校验位，将要发送的数据写入SBUF，启动发送过程。串行口能自动把TB8取出，装入到第9位数据的位置，再逐一发送出去。发送完毕，使TI=1。

接收时，置SCON中的REN为1，允许接收。当检测到RXD（P3.0端有“1”到“0”的跳变（起始位）时，开始接收9位数据，送入移位寄存器（9位）。当满足RI=0且SM2=0或接收到的9位数据为1时，前8位数据送入SBUF，第9位数据送入SCON中的RB8，置RI为1；否则，这次接收无效，不置位RI。

串口方式3的波特率由定时器T1的溢出率与SMOD值同时决定：

方式3波特率=T1溢出率/n

当SMOD=0时，n=32；SMOD=1时，n=16。T1溢出率取决于T1的计数速率（计数速率=fosc/12）和TI预置的初值。

定时器T1用作波特率发生器，工作于模式2（自动重装初值）。设TH1和TL1定时计数初值为X，则每过“2 8-X”个机器周期，T1就会发生一次溢出。初值X确定如下：

X=256-fosc×(SMOD+1)/384×BTL

本系统中，SMOD=0，波行率BTL=1200，晶振fosc=6MHz，所以初值X=F3H。

2.3 AT89C51与数字电台的硬件连接

AT89C51与数字电台的硬件连接如图3所示。

系统采用异步串行通信方式传输测量数据。利用单片机串口与数字电台RS232数据口相连。电台常态为收状态（PPT=0，收状态；PPT=1，发状态），单片机P3.5脚输出高电平。单片机使用TTL电平，电台使用RS232电平，由MAX232完成TTL电平与RS232电平之间的转换。3片光电耦合器6N137实现单片机与电台之间的电源隔离，增强系统抗干扰性能。

单片机通过带控制端的三态缓冲门74HC125、非门74HC14控制电台的收发转换，以及指令的接收和数据发送。接收时，P3.5=1,c2=1，74HC125B截止；P3.5经74HC14反相、光电隔离，使电台PPT脚为低电平，将其置为接收状态；同时c1=0，74HC125A导通，接收的指令由电台的RXD端输入，经MAX232电平变换、光电隔离、74HC125A缓冲门，送入单片机RXD脚。发射时，P3.5=0，经74HC14反相、光电隔离，使电台PPT脚为高电平，将其置为发射状态；同时c1=1，74HC125A截止，c2=0，74HC125B导通，数据由单片机TXD脚输出，经74HC125B缓冲门、光电隔离、MAX232电平变换，通过电台TXD端口将数据发送出去。

3 通信软件设计

通信软件至关重要，一旦出现问题，整个系统就会瘫痪。采取差错控制与容错技术是非常重要的。

*主控站发送的指令中包含一定数量的同步符55H和3字节的密码。测量站在连续收到5个同步符后进行密码验证，验证通过后正式接收指令字节；如未通过，则测量站发一信号让主控站重发，三次验证不过则停发该命令。测量站发/主控站收时，验证方式与此相同。验证通过后，测量站开始发送数据。

*一个指令由3字节构成，第二字节等于第一字节加上35H，第3字节等于第二字节加上36H。如果收到的指令不符合此规则，则重发该命令，连续三次错误时停发。

*主控站每发一个指令，测量站都回送一个应答信号。该应答信号中包含原指令样本。

下面给出单片机串行口与电台的基本通信程序。

初始化程序：

BTL EQU 2FH ；波特率放在内部RAM的2FH单元

MOV TMOD，#21H；T0方式1，16位计数器，T1方式2，串口用

SETB TR0 ；启动T0

MOV BTL，#0F3H ；波特率设定为1200

MOV SCON，#0C0H；串口方式3，9位数据，禁止接收

接收及验证程序：

NUM EQU 2BH ；同步符个数值存放在内部RAM的.2BH单元

TEMP EQU 2CH

ROM-CH：DB 55H，55H，55H，55H，55H，55H，55H，55H，55H，55H

DB 55H，55H，55H，55H，55H，55H，55H，55H，55H，55H ；20字节同步符

MIM DB 'WSC'：3字节密码“WSC”

SETB P3.5 ；置电台收状态

SETB REN ；允许串口接收

A1：MOV NUM，#0 ；记录连续到同步符55H的个数

A2：JB RI，A2 ；串口有数据转A3

A3：CLR RI ；清接收中断标志

MOV A，SBUF ；读串口数据

CJNE A，#55H，A1；不是同步符转A1

INC NUM ；收到的同步符个数加1

MOV A，NUM ；取收到的同步符个数

CJNE A，#5，A2 ；未收够连续5个55H转A2

A4:MOV NUM,#0 ;密码验证，记录收到密码字节数

A5：MOV DPTR，#MIM；密码字符首址

MOV A，NUM

MOVC A，@A+DPTR；查表取密码

MOV TEMP，A ；保存密码

JB RI，A6 ；串口收完一个字节转A6

…

A6：CLR RI ；清接收中断标志

MOV A，SBUF ；读串口数据

CJNE A，TEMP，A4；与密码不符转

INC NUM ；收到的密码个数加1

MOV A，NUM ；取已收到的密码字节数

CJNE A，#3，A5 ；密码未收完转A5

发送程序：

CLR P3.5 ；置电台发状态

MOV B，#23

MOV DPTR，#ROM-CH

B1：CLR A

MOVC A，@A+DPTR；查表发送同步符和密码共24字节

INC DPTR

LCALL SEND-CH ；调发送单字节子程序

DJNZ B，B1

…

CLR A

MOV DPTR，#7000H；外部RAM数据首址，发送外部RAM中的数据到电台

B2：CJNE R4，#0，B3

CJNE R3，#0，B3；R4R3=发送字节数

B3：MOVX A，@DPTR；取数据

INC DPTR

LCALL SEND-CH

CJNE R3，#0，B4

CJNE R4，#0，B5

B4：DEC R3

LJMP B2

DEC R3

DEC R4

LJMP B2

…

SEND-CH：SETB TB8

MOV SBUF，A

DB 0，0，0，0，0，0，0，0

JNB TI，$ ；延时4μs

CLR TI

RET

结语

无线数据传输系统建成后，已经使用了两年多，运行结果表明，系统工作稳定可靠。由于采用了较完善的软硬件设计和抗干扰措施，保证了系统工作的安全性和可靠性。测量站把采集的现场信号及时传送到主控站，提高了数据处理的实时性。单片机和数字电台接口的软硬件设计具有很强的适用性，可广泛应用于无线数传设备。

篇2：电子技术在单片机中的应用

电子技术在单片机中的应用

摘要：单片机具有小体积、高可靠、高性能的优势，在众多领域当中获得了非常广泛的应用。电子技术的快速发展推动了单片机性能的完善和提高，对于促进单片机发展而言具有重要作用。在本文中，笔者简要分析并探讨了电子技术在单片机中的应用情况，希望能够推动单片机的快速发展。

关键词：单片机;电子技术;应用策略

一、前言

当前，绝大多数的智能设备和智能系统均大规模采用了单片机，单片机的性能水平、可靠性程度以及供能完善程度将会直接决定这些智能设备和智能系统的工作状态。日新月异的电子技术使得单片机能够在最短的时间内获得性能的提升和完善，增强单片机的整体工作能力。从上个世纪七十年代发展到今天，单片机已经衍生出了规模庞大的家族，并在诸多领域当中获得了广泛地应用，成为了当今的这个时代不可或缺的.名副其实的微控制器。

二、单片机及其优势概述

单片机充分应用了超大规模集成电路技术，将CPU、ROM、RAM、计时器、定时器以及I/O接口等众多功能集成在一块硅片，形成一种功能完备的电路芯片。就目前的应用状况而言，单片机已经在各个领域当中获得了大规模的应用，不论是通讯设备、飞机各种控制仪表、数据传输设备、数据处理设备、工业自动化设备、医疗设备、航空航天工业、家电领域、商业领域、智能IC卡等等等。单片机之所以能够在众多的领域当中获得广泛地应用，主要是因为单片机具有如下几方面的优点：高集成、高可靠、小体积、低电压、低功耗、易扩展、便携带以及突出的性价比。

三、电子技术在单片机中的应用探讨

(一)电子技术的发展大幅度提升了单片机的运算速度

时钟频率成为了目前衡量CPU运算速度的重要指标之一，日益发展的电子技术使得目前CPU的时钟频率越来越高，也直接提高了目前计算机设备的运算能力。但是由于单片机需要具备高水平的可靠性和很强的抗干扰能力，提高单片机的运算能力的根本目标是在牺牲运算能力的前提下在最大程度上降低时钟频率。为了实现上述目标，目前比较合理而且有效的做法便是尽可能提高单片机内部时序的合理性，通过对内部时序的优化来提高单片机的运算能力。

(二)电子技术的发展大幅度提升了单片机的抗干扰能力

因为单片机需要应用于环境比较恶劣的工作设备中，而且这些工作设备往往需要时刻保持着良好的工作状态，否则便会造成巨大的经济损失乃至生命威胁。所以，可靠性是单片机需要考虑的首要问题。提高单片机的可靠性有利于扩大单片机的应用范围和应用领域，提高社会对于单片机的认可程度。目前用于提高单片机可靠性的常见电子技术主要包括下述几种：

首先，低电压复位技术。该技术能够实时动态地监测单片机的工作电压，如果工作电压异常(如低于某个安全值)便会产生一个复位信号，使得单片机进行复位操作。电子技术的发展提高了单片机的工作电源的电压范围，大大提高了单片机的工作可靠性。

其次，EFT技术。EFT(Electrical Fast Transient，电快速瞬变脉冲群)技术能够显著提高单片机的抗干扰能力。从本质上来讲，EFT技术是共模干扰，其技术原理主要是外界信号一旦开始干扰振荡电路的正弦信号，该信号波形上面便会迭加各种毛刺信号，如果我们采用施密特电路对上述毛刺信号进行整形，那么这些毛刺信号便可以成为触发信号干扰正常的时钟;此时如果我们将施密特电路与RC滤波电路进行交替使用，便能够在非常大的程度上消除这些毛刺信号，排除它们的负面影响。

再次，降噪布线技术。在以往，由于单片机的传统布线技术容易干扰内部电路，降低单片机的工作可靠性，所以，为了提高单片机的可靠性人们研究设计了降噪布线技术。例如，今天的许多单片机均将地线和电源引脚安排在两条相邻引脚上面，能够在很大程度降低整个单片机系统的噪声，提高其工作稳定性和可靠性。

(三)OTP与掩膜

OTP是一次性写人的单片机。过去认为一个单片机产品的成熟是以投产掩膜型单片机为标志的。由于掩膜需要一定的生产周期，而OTP型单片机价格不断下降。使得近年来直接使用OTP完成最终产品制造更为流行。它较之掩膜具有生产周期短、风险小的特点。近年来，OTP型单片机需董大幅度上扬，为适应这种需求许多单片机都采用了在系统可编程技术(in system programming)。为编程的UTP芯片可以采用裸片Bonding技术或表面贴技术，先焊在印刷版上，然后通过单片机上引出的编程线、串行数据、时钟线等对单片机编程。解决了批量写OTP芯片时容易出现的芯片写人器接触不好的问题，使得UTP的裸片得以广泛使用，降低了产品的成本，编程线与I/0线共用，不增加单片机的额外引脚。

四、结束语

进入信息化时代之后，现代电子系统的基本核心是嵌人式计算机系统(简称嵌人式系统)，而单片机是最典型、最广泛、最普及的嵌人式系统。所以研究单片机在电子技术领域中的应用和开发，在现代电子系统发展中占有重要的地位。

参考文献：

[1]王宗刚.单片机应用系统中的抗干扰技术[J].甘肃科技，，2：122-123.

[2]徐以磊，严敏琳.单片机应用系统抗干扰技术[J].科技信息(学术研究)，，27：202-203.

[3]相成.单片机的抗干扰技术设计[J].黑龙江科技信息，2007，15：155-156.

[4]李峰林.浅析单片机控制系统中的抗干扰技术[J].科技资讯，2007，32：221-222.

[5]黄世泽，曾萍，郭其一.PIC单片机的应用设计技巧[J].单片机与嵌入式系统应用，，8：123-125.

篇3：浅析缓存器在靶场数据传输中的应用

浅析缓存器在靶场数据传输中的应用

采用理论与实践相结合的方法,对缓存器的工作原理、工作方式、容量配置进行了研究;经过分析、计算,得出不同工作方式下缓存器最佳配置原则,以及不同传输速率下缓存器最佳容量配置.

作者：王卫东 WANG Weidong 作者单位：中国太原卫星发射中心,技术部,山西,太原,030027 刊名：装备指挥技术学院学报 ISTIC英文刊名：JOURNAL OF THE ACADEMY OF EQUIPMENT COMMAND & TECHNOLOGY 年，卷(期)：2008 19(6) 分类号：V553.18 关键词：缓存器数据传输数字数据网

篇4：北斗卫星通信在水文测报数据传输中的应用

北斗卫星通信在水文测报数据传输中的应用

从起,我国就已经开始进行利用北斗卫星传输水情信息的试验研究,并陆续建设了多个北斗卫星水文遥测系统,到已有800多个水文测站使用北斗卫星系统.介绍了北斗卫星系统、通信工作方式、通信技术指标、北斗卫星通信水情自动测报系统的`组成,以及目前国内北斗卫星在水文遥测系统中的应用情况.金沙江梯级水电站水文自动测报系统进行了简要介绍.

作者：刘尧成华小军韩友平LIU Yao-cheng HUA Xiao-jun HAN You-ping 作者单位：中国长江三峡工程开发总公司,金沙江开发有限责任公司,四川,成都,610000 刊名：人民长江 PKU英文刊名：YANGTZE RIVER 年，卷(期)： 38(10) 分类号：P338+.9 关键词：北斗卫星CDMA 水文自动测报回执

篇5：电子工程技术在单片机中的技术应用

前言：由于各国在此项研究中，技术水平是不一样的，电子工程技术应用于单片机的研发速度呈现差异较大现象。我国虽然在此方面起步时间短，但是发展速度却是很快。目前，随着我国电子工程技术的发展，单片机的技术含量增加迅速，已经走在了世界的前列。

1.单片机使用发展历史

在计算机刚刚出现的时候，计算机自身的体积和性能都不是非常占有优势，所以计算机还不能得到非常好的运用，在功能方面也只是做出了一些简单的计算，从某个角度上来说单片机那个时期还没有得到十分广泛的应用。但是计算机技术也在不断的发展，计算机自身的性能也有了非常显著的提升，在体积方面也呈现出微型化的趋势，而且最近几年，笔记本电脑也逐渐得到了广泛的应用，这个时候也逐渐出现了能够满足人们实际需求的单片机，它打破了传统的交换界面，如果在计算机发展的过程中一定要让单片机完成一些特定的任务，就一定要在编制程序的.过程中将这一任务编制进去，因为单片机没有人机相互交换的界面，因此就一定要用特殊的装置和程序来将相应的程序和内容输入进去，单片机工作结束之后还要将对应的控制系统充分的融合进来，当相关的命令程序被输入到单片机之后，就可以直接对面板进行处理，但是在这一过程中需要注意的是，单片机的插脚寿命是十分有限的，所以应用的不能太过频繁，同时也不能对程序进行频繁的拆装，所以当前的单片机都是支持在线输入程序的。网络技术的发展对现代化信息技术的发展有着十分重要的意义，同时它对于社会发展也起着非常积极的作用，网络技术在人们的生产和生活中应用的越来越普遍，电子工程技术在很多行业的发展中都占据着非常重要的位置，在医学领域尤其如此，其在医学领域的进步在很大程度上促进了我国医疗事业的发展。

2.电子工程技术在单片机中的技术应用的现状及问题

2.1电子工程技术在单片机中的技术应用的现状

随着现代工业的发展，尤其是现代精密工业的发展，对计算机应用提出了更高的要求。计算机微型化是现代计算机发展的重要方向，现代电子工程技术的发展为这种微型化计算技术的出现提供了技术支撑。单片微型计算机依托现代电子工程技术，采用超大规模的集成电路技术开始把CPU、RAM、ROM和多种接口等集成到一小块硅片之中。目前，国内外电子计算机工程技术在单片机中的技术应用越来越广泛，可以说没有现代电子工程技术就带来不了单片机如今高速的发展态势。我国在此方面已经走在当今世界的前列，目前已经具备开发体积更小、集成度更高、功能更强大的单片计算机。国内各个高等院校的计算机专业研发力量已经开始与相关专门研究所紧密配合，并与计算机生产厂家形成利益共同体，加大提升了电子工程技术在单片机中的技术应用与转化为现实生产力的效率。总体上看，我国在此领域，已经形成了一套完成技术应用系统，极大推动我国单片机的技术应用水平，为国内外相关计算机应用领域提供了更多高运算能力的单片机。

2.2电子工程技术在单片机中的技术应用中存在的问题

目前，电子工程技术在单片机中的技术应用还是存在一些问题，如虽然体积比以往更小，但是存储量还是存在较小、功能简单等问题。出现这些问题最直接的因素就是现代电子工程技术还没有达到开发更高实用价值的技术水平。因此，我国在单片机的研发中，要正视存在的问题，提出及时的改进意见。

3.提升电子工程技术在单片机中技术应用水平的建议

3.1进一步加大电子工程技术的研发力度，为单片机的研发提供技术支撑

要想进一步开发高性能的单片机，必须要对电子工程技术进行更加深入的研发。现代电子工程技术是单片机发展的根本基石，如果没有现代电子工程技术的支撑，开发更高性能的单片机只是一个空想。因此，我国要进一步加大电子工程技术的研发力度，培养更多的高技术人才，形成更多自己的核心技术。当然，也不能忽视对世界上其他国家电子工程技术的学习和借鉴。电子工程技术是一项庞大的研究工程，而且这一工程没有终点，只有不断发展，才能够始终占据技术优势，才能够真正为更高性能的单片机的研制提供技术储备。

3.2依托现代高校，引进培养更多高素质专业人才

要想研发高性能的单片机，还需要相关专业人才的支持。要解决我国目前在此方面，高素质人才相对较少的现状。加大对相关人次的培养力度，高等院校是我国培养单片机研制人才的主阵地。因此，要想快速培养大量高素质计算机人才，必须要依托现代高校的师资力量。同时还要重视对国内外相关高技术人才的引进工作。这样才能够进一步为我国电子工程技术在单片机中的技术研发提供技术人员的储备。国家要建立专门的人才培养战略，这样才能够用最短的时间强化我国在此领域的人才优势。有了高素质人才，才能够解决目前电子工程技术在单片机技术应用中存在的问题，如存储量小，功能简单等，并进一步实现单片机更加微型化。

3.3政府要加大专项资金进行扶持力度，引进更多社会资金进入这一领域

做好电子工程技术在单片机中的技术应用，不管是从电子工程技术角度还是单片机本身角度，都需要大量人力、物力和财力的投入。如果单靠一个科研单位自己筹集研发资金，那是非常有限的。我国政府要在以往财政扶持基础上，进一步加大对这一领域专项资金的扶持力度。但是，单靠政府的财政扶持只是缓解问题，不能从根本上解决问题。因此各个研究单位要形成研发资金多元化筹集战略，实行更广范围的社会融资，让更多社会资金进入这一领域。如与相关企业进行紧密配合，让他们提供资金，优先享用技术成果，这是一个双赢的做法。

3.4与国外优秀科研单位进行交流与合作

通过积极地进行交流与合作，可以及时了解当今世界在此领域最新的研究信息，可以学习借鉴他们的独到的技术。当然，学习的目的最终是为了形成自己的技术优势。随着技术领域全球化合作趋势的加速，任何一个国家要想做好高端技术的研发工作，都离不开与他国的交流与合作。总之，加强电子工程技术在单片机中的技术应用是一个系统的过程，需要多方参与。这样才能够真正开发出更高性能的单片机，为我国工业发展和人民生活需要提供帮助。

4.结论

我国目前在电子工程技术应用于单片机中，虽然已经取得明显进步，但是还存在一些不足之处。这需要我国科研人员继续攻关，解决存在的一些技术问题。这样才能够做好这项工作，开发出更高性能的单片机，让中国在此领域保持优势的同时，更加快速发展。最终为我国工业发展，尤其是高端精密工业的发展提供巨大助力。本文就此问题谈了自己的一些看法，如有不当之处，请各位专家批评指正。

参考文献

[1]周小萍.电子工程技术在单片机中的技术应用[J].中小企业管理与科技(中旬刊)，(10)：181-183.

[2]刘爽.单片机接口技术的特点与应用设计分析[J].电子技术与软件工程，(20).

[3]刘磊.单片机原理及应用教学手段探索[J].电子世界，2013(21).

[4]刘延风，彭桦.我国电子信息工程发展现状及保障措施探讨[J].产业与科技论坛，(4).

篇6：单片机协处理器在电力系统中的应用

单片机协处理器在电力系统中的应用

摘要：单片机协处理器能分担主处理器的部分工作，使电力测控系统在运行速度、功能需求等性能上有明显的改善。

关键词：单片机协处理器硬件略图软件

前言

在电力测量及保护系统中，通常是由单片机构成数个乃至数十个前端处理器。它们通过串行通信与微机构成的中央处理器相连接，形成一个完整的系统，以实现对电力系统的遥测、遥信、遥调、遥控等功能。

前端处理器的核心就是单片机，从目前的情况来看，以Intel公司的16位单片机80C196系列（KB、KC等）应用最广。单片机要处理的问题很多。如I/O量、A/D模数转换、键盘、通信、显示等，处理一圈所花费的时间常称之为前端处理器的运行周期。在整个系统中，前端处理器的数量较多，中央处理器对其进行巡检时会花去较多的时间。若能将前端处理器的运行周期缩短，毫无疑问能提高整个系统的运行及处理速度，使系统的性能得以改善。

被处理的各量中，以模拟量的处理较为复杂且耗时较长。模拟量的处理内容较多，如模拟量周期（即工频）的测定、模拟通道的选择（多个模拟量同一时刻选通一个）、A/D转换及存储等，有时还须采样/保持控制等。如能将模拟量交给一个协处理器去处理，势必会减轻主处理器的负担，缩短主处理器的运行周期，同时还能为增强某些功能需求创造条件。模拟量的计算通常是用傅氏算法，其精度又与模拟信号一周期内采样点的多少有关。采样点多，精度就高，但耗费的时间也多。若前端处理器采用单一的CPU，由于受到时间和模拟通道数量的限制，采样点大约在12～24点。若采用协处理器，采样点可多至30～36点，模拟通道多至16个，也同样可正常工作。由于主处理器与协处理器的软件各自独立，使得在编制软件思想清晰，容易理顺。

一、硬件

图1给出了前端处理器中采用协处理器的硬件略图（只画出有关部分）。它的主处理器仍采用了当前流行的16位单片机80C196KB（IC6），协处理器采用了W78E51单片机（IC3）。W78E51的指令及性能同89C51，只是它的工作频率可以达到40MHz。由于有两个CPU同时运行，而且它们之间还有数据交换，如何去协调它们的工作是至关重要的，这需要通过硬件和软件的设计来加强保证。

图1中，IC1是8选1的`模拟通道芯片MAX338，若通道数量超过8，可选用MAX306，其通道数量可达16个。IC2为12位带采样保持功能的A/D模数变换芯片AD1674。IC4为地址锁存片74LS373，IC5为RAM存储芯片6264，它们附属于IC3，作为IC3的片外数据存储器。

硬件的工作过程是：工频电压或电流经处理后（经传感器或者电压/电流互感器、放大器、滤波器等处理）变为相应的模拟信号，分别从CI1的8个输入端（IN1～IN8）输入，具体选通哪路则取决于A0～A2的二进制数。而A0～A2又是由IC3的P10～P12决定。被选中通道的模拟量由IC1的OUT输出，经跟随器后进入IC2进行A/D变换，由R/C、A0控制变换的过程，STA给出变换结束的信号，它们分别由IC3的P15～P17实施控制和测试。变换完成的数字量为12位，分两次输出，第一次为高8位（DB11～DB4），第二

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篇7：SPCE061A单片机在USB通讯中的应用

SPCE061A单片机在USB通讯中的应用

USB(UniversalSerialBus)是通用串行总线。最初USB是由Compaq、Digital、IBM、Intel、Microsoft、NEC以及NorthernTelecom(北方电信公司)七家公司共同开发的一种新的外设连接技术。诸家公司联合提出这一新型总线，是为了解决PC机外围设备的拥挤和提高设备的传输速度。目前普遍采用的USB1．1主要应用在中低速外部设备上，它提供的传输速度有低速1．5Mbps和全速12Mbps两种。扣除用于总线状态、控制和错误监测等的数据传输，USB的最大理论传输速率仍达1.2Mb/s或9.6Mb/s，远高于一般的串行总线接口。现有的USB外设有：数字照相机、音箱、游戏杆、调制解调器、键盘、鼠标、扫描仪、打印机、光驱、软驱等。后随着微软在Windows98中内置了对USB接口的支持模块，加上USB设备的日渐增多，USB逐步走进了实用阶段、以惊人的速度发展。

由于现在市面上新出一款单片机SPCE061A，它非常有特色。本文主要介绍，利用SPCE061A和USB接口芯片PDIUSBD12来开发USB设备。SPCE061A单片机由台湾凌阳公司制造，SPCE061A单片机款式新颖，而且性价比极高。SPCE061A在2.6V~3.6V工作电压范围内的工作速度范围为0.32MHz~49.152MHz；2K字SRAM和32K字FLASH仅占一页存储空间；32位可编程的多功能I/O端口；两个16位定时器/计数器；低电压复位/监测功能；8通道10位模/数转换输入功能并具有内置自动增益控制功能的麦克风输入方式；双通道10位DAC方式的音频输出功能；指令系统提供具有较高运算速度的16位×16位的乘法运算指令和内积运算指令，为其应用增添了DSP功能.....。较高的处理速度使SPCE061A能够非常容易地、快速地处理复杂的数字信号。开发数字声音和语音识别产品，选择SPCE061A是一种最经济的选择。

本文所设计的USB设备系统的功能比较简单，它主要实现SPCE061A与PC机之间的简单通讯，是SPCE061A单片机的一种基本应用。这篇文章的主要目的是希望能够给读者起抛砖引玉的作用,开发者可以在这个基础上修改程序，轻松实现USB设备系统开发。本文所设计的系统具有三种简单功能：1.检测USB外设是否连接成功。2.通过点击PC端的应用软件上的按钮，可以点亮或熄灭与SPCE061A单片机IO口相连的LED灯。3.应用软件发送任意字符串到SPCE061A，SPCE061A接受、回送字符串，应用软件接受到字符串时，能够将它显示出来。

4.1系统组成

本USB通讯系统，主要由凌阳十六位单片机SPCE061A，Philips公司的USB接口芯片PDIUSBD12组成，系统框图如图3.10所示。

这个系统的基本工作流程为：PC端应用软件，发送ID0（为了使主机和设备方能同步，该系统定义了三个握手ID：ID0,ID1,ID2。）给PDIUSBD12，PDIUSBD12接收数据，产生中断通知SPCE061A单片机读取数据。SPCE061A如果读取的数据为ID0，那么发送ID0给PDIUSBD12；PC机端应用软件发送完数据后，读取外设发送的数据，如果读到的数据为ID0,那么弹出一个提示框，提示USB外设连接成功。此后PC机端的应用软件和USB外设之间的通讯都是通过ID来进行的。

4.2硬件设计

系统电路原理图如图3.11所示。其中PDIUSBD12用作实现PC机与SPCE061A单片机进行通信的高速通用并行接口。USB协议层的相关通讯协议通过PDIUSBD12来实现，它由硬件实现不需要固件的参与。SPCE061A单片机的主要作用：1.windows系统配置、枚举USB外设时，SPCE061A发送、接收相关的USB设备信息。2.windows系统配置、枚举USB外设成功后，根据接收到的ID,进行相应的操作，起控制作用。

SPCE061A内嵌32K的FLASH的存储空间、14个中断源,它在2.6~3.6V的工作电压范围内的工作速率范围为0.32MHz～49MHz，这使得它有较高的速率和存储空间来应付USB通讯。单片机SPCE061A与PDIUSBD12之间通讯采用中断方式，数据交换主要是靠SPCE061A单片机给PDIUSBD12发命令和数据来实现的。

PDIUSBD12通过这种方式来识别命令和数据：在ALE信号的下降沿时锁定地址，如果是奇地址，那么它接收的是命令；如果是偶地址，那么它发送或接收的是数据。PDIUSBD12的中断寄存器只要不为0,它的中断输出引脚（INT_N）就保持低电平，所以系统初始化时可将SPCE061A单片机的外部中断（下降沿触发）引脚IOB2设置为带上拉电阻输入。当PDIUSBD12的中断寄存器由零变为非零时，马上触发SPCE061A的外部中断，SPCE061A单片机在中断处理时，读取PDIUSBD12芯片的状态寄存器以清除中断寄存器中对应位，使得中断引脚变为高电平。这样使得SPCE061A可以在退出中断后，可随时响应外部中断。

图3.11中的LED1灯非常有用，它是PDIUSBD12的GOODLINK指示灯，在系统枚举时会根据通信的状况间歇闪烁，当PDIUSBD12被枚举和配置成功后，将一直点亮。随后在USB通信时会闪烁，这对调试非常有用。

4.3软件设计

USB设备的软件设计主要包括两部分：一、USB设备端的单片机软件，主要完成USB协议处理与数据交换。二、PC端的程序，由USB驱动程序和用

户服务程序两部分组成，用户服务程序通过USB驱动程序通信，由系统完成USB协议的处理与数据传输。

该系统单片机端的软件流程如图3.12所示。SPCE061A单片机控制程序由三部分组成：第一、初始化SPCE061A和PDIUSBD12。第二、主循环部分，主要任务是判断标志位是否改变，如果改变则执行相应的`程序，否则一直循环等待中断。第三、中断服务程序，主要任务是接收、发送数据，设置相应的标志位。主机首先要发令牌包给PDIUSBD12，PDIUSBD12接收到令牌包后就给单片机发中断，单片机进入中断服务程序，首先读PDIUSBD12的中断寄存器，判断USB令牌包的类型，然后执行相应的操作。因此，单片机程序主要就是中断服务程序的编写。在USB单片机程序中要完成对各种令牌包的响应，其中比较难处理的是SETUP包，主要是端点0的编程。

系统初始化部分包括系统时钟，IO口，中断设置（开外部中断），PDIUSBD12芯片软件复位、初始化。该主流程的核心部分是协议层的请求处理，它关系到PC机枚举USB外设成功与否。所以在调试单片机程序的时候，要特别注意Window对USB设备的枚举顺序。如果枚举成功，主机将找到新的设备，提示安装驱动程序；否则找到未知设备，USB外设不可用。

中断服务子程序的编写，采用混合编程，也就是说，在汇编程序中调用C函数，这样可以提高代码的可读性。中断服务子程序的流程如图3.13所示，有好几个地方，只做清中断处理，这是因为有些端点没有用到。它只作为一个程序接口，为扩展系统功能用。

目前编写主机的USB驱动程序主要采用三种方法。第一，使用WindowsDDK来编写驱动程序，难度很大，但是非常灵活；第二，使用DriverStudio开发工具来生成驱动程序；第三，使用Windriver开发工具来生成驱动程序。用后面两种方法来开发驱动程序的周期短，但是不灵活。本系统的驱动程序采用DDK编写，用户服务程序能够通过驱动程序与PDIUSBD12芯片中任意端点通讯，因此编写用户服务程序也是非常灵活的。

4.4总结

通常在开发USB设备产品，需要编写实时性、程序可读性要求很高的代码，这时就需要采用混合编程。而凌阳的m’nSP™IDE具有良好的编程环境，它可以很轻松、很容易进行混合编程（在C程序中调用汇编程序，在汇编程序中调用C程序）。

在该系统中，只用到了SPCE061A单片机的外部中断、IO口资源。其实SPCE061A单片机的资源很丰富，它除了具有普通单片机功能以外，还具有语音识别、语音录放等功能。因此这个系统只是一个雏形，SPCE061A还能够实现比较复杂的功能，比如使用SPCE061A的录音功能进行录音并将语音数据存储到外扩的FLASH，然后通过USB通讯，将语音数据送到PC机上播放，同样也可以将PC机上压缩后的语音文件下载到SPCE061A上进行播放。这样可以很容易使用SPCE061A可以开发录音笔、电话记录仪等USB设备。因此利用SPCE061A开发USB设备产品的前景是非常广阔的。

篇8：液晶显示模块DMF-50081在单片机系统中的应用

液晶显示模块DMF-50081在单片机系统中的应用

摘要：通过一个小型监控单元的设计实践，详细介绍了一种使用89C51单片机和大屏幕液晶显示模块DMF-50081，进行图形和文本混合显示的软硬件设计思路和编程技巧。给出了DMF-50081与单片机的硬件连接电路和部分程序代码。

关键词：单片机SED1335控制器图形汉字DMF-50081

香港精电公司的DMF-50081点阵图形液晶显示模块是由大屏幕LCD液晶显示器、SED1335控制器、CCFL背光逆变器和DC-DC显示驱动电源四部分组成。它与同类液晶显示模块相比，具有显示信息量大、亮度高、微功耗、体积小、质量轻、超薄等诸多优点，在移动通讯、仪器仪表、电子设备、家用电器等各方面有着十分广泛的用途。

下面以DMF-50081在某工程项目中进行实时监控的实际应用系统为例，详细阐述DMF-50081液晶显示模块的应用方法。

1DMF-50081模块说明

DMF-50081液晶显示器为320×240点阵，能容纳16×16点阵的汉字共20行×15列，且具有较高分辨率（点为0.27×0.27mm）。该器件的外型尺寸为139×120mm，厚度为2.5mm,屏幕可视区为103×79mm。显示方式为全透反显，显示颜色为兰底白字。屏幕右侧有14芯接口与SED1335控制板的J2接口相连，具体管脚说明见表1。由于LCD背光显示需要提供特殊电源，因此外围电路中除了提供正常电源外，还需要冷阴极背光电源逆变器和DC-DC变换器。屏幕下部用2芯背光驱动接口与CCFL背光逆变器输出相连。

表114芯LCD接口功能

管脚符号有效电平功能1FLM高帧起始信号2LP高-低数据锁存信号3CP高-低数据移位信号4MP高/低交流驱动信号5Vadj负对比度调整电压6Vcc+5V正电源7Vss0V电源地8Vee负负电源9～12D0～D3高/低显示数据线13Doff低高：正常；低：关显示14NC-空脚

1.2SED1335控制器的引脚功能说明

SED1335控制器是日本SEIKOEPSON公司出品的液显示控制器，是一种宽工作电压型2.7～5.5V控制器，它在同类液晶显示控制器产生中是功能最强的一个。其主要特点有：

*带有较强功能的I/O缓冲器；

*指令功能丰富，四位数据可并行发送，最大驱动能力为640×256点阵；

*DMF-50081LCD显示器件支持文本、图形和图文三层混排显示方式，可显示复杂的文字及图形，而且功能强大，操作灵活。

SED1335控制板外形尺寸为90×50mm，板上有两个接口：分别为J1和J2，其中J1为单片机控制板接口（16针），J2为液晶显示器（LCD）接口。表2所列是与单片机系统进行接口的引脚功能说明。

表216芯MPU接口引脚功能

管脚名称有效电平功能1GND0V电源地2Vcc+5V正电源3Vadj负显示对比度调整4WR低写信号5RD低读信号6CE低片选信号7A0高/低高：写命令字或读数据

低：写数据参数或读状态8RST低复位信号9～16DB0～DB7高/低数据线

SED1335的硬件部分由MPU接口单元、内部控制单元、驱动单元等组成。

接口单元具有功能较强的I/O缓冲器。它主要表现在两个方面：第一是MPU访问SED1335时，不须判断其“忙”状态，SED1335可随时准备接受MPU的访问，并在内部时序下及时把MPU发来的指令、数据传输就位。第二是指SED1335在接口单元设置了与8080系列和M6800系列MPU相适配的两种操作时序电路，它们可通过器件引脚的电平设置在二者中选择其一。

DMF-50081液晶显示模块中的控制单元由振荡器、功能逻辑电路、显示RAM管理电路、字符库及其管理电路以及可产生驱动时序的时序发生器组成。它可以管理64k字节显示RAM，显示RAM可设置为文本显示或图形显示方式，在两种显示方式下，显示RAM内的每个字节数据可对应不同的显示内容。SED1335在其内部字符发生器CGROM中固化了160种5×7点阵字符。另外，器件中的驱动单元还具有各显示区的合成显示能力、传输数据的组织功能及产生液晶显示模块所需时序。

1.3CCFL背光逆变器

该LCD模块采用的是CCFL背光，它是一种冷阴极荧光灯，具有亮度高、功耗低等特点，可适用于大面积显示所需的背光，但需要相对应的逆变器。本系统采用PYE-L10A型逆变器，它由典型的差分对振荡电路组成，其输出通过电容分成两路，可以同时点亮两个灯管。它使用方便，输入为+5V电压，输出为交流1300V（7mA）左右，频率在20～30kHz，具有极小的转换损耗和较高的输出效率。外型尺寸为43×20×13.7mm。通常被安装在单片机控制板上，两个交流输出端用高压线引出与LCD相连。由于CCFL使用的是高压供电，所以在使用时务必小心谨慎，以防止因高压短接损坏其它器件。另外，在使用时还应注意该接口引线不宜过长，不要使用排线作为其输出线。

1.4驱动电源（DC-DC）电路

一般情况下，LCD液晶显示器件的驱动是通过建立一定电压的电场来实现的。由于LCD通常需要一个负电压的驱动电源。因此，该驱动电路采用MC34063DC-DC转换芯片来生成负电压。该DC-DC的输入电压为5V，输入电流为60mA，板上具有调节电位器，输出的负电压可以在-2～-22V之间调节，以适应所有液晶显示模块驱动的需要。使用时，可将它靠近MPU接口，安装在单片机的控制板上。

2系统硬件组成

该系统的硬件组成框图如图1所示。

图2所示是89C51单片机与SED1335控制板的硬件电路连接方法。

3软件设计

该系统的程序设计使用MCS51系列汇编指令编制而成。SED1335的软件功能非常强大。它一共有14条指令，且多数指令都带有若干个参数。在硬件系统上电复位后，可通过软件根据所控制的.液晶显示模块的特性和需要显示的方式来设置各个指令的参数以初始化系统，之后，就可以由单片机把数据直接送给SED1335的显示缓存，然后由SED1335来控制液晶显示。

下面通过一一个显示文本反白字符和16×16图形汉字的程序来简要说明SED1335的文本和图形的混合显示。先在初始化子程序中将OVLAY参数在一、三区设置为文本属性，在二、四区设置为图形属性的二重异或合成显示方式（即01H）；然后再将DISPON/OFF参数设置为一至四区开显示（即56H）.反白显示字符是在图形区相关位置写入FFH，以使其与文本区的相关位置中的字符进行异或后显示，从而得到所需的显示效果。在图形方式下显示汉字时，可先将汉字取模，然后在程序区内建立汉字库，最后由程序再逐字节向图形区SAD2的相应单元写入即可。

下面给出用DMF-50081进行显示的部分软件程序代码：

主程序：

MAIN：MOVSAD2L，#08H；设置图形区SAD2光标初值

MOVSAD2H，#40H

LCALLINTR；调液晶初始化子程序

LCALLCLEAR；调清显示子程序

LCALLCW_PR；调显示字符子程序

LCALLDLYS；调反白子程序

LCALLCCW_PR；调显示汉字子程序

LOOP：NOP

AJMPLOOP

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