單片機原理與應(yīng)用_08單片機應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計

1、8.1 8.1 多路巡回檢測系統(tǒng)設(shè)計多路巡回檢測系統(tǒng)設(shè)計8.2 8.2 單片機控制系統(tǒng)執(zhí)行機構(gòu)接口技術(shù)單片機控制系統(tǒng)執(zhí)行機構(gòu)接口技術(shù)8.3 RS-232C8.3 RS-232C總線標(biāo)準(zhǔn)與接口電路總線標(biāo)準(zhǔn)與接口電路8.4 8.4 單片機控制系統(tǒng)設(shè)計單片機控制系統(tǒng)設(shè)計 第八章第八章 單片機應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計單片機應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計 8.18.1多路巡回檢測系統(tǒng)設(shè)計多路巡回檢測系統(tǒng)設(shè)計 在單片機多路巡回檢測系統(tǒng)中包含兩個方面的含義。其一是在在單片機多路巡回檢測系統(tǒng)中包含兩個方面的含義。其一是在指定的時間檢測外部信號的有或無，包括開關(guān)信號和模擬信號；其指定的時間檢測外部信號的有或無，包括開關(guān)信號和模擬信號；其

2、二是對模擬信號進行量化采集與處理。本節(jié)主要介紹多路模擬信號二是對模擬信號進行量化采集與處理。本節(jié)主要介紹多路模擬信號的巡回采集和量化處理。的巡回采集和量化處理。8.1.1 8.1.1 多路巡回檢測系統(tǒng)多路巡回檢測系統(tǒng)8.1.2 8.1.2 集成化多路模擬輸入數(shù)據(jù)集成化多路模擬輸入數(shù)據(jù) 采采 集集 系系 統(tǒng)統(tǒng) MN7150MN71508.1.3 8.1.3 多路巡回檢測系統(tǒng)設(shè)計多路巡回檢測系統(tǒng)設(shè)計8.1.18.1.1多路巡回檢測系統(tǒng)多路巡回檢測系統(tǒng) 多路巡回檢測系統(tǒng)用來對多路模擬信號進行巡回采集，其結(jié)果送單多路巡回檢測系統(tǒng)用來對多路模擬信號進行巡回采集，其結(jié)果送單片機或其它計算機處理。常用的結(jié)構(gòu)

3、形式有三種，一種是共享采樣保持片機或其它計算機處理。常用的結(jié)構(gòu)形式有三種，一種是共享采樣保持和和A/DA/D轉(zhuǎn)換電路，另一種是共享轉(zhuǎn)換電路，另一種是共享A/DA/D轉(zhuǎn)換電路，第三種是并行轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)。轉(zhuǎn)換電路，第三種是并行轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)。 1 1共享采樣保持和共享采樣保持和A/DA/D轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換電路 共享采樣保持和共享采樣保持和A/DA/D轉(zhuǎn)換電路是指多路模擬信號共用一套采樣保持轉(zhuǎn)換電路是指多路模擬信號共用一套采樣保持器和器和A/DA/D轉(zhuǎn)換電路，其邏輯結(jié)構(gòu)如圖轉(zhuǎn)換電路，其邏輯結(jié)構(gòu)如圖8.18.1所示。所示。 圖圖8.1 8.1 共享共享S/HS/H和和A/DA/D結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)多路開關(guān)IN0IN1.INn

4、1主機S/HA/DI/O控制邏輯 多路模擬量信號在主機的控制下依次或者有選擇地通過多路開關(guān)，送多路模擬量信號在主機的控制下依次或者有選擇地通過多路開關(guān)，送入采樣保持器和入采樣保持器和A/DA/D轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換結(jié)果再經(jīng)轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換結(jié)果再經(jīng)I/OI/O接口電路送主機。這種結(jié)接口電路送主機。這種結(jié)構(gòu)電路簡單，使用器件少，成本低。構(gòu)電路簡單，使用器件少，成本低。 2 2共享共享A/DA/D轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換電路 為了提高多路巡回檢測系統(tǒng)的采集速度，可以在每一路模擬信號為了提高多路巡回檢測系統(tǒng)的采集速度，可以在每一路模擬信號的輸入端設(shè)置一個采樣保持器。采樣保持器輸出的信號經(jīng)多路開關(guān)的輸入端設(shè)置一個采樣保持器。采

5、樣保持器輸出的信號經(jīng)多路開關(guān)送送A/DA/D轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換結(jié)果再經(jīng)轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換結(jié)果再經(jīng)I/OI/O接口電路送主機，其邏輯結(jié)構(gòu)如圖接口電路送主機，其邏輯結(jié)構(gòu)如圖8.28.2所示。所示。 這種結(jié)構(gòu)為每一路模擬量輸入端增添了一個采樣保持器，使硬件這種結(jié)構(gòu)為每一路模擬量輸入端增添了一個采樣保持器，使硬件成本增加，但提高了速度，因而應(yīng)用較廣。成本增加，但提高了速度，因而應(yīng)用較廣。圖圖8.2 8.2 共享共享A/DA/D結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)IN1S/H多路開關(guān)主機A/DI/O.INn-1S/HIN0S/H.控制邏輯3 3并行轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)并行轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu) 并行轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)是在每一路模擬信號輸入端都設(shè)有采樣保持器和并行轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)是在每一

6、路模擬信號輸入端都設(shè)有采樣保持器和A/DA/D轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換器，在主機的控制下可對多路模擬信號同時采樣，進行在主機的控制下可對多路模擬信號同時采樣，進行A/DA/D轉(zhuǎn)換，然后由主機依次轉(zhuǎn)換，然后由主機依次讀取。這種結(jié)構(gòu)使用的器件多，成本高，但一致性好，適合于多點實時檢測讀取。這種結(jié)構(gòu)使用的器件多，成本高，但一致性好，適合于多點實時檢測系統(tǒng)。系統(tǒng)。 對于采樣頻率高的實時處理系統(tǒng)，還可在每一路中設(shè)置一個微處理器。由對于采樣頻率高的實時處理系統(tǒng)，還可在每一路中設(shè)置一個微處理器。由各路中的微處理器控制本路中的數(shù)據(jù)采集，并進行預(yù)處理，然后傳送給主機。各路中的微處理器控制本路中的數(shù)據(jù)采集，并進行預(yù)處理，然后

7、傳送給主機。這種結(jié)構(gòu)常稱為分布式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。這種結(jié)構(gòu)常稱為分布式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。 圖圖8.3 8.3 并行轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)并行轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)控制邏輯主機IN0IN1INn-1S/HA/DI/O接口.S/HA/DI/O接口S/HA/DI/O接口8.1.28.1.2集成化多路模擬輸入數(shù)據(jù)集成化多路模擬輸入數(shù)據(jù)采采 集集 系系 統(tǒng)統(tǒng) MN7150MN7150 隨著大規(guī)模集成電路的發(fā)展，多路模擬信號輸入通道的集隨著大規(guī)模集成電路的發(fā)展，多路模擬信號輸入通道的集成化程度也在不斷地提高。于是把輸入通道中的多路轉(zhuǎn)換開關(guān)、成化程度也在不斷地提高。于是把輸入通道中的多路轉(zhuǎn)換開關(guān)、放大器、采樣保持器以及放大器、采樣保持器以及A

8、/DA/D轉(zhuǎn)換器集成在一塊芯片中，構(gòu)成一轉(zhuǎn)換器集成在一塊芯片中，構(gòu)成一個完整的多路模擬信號采集系統(tǒng)。下面以個完整的多路模擬信號采集系統(tǒng)。下面以MN1750MN1750為例，說明集為例，說明集成化多路模擬輸入數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的組成、性能和使用。成化多路模擬輸入數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的組成、性能和使用。1 1MN1750MN1750內(nèi)部組成內(nèi)部組成 MN1750MN1750是一種功能比較齊全的是一種功能比較齊全的1212位數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，有位數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，有6262個引腳，個引腳，內(nèi)部組成內(nèi)部組成如圖如圖8.48.4所示，包含一個有所示，包含一個有35V35V過壓保護的多路開關(guān)的通道過壓保護的多路開關(guān)的通道地址鎖

9、存器地址鎖存器/ /計數(shù)器，一個輸入阻抗高達計數(shù)器，一個輸入阻抗高達10108 8、增益可設(shè)定為、增益可設(shè)定為1100011000的測量放大器，一個帶保持電容器、最大采樣時間為的測量放大器，一個帶保持電容器、最大采樣時間為10s10s的高速采樣的高速采樣保持器，一個保持器，一個10V10V參考電壓，一個參考電壓，一個1212位位A/DA/D轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換器，3 3個個4 4位三態(tài)輸出位三態(tài)輸出緩沖器以及定時控制邏輯電路等。緩沖器以及定時控制邏輯電路等。MN1750MN1750可提供兩種模擬信號輸入形可提供兩種模擬信號輸入形式，一種是式，一種是MN1750-8MN1750-8，提供，提供8 8路差

10、動輸入通道；另一種是路差動輸入通道；另一種是MN1750-16MN1750-16，提供提供1616路單端輸入通道。兩種器件的信號輸入路單端輸入通道。兩種器件的信號輸入/ /輸出率不低于輸出率不低于5000050000通通道道/ /秒。秒。 Status.多路開關(guān)Ch0Ch1Ch15AmpInputGainSettingRaesistorExternalHoldCapaciter放大T/HT/HOutBipolarInputMuxEnable定時控制邏輯A1 A2 A4 A8LoadClear多路開關(guān)地址鎖存器/計數(shù)器A1A2A4A8MuxAddressOutputStrobeR DelayMu

11、xAddress Input+10VREF+10VREF Out+15V Supply-15V Supply+5V SupplyAnalog Signal GNDAnalog Power GNDDigital GNDMSBBit14三態(tài)緩沖器Bit58三態(tài)緩沖器Offset AdjustGain AdjustEnable14Enable58三態(tài)緩沖器Bit912Enable912LSB12位A/D轉(zhuǎn)換器圖圖8.4 MN17508.4 MN1750內(nèi)部組成內(nèi)部組成 在實際使用時，通過外接電阻可使放大器的增益設(shè)定在在實際使用時，通過外接電阻可使放大器的增益設(shè)定在1 110001000范圍之內(nèi)，采集

12、信號的量程在范圍之內(nèi)，采集信號的量程在10mV10mV到到10V10V之間可變。模擬信號之間可變。模擬信號的選擇由送入多路開關(guān)地址鎖存器中的地址決定。該地址鎖存器又的選擇由送入多路開關(guān)地址鎖存器中的地址決定。該地址鎖存器又具有計數(shù)功能，在順序采集時可自動指示下一輸入通道。輸出分為具有計數(shù)功能，在順序采集時可自動指示下一輸入通道。輸出分為三組，每組三組，每組4 4位，由三個三態(tài)輸出緩沖器控制。位，由三個三態(tài)輸出緩沖器控制。2 2引腳功能引腳功能 MN1750MN1750共有共有6262個引腳，排列成矩形，頂視有點處為個引腳，排列成矩形，頂視有點處為1 1，逆時針，逆時針排序，其定義如書中表排序，

13、其定義如書中表8.18.1所示，功能如下：所示，功能如下： （1 1）數(shù)字信號引腳功能）數(shù)字信號引腳功能Mux EnableMux Enable：內(nèi)部多路開關(guān)允許。為：內(nèi)部多路開關(guān)允許。為1 1時，允許內(nèi)部多路開關(guān)工作；時，允許內(nèi)部多路開關(guān)工作；為為0 0時，禁止內(nèi)部多路開關(guān)工作。時，禁止內(nèi)部多路開關(guān)工作。 Status(E.O.C) Status(E.O.C) ：轉(zhuǎn)換結(jié)束信號。為：轉(zhuǎn)換結(jié)束信號。為0 0時，表示正在進行信號采樣；時，表示正在進行信號采樣；為為1 1時，表示正在進行時，表示正在進行A/DA/D轉(zhuǎn)換；由轉(zhuǎn)換；由1 1變?yōu)樽優(yōu)? 0時，表示轉(zhuǎn)換結(jié)束。時，表示轉(zhuǎn)換結(jié)束。Strobe

14、Strobe ：啟動信號，低電平有效。當(dāng)：啟動信號，低電平有效。當(dāng)Strobe Strobe 由由1 1變?yōu)樽優(yōu)? 0時，其下降沿時，其下降沿更新通道地址，啟動信號采樣與轉(zhuǎn)換。更新通道地址，啟動信號采樣與轉(zhuǎn)換。Mux Address InputMux Address Input：在隨機尋址方式下輸入通道地址。：在隨機尋址方式下輸入通道地址。Mux Address OutMux Address Out：多路開關(guān)地址鎖存器：多路開關(guān)地址鎖存器/ /計數(shù)器輸出，表示正在進行計數(shù)器輸出，表示正在進行采集的通道地址。采集的通道地址。loadload：尋址方式選擇。：尋址方式選擇。0 0表示隨機尋址方式，

15、表示隨機尋址方式，1 1表示順序?qū)ぶ贩绞?。表示順序?qū)ぶ贩绞健learclear：清：清0 0信號，低電平有效，使多路開關(guān)地址鎖存器信號，低電平有效，使多路開關(guān)地址鎖存器/ /計數(shù)器清計數(shù)器清0 0，強制選擇強制選擇Ch0Ch0。Enable(Bit9Enable(Bit912) 12) ：數(shù)據(jù)輸出允許，低電平有效，使：數(shù)據(jù)輸出允許，低電平有效，使Bit9Bit91212經(jīng)三經(jīng)三態(tài)緩沖器輸出。態(tài)緩沖器輸出。Enable(Bit5Enable(Bit58) 8) ：數(shù)據(jù)輸出允許，低電平有效，使：數(shù)據(jù)輸出允許，低電平有效，使Bit5Bit58 8經(jīng)三態(tài)經(jīng)三態(tài)緩沖器輸出。緩沖器輸出。Enable(B

16、it1Enable(Bit14)4)：數(shù)據(jù)輸出允許，低電平有效，使：數(shù)據(jù)輸出允許，低電平有效，使Bit1Bit14 4經(jīng)三態(tài)緩經(jīng)三態(tài)緩沖器輸出。沖器輸出。（2 2）模擬信號引腳功能）模擬信號引腳功能R DelayR Delay：當(dāng)內(nèi)部放大器設(shè)置為高增益時，外接電阻增大采樣保持器：當(dāng)內(nèi)部放大器設(shè)置為高增益時，外接電阻增大采樣保持器的時間。的時間。Gain AdjustGain Adjust：增益調(diào)節(jié)，用來外接：增益調(diào)節(jié)，用來外接20k20k的增益調(diào)節(jié)電位器。的增益調(diào)節(jié)電位器。Offset AdjustOffset Adjust：偏移量調(diào)節(jié)，用來外接：偏移量調(diào)節(jié)，用來外接20K20K的偏移量調(diào)節(jié)電

17、位器。的偏移量調(diào)節(jié)電位器。Bipolar InputBipolar Input：單：單/ /雙極性工作方式選擇。若選擇單極性工作（雙極性工作方式選擇。若選擇單極性工作（0+10V0+10V）方式，該引腳聯(lián)接方式，該引腳聯(lián)接T/H OutputT/H Output端；若選擇雙極性工作（端；若選擇雙極性工作（10V10V）方式，該引腳）方式，該引腳聯(lián)接聯(lián)接+10V Referece Out+10V Referece Out端。端。 +10V Referece Out+10V Referece Out：與：與Bipolar InputBipolar Input配合使用，若選擇雙極性工作配合使用，若選

18、擇雙極性工作（10V10V）方式，該相腳聯(lián)接到）方式，該相腳聯(lián)接到Bipolar InputBipolar Input端；若選擇單極性工作端；若選擇單極性工作（0+10V0+10V）方式，該引腳斷開；若用來驅(qū)動外部負載，應(yīng)加緩沖器）方式，該引腳斷開；若用來驅(qū)動外部負載，應(yīng)加緩沖器/ /驅(qū)動器。驅(qū)動器。 External Hold CapacitorExternal Hold Capacitor：外接聚炳烯或聚四氟乙烯保持電容，以改善：外接聚炳烯或聚四氟乙烯保持電容，以改善T/HT/H的下降率。的下降率。 Track/Hold OutputTrack/Hold Output：采樣保持器輸出。與：

19、采樣保持器輸出。與Bipolar InputBipolar Input配合使用，若選配合使用，若選擇單極性工作（擇單極性工作（0+10V0+10V）方式，該引腳聯(lián)接到）方式，該引腳聯(lián)接到Bipolar InputBipolar Input端。端。 Gain Setting ResistorGain Setting Resistor：外接增益控制電阻或電位器（：外接增益控制電阻或電位器（R=20k/R=20k/（G-G-1 1），該兩引腳斷開時，），該兩引腳斷開時，G=1G=1。 Instru Amp InputInstru Amp Input：用于擴展外部多路開關(guān)。對于：用于擴展外部多路開關(guān)。

20、對于MN1750-16MN1750-16，常把，常把Instru Amp(-) InputInstru Amp(-) Input接到模擬信號的公共端。接到模擬信號的公共端。 3 3工作方式工作方式 為了滿足不同的工作需要，為了滿足不同的工作需要，MN1750MN1750備用三種工作方式，即隨機備用三種工作方式，即隨機尋址方式、順序?qū)ぶ贩绞胶晚樞驅(qū)ぶ愤B續(xù)轉(zhuǎn)換方式。尋址方式、順序?qū)ぶ贩绞胶晚樞驅(qū)ぶ愤B續(xù)轉(zhuǎn)換方式。（1 1）隨機尋址方式）隨機尋址方式 隨機尋址方式是指通道地址隨機給出。當(dāng)隨機尋址方式是指通道地址隨機給出。當(dāng) 引腳設(shè)置為低電引腳設(shè)置為低電平時選擇隨機尋址方式，平時選擇隨機尋址方式，4 4

21、位地址碼由位地址碼由Mux Address InputMux Address Input的的A A8 8、A A4 4、A A2 2、A A1 1輸入，經(jīng)譯碼選中多路開關(guān)中的某一路。輸入，經(jīng)譯碼選中多路開關(guān)中的某一路。 的下降沿啟動的下降沿啟動一次采樣與轉(zhuǎn)換周期。在這種方式下，由于一次采樣與轉(zhuǎn)換周期。在這種方式下，由于 作用于控制邏輯作用于控制邏輯電路，而不是直接驅(qū)動地址鎖存器，故需輸入地址在電路，而不是直接驅(qū)動地址鎖存器，故需輸入地址在 下降沿下降沿之后保持之后保持50ns50ns。 LoadStrobe+Strobe+Strobe+（2 2）順序?qū)ぶ贩绞剑╉樞驅(qū)ぶ贩绞?順序?qū)ぶ贩绞绞怯傻刂?/p>

22、鎖存器順序?qū)ぶ贩绞绞怯傻刂锋i存器/ /計數(shù)器依次計數(shù)提供通道地址。計數(shù)器依次計數(shù)提供通道地址。 當(dāng)當(dāng) 引腳設(shè)置為高電平時選擇順序?qū)ぶ贩绞健?nèi)部地址鎖存器引腳設(shè)置為高電平時選擇順序?qū)ぶ贩绞?。?nèi)部地址鎖存器/ /計數(shù)計數(shù)器處于計數(shù)狀態(tài)，每轉(zhuǎn)換完一次計數(shù)器加器處于計數(shù)狀態(tài)，每轉(zhuǎn)換完一次計數(shù)器加1 1，指示下一通道地址。在這，指示下一通道地址。在這種工作方式下，種工作方式下， 使通道地址加使通道地址加1 1，并啟動一次采樣與轉(zhuǎn)換周期。初，并啟動一次采樣與轉(zhuǎn)換周期。初始地址可隨機輸入，也可由清始地址可隨機輸入，也可由清0 0開始，也可由隨機尋址方式轉(zhuǎn)入順序?qū)ら_始，也可由隨機尋址方式轉(zhuǎn)入順序?qū)ぶ贩绞?。址?/p>

23、式。（3 3）順序?qū)ぶ愤B續(xù)轉(zhuǎn)換方式）順序?qū)ぶ愤B續(xù)轉(zhuǎn)換方式 順序?qū)ぶ愤B續(xù)轉(zhuǎn)換方式是把順序?qū)ぶ愤B續(xù)轉(zhuǎn)換方式是把 輸出饋接到輸出饋接到 引腳。在順序引腳。在順序?qū)ぶ贩绞较掠赊D(zhuǎn)換結(jié)束標(biāo)志去啟動下一通道的采樣與轉(zhuǎn)換，依次實現(xiàn)順尋址方式下由轉(zhuǎn)換結(jié)束標(biāo)志去啟動下一通道的采樣與轉(zhuǎn)換，依次實現(xiàn)順序?qū)ぶ愤B續(xù)轉(zhuǎn)換。序?qū)ぶ愤B續(xù)轉(zhuǎn)換。 LoadStrobe+Strobe+Strobe+8.1.3 8.1.3 多路巡回檢測系統(tǒng)設(shè)計多路巡回檢測系統(tǒng)設(shè)計1. 1. 多路模擬信號輸入電路多路模擬信號輸入電路 在設(shè)計一個多路巡回檢測系統(tǒng)時主要考慮的問題有兩個，一個巡回在設(shè)計一個多路巡回檢測系統(tǒng)時主要考慮的問題有兩個，一個巡回檢測

24、的的路數(shù)，二是數(shù)據(jù)采集的精度。對于不同的精度要求，可選用不檢測的的路數(shù)，二是數(shù)據(jù)采集的精度。對于不同的精度要求，可選用不同的同的A/DA/D轉(zhuǎn)換器，譬如轉(zhuǎn)換器，譬如8 8位、位、1010位、位、1212位甚至位甚至1616位等。當(dāng)檢測路數(shù)較多時位等。當(dāng)檢測路數(shù)較多時可選用不同的多路轉(zhuǎn)換開關(guān)，甚至還可以使用多路開關(guān)級聯(lián)，以致構(gòu)成可選用不同的多路轉(zhuǎn)換開關(guān)，甚至還可以使用多路開關(guān)級聯(lián)，以致構(gòu)成6464路、路、128128路或路或256256路的模擬輸入轉(zhuǎn)換開關(guān)，以滿足多路巡回檢測的需要。路的模擬輸入轉(zhuǎn)換開關(guān)，以滿足多路巡回檢測的需要。例如圖例如圖8.58.5所示是由兩個所示是由兩個8 8路輸入、一路

25、輸出的多路開關(guān)與路輸入、一路輸出的多路開關(guān)與ADC 0809ADC 0809構(gòu)成構(gòu)成的的8 8位多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的硬件聯(lián)接示意圖。兩個多路開關(guān)提供位多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的硬件聯(lián)接示意圖。兩個多路開關(guān)提供1616路輸入路輸入通道，再加上通道，再加上ADC 0809ADC 0809的另外的另外6 6路輸入，一共可構(gòu)成路輸入，一共可構(gòu)成2222路的模擬輸入多路路的模擬輸入多路采集系統(tǒng)。采集系統(tǒng)。 2 2用用MN7150MN7150構(gòu)成多路巡回檢測系統(tǒng)構(gòu)成多路巡回檢測系統(tǒng) 由于由于MN1750MN1750內(nèi)部設(shè)有內(nèi)部設(shè)有1212位的位的A/DA/D轉(zhuǎn)換電路、轉(zhuǎn)換電路、1616路通道轉(zhuǎn)換開關(guān)，路通道轉(zhuǎn)換開關(guān)

26、，因此用來構(gòu)成多路巡回檢測系統(tǒng)極為方便。因此用來構(gòu)成多路巡回檢測系統(tǒng)極為方便。圖圖8.68.6所示是由一塊所示是由一塊MN1750MN1750構(gòu)成的構(gòu)成的1616路單極性路單極性/8/8路雙極性巡回檢測系統(tǒng)。中央處理器選路雙極性巡回檢測系統(tǒng)。中央處理器選用用80C5180C51單片機，單片機，EPROM 27256EPROM 27256用來存放系統(tǒng)程序，用來存放系統(tǒng)程序，RAM62128RAM62128用來存用來存放采集到的數(shù)據(jù)，放采集到的數(shù)據(jù)，Mux Address InputMux Address Input由由P1.3P1.3P1.3P1.3提供，提供， 由由 P1.4P1.4產(chǎn)生，由產(chǎn)

27、生，由 P1.5P1.5產(chǎn)生，產(chǎn)生， 由由P1.6P1.6產(chǎn)生。轉(zhuǎn)換結(jié)束標(biāo)志產(chǎn)生。轉(zhuǎn)換結(jié)束標(biāo)志 可由可由CPUCPU檢測，也可作為中斷請求信號送檢測，也可作為中斷請求信號送80C5180C51的的 。 LoadClearStrobeStatusINT0 A0 A1362128D0 D7 WE OEA0 A1427256D0 D7 OECE74LS373G74LS13911. Bit41 Bit125Enable1-4Enable5-8Enable9-12Mux ADD InputLoadClearStrobeBipolar InputT/H OutputCh0Ch1Ch15.StatusMux

28、 Enable4+5VP2.6P2.0P0口PSENWERDP1.3P1.0P1.4P1.5P1.6P1.7P3.2P2.7ALE80C51CE4EA圖8.6 由MN7150構(gòu)成多路巡回檢測系統(tǒng) 采用順序?qū)ぶ贩绞匠绦蛟O(shè)計如下：采用順序?qū)ぶ贩绞匠绦蛟O(shè)計如下： 發(fā)Strobe,啟動轉(zhuǎn)換 ORG 2000H MOVR7，#10H；設(shè)置計數(shù)初值 MOVR0，#40H；緩沖區(qū)起始地址送R0 MOVP1，#0E0H；選擇隨機尋址方式，地址為0000B START：CLRP1.6 SETBP1.6；WAIT：JNBP1.7，WAIT；等待轉(zhuǎn)換結(jié)束 MOVDPTR，#7FFFH MOVXA，DPTR；讀高4位

29、 MOVR0，A INCR0 MOVDPTR，#3FFFH MOVXA，DPTR；讀低8位 MOVR0，A INCR0 DECR7 MOVP1，#0F1H；轉(zhuǎn)為順序?qū)ぶ贩绞?START1：CLRP1.6 SETBP1.6； WAIT1：JNBP1.7，WAIT1 MOVDPTR，#7FFFH MOVXA，DPTR MOVR0，A INCR0 MOVDPTR，#3FFFH MOVXA，DPTR MOVR0，A INCR0 DJNZR7，START1 END 執(zhí)行機構(gòu)接口是指聯(lián)接在輸出通道的外部，用來對計算機輸出執(zhí)行機構(gòu)接口是指聯(lián)接在輸出通道的外部，用來對計算機輸出的控制信號進行電壓或電流變換，以

30、驅(qū)動受控部件。在工業(yè)控制中，的控制信號進行電壓或電流變換，以驅(qū)動受控部件。在工業(yè)控制中，常用的控制設(shè)備有繼電器、步進電機、直流電機等。這些設(shè)備工作常用的控制設(shè)備有繼電器、步進電機、直流電機等。這些設(shè)備工作時，不但要求一定的電壓，而且還要求一定的驅(qū)動電流。為了解決時，不但要求一定的電壓，而且還要求一定的驅(qū)動電流。為了解決這一問題，就要配置相應(yīng)的電路，這就是執(zhí)行機構(gòu)接口電路。這一問題，就要配置相應(yīng)的電路，這就是執(zhí)行機構(gòu)接口電路。8.2 8.2 單片機控制系統(tǒng)執(zhí)行機構(gòu)接口技術(shù)單片機控制系統(tǒng)執(zhí)行機構(gòu)接口技術(shù)8.2.1 8.2.1 繼電器接口電路繼電器接口電路8.2.2 8.2.2 步進電機驅(qū)動控制電路

31、步進電機驅(qū)動控制電路8.2.3 8.2.3 直流電機驅(qū)動控制電路直流電機驅(qū)動控制電路 繼電器是工業(yè)控制和電信通訊中經(jīng)常使用的一種器件，其組成原理繼電器是工業(yè)控制和電信通訊中經(jīng)常使用的一種器件，其組成原理如圖如圖8.78.7所示，由電磁線圈和觸點開關(guān)構(gòu)成。當(dāng)控制電流流過線圈時產(chǎn)生所示，由電磁線圈和觸點開關(guān)構(gòu)成。當(dāng)控制電流流過線圈時產(chǎn)生磁場，使觸點開關(guān)磁場，使觸點開關(guān)K K吸合或者斷開，以控制外界的高電壓或者大電流。由吸合或者斷開，以控制外界的高電壓或者大電流。由于繼電器線圈是一種感性負載，因此電路電流斷開時會產(chǎn)生很高的反沖于繼電器線圈是一種感性負載，因此電路電流斷開時會產(chǎn)生很高的反沖電壓。為了保

32、護輸出電路，須在電磁線圈兩端并聯(lián)一個阻尼二極管。電壓。為了保護輸出電路，須在電磁線圈兩端并聯(lián)一個阻尼二極管。 按照觸點開關(guān)按照觸點開關(guān)K K的結(jié)構(gòu)，繼電器可分為兩類，一類是常開繼電器，輸?shù)慕Y(jié)構(gòu)，繼電器可分為兩類，一類是常開繼電器，輸入端有控制電流輸入時，開關(guān)吸合。另一類是常閉繼電器，輸入端有控入端有控制電流輸入時，開關(guān)吸合。另一類是常閉繼電器，輸入端有控制電流輸入時，開關(guān)斷開。在實際產(chǎn)品中，也有把兩種開關(guān)制作在同一制電流輸入時，開關(guān)斷開。在實際產(chǎn)品中，也有把兩種開關(guān)制作在同一繼電器中，控制電流輸入時，一個開關(guān)吸合，另一個開關(guān)斷開。繼電器中，控制電流輸入時，一個開關(guān)吸合，另一個開關(guān)斷開。 為了防

33、止電磁線圈對整個系統(tǒng)的干擾，常需配置光電隔離器。為了防止電磁線圈對整個系統(tǒng)的干擾，常需配置光電隔離器。圖圖8.88.8所示是單片機控制繼電器的接口原理圖，通過所示是單片機控制繼電器的接口原理圖，通過P1P1口輸出控制信號（低電口輸出控制信號（低電平），經(jīng)驅(qū)動器平），經(jīng)驅(qū)動器74067406送光電耦合器，然后再經(jīng)驅(qū)動電路送繼電器的輸入送光電耦合器，然后再經(jīng)驅(qū)動電路送繼電器的輸入端，控制觸點開關(guān)的吸合或者斷開。端，控制觸點開關(guān)的吸合或者斷開。8.2.1 8.2.1 繼電器接口電路繼電器接口電路K輸入輸出圖8.7 繼電器示意圖7406圖8.8 繼電器控制電路+12V+5V+12V+5V80C51P1

34、.0P1.5 步進電機的種類很多，有三相、四相及五相等，性能各不相同。步進電機的種類很多，有三相、四相及五相等，性能各不相同。但是，工作原理基本相同。下面僅以三相步進電機為例說明其工作原但是，工作原理基本相同。下面僅以三相步進電機為例說明其工作原理和驅(qū)動電路。理和驅(qū)動電路。1 1三相步進電機工作原理三相步進電機工作原理 在三相步進電機的轉(zhuǎn)子上均勻地分布著在三相步進電機的轉(zhuǎn)子上均勻地分布著4040個齒，齒間夾角為個齒，齒間夾角為9 9(360(360/40)/40)；定子上有；定子上有6 6個大齒，相距個大齒，相距180180的兩個大齒為一相，因的兩個大齒為一相，因此共有此共有A A、B B、C

35、 C三相。每個大齒上有若干個與轉(zhuǎn)子上一樣的小齒，定子三相。每個大齒上有若干個與轉(zhuǎn)子上一樣的小齒，定子的每一相都有勵磁繞組。三相步進電相的運行方式有兩種，一種是三的每一相都有勵磁繞組。三相步進電相的運行方式有兩種，一種是三相三拍，另一種是三相六拍。相三拍，另一種是三相六拍。8.2.2 8.2.2 步進電機驅(qū)動控制電路步進電機驅(qū)動控制電路 (1) (1) 三相三拍運行方式三相三拍運行方式 三相三拍運行方式是指定子上三相三拍運行方式是指定子上A A、B B、C C三相繞組依次分別通入脈沖電流（即三相繞組依次分別通入脈沖電流（即一相通電，另外兩相不通電），從而驅(qū)動轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動。譬如先是一相通電，另外兩相不

36、通電），從而驅(qū)動轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動。譬如先是A A相通電，相通電，B B相、相、C C相不通電，下一脈沖到來時相不通電，下一脈沖到來時B B相通電，相通電，C C相、相、A A相不通電，就使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一步。如相不通電，就使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一步。如果使果使A A、B B、C C三相繞組按三相繞組按ABCAABCA的順序依次通電，則步進電機不斷地按順時的順序依次通電，則步進電機不斷地按順時針的方向旋轉(zhuǎn)。每通電一次旋轉(zhuǎn)針的方向旋轉(zhuǎn)。每通電一次旋轉(zhuǎn)3 3，每通電三次走完一個齒距，因此稱為三相，每通電三次走完一個齒距，因此稱為三相三拍。每一次通電轉(zhuǎn)動的固定角稱為步距角，常用三拍。每一次通電轉(zhuǎn)動的固定角稱為步距角，常用表示。

37、顯然三相三拍運行表示。顯然三相三拍運行時，步距角時，步距角=3=3。如果某一次通電后，下一控制脈沖停發(fā)，則轉(zhuǎn)子齒與某相。如果某一次通電后，下一控制脈沖停發(fā)，則轉(zhuǎn)子齒與某相對齊后停止旋轉(zhuǎn)，這種狀態(tài)稱為定位狀態(tài)。對齊后停止旋轉(zhuǎn)，這種狀態(tài)稱為定位狀態(tài)。 一般把電機順時針旋轉(zhuǎn)稱為正轉(zhuǎn)。三相繞組按上述順序通電時，電機正轉(zhuǎn)；一般把電機順時針旋轉(zhuǎn)稱為正轉(zhuǎn)。三相繞組按上述順序通電時，電機正轉(zhuǎn)；如果通電順序改為如果通電順序改為ACBAACBA，稱為倒序通電，電機逆時針旋轉(zhuǎn)，稱為反轉(zhuǎn)。，稱為倒序通電，電機逆時針旋轉(zhuǎn)，稱為反轉(zhuǎn)。顯然只要改變?nèi)嗬@組的通電順序，就能控制電機正轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)。顯然只要改變?nèi)嗬@組的通電順序

38、，就能控制電機正轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)。 三相三拍各相繞組的電流波形三相三拍各相繞組的電流波形如圖如圖8.98.9所示。圖中每所示。圖中每2 2個時鐘周期輸出一個個時鐘周期輸出一個電流脈沖，這種方式為單相通電方式。也可采用雙相通電方式，其順序為電流脈沖，這種方式為單相通電方式。也可采用雙相通電方式，其順序為ABBCCAABABBCCAAB或或ACCBBAACACCBBAAC。雙相通電，電機輸出功率增大。雙相通電，電機輸出功率增大。ABC圖8.9 三相三拍波形圖AC圖8.10 三相六拍波形圖B(2) (2) 三相六拍運行方式三相六拍運行方式 三相六拍運行方式是使三相六拍運行方式是使定子的定子的A A、B B

39、、C C三相繞組按三相繞組按AABBBCCCAAAABBBCCCAA的的順序依次通電，步進電機順順序依次通電，步進電機順時針旋轉(zhuǎn)，即正轉(zhuǎn)，步距角時針旋轉(zhuǎn)，即正轉(zhuǎn)，步距角僅為僅為1.51.5。如果使三相繞組。如果使三相繞組倒序通電，即倒序通電，即AACCCBBBAAAACCCBBBAA，步進電機逆時針旋轉(zhuǎn)，即反步進電機逆時針旋轉(zhuǎn)，即反轉(zhuǎn)。三相六拍各繞組電流波轉(zhuǎn)。三相六拍各繞組電流波形如圖形如圖8.108.10所示，走完一個所示，走完一個齒距，需要六拍。齒距，需要六拍。圖8.9(2) 2 2驅(qū)動控制電路驅(qū)動控制電路 步進電機的驅(qū)動控制電路主要用來為步進電機提供步進電機的驅(qū)動控制電路主要用來為步進電

40、機提供圖圖8.9(2)8.9(2)或圖或圖8.108.10所示所示的電流。在使用計算機控制之后，可由計算機來提供。圖的電流。在使用計算機控制之后，可由計算機來提供。圖8.118.11所示是單片機與步所示是單片機與步進電機的聯(lián)接，由進電機的聯(lián)接，由P1.0P1.0 P1.2P1.2輸出上述波形信號，經(jīng)放大后送光電耦合器，再送輸出上述波形信號，經(jīng)放大后送光電耦合器，再送功率驅(qū)動器，由功率驅(qū)動器向步進電機提供一定的驅(qū)動電流。在實際應(yīng)用中，只功率驅(qū)動器，由功率驅(qū)動器向步進電機提供一定的驅(qū)動電流。在實際應(yīng)用中，只要單片機依次向要單片機依次向P1P1口輸出如口輸出如表表8.28.2和和表表8.38.3所示

41、的代碼，就可以得到如圖所示的代碼，就可以得到如圖8.98.9和圖和圖8.108.10所示的波形信號。表所示的波形信號。表8.28.2和表和表8.38.3所示代碼稱為步進電機驅(qū)動代碼。所示代碼稱為步進電機驅(qū)動代碼。 單片機輸出波形信號脈沖的寬度可由延時子程序來確定。改變延時時間，單片機輸出波形信號脈沖的寬度可由延時子程序來確定。改變延時時間，就可以改變驅(qū)動脈沖的頻率，也就改變了步進電機的轉(zhuǎn)速。顯然，方便，靈活。就可以改變驅(qū)動脈沖的頻率，也就改變了步進電機的轉(zhuǎn)速。顯然，方便，靈活。圖8.11 單片機驅(qū)動控制邏輯電路步進電機80C51放大光電耦合放大光電耦合放大光電耦合功率驅(qū)動器P1.0P1.2P1

42、.2 單片機向單片機向P1P1口輸出驅(qū)動代碼由程序進行。在實際編程中，表口輸出驅(qū)動代碼由程序進行。在實際編程中，表8.28.2或表或表8.38.3所示代碼存入存儲器，構(gòu)成控制表。只要所示代碼存入存儲器，構(gòu)成控制表。只要CPUCPU執(zhí)行傳送指令，把表中的執(zhí)行傳送指令，把表中的數(shù)據(jù)依次取出，送數(shù)據(jù)依次取出，送P1P1口就可以了。每輸出一個代碼，步進電機旋轉(zhuǎn)一步，口就可以了。每輸出一個代碼，步進電機旋轉(zhuǎn)一步，連續(xù)循環(huán)輸出，步進電機連續(xù)運行；倒序輸出，步進電機反向運行；停止連續(xù)循環(huán)輸出，步進電機連續(xù)運行；倒序輸出，步進電機反向運行；停止輸出，步進電機停止運行。改變數(shù)據(jù)輸出的速度，可改變輸出脈沖的頻率，

43、輸出，步進電機停止運行。改變數(shù)據(jù)輸出的速度，可改變輸出脈沖的頻率，即改變了步進電機運行的速度。若設(shè)即改變了步進電機運行的速度。若設(shè)R0R0為控制表指針，為控制表指針，R1R1用來計數(shù)，正向用來計數(shù)，正向驅(qū)動子程序如下：驅(qū)動子程序如下： 拍相1231 拍相1234561ABC100010001100 ABC100110010011001101100表8.2 三相三拍驅(qū)動代碼 表8.3 三相六拍驅(qū)動代碼 ORG MOVP1，#00H；P1口清0START1：MOVR0，表首地址；R0控制表首地址 MOVR1，#06H LOOP1：MOVP1，R0；輸出驅(qū)動代碼 ACALLDEL；調(diào)用延時子程序 I

44、NCR0 DJNZR1，LOOP1 RET END 反向驅(qū)動子程序如下：反向驅(qū)動子程序如下： ORG MOVP1，#00H START2：MOVR0，表首地址+5；R0表首地址+5 MOVR1，#06H LOOP2：MOVP1，R0；輸出驅(qū)動代碼 ACALLDEL；調(diào)用延時子程序 DEC R0 DJNZR1，LOOP2 RET END 步進電機功率驅(qū)動電路的設(shè)計方式有多種，圖步進電機功率驅(qū)動電路的設(shè)計方式有多種，圖8.128.12所示僅所示僅是其中的一種，由晶體管是其中的一種，由晶體管T T1 1和和T T2 2構(gòu)成功率驅(qū)動器。構(gòu)成功率驅(qū)動器。 圖8.12 步進電機驅(qū)動電路7407LALBLC

45、P1.0P1.1P1.280C5115T1光電耦合T2T1光電耦合T2T1光電耦合T2+24V15158.2.38.2.3直流電機驅(qū)動控制電路直流電機驅(qū)動控制電路 直流電機具有優(yōu)良的調(diào)整特性，即調(diào)整平滑，方便，范圍廣，且過直流電機具有優(yōu)良的調(diào)整特性，即調(diào)整平滑，方便，范圍廣，且過載能力強，能承受頻繁的沖擊負載，可實現(xiàn)無極快速啟動、制動、調(diào)速載能力強，能承受頻繁的沖擊負載，可實現(xiàn)無極快速啟動、制動、調(diào)速和反轉(zhuǎn)，能滿足生產(chǎn)過程自動控制中的許多特殊要求。因此，在許多寬和反轉(zhuǎn)，能滿足生產(chǎn)過程自動控制中的許多特殊要求。因此，在許多寬調(diào)整場合中占有特殊的地位。調(diào)整場合中占有特殊的地位。1 1直流電機調(diào)整控

46、制原理直流電機調(diào)整控制原理 直流電機可采用電壓調(diào)速和脈寬調(diào)速。電壓調(diào)速是通過升高或者降直流電機可采用電壓調(diào)速和脈寬調(diào)速。電壓調(diào)速是通過升高或者降低電樞電壓來調(diào)整電機的轉(zhuǎn)速。脈寬調(diào)整是通過改變電樞通電的時間來低電樞電壓來調(diào)整電機的轉(zhuǎn)速。脈寬調(diào)整是通過改變電樞通電的時間來調(diào)整電機的轉(zhuǎn)速。對于小型直流電機常采用脈寬調(diào)速，其通電時間長轉(zhuǎn)調(diào)整電機的轉(zhuǎn)速。對于小型直流電機常采用脈寬調(diào)速，其通電時間長轉(zhuǎn)速升高，通電時間短轉(zhuǎn)速降低，控制曲線速升高，通電時間短轉(zhuǎn)速降低，控制曲線如圖如圖8.138.13所示。改變通電的方所示。改變通電的方向，可改變電機轉(zhuǎn)動的方向。向，可改變電機轉(zhuǎn)動的方向。t脈沖信號轉(zhuǎn)速最大值Vm

47、ax最小值Vmin平均值Vd圖8.13 脈寬調(diào)速控制曲線 設(shè)設(shè)t t為通電時間，為通電時間，為脈沖周期，則為脈沖周期，則 稱為占空比。改變稱為占空比。改變占空比，即可調(diào)整小型直流電機的轉(zhuǎn)速。用占空比，即可調(diào)整小型直流電機的轉(zhuǎn)速。用V Vmaxmax表示直流電機全通表示直流電機全通電時的最大轉(zhuǎn)速，電時的最大轉(zhuǎn)速，V Vd d表示平均轉(zhuǎn)速，則：表示平均轉(zhuǎn)速，則： 平均轉(zhuǎn)速平均轉(zhuǎn)速V Vd dVmaxVmaxD D 平均轉(zhuǎn)速平均轉(zhuǎn)速V Vd d與占空比的函數(shù)曲線如圖與占空比的函數(shù)曲線如圖8.148.14所示，近似于直線關(guān)所示，近似于直線關(guān)系。系。 tD圖8.14 占空比與平均速度的關(guān)系VdVmaxD

48、圖8.13(2) 圖8.15 直流電機驅(qū)動控制電路 7406 80C51P1.0P1.1&+5VK1+5VK2K3+5VK4+5V+24V74LS0474LS002 2驅(qū)動控制電路驅(qū)動控制電路 小型直流電機驅(qū)動控制電路主要用來提供小型直流電機驅(qū)動控制電路主要用來提供如圖如圖8.13(2)8.13(2)所示占空比所示占空比的可調(diào)脈沖信號和換向控制。在控制精度要求不高的情況下，可用繼的可調(diào)脈沖信號和換向控制。在控制精度要求不高的情況下，可用繼電器來實現(xiàn)，其電路聯(lián)接如圖電器來實現(xiàn)，其電路聯(lián)接如圖8.158.15所示。單片機由所示。單片機由P1.0P1.0和和P1.1P1.1輸出控輸出控制脈沖

49、信號，控制狀態(tài)制脈沖信號，控制狀態(tài)如表如表8.48.4所示，可實現(xiàn)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、滑行和剎車。所示，可實現(xiàn)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、滑行和剎車。 P 1 . 1 P 1 . 0 K1 K2 K3 K4 狀 態(tài) 1 0 1 0 0 1 正 轉(zhuǎn) 0 1 0 1 1 0 反 轉(zhuǎn) 1 1 0 1 0 1 剎 車 0 0 0 0 0 0 滑 行 控制直流電機正轉(zhuǎn)的程序如下：控制直流電機正轉(zhuǎn)的程序如下： LOOP： MOVA，#02H MOVP1，A；輸出高電平 ACALLDELY1；調(diào)用延時子程序1 MOVA，#00H MOVP1，A；輸出低電平 ACALLDELY2；調(diào)用延時子程序2 AJMPLOOP 改變延時子程序改

50、變延時子程序1 1的延時時間，可改變正脈沖寬度，改變延時子程序的延時時間，可改變正脈沖寬度，改變延時子程序2 2的延時時間，可改變低電平的寬度和脈沖周期，這樣可控制電機的轉(zhuǎn)速。的延時時間，可改變低電平的寬度和脈沖周期，這樣可控制電機的轉(zhuǎn)速。 在對控制響應(yīng)要求較高時，可用晶體管開關(guān)電路控制電流的通斷。在對控制響應(yīng)要求較高時，可用晶體管開關(guān)電路控制電流的通斷。 表8.4 直流電機控制狀態(tài)表8.3 RS-232C8.3 RS-232C總線標(biāo)準(zhǔn)與接口電路總線標(biāo)準(zhǔn)與接口電路8.3.1 RS-232C8.3.1 RS-232C總線標(biāo)準(zhǔn)總線標(biāo)準(zhǔn)8.3.2 8.3.2 接口電路接口電路8.3.1 RS-232

51、C8.3.1 RS-232C總線標(biāo)準(zhǔn)總線標(biāo)準(zhǔn) RS-232C RS-232C總線標(biāo)準(zhǔn)是美國電子工業(yè)協(xié)會（總線標(biāo)準(zhǔn)是美國電子工業(yè)協(xié)會（EIAEIA）19621962年公布，年公布，19691969年最后一次修訂而成的標(biāo)準(zhǔn)，主要用于串行異步通訊。用年最后一次修訂而成的標(biāo)準(zhǔn)，主要用于串行異步通訊。用RS-RS-232C232C總線傳送數(shù)據(jù)，簡單，可靠，又可提高設(shè)備的通用性。總線傳送數(shù)據(jù)，簡單，可靠，又可提高設(shè)備的通用性。 RS-232CRS-232C總線標(biāo)準(zhǔn)定義了總線標(biāo)準(zhǔn)定義了2525個信號，采用個信號，采用2525針插座聯(lián)接，其引針插座聯(lián)接，其引腳序號與作用腳序號與作用如表如表8.58.5所示。所

52、示。 序號作 用序號作 用*1保護地14（輔信道）發(fā)送數(shù)據(jù)*2發(fā)送數(shù)據(jù)*15發(fā)送信號定時（DCE為源）*3接收數(shù)據(jù)16（輔信道）接收數(shù)據(jù)*4請求發(fā)送（RTS）17接收信號定時（DCE為源）*5允許發(fā)送（CTS或清除發(fā)送）18未定義*6數(shù)傳機（DCE）準(zhǔn)備好（DSR）19（輔信道）請求發(fā)送（RTS）*7信號地（公共地線）*20數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備好（DTR）*8接收線信號檢測*21信號質(zhì)量檢測*9（保留供數(shù)傳機測試）*22振鈴指示10（保留供數(shù)傳機測試）*23數(shù)據(jù)信號速率選擇（DTE/DCE為源）11未定義*24發(fā)送信號定時（DTE為源）12（輔信道）接收信號檢測25未定義13（輔信道）允許發(fā)送（CTS

53、） * 主信道表8.5 RS-232C總線信號8.3.28.3.2接口電路接口電路1 1電平轉(zhuǎn)換電路電平轉(zhuǎn)換電路 RS-232CRS-232C標(biāo)準(zhǔn)是按負邏輯定義的，它的標(biāo)準(zhǔn)是按負邏輯定義的，它的1 1電平在電平在-5V-15V-5V-15V之間（常用之間（常用- -12V12V表示），它的表示），它的0 0電平在電平在+5V+15V+5V+15V之間（常用之間（常用+12V+12V表示）。這樣在與單表示）。這樣在與單片機、微型計算機以及片機、微型計算機以及82518251等串行通訊接口聯(lián)接時，需要進行電平轉(zhuǎn)換。等串行通訊接口聯(lián)接時，需要進行電平轉(zhuǎn)換。常用驅(qū)換電路有常用驅(qū)換電路有MC1488MC

54、1488和和MC1489MC1489等。等。（1 1）MC1488MC1488 MC1488 MC1488是是RS-232CRS-232C標(biāo)準(zhǔn)接口中常用的一種電平轉(zhuǎn)換驅(qū)動器，也稱為發(fā)標(biāo)準(zhǔn)接口中常用的一種電平轉(zhuǎn)換驅(qū)動器，也稱為發(fā)送器。它將送器。它將TTLTTL電平信號轉(zhuǎn)換成電平信號轉(zhuǎn)換成RS-232CRS-232C標(biāo)準(zhǔn)電平信號，然后發(fā)送到外部標(biāo)準(zhǔn)電平信號，然后發(fā)送到外部通訊線路中去。其邏輯結(jié)構(gòu)通訊線路中去。其邏輯結(jié)構(gòu)如圖如圖8.168.16所示，在一塊芯片中有所示，在一塊芯片中有4 4個轉(zhuǎn)換驅(qū)動個轉(zhuǎn)換驅(qū)動器，可供器，可供4 4路路RS-232CRS-232C信道使用。信道使用。913121123

55、5461081+電源-電源147TTL輸入RS-232輸出圖8.16 MC1488邏輯符號圖131210954211+電源1436871TTL輸出RS-232輸入圖8.17 MC1489邏輯符號圖（2 2）MC1489MC1489 MC1489 MC1489是是RS-232CRS-232C標(biāo)準(zhǔn)接口中常用的另一種電平轉(zhuǎn)換電路，稱標(biāo)準(zhǔn)接口中常用的另一種電平轉(zhuǎn)換電路，稱為接收器，它將為接收器，它將RS-232CRS-232C標(biāo)準(zhǔn)接口電平信號轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)接口電平信號轉(zhuǎn)換成TTLTTL電平信號，電平信號，輸入給單片機。其邏輯結(jié)構(gòu)如圖輸入給單片機。其邏輯結(jié)構(gòu)如圖8.178.17所示，在一塊芯片中有所示，在一

56、塊芯片中有4 4個轉(zhuǎn)個轉(zhuǎn)換接收器，可供換接收器，可供4 4路路RS-232CRS-232C信道使用。信道使用。2 2與單片機的聯(lián)接與單片機的聯(lián)接 單片機與單片機與RS-232CRS-232C標(biāo)準(zhǔn)接口電路的聯(lián)接如圖標(biāo)準(zhǔn)接口電路的聯(lián)接如圖8.188.18所示。單片機輸出的所示。單片機輸出的TTLTTL電平信號送電平信號送MC1488MC1488，轉(zhuǎn)換成，轉(zhuǎn)換成12V12V的的RS-232CRS-232C標(biāo)準(zhǔn)電平，然后送入標(biāo)準(zhǔn)電平，然后送入RS-RS-232C232C信道。信號接收時，由信道。信號接收時，由MC1489MC1489接收接收RS-232CRS-232C信道輸入的信道輸入的12V12V信

57、號，并信號，并轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)換成TTLTTL電平送入單片機。為了提高抗干擾能力，可在接收端并聯(lián)一個小電平送入單片機。為了提高抗干擾能力，可在接收端并聯(lián)一個小旁路電容，以消除高頻干擾信號。旁路電容，以消除高頻干擾信號。 80C51P3.0P3.1MC1488發(fā)送數(shù)據(jù)串行輸出MC1489串行輸入接收數(shù)據(jù)RS-232C信道圖8.18 RS-232C標(biāo)準(zhǔn)接口電路與8031單片機的聯(lián)接 完整的完整的RS-232CRS-232C標(biāo)準(zhǔn)接口有標(biāo)準(zhǔn)接口有2525條信號線，其中條信號線，其中1515條組成主信道通訊，條組成主信道通訊，其余為未定義或供輔信道使用。其余為未定義或供輔信道使用。 RS-232CRS-232C

58、信號線上的總負載容量一般不超過信號線上的總負載容量一般不超過2500pF2500pF，這就限制了，這就限制了RS-RS-232C232C信號線路的最大長度。例如，若采用電容量約為信號線路的最大長度。例如，若采用電容量約為150pF/m150pF/m的多芯電纜的多芯電纜時，最大通信線路不應(yīng)超過時，最大通信線路不應(yīng)超過15m15m，最大數(shù)據(jù)傳輸率不應(yīng)超過，最大數(shù)據(jù)傳輸率不應(yīng)超過2 210104 4bpsbps。為了提高通信線路的長度，除了為了提高通信線路的長度，除了RS-232CRS-232C之外，還有之外，還有RS-422/423RS-422/423，是用兩，是用兩條線路之間的電壓來表示信號，因

59、此可傳送差分信號，這樣就提高了線條線路之間的電壓來表示信號，因此可傳送差分信號，這樣就提高了線路的抗干擾能力和數(shù)據(jù)傳送速度，使傳送速率超過路的抗干擾能力和數(shù)據(jù)傳送速度，使傳送速率超過2 2104bps104bps。三種標(biāo)準(zhǔn)。三種標(biāo)準(zhǔn)接口信號線路的連接使用，接口信號線路的連接使用，如圖如圖8.198.19所示。所示。此外，近年來又出現(xiàn)了此外，近年來又出現(xiàn)了RS-449RS-449、RS-485RS-485等總線標(biāo)準(zhǔn)。等總線標(biāo)準(zhǔn)。 TTLRS-232C圖8.19 RS-232、422和423的聯(lián)接TTLMC1488MC1489單端公共地非平衡式差分傳送無公共地TTLTTL+-RS-423平衡式差分

60、傳送TTL-+RS-422TTL8.4 8.4 單片機控制系統(tǒng)設(shè)計單片機控制系統(tǒng)設(shè)計8.4.1 8.4.1 計算機控制系統(tǒng)概述計算機控制系統(tǒng)概述8.4.2 8.4.2 單片機控制系統(tǒng)設(shè)規(guī)程單片機控制系統(tǒng)設(shè)規(guī)程 8.4.3 8.4.3 溫度控制溫度控制8.4.4 8.4.4 速度控制速度控制8.4.5 8.4.5 定時控制定時控制8.4.6 8.4.6 定位控制定位控制8.4.1 8.4.1 計算機控制系統(tǒng)概述計算機控制系統(tǒng)概述輸出通道及執(zhí)行機構(gòu)信號/數(shù)據(jù)采集及輸入通道 工業(yè)控制對象外圍設(shè)備 計算機傳感器執(zhí)行機構(gòu)輸入通道輸出通道計算機系統(tǒng)圖8.20 計算機控制系統(tǒng)框圖 計算機控制系統(tǒng)的基本組成如圖計算機