利用单片机和pc机串行通信技术的新型测量系统

刘强633

摘要:利用单片机串行通信技术,结合农机使用的特点,将用传感器测量的数据记录在MCS-8051单片
5 @/ t! P; w( P* S9 g机上,然后利用串行口及VB6.0实现的单片机和PC机之间的串行通信传输到PC机上并绘制曲线、进行
- _$ S- {* t( ?! D  {# Y* q数据分析,以直观掌握土壤状况及机组的耕作情况。
由于土壤的不均质,我们在设计、试验和使
0 k% {: M% Y, C* \用耕耘机械的时候，往往难以确定其所受阻力，
对于耕耘机械所受阻力与滑转率、油耗和功率的
; u( _( @2 X- z& C, ~  m# H关系也知之甚少，为了解决这个问题，可以利用
单片机进行数据的测量,实时测出其所受阻力与
0 S+ E( p9 C" e- b9 ?滑转率、油耗和功率，但是单片机的运算功能太
2 N  p/ z6 j. J+ T) k差，需借助PC机来进行数据处理,因此利用单片
* g# \0 L7 T' ]( m0 H* A机的串行口与PC机通信,将数据传输到PC机后
分析出它们之间的关系。
) Z  Y- S2 c* G/ ~3 M1单片机与PC机串行口通信原理
8051串行口有4种工作方式，可以用SCON
中的SM。和SM,中的值予以设定。方式0是外接
移位寄存器芯片扩展并行I/O口方式，方式1是
- F7 i3 t( Y& e( r! [; |8位异步串行通信方式，方式2和方式3都是9
位异步通信方式。
- ~5 [: p) y" [) _  ^PC机内部带有串行通信适配器(异步通信
卡，它插在PC机的扩展槽内),其与外界交换信
/ f4 K# z# n/ H0 S( u4 I息的引线接到25芯串行通信插座的RXD和
- q0 z( ^1 r, j) i+ N& wTXD引脚上。
: Q% j+ Q- w8 ~4 G+ c) {" \7 C; I8051单片机和PC机二者之间的通信由其内
部串行口完成。但8051的串行口输入输出的是
TTL电平，而PC机的串行口是按RS -232C标准
% D4 S& p* Q- g设计的，两者电平不搭配,可以采用TCS232芯片
1 E- r6 q* M; d  m) F+ ~将8051与PC机连接起来解决。TCS232 是专用
于进行RS- -232 接口电平转换的芯片，它采用单
- -+5V供电,其内部有两组电压转换电路,- -组
把+5V转换为+10V，由引脚2输出，另一组把+
10V转换为-10V,由引脚6输出。
8051单片机和PC机二者之间通信的数据传
送方式一般为异步方式，异步方式首先要约定
“字符格式”。8051 的字符格式约定为10位或11
位二进制代码为- -帧数据。其中每- -位 都有自己
1 e7 T" U- }1 Q- S的定义;其次还要约定波特率,即传送二进制码
- X( x9 F9 |8 F+ O, k7 g的速率;此外还要约定其他方面如:是否采用应
答方式,如何进行校验等等。
% T& P5 [! g; R1 S8 c. f在异步方式工作时,如果接受机接收到了一
1 s! h2 ~1 n& ~9 K个起始位，就按波特率依次接收以后的各位数
  q2 Y% L" E+ d3 H' N1 X据,直至收到停止位。在数据传输过程中除规定
  m2 B: _4 k. }4 R; t" O用符号0和1表示二进制数码外，还规定了逻辑
$ t4 H) H$ c& z& m* q  B0为空号(SPACE),逻辑1为传号(MARK)。异步.
通信在线路空闲时总处于传号状态。
2系统的结构和硬件的设计与选择
2.1传感器信号采集与放大电路
在本系统中耕耘机械所受阻力与滑转率、.
; U% F4 @, @/ w+ Y5 {油耗和功率等数据是通过各种传感器得出的，
因为传感器的信号比较微弱，故除采集电路外
还需要放大电路和进行标定。这些方面有现成
/ E2 Y" d# U1 S模块,不赘述。
1 n( ~  U& R; k$ k4 U2.2 A/D转换、数据存储及数码显示部分
% [1 {3 A, B6 o+ E, ^0 N本系统采用Intel 公司的MCS- 8051单片机，
内含4KB的ROM,不需要外扩程序存储器，晶振
频率采用12MHz,A/D转换器采用ADC0809,A/D
转换后将数据存储于容量为32k的RAM芯片
62256中。用8155进行扩展以进行数码显示和键

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