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
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
; a) v9 a4 R" ^  [1 T% i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
用耕耘机械的时候，往往难以确定其所受阻力，
6 a& j$ x& `4 y* q( l* z0 ^对于耕耘机械所受阻力与滑转率、油耗和功率的
4 A2 r/ ]  q+ {" q2 ?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
滑转率、油耗和功率，但是单片机的运算功能太
差，需借助PC机来进行数据处理,因此利用单片
机的串行口与PC机通信,将数据传输到PC机后
* i4 s9 k# g4 @# V分析出它们之间的关系。
1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
, J8 z! `& a1 E5 }3 J0 [5 \4 h. @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
% r, \3 k; D3 o3 o8位异步串行通信方式，方式2和方式3都是9
! Z, n+ l+ Y( F  \0 z' c3 o' I位异步通信方式。
9 G' \1 d: n% q! ~3 JPC机内部带有串行通信适配器(异步通信
2 x( S7 i" v% c" N$ i/ p卡，它插在PC机的扩展槽内),其与外界交换信
* }: \& u1 ^7 p# f# ~6 L息的引线接到25芯串行通信插座的RXD和
TXD引脚上。
8051单片机和PC机二者之间的通信由其内
, J% g% @2 G0 r* T" Q( Y( r) X& p部串行口完成。但8051的串行口输入输出的是
$ y  E1 C4 H  TTTL电平，而PC机的串行口是按RS -232C标准
* w1 }( _  x  S, c1 j2 i设计的，两者电平不搭配,可以采用TCS232芯片
将8051与PC机连接起来解决。TCS232 是专用
3 I$ E4 w! I! n于进行RS- -232 接口电平转换的芯片，它采用单
  B  G, T: J" E7 A- c- -+5V供电,其内部有两组电压转换电路,- -组
  t7 ]" J  ]6 o5 }; y4 Q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。
; r9 S; B( l* N1 v3 Z. M. B- ?3 X4 T8051单片机和PC机二者之间通信的数据传
& T9 O- }2 L5 V9 Z7 M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
的定义;其次还要约定波特率,即传送二进制码
. X# E! b: m* e. n/ W) z, Q1 K" L7 p的速率;此外还要约定其他方面如:是否采用应
) ?$ O2 f8 a3 i' T, [  d) e答方式,如何进行校验等等。
1 E4 d% ~$ l: H$ w3 U0 F在异步方式工作时,如果接受机接收到了一
# u" m+ M; D& G) s! {2 X, ^+ Q个起始位，就按波特率依次接收以后的各位数
据,直至收到停止位。在数据传输过程中除规定
4 h% t& k# d& k$ S. M5 \# X用符号0和1表示二进制数码外，还规定了逻辑
0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
8 T7 }4 }+ s5 {. j2 s8 N) l在本系统中耕耘机械所受阻力与滑转率、.
' V7 O# M; l2 ]( H5 I& R1 U* F3 E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
4 n) O2 T; ~% L7 q0 p9 ]2 O; m还需要放大电路和进行标定。这些方面有现成
模块,不赘述。
0 K7 G. Q% p$ X2.2 A/D转换、数据存储及数码显示部分
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
9 z' _8 [- F) [2 `频率采用12MHz,A/D转换器采用ADC0809,A/D
4 C9 X! I+ E2 A* S转换后将数据存储于容量为32k的RAM芯片
7 p, A4 i/ ~' B* A' L. y5 d5 F5 E3 F62256中。用8155进行扩展以进行数码显示和键
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3 J  K$ ]( Y9 ]7 u: K- J

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# f! s* m5 C- d: g. W/ ]

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