車間計(jì)件式生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)報(bào)表系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文

1、<p>　　畢業(yè)論文﹙設(shè)計(jì)﹚任務(wù)書</p><p>　　院(系) 班 學(xué)生 </p><p>　　一、畢業(yè)論文﹙設(shè)計(jì)﹚題目 車間計(jì)件式生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)報(bào)表系設(shè)計(jì) </p><p>　　二、畢業(yè)論文﹙設(shè)計(jì)﹚工作自_2013__年_2____月__1___日 起至__2013年 6 月__22___日止 </p

2、><p>　　三、畢業(yè)論文﹙設(shè)計(jì)﹚進(jìn)行地點(diǎn): 電信工程系實(shí)驗(yàn)室 </p><p>　　四、畢業(yè)論文﹙設(shè)計(jì)﹚的內(nèi)容要求：</p><p>　　1、設(shè)計(jì)一個(gè)車間計(jì)件統(tǒng)計(jì)報(bào)表系統(tǒng)，要求具有下列功能：能夠識(shí)別每一個(gè)工人（或工號(hào)，人數(shù)可選128/256/512）；記錄每一個(gè)工人加工的產(chǎn)品數(shù)（自定義上限，只

3、是預(yù)留存儲(chǔ)單元），記錄間斷時(shí)間并保證數(shù)據(jù)不丟失；間斷超時(shí)報(bào)警，指明那一臺(tái)設(shè)備發(fā)生故障；匯總排序</p><p>　　2、具體做好系統(tǒng)設(shè)計(jì)、原理分析說明、實(shí)驗(yàn)測試方案和步驟說明。 </p><p>　　3、掌握撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告的方法。要求格式正確，文字流暢，突出“目的、原理、方法、結(jié)論”四要素；對所選題目的研究有系統(tǒng)、深刻的認(rèn)識(shí)，報(bào)告陳述、答辯中概念準(zhǔn)確，邏

4、輯嚴(yán)密，主題鮮明。 </p><p>　　4、要求方案論證有報(bào)告；硬件設(shè)計(jì)有原理，制版、調(diào)試有方法、有過程；報(bào)告有論文，參考有文獻(xiàn)。 </p><p>　　進(jìn)度安排:

5、 </p><p>　　3─5 周：資料查新及方案論證； </p><p>　　6─13周：設(shè)計(jì)電路、元器件性能測試、單元電路制作調(diào)試； </p><p&

6、gt;　　14-15周：電路統(tǒng)調(diào) </p><p>　　16-17周：撰寫論文 </p><p>　　18 周：準(zhǔn)備答辯 </p><

7、;p>　　指導(dǎo)教師 教 研 室 </p><p>　　教研室主任(簽名) 批準(zhǔn)日期 2013-2-1 </p><p>　　接受論文 (設(shè)計(jì))任務(wù)開始執(zhí)行日期

8、2013-2-1 學(xué)生簽名： </p><p>　　車間計(jì)件式生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)報(bào)表系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p>　　[摘要] 介紹了一種車間生產(chǎn)計(jì)件統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)，該系統(tǒng)以單片機(jī)單片機(jī) </p><p>　　單片機(jī)是單片微型計(jì)算機(jī)（Single-Chip Microcomputer）的簡稱，是一種將中央處理器CPU隨機(jī)存儲(chǔ)器R

9、AM、只讀存儲(chǔ)器ROM、多種I/O口和中斷系統(tǒng)、定時(shí)器/計(jì)時(shí)器等功能（可能還包括顯示驅(qū)動(dòng)電路、脈寬調(diào)制電路、模擬多路轉(zhuǎn)換器、A/D轉(zhuǎn)換器等電路）采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)集成到一塊硅片上構(gòu)成的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。 [全文]AT89C52為控制中心，以C語言為單片機(jī)（下位機(jī)）的驅(qū)動(dòng)程序語言，VB語言為計(jì)算機(jī)（上位機(jī)）編程語言，上位機(jī)與下位機(jī)利用RS232協(xié)議進(jìn)行串口通信，實(shí)現(xiàn)車間計(jì)件系統(tǒng)的遠(yuǎn)距離實(shí)時(shí)監(jiān)控。下位機(jī)通過鍵盤輸入工號(hào)，液晶顯示工人工號(hào)

10、、設(shè)備報(bào)警情況、檢測生產(chǎn)線上產(chǎn)品實(shí)際數(shù)量等數(shù)據(jù)，同時(shí)可實(shí)時(shí)向主控室傳送數(shù)據(jù)；上位機(jī)顯示人機(jī)界面、相關(guān)工人的基本資料、設(shè)備工作情況、當(dāng)前上位機(jī)與下位機(jī)通信的端口號(hào)。實(shí)踐證明該系統(tǒng)硬件電路簡單、可靠性好、操作方便、成本低，可廣泛應(yīng)用在生產(chǎn)領(lǐng)域。 </p><p>　　[關(guān)鍵詞] 上位機(jī) 下位機(jī) 串口通信 </p><p>　　Design of Counting System for th

11、e Workshop Production Statistics System</p><p>　　Abstract: Introduces a kind of workshop production, the system piece with single-chip microcomputer to control center to AT89C52 for microcontroller C languag

12、e (machine) driver programming language, VB language for computer (PC) in computer programming language, friendly human-machine interface design for the bridge, with RS232 serial communication will use computer and lower

13、 level computer is connected, realize the piece system long-distance real-time workshop surveillance. Lower place machine </p><p>　　Keywords: Upper computer Lower computer Serial Communication</p>&

14、lt;p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1緒論1</b></p><p>　　2 設(shè)計(jì)方案及工作原理2</p><p>　　2.1工號(hào)識(shí)別部分2</p><p>　　2.1.1指紋識(shí)別2</p><p>　　2.1.2數(shù)字鍵盤3<

15、;/p><p>　　2.1.3論證結(jié)果3</p><p><b>　　2.2計(jì)件部分3</b></p><p>　　2.2.1 紅外對管3</p><p>　　2.2.2 按鍵開關(guān)4</p><p>　　2.2.3 論證結(jié)果4</p><p>　　2.3上位機(jī)下位機(jī)通

16、信部分4</p><p>　　2.3.1無線藍(lán)牙4</p><p>　　2.3.2串口通信6</p><p>　　2.3.3論證結(jié)果7</p><p>　　2.4 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)模塊圖8</p><p>　　3 單元電路工作原理9</p><p>　　3.1 鍵盤掃描9</p&

17、gt;<p>　　3.2 液晶顯示10</p><p>　　3.3串口通信11</p><p>　　4 下位機(jī)電路實(shí)現(xiàn)13</p><p>　　4.1硬件仿真13</p><p>　　4.2系統(tǒng)調(diào)試15</p><p>　　5 上位機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)16</p><p>　　5

18、.1軟件界面設(shè)計(jì)原則16</p><p>　　5.2基于VB的串口通信設(shè)計(jì)16</p><p>　　5.3軟件功能說明17</p><p><b>　　6設(shè)計(jì)結(jié)果18</b></p><p><b>　　7總結(jié)21</b></p><p><b>　　致謝

19、22</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)23</b></p><p><b>　　附錄24</b></p><p>　　附錄A：英語科技文獻(xiàn)原文及翻譯稿24</p><p>　　附錄B:電路總圖35</p><p>　　附錄C:元器件清單36

20、</p><p>　　附錄D:源程序37</p><p><b>　　1緒論</b></p><p>　　隨著現(xiàn)代生產(chǎn)的規(guī)模化發(fā)展，傳統(tǒng)人工統(tǒng)計(jì)產(chǎn)品的方法難以做到及時(shí)準(zhǔn)確、自適應(yīng)能力差、數(shù)據(jù)采集慢、協(xié)同性與集成性差、智能性差、適應(yīng)性差，為了對自動(dòng)生產(chǎn)線上的零件或成品進(jìn)行動(dòng)態(tài)管理和統(tǒng)計(jì)，需要安裝必要的自動(dòng)檢測與計(jì)數(shù)裝置。一方面可實(shí)時(shí)顯示產(chǎn)品的數(shù)

21、量等信息，另一方面可向計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)提供動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，為過程控制提供依據(jù)。</p><p>　　51單片機(jī)優(yōu)異的性價(jià)比使它獲得了廣大用戶的認(rèn)可，其獨(dú)特的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、不斷增加的片內(nèi)設(shè)備以及強(qiáng)大的指令系統(tǒng)，依然是單片機(jī)中的主流。隨著技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用需求，51單片機(jī)片內(nèi)設(shè)備越來越多，51單片機(jī)仍然是單片機(jī)學(xué)習(xí)與應(yīng)用的主要對象。車間計(jì)件生產(chǎn)報(bào)表是數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、傳輸、控制、處理過程，因此非常適合單片機(jī)控制。</p>

22、<p>　　VB是Visual Basic簡稱，是Microsoft公司推出的一種Windows應(yīng)用程序開發(fā)工具。是一種可視化的、面向?qū)ο蠛筒捎檬录?qū)動(dòng)方式的結(jié)構(gòu)化高級(jí)程序設(shè)計(jì)語言，可用于開發(fā) Windows 環(huán)境下的各類應(yīng)用程序。在Visual Basic環(huán)境下，利用事件驅(qū)動(dòng)的編程機(jī)制、新穎易用的可視化設(shè)計(jì)工具，使用Windows內(nèi)部的廣泛應(yīng)用程序接口（API）函數(shù)，動(dòng)態(tài)鏈接庫（DLL）、對象鏈接與嵌入（OLE）、開放式數(shù)據(jù)

23、連接（ODBC）等技術(shù)，可以高效、快速地開發(fā)Windows環(huán)境下功能強(qiáng)大、圖形界面豐富的應(yīng)用軟件系統(tǒng)。是當(dāng)今世界上使用最廣泛的編程語言之一，被公認(rèn)為是編程效率最高的一種編程方法。無論是開發(fā)功能強(qiáng)大、性能可靠的商務(wù)軟件，還是編寫能處理實(shí)際問題的實(shí)用小程序，VB都是最快速、最簡便的方法。</p><p>　　計(jì)算機(jī)的串口通信是一種重要的數(shù)據(jù)交換方法，其廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)外設(shè)或工業(yè)測控領(lǐng)域。以往，要實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)的串口通信需

24、要做大量復(fù)雜和艱苦的工作，現(xiàn)在PC計(jì)算機(jī)與單片機(jī)系統(tǒng)串口通信控制，特別是利用VB（或VC）編程語言進(jìn)行控制界面設(shè)計(jì)控制對象的操作是單片機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用發(fā)展的最前端技術(shù)，。通常以PC機(jī)作為上位機(jī)發(fā)送指令到單片機(jī)，由單片機(jī)來完成現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集、電路控制等工作，然后數(shù)據(jù)返回PC機(jī)進(jìn)行高級(jí)處理。此實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)的智能控制，也是單片機(jī)多年來得以生存的主要原因。 </p><p>　　車間計(jì)件式生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)報(bào)表設(shè)計(jì)由51單片機(jī)為底層驅(qū)動(dòng)主

25、控制器的計(jì)件系統(tǒng)。該系統(tǒng)是以51單片機(jī)為核心，通過51單片機(jī)與計(jì)算機(jī)串口通訊、友好對話界面設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)對車間計(jì)件的遠(yuǎn)距離實(shí)時(shí)監(jiān)控，簡化生產(chǎn)管理過程的工作量，提高工作效率，極大調(diào)動(dòng)員工的工作積極性，此系統(tǒng)研究具有重大的實(shí)際意義。</p><p>　　2 設(shè)計(jì)方案及工作原理</p><p><b>　　2.1工號(hào)識(shí)別部分</b></p><p>　　

26、功能：基于工作流管理技術(shù)，有序、有效、快速、靈活的管理員工，便于分配工作任務(wù)，考核工作情況，實(shí)現(xiàn)個(gè)人身份認(rèn)證；</p><p><b>　　2.1.1指紋識(shí)別</b></p><p>　　硬件：自動(dòng)指紋識(shí)別模塊的基本原理如圖1所示：</p><p>　　圖1 自動(dòng)指紋識(shí)別模塊</p><p>　　圖像采集模塊負(fù)責(zé)采集用戶

27、的指紋圖像，并將其轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)據(jù)輸出。目前常用的指紋傳感器有光學(xué)指紋傳感器、固態(tài)晶體傳感器和超聲波傳感器。指紋圖像的質(zhì)量將直接影響系統(tǒng)的整體性能。</p><p>　　圖像處理與識(shí)別模塊實(shí)現(xiàn)了整套指紋識(shí)別算法。該模塊對輸入的指紋圖像進(jìn)行預(yù)處理、后處理和特征提取，然后將得到的指紋特征數(shù)據(jù)(指紋模板)登記到指紋庫，或是和已有的指紋模板進(jìn)行匹配識(shí)別。這是系統(tǒng)的核心，常用DSP芯片完成。</p><

28、p>　　結(jié)果輸出模塊則根據(jù)前面指紋比對的情況，顯示比對結(jié)果或者直接輸出相應(yīng)的顯示控制信號(hào)。</p><p>　　軟件：指紋識(shí)別算法流程圖如圖2所示： </p><p>　　圖2 指紋識(shí)別算法流程</p><p>　　指紋圖像分割的目的是從指紋圖像中分離出清晰的指紋區(qū)域和有噪聲但仍可以恢復(fù)的指紋區(qū)域，使后續(xù)處理能夠集中于這些有效區(qū)域進(jìn)行。我們實(shí)現(xiàn)了一種指紋圖像的

29、多級(jí)(三級(jí))分割算法：第一級(jí)分割背景，第二級(jí)從前景中識(shí)別出模糊區(qū)域，第三級(jí)則從模糊區(qū)域中分割掉不可恢復(fù)的指紋區(qū)域部分。</p><p>　　圖像增強(qiáng)部分，結(jié)合Gabor濾波器善于分離粘連脊線和方向?yàn)V波器善于連接斷裂脊線的特性，能對低質(zhì)量指紋圖像進(jìn)行有效增強(qiáng)。同時(shí)，將二值化運(yùn)算提前到圖像增強(qiáng)階段進(jìn)行，圖像增強(qiáng)后即直接輸出二值指紋圖像，有效減少了總體處理時(shí)間。</p><p>　　后處理階段對

30、二值指紋圖像進(jìn)行細(xì)化，并修復(fù)細(xì)化后骨架線上的毛刺、粘連、橋、環(huán)等假特征結(jié)構(gòu)。采用一種最近鄰點(diǎn)方式抽取紋線骨架，滿足了指紋細(xì)化的保持性、連接性、中軸性和快速性要求。</p><p>　　在特征提取階段，選擇脊線端點(diǎn)和分歧點(diǎn)作為特征點(diǎn)，記錄每一特征點(diǎn)的類別、位置和方向信息，從而得到特征點(diǎn)集(特征模板)。通常對同一枚指紋提取2—3個(gè)樣本，分別對這些樣本進(jìn)行預(yù)處理、后處理和特征提取，根據(jù)特征點(diǎn)間的相互位置關(guān)系判斷樣本圖像

31、是否兩兩匹配，并由特征點(diǎn)被匹配的次數(shù)確定特征點(diǎn)的匹配權(quán)值。從樣本圖像中找出權(quán)值大于給定閾值的特征點(diǎn)，以這些特征為模板建立特征模板并存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫中。對待匹配的指紋圖像，經(jīng)預(yù)處理、后處理和特征提取后，得到一個(gè)特征模板，該模板與指紋數(shù)據(jù)庫中已有的模板進(jìn)行比較，最終得到識(shí)別結(jié)果。</p><p><b>　　2.1.2數(shù)字鍵盤</b></p><p>　　通過鍵盤鍵入主鍵（工

32、號(hào)）識(shí)別工人信息。采用4*4矩陣鍵盤，數(shù)字鍵組合代表工人工號(hào)，*代表置零，#號(hào)代表確認(rèn)。</p><p><b>　　2.1.3論證結(jié)果</b></p><p><b>　　指紋識(shí)別：</b></p><p>　　優(yōu)點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)方便、快捷、高效、安全的個(gè)人身份認(rèn)證功能，滿足人們易用性、方便性和舒適性的追求，整個(gè)模塊具有體積小、

33、功耗較低、應(yīng)用靈活等；，</p><p>　　缺點(diǎn)：系統(tǒng)要求硬件數(shù)據(jù)處理迅速、大容量存儲(chǔ)器故導(dǎo)致成本高、軟件開發(fā)復(fù)雜等問題。</p><p><b>　　數(shù)字鍵盤：</b></p><p>　　優(yōu)點(diǎn)：電路簡單，操作簡單、方便，最重要的是物美價(jià)廉，依然能完成個(gè)人身份認(rèn)證的工作；</p><p>　　缺點(diǎn)：安全性、便攜性不高

34、。</p><p>　　結(jié)論：綜上所述，工號(hào)識(shí)別部分采用數(shù)字鍵盤。</p><p><b>　　2.2計(jì)件部分</b></p><p>　　功能：根據(jù)完成樣品與檢測樣品記錄計(jì)件數(shù)目；</p><p>　　2.2.1 紅外對管</p><p>　　硬件：利用對射式紅外線計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)，指導(dǎo)思想是利用紅外

35、發(fā)光管發(fā)射紅外線，紅外接收管接收此紅外線，并將其放大、整流形成高電平信號(hào)。當(dāng)有物體擋住紅外光時(shí)，接收管沒有接收到紅外信號(hào)，放大器將輸出低電平，同時(shí)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)這個(gè)低電平脈沖，并經(jīng)譯碼驅(qū)動(dòng)電路使數(shù)碼管顯示數(shù)值。這樣就可統(tǒng)計(jì)物件的數(shù)量。計(jì)數(shù)范圍可以擴(kuò)展。紅外光電反射式計(jì)數(shù)器電路原理框圖如圖6所示。555構(gòu)成的多諧振蕩器產(chǎn)生約330赫茲的方波信號(hào)，驅(qū)動(dòng)紅外發(fā)射管VD1發(fā)射紅外線脈沖。當(dāng)有物體阻擋時(shí)，紅外線脈沖即被反射回來，由VD2接收并轉(zhuǎn)換為電

36、信號(hào)，因出現(xiàn)50赫茲燈光干擾，經(jīng)高通濾波濾除，再經(jīng)LM324構(gòu)成的同相放大器放大，再經(jīng)LM324構(gòu)成的電壓比較器整形為方波信號(hào)，包絡(luò)檢波后由LM324構(gòu)成的電壓比較器整形為幅值較大的信號(hào)，得到的方波信號(hào)經(jīng)555構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器延時(shí)整形，再經(jīng)非門后得到的信號(hào)作為觸發(fā)脈沖接到集成同步十進(jìn)制計(jì)數(shù)器74LS160的CP端，計(jì)數(shù)由CD4511驅(qū)動(dòng)的七段LED數(shù)碼管顯示。整個(gè)電路均使用5V直流穩(wěn)壓電源為各單元電路供電。</p>&l

37、t;p>　　圖6 紅外光電反射式計(jì)數(shù)器電路原理框圖</p><p>　　紅外檢測電路：采用脈沖式主動(dòng)紅外線檢測電路，由紅外發(fā)射二極管VD1和紅外接收二極管VD2等組成。VD1在多諧振蕩器驅(qū)動(dòng)下發(fā)射332Hz的方波脈沖調(diào)制的紅外線脈沖。由于在結(jié)構(gòu)上VD1與VD2平行安裝，指向相同，因此VD2并不能直接接收到VD1發(fā)出的紅外線脈沖。只有當(dāng)手阻擋時(shí)，將VD1發(fā)出的紅外線脈沖反射回去，VD2才能接收到。采用方波脈沖

38、調(diào)制發(fā)射的紅外信號(hào)，有利于提高檢測電路的靈敏度和抗干擾能力，并能夠降低發(fā)射電路的功耗。VD1需要限流電阻。VD2需要負(fù)載電阻。</p><p>　　峰值檢波電路及整形：峰值檢波電路由二極管和低通濾波串聯(lián)而成。整形電路為LM324構(gòu)成的電壓比較器，其作用是將整形電路輸出的方波信號(hào)變成觸發(fā)脈沖。峰值檢波電路的要點(diǎn)是阻容元件的時(shí)間常數(shù) 遠(yuǎn)小于輸入信號(hào)的脈寬。</p><p>　　完成樣品與檢測樣

39、品過程則需要兩對紅外對射管，例如：兩對紅外發(fā)射二極管分別為VD1 、VD3，兩對紅外接收二極管分別為 VD2、VD4，完成樣品時(shí)，VD2比VD4先接收到紅外線脈沖反射；檢測樣品時(shí)，VD4比VD2先接收到紅外線脈沖反射。</p><p>　　2.2.2 按鍵開關(guān)</p><p>　　硬件：通過按鍵接低電平，“0”表示檢驗(yàn)到一件物品，“1”表示為檢驗(yàn)到物品。</p><p&

40、gt;　　2.2.3 論證結(jié)果</p><p><b>　　紅外對管：</b></p><p>　　優(yōu)點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)完成樣品與檢測樣品記錄計(jì)件數(shù)目的自動(dòng)識(shí)別，減輕工人工作負(fù)擔(dān)，具有體積小、重量輕、靈敏度高、隱蔽性好等；</p><p>　　缺點(diǎn)：探測器在日常工作中，由于長期工作，因此不可避免地受到大氣中粉塵、微生物以及雪、霜、霧的作用，長久以往，在探

41、測器的外壁上往往會(huì)堆積一層粉塵樣的硬殼，在比較潮濕的地方還會(huì)長出一層厚厚的蘚苔，這些東西會(huì)阻礙紅外射線的發(fā)射和接受，造成誤報(bào)警，系統(tǒng)成本比較高、硬件電路復(fù)雜、調(diào)試復(fù)雜、反射感應(yīng)距離有一定限制。</p><p><b>　　鍵盤按鍵：</b></p><p>　　優(yōu)點(diǎn)：硬件電路簡單，調(diào)試簡單、控制方便、成本低；</p><p>　　缺點(diǎn)：不能自動(dòng)

42、識(shí)別記錄數(shù)目，需要工人按鍵才可完成。</p><p>　　結(jié)論：綜上所述，計(jì)件部分采用按鍵計(jì)數(shù)。</p><p>　　2.3上位機(jī)下位機(jī)通信部分</p><p>　　功能：以計(jì)算機(jī)為控制中心的數(shù)據(jù)監(jiān)控自動(dòng)化控制系統(tǒng)，使控制系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)可以充分利用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力和管理功能，實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)傳輸、處理、存儲(chǔ)，從而簡化生產(chǎn)管理過程，使企業(yè)管理系統(tǒng)更加完善、更加強(qiáng)大、

43、更加完美；</p><p><b>　　2.3.1無線藍(lán)牙</b></p><p>　　藍(lán)牙技術(shù)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分為三大部分：底層硬件模塊、中間協(xié)議層和高層應(yīng)用。如圖7所示：</p><p>　　硬件：藍(lán)牙硬件模塊由藍(lán)牙協(xié)議棧的的無線收發(fā)器、基帶控制器和鏈路管理層組成。包括無線跳頻（RF）、基帶（BB）和鏈路管理（LM）。無線跳頻層通過2.4GHz無

44、需授權(quán)的ISM頻段的微波，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)位流的過濾和傳輸，本層協(xié)議主要定義了藍(lán)牙收發(fā)器在此頻帶正常工作所需要滿足的條件?；鶐ж?fù)責(zé)跳頻以及藍(lán)牙數(shù)據(jù)和信息幀的傳輸。鏈路管理負(fù)責(zé)連接、建立和拆除鏈路并進(jìn)行安全控制。藍(lán)牙技術(shù)結(jié)合了電路交換與分組交換的特點(diǎn)，可以進(jìn)行異步數(shù)據(jù)通信。（藍(lán)牙模塊芯片）</p><p>　　無線藍(lán)牙數(shù)據(jù)傳輸流程如圖8所示。</p><p>　　圖8 點(diǎn)對點(diǎn)鏈接流程</p&g

45、t;<p>　　軟件：中間協(xié)議層包括邏輯鏈路控制和適應(yīng)協(xié)議、服務(wù)發(fā)現(xiàn)協(xié)議、串口仿真協(xié)議和電話通信協(xié)議。邏輯鏈路控制和適應(yīng)協(xié)議具有完成數(shù)據(jù)拆裝、控制服務(wù)質(zhì)量和復(fù)用協(xié)議的功能，該層協(xié)議是其它各層協(xié)議實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)。服務(wù)發(fā)現(xiàn)協(xié)議層為上層應(yīng)用程序提供一種機(jī)制來發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中可用的服務(wù)及其特性。串口仿真協(xié)議層具有仿真9針RS232串口的功能。主機(jī)控制接口層（HCI）是藍(lán)牙協(xié)議中軟硬件之間的接口，它提供了一個(gè)調(diào)用基帶、鏈路管理、狀態(tài)和控制寄存

46、器等硬件的統(tǒng)一命令接口。藍(lán)牙設(shè)備之間進(jìn)行通信時(shí)，HCI以上的協(xié)議軟件實(shí)體在主機(jī)上運(yùn)行，而HCI以下的功能由藍(lán)牙設(shè)備來完成，二者之間通過一個(gè)對兩端透明的傳輸層進(jìn)行交互。</p><p>　　藍(lán)牙模塊的軟件驅(qū)動(dòng)技術(shù)包括硬件鏈路管理器驅(qū)動(dòng)程序、主機(jī)控制接口（HOI）驅(qū)動(dòng)程序。硬件鏈路管理器驅(qū)動(dòng)程序與物理固件直接相連，提供USB/RS232或其他接口的驅(qū)動(dòng)功能。鏈路管理器驅(qū)動(dòng)程序?qū)崿F(xiàn)了鏈路管理協(xié)議（LMP），負(fù)責(zé)處理底層

47、鏈路控制與藍(lán)牙基帶接口，該固件支持點(diǎn)對點(diǎn)和點(diǎn)對多點(diǎn)的通信。</p><p>　　HOI驅(qū)動(dòng)程序根據(jù)HOI命令的各種數(shù)據(jù)及參數(shù)格式，對HOI事件數(shù)據(jù)包進(jìn)行處理。HOI為主機(jī)提供了訪問微處 理器、鏈路管理器以及硬件狀態(tài)和控制寄存器的各種命令接口。主機(jī)通過HOI驅(qū)動(dòng)程序提供一系列命令控制 藍(lán)牙接口，藍(lán)牙固件的HOI收到命令后，會(huì)產(chǎn)生事件返回給主機(jī)，用來指示接口的當(dāng)前狀態(tài)變化。主機(jī)和 HCI之間共有以下3種類型數(shù)據(jù)。&l

48、t;/p><p>　　1．Hal命令包。從主機(jī)發(fā)向藍(lán)牙的HOI。</p><p>　　2．Hal事件包。從藍(lán)牙的HOI發(fā)向主機(jī)。</p><p>　　3．HOI數(shù)據(jù)包?？梢詮乃{(lán)牙的HOI發(fā)向主機(jī)，也可以從主機(jī)發(fā)向藍(lán)牙的Hal。包括擴(kuò)展同步連接導(dǎo)向數(shù)據(jù)和非實(shí)時(shí)的異步無連接數(shù)據(jù)。</p><p>　　藍(lán)牙軟件使用BlueStack編程，完成初始化、連

49、接等功能。藍(lán)牙軟件程序流程如圖9所示。</p><p>　　計(jì)算機(jī)與藍(lán)牙設(shè)備采用異步串口通信，其由以下4個(gè)功能模塊組成。</p><p>　　1．初始化模塊。初始化藍(lán)牙芯片以及各狀態(tài)變量，包括ΠFO、中斷寄存器和傳輸波特率等。</p><p>　　2．事務(wù)調(diào)度模塊。根據(jù)藍(lán)牙芯片返回的事件狀態(tài)參數(shù)對系統(tǒng)的事務(wù)進(jìn)行調(diào)度，跳轉(zhuǎn)到返回事件處理模塊中。</p>

50、<p>　　3．返回事件處理模塊；各個(gè)事件處理子程序分別對應(yīng)不同事件的處。</p><p>　　4．中斷模塊；負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)包和事件包的接收和發(fā)送。</p><p><b>　　2.3.2串口通信</b></p><p>　　硬件：在工業(yè)控制系統(tǒng)中,各種數(shù)據(jù)的采集和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制都是由下位機(jī)或探測站來完成。在分布式控制系統(tǒng)中大多采用單片機(jī)作

51、為下位機(jī)來進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和現(xiàn)場控制。在這些應(yīng)用中，單片機(jī)只是直接面向被控對象底層，而對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步分析和處理的工作是由功能強(qiáng)大的主控PC機(jī)來完成的。因此，自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)軟件安裝在上位機(jī)上，而通信程序作為自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)軟件的一部分也安裝在上位機(jī)上，PC機(jī)和單片機(jī)之間就有著大量的數(shù)據(jù)交換。</p><p>　　通常PC機(jī)和單片機(jī)之間的通信是通過串行總線RS-232實(shí)現(xiàn)的，為免去RS-485與RS-232的轉(zhuǎn)化電路

52、。因此采用一種以MAX232為核心的通信接口電路。該接口電路適用于由一臺(tái)PC機(jī)與多個(gè)單片機(jī)串行通信的設(shè)計(jì),其原理和方法同樣適用于PC機(jī)與其它單片機(jī)之間的串行數(shù)據(jù)通信。其原理框圖見圖10。</p><p>　　串口通信中，起著重要作用的是RS-232通信接口電路。它是上位機(jī)和下位機(jī)之間信息傳遞的樞紐，一切數(shù)據(jù)的傳輸必需由它完成，上位機(jī)直接利用它的RS-232串行口，為此，采用了RS-232串行通信來接收或上傳數(shù)據(jù)和

53、指令。但RS-232信號(hào)的電平和單片機(jī)串口信號(hào)的電平不一致，必須進(jìn)行二者之間的電平轉(zhuǎn)換。在此電路中，采用MAX232實(shí)現(xiàn)TTL邏輯電平和RS-232電平之間的相互轉(zhuǎn)換。 MAX232由單一的+5V電源供電，只需配接5個(gè)高精度10μF/50V的電容即可完成電平轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換后的串行信號(hào)TXD、RXD直接與PC機(jī)的串行口連接。如此設(shè)計(jì)，既可發(fā)揮出PC機(jī)強(qiáng)大的計(jì)算和顯示功能，又可以體現(xiàn)出單片機(jī)靈活的控制功能,有利于對現(xiàn)場信號(hào)的實(shí)時(shí)采集、處理和監(jiān)控

54、。</p><p>　　軟件：VB提供了串行端口控件Mscomm方便應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)串行通訊，該控件屏蔽了通信過程中的底層操作，程序員應(yīng)用時(shí)只需設(shè)置、監(jiān)視Mscomm控件的屬性和事件即可完成對串行口的初始化和數(shù)據(jù)的輸入、輸出工作。匯編語言是一種執(zhí)行效率高、可讀性強(qiáng)的語言。為實(shí)現(xiàn)通訊正常，PC機(jī)與單片機(jī)約定如下：波特率：9600bps；信息格式：1個(gè)起始位，8位數(shù)據(jù)位，1個(gè)停止位，無奇偶校驗(yàn)位；串行口操作模式：標(biāo)

55、準(zhǔn)異步串行通信，串行口模式1；傳送方式：PC機(jī)采用查詢方式接收數(shù)據(jù)，單片機(jī)采用中斷方式接收信息。</p><p><b>　　2.3.3論證結(jié)果</b></p><p><b>　　無線藍(lán)牙：</b></p><p>　　優(yōu)點(diǎn)：藍(lán)牙工作在全球開放的2.4GHz ISM（即工業(yè)、科學(xué)、醫(yī)學(xué)）頻段；使用跳頻頻譜擴(kuò)展技術(shù)，把頻

56、帶分成若干個(gè)跳頻信道（hop channel），在一次連接中，無線電收發(fā)器按一定的碼序列不斷地從一個(gè)信道“跳”到另一個(gè)信道；一臺(tái)藍(lán)牙設(shè)備可同時(shí)與其它七臺(tái)藍(lán)牙設(shè)備建立連接；數(shù)據(jù)傳輸速率可達(dá)1Mbit/s；低功耗、通訊安全性好；在有效范圍內(nèi)可越過障礙物進(jìn)行連接，沒有特別的通訊視角和方向要求；支持語音傳輸；組網(wǎng)簡單方便；</p><p>　　缺點(diǎn)：藍(lán)牙是一種還沒有完全成熟的技術(shù)，盡管前景誘人，但還有待于實(shí)際使用的嚴(yán)格檢

57、驗(yàn)，藍(lán)牙的通訊速率也不是很高，在當(dāng)今這個(gè)數(shù)據(jù)爆炸的時(shí)代，可能也會(huì)對它的發(fā)展有所影響。目前主流的軟件和硬件平臺(tái)均不提供對藍(lán)牙的支持，這使得藍(lán)牙的應(yīng)用成本升高，普及難度增大，再加上ISM頻段是一個(gè)開放頻段，可能會(huì)受到諸如微波爐、無繩電話、科研儀器、工業(yè)或醫(yī)療設(shè)備的干擾。串口通信：</p><p>　　優(yōu)點(diǎn)：單片機(jī)具有體積小、價(jià)格低廉、可應(yīng)用于惡劣工業(yè)環(huán)境；系統(tǒng)硬件電路簡單，通信協(xié)議容易掌握，易學(xué)實(shí)用；</p&g

58、t;<p>　　缺點(diǎn)：不適用于遠(yuǎn)距離傳輸，對電纜的損耗大，故而要對電纜進(jìn)行日常維護(hù)防止事故發(fā)生。</p><p>　　結(jié)論：綜上所述，上位機(jī)下位機(jī)通信部分采用串口通信。</p><p>　　2.4 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)模塊圖</p><p>　　圖11 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)模塊圖</p><p><b>　　系統(tǒng)功能簡介：</b

59、></p><p>　　接入電源，液晶屏顯示，第一行顯示“JobID：”，第二行顯示“Sum： Time： ”；</p><p>　　第一步的基礎(chǔ)上，按動(dòng)鍵盤“*”鍵時(shí)：</p><p>　　液晶顯示屏第一行顯示“JobID：_”，下?lián)Q線閃爍，提示可以輸入工號(hào)；</p><p>　　在第二步的基礎(chǔ)上，按動(dòng)鍵盤按鍵，輸入工號(hào)，工人

60、工號(hào)隨機(jī)組合，最后按“#”鍵確認(rèn)，進(jìn)入計(jì)件環(huán)節(jié)。</p><p>　　在第三步的基礎(chǔ)上，如果工人工號(hào)輸入錯(cuò)誤，可直接按“*”鍵重新輸入，再確認(rèn)；</p><p>　　在第四步的基礎(chǔ)上，輸入工號(hào)正確時(shí)：</p><p>　　液晶第一行顯示“JobID：*********”，液晶第二行顯示“Sum：0000 Time：00”；此時(shí)開始計(jì)件；</p><

61、;p>　　在第五步的基礎(chǔ)上，此后按動(dòng)代表計(jì)件的按鍵時(shí)：</p><p>　　液晶第二行“Sum：0000”的顯示內(nèi)容加1；Sum增加值隨著按鍵次數(shù)增加，同時(shí)“Time：00”開始計(jì)算按鍵間隔時(shí)間；</p><p>　　在第六步的基礎(chǔ)上，若此后沒有按鍵時(shí)：</p><p>　　液晶第二行“Sum：****”不再增加，“Time：00”計(jì)數(shù)；若間斷時(shí)間超過5s,蜂

62、鳴器開始報(bào)警；</p><p>　　在第七步的基礎(chǔ)上，若再次按動(dòng)計(jì)件按鍵時(shí):</p><p>　　報(bào)警消除，同時(shí)Sum加1；如果沒有按動(dòng)計(jì)件按鍵，報(bào)警持續(xù)，同時(shí)Time記錄報(bào)警時(shí)間；</p><p>　　在第八步的基礎(chǔ)上，當(dāng)工人完成計(jì)件時(shí)：</p><p>　　再次按“*”鍵，清除當(dāng)前數(shù)據(jù)，把數(shù)據(jù)傳到上位機(jī)顯示，下位工人可輸入工號(hào)，開始工作。

63、</p><p>　　3 單元電路工作原理</p><p><b>　　3.1 鍵盤掃描</b></p><p>　　本系統(tǒng)采用非編碼鍵盤，CPU必須對所有按鍵進(jìn)行監(jiān)視，一旦發(fā)現(xiàn)有鍵按下，CPU通過程序加以識(shí)別，并轉(zhuǎn)入相應(yīng)鍵的處理程序?qū)崿F(xiàn)該鍵被賦予的功能。硬件結(jié)構(gòu)如圖13所示：</p><p><b>　　判斷

64、是否有鍵按下</b></p><p>　　監(jiān)視鍵盤是否按下，就是CPU將P1口置“11111110”，如果第一行有鍵按下，P1口高四位就不會(huì)再是原來的“1111”，此時(shí)只需檢測P1口高位四位的電平變化，就可完成第一行鍵盤掃描過程。因此，將“0xfe”、“0xfd”、“0xfb”、“0xf7”，賦給P1口，在監(jiān)視P1口高四位電平變化，就可完成鍵盤掃描過程。</p><p><

65、;b>　　按鍵消抖</b></p><p>　　硬件消抖：使用鎖存器或者施密特觸發(fā)器整波。</p><p>　　軟件消抖：使用延時(shí)程序。</p><p>　　在按鍵時(shí)，被安鍵的簧片總會(huì)出現(xiàn)輕微抖動(dòng)的現(xiàn)象，此抖動(dòng)時(shí)間通常會(huì)持續(xù)10ms左右，因此CPU在按鍵抖動(dòng)期間，掃描鍵盤必然會(huì)得到錯(cuò)誤的行值和列值，最好的辦法是檢測有鍵按下時(shí)，延時(shí)20ms在進(jìn)行鍵值

66、對比。</p><p>　　讀取按鍵的行值和列值</p><p>　　若CPU發(fā)現(xiàn)有鍵按下，則需獲取按鍵的行值和列值。鍵值表如表1所示。</p><p>　　表1鍵值對照表（4*4鍵盤）</p><p>　　第一行鍵盤掃描程序流程如圖14所示，如果進(jìn)行全盤掃描，則需將“0xfe”、“0xfd”、“0xfb”、“0xf7”，賦給P1口，在監(jiān)視P

67、1口高四位電平變化；如果進(jìn)行部分掃描（有些行或者列按鍵不影響</p><p>　　液晶顯示）時(shí)，就可不必每行或者列都檢測，簡化程序。</p><p>　　圖14 第一行鍵盤掃描流程圖</p><p><b>　　3.2 液晶顯示</b></p><p>　　LCD1602顯示原理：將液晶分子置于兩片導(dǎo)電玻璃之間，靠兩個(gè)電

68、極間電場驅(qū)動(dòng)，引起液晶分子扭曲向列的電場效應(yīng)，以控制光源透射或者遮蔽功能，在電源開關(guān)之間產(chǎn)生明暗而將影像顯示，如圖15所示。</p><p>　　圖15 液晶顯示原理圖</p><p>　　本設(shè)計(jì)中只用液晶的寫操作，如圖16所示，液晶寫數(shù)據(jù)（rs=1）、寫命令（rs=0）操作時(shí)序圖。</p><p>　　圖16 液晶寫操作時(shí)序圖</p><p&g

69、t;　　寫命令指令用于液晶功能設(shè)置、清屏、顯示開關(guān)控制、輸入方式設(shè)置、數(shù)據(jù)寫入地址設(shè)置等。 </p><p><b>　　3.3串口通信</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)串口通信采用RS232串口通信標(biāo)準(zhǔn)，不采用TTL邏輯電平，用以提高信號(hào)的抗干擾能力和增加傳輸距離。串口按位（bit）發(fā)送和接收字節(jié)。盡管比按字節(jié)（byte）的并行通信慢，但是串口可以在使用一根線發(fā)送

70、數(shù)據(jù)的同時(shí)用另一根線接收數(shù)據(jù)。本設(shè)計(jì)采用異步通信：串口通訊基本方式之一。</p><p>　　串口通信過程原理如圖17所示。</p><p>　　圖17 串口發(fā)送數(shù)據(jù)、接收數(shù)據(jù)流程圖</p><p>　　串口發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)：鍵碼值按ASCII碼進(jìn)入SBUF后，開始發(fā)送，將SBUF存入左移移位寄存器，按照先發(fā)送低位再發(fā)送高位進(jìn)行順序傳送。</p><p

71、>　　串口接收數(shù)據(jù)時(shí)：按照先接收低位后接收高位的順序進(jìn)入右移移位寄存器，一次接收完后之后，移位寄存器的值存入SBUF，等待CPU使用。</p><p>　　典型地，串口用于ASCII碼字符的傳輸。通信使用3根線完成：地線，發(fā)送，接收。由于串口通信是異步的，端口能夠在一根線上發(fā)送數(shù)據(jù)同時(shí)在另一根線上接收數(shù)據(jù)，通信中兩個(gè)字符之間的時(shí)間間隔是不固定的，而在一個(gè)字符內(nèi)各位的時(shí)間間隔是固定的。字符由起始位(start

72、 bit)、數(shù)據(jù)位(data bit)、奇偶校驗(yàn)位(parity)和停止位(stop bit)組成。其他線用于握手，但是不是必須的。串口通信最重要的參數(shù)是波特率、起始位、數(shù)據(jù)位、停止位和奇偶校驗(yàn)。對于兩個(gè)進(jìn)行通行的端口，這些參數(shù)必須匹配：</p><p>　　1.波特率：對于數(shù)據(jù)傳輸，雙方必須對數(shù)據(jù)定時(shí)采用使用相同的波特率，此為衡量通信速度的參數(shù)。它表示每秒鐘傳送的bit的個(gè)數(shù)。我們提到的時(shí)鐘周期就是指波特率，例

73、如如果協(xié)議需要9600波特率，那么時(shí)鐘是9600Hz。這意味著串口通信在數(shù)據(jù)線上的采樣率為9600Hz。波特率和距離成反比。高波特率常常用于放置很近的儀器間的通信。 </p><p>　　2.起始位：由一位低電平表示一個(gè)字符的開始，接收方可用起始位使自己的接收時(shí)鐘與數(shù)據(jù)同步。</p><p>　　3.數(shù)據(jù)位：這是衡量通信中實(shí)際數(shù)據(jù)位的參數(shù)。當(dāng)計(jì)算機(jī)發(fā)送一個(gè)信息包，實(shí)際的數(shù)據(jù)不會(huì)是8位的，標(biāo)

74、準(zhǔn)的值是5、7和8位。例如，標(biāo)準(zhǔn)的ASCII碼是0～127（7位）。擴(kuò)展的ASCII碼是0～255（8位）。如果數(shù)據(jù)使用簡單的文本（標(biāo)準(zhǔn)ASCII碼），那么每個(gè)數(shù)據(jù)包使用7位數(shù)據(jù)。每個(gè)包是指一個(gè)字節(jié)，包括開始/停止位，數(shù)據(jù)位和奇偶校驗(yàn)位。由于實(shí)際數(shù)據(jù)位取決于通信協(xié)議的選?。ù诠ぷ鞣绞竭x擇）。 </p><p>　　4.停止位：用于表示單個(gè)包的最后一位。典型的值為1，1.5和2位。由于數(shù)據(jù)是在傳輸線上定時(shí)的，并且

75、每一個(gè)設(shè)備有其自己的時(shí)鐘，很可能在通信中兩臺(tái)設(shè)備間出現(xiàn)了小小的不同步。因此停止位不僅僅是表示傳輸?shù)慕Y(jié)束，并且提供計(jì)算機(jī)校正時(shí)鐘同步的機(jī)會(huì)。停止位的位數(shù)越多，不同時(shí)鐘同步的容忍程度越大，但是數(shù)據(jù)傳輸率同時(shí)也越慢。 </p><p>　　5.奇偶校驗(yàn)位：在串口通信中一種簡單的檢錯(cuò)方式。有四種檢錯(cuò)方式：偶、奇、高和低。當(dāng)然沒有校驗(yàn)位也是可以的。對于偶和奇校驗(yàn)的情況，串口會(huì)設(shè)置校驗(yàn)位（數(shù)據(jù)位后面的一位），用一個(gè)值確保傳輸

76、的數(shù)據(jù)有偶數(shù)個(gè)或者奇數(shù)個(gè)邏輯高位。高位和低位不真正的檢查數(shù)據(jù)，簡單置位邏輯高或者邏輯低校驗(yàn)。這樣使得接收設(shè)備能夠知道一個(gè)位的狀態(tài)，有機(jī)會(huì)判斷是否有噪聲干擾了通信或者是否傳輸和接收數(shù)據(jù)是否不同步。</p><p>　　串口工作方式有四種，本設(shè)計(jì)采用串口工作方式1，一幀信息為10位。波特率設(shè)置9600。</p><p><b>　　4 下位機(jī)電路實(shí)現(xiàn)</b></p&

77、gt;<p><b>　　4.1硬件仿真</b></p><p>　　1.硬件仿真電路如圖18所示：</p><p>　　軟件仿真硬件：用到了四行液晶顯示，操作相當(dāng)于兩個(gè)LCD1602，同時(shí)還用到了虛擬終端來觀測串口輸出數(shù)據(jù)是否正確，4*4鍵盤中的等號(hào)相當(dāng)于井號(hào)輸入確認(rèn)鍵，4*4鍵盤中的除號(hào)相當(dāng)于關(guān)機(jī)鍵，4*4鍵盤中的乘號(hào)相當(dāng)于設(shè)備工作異常報(bào)警鍵。<

78、;/p><p>　　多機(jī)串口通信過程：若要實(shí)現(xiàn)多機(jī)實(shí)時(shí)控制，PC機(jī)向單片機(jī)發(fā)送地址，各單片機(jī)檢查是否PC機(jī)選擇的是自己，如果選擇自己，就將發(fā)送標(biāo)志位置“1”，匹配下位機(jī)發(fā)送完數(shù)據(jù)后，發(fā)送標(biāo)志位清零，這樣保證了一段時(shí)間間隔內(nèi)PC機(jī)只與一個(gè)單片機(jī)進(jìn)行通信，可以防止接收到別的下位機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)造成數(shù)據(jù)傳輸錯(cuò)誤和混亂，而PC機(jī)需在短時(shí)間間隔內(nèi)，不停的循環(huán)發(fā)送所有下位機(jī)的地址，并為保證其PC機(jī)采樣過快，下位機(jī)還沒來得及發(fā)送，它就

79、選擇了別的下位機(jī)，解決方法是可使單片機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)同時(shí)將此單片機(jī)地址也一起發(fā)送。</p><p><b>　　圖18 硬件仿真圖</b></p><p>　　硬件仿真結(jié)果如圖19所示：</p><p><b>　　圖19 硬件仿真圖</b></p><p><b>　　結(jié)論：</b>

80、;</p><p>　　滿足系統(tǒng)功能簡述中的要求（見第14頁），串口工作正常，N位數(shù)時(shí)，發(fā)送N位數(shù)據(jù)，發(fā)送接收數(shù)據(jù)對照表如表2所示。</p><p>　　表2 串口發(fā)送虛擬終端接收對照表</p><p><b>　　4.2系統(tǒng)調(diào)試</b></p><p><b>　　軟件仿真調(diào)試：</b></

81、p><p>　　本設(shè)計(jì)采用的波特率與PC機(jī)一致，8為數(shù)據(jù)位，沒有奇偶校驗(yàn)位，1位停止位。</p><p>　　1.軟件仿真時(shí)，為了觀察發(fā)送數(shù)據(jù)情況，需將發(fā)送標(biāo)志位置“1”，燒錄程序時(shí)，再將其置為“0”。</p><p>　　2.如果開始時(shí)，虛擬終端沒法應(yīng)，首先檢查波特率、傳輸數(shù)據(jù)格式設(shè)置。如圖20所示，進(jìn)行虛擬終端設(shè)置，然后在仿真軟件運(yùn)行時(shí)，左鍵虛擬終端的“Virtua

82、l Terminal”，彈出“Virtual Terminal”顯示界面，左鍵勾選“Hex Display Mode”設(shè)置虛擬終端結(jié)果顯示模式即可。</p><p><b>　　硬件調(diào)試：</b></p><p>　　1．液晶不顯示問題：由于液晶背光調(diào)節(jié)電阻設(shè)置不當(dāng)，調(diào)節(jié)其滑動(dòng)變阻器即可。</p><p>　　2．串口工作調(diào)試：硬件搭建好后，先

83、檢查串口接地、發(fā)送、接收接口電路；</p><p>　　使用現(xiàn)成的串口測試軟件，測試串口發(fā)送數(shù)據(jù)是否正確；</p><p>　　最后在用VB編寫上位機(jī)軟件，進(jìn)行調(diào)試。</p><p><b>　　結(jié)論： </b></p><p>　　打開串口時(shí)，如果上位機(jī)發(fā)送內(nèi)容不為單片機(jī)地址則下位機(jī)不發(fā)送數(shù)據(jù)，接收區(qū)不顯示任何數(shù)

84、 據(jù)；</p><p>　　打開串口時(shí)，如果上位機(jī)發(fā)送內(nèi)容為單片機(jī)地址則下位機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)；</p><p>　　在第二部的基礎(chǔ)上，按鍵加時(shí)，發(fā)送數(shù)據(jù)在原來顯示數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上加“1”；</p><p>　　4. 在第二部的基礎(chǔ)上，按鍵減時(shí)，發(fā)送數(shù)據(jù)在原來顯示數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上減“1”；</p><p><b>　　5 上位機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)</

85、b></p><p>　　5.1軟件界面設(shè)計(jì)原則</p><p>　　為了保證人機(jī)界面高效和易學(xué)易用，通常遵循以下四條原則：</p><p>　　兼容性：即軟件界面設(shè)計(jì)與用戶的期望之間應(yīng)達(dá)到匹配。包括用戶兼容性、任務(wù)兼容性、產(chǎn)品兼容性和操作流程兼容性等。</p><p>　　一致性：指軟件界面的各同類界面(如對話框)的組成要素和具有相似

86、性；</p><p>　　簡明性：指界面結(jié)構(gòu)簡潔明了，便于學(xué)習(xí)和操作；</p><p>　　健全性：指界面須具有一定容錯(cuò)性（如提供可逆操作）和防護(hù)性。</p><p>　　上位機(jī)的車間計(jì)件報(bào)表軟件界面如圖21所示（上位機(jī)軟件開發(fā)由VB編程實(shí)現(xiàn)）。</p><p>　　圖21 上位機(jī)的車間計(jì)件報(bào)表軟件界面</p><p>

87、;　　5.2基于VB的串口通信設(shè)計(jì)</p><p>　　計(jì)算機(jī)串口通信技術(shù)在工程領(lǐng)域一直有著不可替代的作用，諸如儀器儀表都需要用串口并口進(jìn)行數(shù)據(jù)采集與行為控制。Microsoft Communications Control(MSComm)是微軟提供的簡化Windows下串行通信編程的ActiveX控件，其實(shí)際上是Windows API函數(shù)的有機(jī)集成，通過對此控件的屬性和事件進(jìn)行編程，我們即可發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。&l

88、t;/p><p><b>　　5.3軟件功能說明</b></p><p>　　考慮到工作人員基本情況中的主鍵與端口號(hào)是配對的，所以本設(shè)計(jì)只完成了正確端口號(hào)與匹配下位機(jī)實(shí)時(shí)通信時(shí)的情況（多機(jī)通信可以通過判斷選擇地址的數(shù)值，改變工作人員基本情況以及工作情況中的內(nèi)容）。</p><p>　　1. 由于本設(shè)計(jì)只制作了單個(gè)下位機(jī)，為免除麻煩提前將此下位機(jī)對應(yīng)

89、的工作人員基本情況、工作情況內(nèi)容固化好，并且此內(nèi)容是不能更改的； </p><p>　　2. 選擇地址實(shí)為選擇上位機(jī)與哪個(gè)下位機(jī)通信，由于制作了一個(gè)下位機(jī)，所以認(rèn)為選擇地址為默認(rèn)的“0”時(shí)，才開始通信，故在輸入不為“0”時(shí)，點(diǎn)擊“開始”進(jìn)行檢測，彈出輸入錯(cuò)誤對話框，提示用戶；</p><p>　　3．當(dāng)輸入“選擇地址”正確時(shí)，下位機(jī)傳送數(shù)據(jù)給上位機(jī)，如果發(fā)送工件數(shù)目則在“實(shí)際完成”中顯示并

90、且認(rèn)為設(shè)備工作正常，設(shè)備工作情況中的工作正常綠燈亮工作異常不亮；如果發(fā)送報(bào)警信號(hào)則設(shè)備工作異常，設(shè)備工作情況中的工作正常不亮工作異常紅燈亮，此時(shí)完成任務(wù)仍顯示設(shè)備異常前最后發(fā)送的工件數(shù)目； </p><p>　　4．軟件的菜單項(xiàng)設(shè)計(jì)如圖22所示：此圖為點(diǎn)擊文件菜單項(xiàng)與點(diǎn)擊幫助菜單項(xiàng)顯示的上位機(jī)界面。如果打開記事本，操作員可手動(dòng)輸入記錄的備注等情況；若點(diǎn)擊保存則在"c:\report.txt"，

91、將工號(hào)、工作任務(wù)、姓名、實(shí)際完成及內(nèi)容保存，并且每點(diǎn)擊一次，記錄就增多一條；若點(diǎn)擊退出，顯示關(guān)機(jī)動(dòng)畫；若點(diǎn)擊幫助，顯示幫助對話框界面。</p><p><b>　　圖22 文件菜單項(xiàng)</b></p><p><b>　　6設(shè)計(jì)結(jié)果</b></p><p>　　下位機(jī)設(shè)計(jì)結(jié)果（如圖23，,24所示）：</p>

92、<p>　　圖23 下位機(jī)工作于設(shè)備</p><p>　　圖24 下位機(jī)工作于設(shè)備正常時(shí)</p><p>　　上位機(jī)設(shè)計(jì)結(jié)果（如圖25、26、27所示）</p><p>　　圖25 上位機(jī)工作正常</p><p>　　圖26 保存數(shù)據(jù)提示界面</p><p>　　圖27 發(fā)送報(bào)警信號(hào)</p>&

93、lt;p><b>　　7總結(jié)</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)總體滿足系統(tǒng)功能簡介（見第14頁）。</p><p><b>　　本設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)：</b></p><p>　　1.完成點(diǎn)對點(diǎn)實(shí)時(shí)短距離通信，可以保存、處理工人工作數(shù)據(jù)以及實(shí)時(shí)監(jiān)測設(shè)備工作情況，使生產(chǎn)車間的效率和安全有所提高；</p><

94、;p>　　2.上位機(jī)界面友好，簡單易學(xué)，發(fā)送接收數(shù)據(jù)簡單；</p><p>　　3.電路簡單，成本低，工作穩(wěn)定，無誤差出現(xiàn)。</p><p><b>　　本設(shè)計(jì)的缺點(diǎn)：</b></p><p>　　1.由于工件加減需手動(dòng)完成，故工人的工作量依然很大；</p><p>　　2.由于利用串口通信，故需要傳輸線，造成車間

95、布線復(fù)雜，而且為使電路簡單采用的MAX232 直接與PC機(jī)串口相連，使得接口的信號(hào)電平值較高，易損壞接口電路的芯片，傳輸速率較低，接口使用一根信號(hào)線和一根信號(hào)返回線而構(gòu)成共地的傳輸形式，這種共地傳輸容易產(chǎn)生共模干擾，所以抗噪聲干擾性弱，傳輸距離受限。</p><p><b>　　本設(shè)計(jì)的改進(jìn)：</b></p><p>　　1.可以做無線的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)；<

96、;/p><p>　　2.將工件加減按鍵換成紅外對射管，自動(dòng)檢測工件數(shù)目；</p><p>　　3.上位機(jī)循環(huán)發(fā)送需檢測的下位機(jī)地址，下位機(jī)將數(shù)據(jù)地址信息傳送上位機(jī)。</p><p><b>　　致謝 </b></p><p>　　········

97、······</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]白鵬，莫衛(wèi)東.VB 6.0高級(jí)編程技巧[M].西安:西安交通大學(xué)出版社,2002.</p><p>　　[2]陳偉元，蘇濤.單芯片微小型指紋識(shí)別系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用, 2010, 4

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100、業(yè)出版社,2001.</p><p>　　[9]李肇慶，韓濤.串行端口技術(shù)[M].北京：國防工業(yè)出版社,2006.</p><p>　　[10]李江全，張麗，岑紅蕾.Visual Basic串口通信測控應(yīng)用技術(shù)實(shí)戰(zhàn)詳解[M].北京:人民郵電出社,2007.</p><p>　　[11]李建忠.單片機(jī)原理及應(yīng)用[M].西安:西安電子科技大學(xué)出版社,2002.</

101、p><p>　　[12]李朝青.PC機(jī)與單片機(jī)與DSP數(shù)據(jù)通信技術(shù)選編1[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社,2002.</p><p>　　[13]林卓然.Visual Basic程序設(shè)計(jì)教程.第二版[M].北京:電子工業(yè)出版社，2007.</p><p>　　[14]劉冬生，鄒雪城.高頻RFID讀寫器射頻模擬前端的實(shí)現(xiàn)[J].半導(dǎo)體技術(shù),2006，31(9): 66

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103、.</p><p><b>　　附錄</b></p><p>　　附錄A：英語科技文獻(xiàn)原文及翻譯稿</p><p><b>　　英文科技文獻(xiàn)原文：</b></p><p>　　The General Situation of AT89C51</p><p>　　Chapter

104、 1 The application of AT89C51</p><p>　　Microcontrollers are used in a multitude of commercial applications such as modems, motor-control systems, air conditioner control systems, automotive engine and among

105、others. The high processing speed and enhanced peripheral set of these microcontrollers make them suitable for such high-speed event-based applications. However, these critical application domains also require that these

106、 microcontrollers are highly reliable. The high reliability and low market risks can be ensured by a robust test</p><p>　　1.1 Introduction</p><p>　　The 8-bit AT89C51 CHMOS microcontrollers are d

107、esigned to handle high-speed calculations and fast input/output operations. MCS 51 microcontrollers are typically used for high-speed event control systems. Commercial applications include modems, motor-control systems,

108、printers, photocopiers, air conditioner control systems, disk drives, and medical instruments. The automotive industry use MCS 51 microcontrollers in engine-control systems, airbags, suspension systems, and antilock brak

109、ing systems (A</p><p>　　1.2 The AT89C51 provides the following standard features: </p><p>　　4Kbytes of Flash, 128 bytes of RAM, 32 I/O lines, two 16-bittimer/counters, a five vector two-level in

110、terrupt architecture, a full duple serial port, on-chip oscillator and clock circuitry. In addition, the AT89C51 is designed with static logic for operation down to zero frequency and supports two software selectable pow

111、er saving modes. The Idle Mode stops the CPU while allowing the RAM, timer/counters, serial port and interrupt sys -tem to continue functioning. The Power-down Mode saves the RAM</p><p>　　Figure 1-2-1Block D

112、iagram</p><p>　　1-3Pin Description</p><p>　　VCC Supply voltage.</p><p>　　GND Ground.</p><p>　　Port 0：Port 0 is an 8-bit open-drain bi-directional I/O port. As an output

113、 port, each pin can sink eight TTL inputs. When 1s are written to port 0 pins, the pins can be used as high impedance inputs .Port 0 may also be configured to be the multiplexed low order address/data bus during accesses