基于单片机的电集中抄表毕业设计

基于单片机的电集中抄表毕业设计内容摘要：

总线上隐性至显性的转换是才有可能发生。 写这一位是没有影响的。 为了与现有软件兼容，读取这一位时将得到上次写入的值（对触发电路无影响）。 2） 时钟分频寄存器。 时钟分频寄存器用来选择 CAN工作模式（ Basic CAN/Peli CAN）。 3） 接收缓冲器。 PCA82C200中双接收缓冲器的概念被 Peli CAN中的接收 FIFO所代替。 这对软件除了会增加数据溢出的可能性之处，不会产生应用上的影响。 在数据溢出之前，缓冲器可以接收两条报文。 （最多 64B）。 4）。 SJA1000被设计为全面支持 协议，说明在处理扩展帧的同时，亦实现了扩展振荡器容差。 在 Basic CAN 模式下只可以发送可接收标准帧（ 11 位标识符）。 如果此时检测到 CAN 总线有扩展帧（ 29位标识符），并且报文正确，则该报文也会被允许且给出一个确认信号，但没有接收中断产生。 5） Basic CAN 和 Peli CAN 模式的区别 在 Peli CAN 模式下， SJA1000 有一个含多功能的重寄存器。 SJS1000 包含了设计在 PCA82C200 中的所有位及一些功能位。 Peli CAN 模式支持 协议规定的所 有功能（ 29 位标识符）。 （ 1） SJA1000 的主要新功能：  接收、发送标准帧和扩展帧格式信息。 14  接收 FIFO（ 64B）。  用于标准帧和扩展帧的单 /双接收过滤器（含屏蔽和代码寄存器）。  读 /写访问的错误计数器。  可编程的错误限制报警。  最近一次的误码寄存器。  对每一位 CAN 总线错误的错误中断。  具有详细位号的仲裁丢失中断。  一次性发送（当错误或仲裁丢失时不重发）。  只听模式（ CAN总线监听无，应答，无错误标志）。  支持热插拔（无干扰软件驱动的位速率检测）。  硬件禁止 CLKIOUT 输出。 （ 2） Basic CAN地址分配 SJA1000 对微控制器而言是内存管理的 I/O 器件。 两个器件的独立操作是通过像 RAM 一样的片内寄存器修正来实现的。 SJA1000 的地址区包括控制段和报文缓冲器。 控制段在初始化加载时，是可编程来配置通信参数的（如定位时等）。 微控制器也是通过这一段来控制 CAN 总线上的通信的。 在初始化时， CLKOUT 信号可以被微控制器编程指定一个值。 应发送的报文写入发送缓冲器。 成功接收报文后，微控制器从接收缓冲器中读出接收的报文，然后释放空间以便下一次使用。 微控制器和 SJA1000 之间状态、控制和命令信号的交 换都是在控制段中完成的。 初始化加载后，寄存器的接收代码、接收屏蔽、总线定时寄存器 0和 1以及输出控制就不能改变了。 只有控制寄存器的复位位被置高时，才可以访问这些寄存器。 在以下有两种不同的工作模式中访问寄存器是不同的：  复位模式。  工作模式。 当硬件复位或控制器掉电时会自动进入复位模式。 工作模式是通过置位控制寄存器的复位请求激活的。 PCA82C250/251 收发器是协议控制器和物理传输路线之间的接口。 此器件对总线提供差动发送能力，可以在汽车和一般的工业应用上使用。 PCA82C250/251 收发器的主要特点如下： 完全符合 ISO11898 标准。 高速率（ 1Mbit/s）。 15 具有抗汽车环境中的瞬间干扰，保护总线能力。 斜率控制，降低射频干扰（ RFI）。 差分接受器，抗宽范围的共模干扰，抗电磁干扰（ EMI）。 热保护。 防止电源和地之间发生短路。 低电流待机模式。 未上电的节点对总线无影响。 可连接 110 个节点。 工作温度范围： 40 到 +125 度。 （ 1）引脚介绍 PCA82C250/251 为 8引脚 DIP 和 SO两封装，引脚如图 4 所示： 图 4为 PCA82C250/251引脚图 引脚介绍如下： TCD：发送数据输入。 GND：地。 Vcc：电源电压 ——。 RXD：接收数据输出。 Vref:参考电压输出。 CANL:低电平 CAN 电压输入 /输出。 CANH:高电平 CAN 电压输入 /输出。 Rs:斜率电阻输入。 PC82C250/251收发器是协议控制和物理传输路线之间的接口。 如在 ISO11898标准中描述的，它们可以用高达 1Mbit/s 的位速率在两条有差动电压的总线电缆上传输数据。 这两个器件都可以在额定电源电压分别是 12 伏 （ PCA82C250）和 24 伏（ PCA82C251）的 CAN 总线系统中使用。 它们的功能相同，根据相关的标准，可以在汽车和普通工业应用上使用。 PCA82C250 和 PCA82C251 还可以在同一网络中 16 互相通讯。 而且，它们的引脚和功能兼容。 RS232 总线标准接口及电气特性 串行通信的方式可以分为同步式及异步式两种。 同步式在通信的两端使用同步信号作为通信的依据；而异步式则使用启始位及停止位作为通信的判断，现在则是以使用异步传输较多。 本系统采用 9 叫管脚的异步传输。 RS232 的每一只管脚 都有它的功能。 也有它信号流动的方向；原来的 RS232设计之初是用来接调制解调器做传输之用的，也因此它的管脚定义通常也和调制解调器传输有关。 以下是 9 支脚的相关说明： （ 1） CD：此管脚是由调制解调器控制，当电话接通之后，传送的信号是在载波信号上面，调制解调器利用此管脚通知计算机有载波被侦测到；而当载波被侦测到时才可保证此时是处于连线状态。 一般若计算机未收到此信号，均会回应信息，并将 Modem挂线。 （ 2） RXD：此管脚会将远程所传送过来的数据接收进来；在接收的过程中，由于数据是以数字形式传送，可以在 Modem的 RXD 指示灯上看到明灭交错，此即为 0、 1 交替所产生的现象，也就是电位高低所产生的现象。 （ 3） TXD：此管脚将计算机所欲传送出去的数据传送出去；在传送过程中，由于数据是以数字形式传送，可以在 Modem的 TXD 指示灯上看到明灭交错，此即为 0、 1 交替所产生的现象，也就是电位高低所产生的现象。 （ 4） DTR：此管脚由计算机控制，用以通知 Modem 可以进行传输。 高电位时表示计算机已经准备就绪，可以传送数据过来。 （ 5） GND：此管脚为地线，作为计算机与 Modem 之间的准位参考。 两端设备的地线准位必须一样，否则会产生地面回路，使得信号因准位的不 同而产生偏移，也会导致结果失常。 RS232 数据在传输上是采用单接点式的信号传送方式，其特点是信号的电压准位乃是参考地线准位而来，因此传送双方的地线才必须连接在一起，以避免准位不同而造成数据的错误。 （ 6） DSR：此管脚由 Modem 控制， Modem 用这只管脚的高电位通知计算机一切准备就绪，可以传送数据过来。 （ 7） RTS：此管脚由计算机控制，用以通知 Modem 马上传送数据至计算机。 而当 Modem收到此信号后，便会将它由电话线上收到的数据传送给计算机；在此之前若有数据传送至 Modem则会暂存在寄 17 存器中。 （ 8） CTS：此管脚由 Modem 控制，用以通知计算机将欲传送的数据送至 Modem。 当计算机收到此管脚的信号，即将准备送出的数据送至 Modem，而 Modem 则将计算机送过来的数据由电话线路送出。 （ 9） RI： Modem 通知计算机有电话进来，是否接听电话则由计算机决定。 如果计算机设置 Modem为自动应答模式，则 Modem在听一定的震铃后即 会自动接听电话。 计算机上的 RS232，其 9 脚管脚定义如表 1 所示 表 1 为 RS232 管脚编号及意义 RS232 传递信息的格式标准 RS232 采用按位串行方式。 该标准对所传递的信息规定如下：信息的开始为起始位， 信息的结尾为停止位，它可以是一位、一位半或两位；信息本身可以是 8位再加一位奇偶校验位；如果两个信息之间无信息，则应写“ 1”，表示空。 其格式标准如图 5所示 管 脚 简 写 意 义 方 向 Pin 1 CD 载波侦测 PC 机 对方 Pin 2 RXD 接受字符 PC 机 对方 Pin 3 TXD 传送字符 PC 机 对方 Pin 4 DTR 数据端备妥 PC 机 对方 Pin 5 GND 地线 PC 机 对方 Pin 6 DSR 数据备妥 PC 机 对方 Pin 7 RTS 要求传送 PC 机 对方 Pin 8 CTS 清除已 传送 PC 机 对方 Pin 9 RI 响铃侦测 PC 机 对方 18 图 5为 RS232 数据传输格式 RS232 电气特性 由于 RS232 是早期为促进公用电话网络进行数据通信而制定的标准，其逻辑电平对地是对称的，与 TTL、 MOS 逻辑电平完全不同。 RS232 标准接口的输入 /输出信号电平为 EIA 电平，如表 所示。 RS232 标准规定的数据传输速率为 50、7 100、 150、 300、 600、 1200、 2400、 4800、 9600、 19200 b/s。 驱动器允许有 2500 pF的电容负载，通信距离将受此电容限制。 信号传输速率为 20 kb/s 时，最大传输距离为 15m。 传输距离短的另一原因是 RS232 属单端 信号传送，存在共地噪音和不能抑制共模干扰等问题，因此一般用于短距离通信。 表 2 中列出了 RS232 的电气特性： 不带负载时驱动器输出电压 25V~+25V 负载电阻 RL 范围 3~7kΩ 驱动器输出电阻 300Ω 负载电容（包括线间电容） 2500pF 逻辑“ 0”时驱动器输出电平 5~15V 逻辑“ 0”时负载端接收电平 +3V 逻辑“ 1”时驱动器输出电平 15~5V 逻辑“ 1”时负载端接收电平 3V 输出短路电流 500mA 驱动器转换速率 30V/μ s 表 2 为 RS232 电气特性 RS232 接口的缺点 RS232 接口的缺点主要表现在两个方面： 数据传输速率慢： RS232 规定的 20kb/s 的传输速率虽然能满足异步通信 19 要求，但对某些同步系统来说，不能满足传送速率要求。 传送距离短： RS232 接口的一般装置之间电缆长度为 15m，即使有较好的线路器件，良好的信号质量，电缆长度也不会超过 60m。 接口采用不平衡传送和接收 方式。 在设备信号之间可能产生较多的串话干扰。 多个 RS232 串行口在 PC 机要占有多个中断资源。 整个接口设计均是分力元件技术，而不是集成电路技术。 由于一般单片机的输入 /输出信号电平为 TTL 或 MOS 电平，而 PC 机都采用RS232 接口，因此，为实现 RS232 接口方式下 PC 机与单片机输入 /输出信号的电平的匹配，在 RS232 接口和单片机的串行口之间需要电平转换电路。 通常这些电平转换电路使用 MAX232 与 MAX485 芯片完成的 芯片简介 MAX232 芯片是低功耗、单电源双 RS232 发送 /接收器。 适用于各种通信接口。 MAX232芯片内部有一个电源电压变换器，可以把输入的＋ 5V电源变换成 RS232C输出电平所需－ 10V－＋ 10V 电压，所以采用此芯片接口的串行通信系统只要单一的＋ 5V 电源就可以。 MAX232 外围需要 4 个电解电容 C C C C C5，是内部电源转换所需电容，其取值均为 1181。 F/25V。 MAX232 的引脚 T1IN、 T2IN、 R1OUT、 R2OUT 为接 TTL/CMOS 电平的引脚；引脚T1OUT、 T2OUT、 R1IN、 R2IN 为接 RS232C 电平的引脚。 因此， TTL/CMOS 电平的T1IN、 T2IN 引脚应接 MCS51 的串行发送引脚 TXD； R1OUT、 R2OUT 应接 MSC51的串行接收引脚 RXD，与之对应的 RS232C 电平的 T1OUT、 T2OUT 应接 PC机的接收端 RD； R1IN、 R2IN 应接 PC 机的发送端 TD。 因为 MAX232 具有驱动能力，所以不需要外加驱动电路。 如图 6所示 20 图 6为 MAX232芯片图 上图中上半部分电容 C1， C2,C3,C4及 V+,V是电源变换部分。 在实际应用中，器件对电源噪音很敏感。 因此， VCC须要对地加去耦电容 C5，其值为。 电容C1， C2,C3,C4都选用钽电解电容，电容值为 （耐压值高于 16V），可以提高抗干扰能力。 连接时电容 必须尽量靠近器件，注意极性。 下半部分为发送和接收部分。 实际应用中， T1IN。