| 1 系統(tǒng)組成 系統(tǒng)組成如圖1、圖2所示  系統(tǒng)由測量站和主控站兩部分組成。測量站主要完成對現(xiàn)場信號的采集、存儲(chǔ),接收遙控指令并發(fā)送數(shù)據(jù)。主控站的主要工作是發(fā)送遙控指令、接收數(shù)據(jù)信息、進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)管理、隨機(jī)顯示打印等。 2 AT89C51與數(shù)字電臺(tái)的串行通信 Atmel公司的AT89C51單片機(jī),是一種低功耗、高性能的、片內(nèi)含有4KB Flash ROM的8位CMOS單片機(jī),工作電壓范圍為2.7～6V（實(shí)際使用+5V供電）,8位數(shù)據(jù)總線。它有一個(gè)可編程的全雙工串行通信接口,能同時(shí)進(jìn)行串行發(fā)送和執(zhí)著收。通過RXD引腳（串行數(shù)據(jù)接收端）和TXD引腳（串行數(shù)據(jù)發(fā)送端）與外界進(jìn)行通信。 2.1 通信協(xié)議與波特率 數(shù)字電臺(tái)與單片機(jī)、終端主控機(jī)的通信協(xié)議為： 通信接口--標(biāo)準(zhǔn)串行RS232接口,9線制半雙工方式; 通信幀格式--1位起始位,8位數(shù)據(jù)位,1位可編程數(shù)據(jù)位,1位停止位; 波特率--1200 baud。 數(shù)字電臺(tái)選用Motorola公司的GM系列車載電臺(tái),工作于VHF/UHF頻段,可進(jìn)行無線數(shù)傳（9線制標(biāo)準(zhǔn)串行RS232接口）,也可進(jìn)行話音通信;采用二進(jìn)制移頻鍵控（2FSK）調(diào)制解調(diào)方式,符合國際電報(bào)電話咨詢委員會(huì) CCITT.23標(biāo)準(zhǔn)。在話帶內(nèi)進(jìn)行數(shù)字傳輸時(shí),推薦在不高于1200b/s數(shù)據(jù)率時(shí)使用。實(shí)際使用時(shí),電臺(tái)工作于220～240MHz頻率范圍,采用半雙工方式（執(zhí)行收、發(fā)操作,但不能同時(shí)進(jìn)行）即可滿足系統(tǒng)要求。 2.2 AT89C51串行口工作方式 AT89C51串行口可設(shè)置四種工作方式,可有8位、10位和11位幀格式。本系統(tǒng)中,AT89C51串行口工作于方式3,即鳘幀11位的異步通信格式：1位起始位,8位數(shù)據(jù)位（低位在前）,1位可編程數(shù)據(jù)位,1位停止位。 發(fā)送前,由軟件設(shè)置第9位數(shù)據(jù)（TB8）作奇偶校驗(yàn)位,將要發(fā)送的數(shù)據(jù)寫入SBUF,啟動(dòng)發(fā)送過程。串行口能自動(dòng)把TB8取出,裝入到第9位數(shù)據(jù)的位置,再逐一發(fā)送出去。發(fā)送完畢,使TI=1。
接收時(shí),置SCON中的REN為1,允許接收。當(dāng)檢測到RXD（P3.0端有"1"到 "0"的跳變（起始位）時(shí),開始接收9位數(shù)據(jù),送入移位寄存器（9位）。當(dāng)滿足RI=0且SM2=0或接收到的9位數(shù)據(jù)為1時(shí),前8位數(shù)據(jù)送入SBUF,第9位數(shù)據(jù)送入SCON中的RB8,置RI為1;否則,這次接收無效,不置位RI。 串口方式3的波特率由定時(shí)器T1的溢出率與SMOD值同時(shí)決定： 方式3波特率=T1溢出率/n 當(dāng)SMOD=0時(shí),n=32;SMOD=1時(shí),n=16。T1溢出率取決于T1的計(jì)數(shù)速率（計(jì)數(shù)速率=fosc/12）和TI預(yù)置的初值。 定時(shí)器T1用作波特率發(fā)生器,工作于模式2（自動(dòng)重裝初值）。設(shè)TH1和TL1定時(shí)計(jì)數(shù)初值為X,則每過"2 8-X"個(gè)機(jī)器周期,T1就會(huì)發(fā)生一次溢出。初值X確定如下： X=256-fosc×(SMOD+1)/384×BTL 本系統(tǒng)中,SMOD=0,波行率BTL=1200,晶振fosc=6MHz,所以初值X=F3H。 2.3 AT89C51與數(shù)字電臺(tái)的硬件連接 AT89C51與數(shù)字電臺(tái)的硬件連接如圖3所示。  系統(tǒng)采用異步串行通信方式傳輸測量數(shù)據(jù)。利用單片機(jī)串口與數(shù)字電臺(tái)RS232數(shù)據(jù)口相連。電臺(tái)常態(tài)為收狀態(tài)（PPT=0,收狀態(tài);PPT=1,發(fā)狀態(tài)）,單片機(jī)P3.5腳輸出高電平。單片機(jī)使用TTL電平,電臺(tái)使用RS232電平,由 MAX232完成TTL電平與RS232電平之間的轉(zhuǎn)換。3片光電耦合器6N137實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與電臺(tái)之間的電源隔離,增強(qiáng)系統(tǒng)抗干擾性能。 單片機(jī)通過帶控制端的三態(tài)緩沖門74HC125、非門74HC14控制電臺(tái)的收發(fā)轉(zhuǎn)換,以及指令的接收和數(shù)據(jù)發(fā)送。接收時(shí),P3.5=1,c2=1,74HC125B截止;P3.5經(jīng)74HC14反相、光電隔離,使電臺(tái)PPT腳為低電平,將其置為接收狀態(tài);同時(shí)c1=0,74HC125A導(dǎo)通,接收的指令由電臺(tái)的RXD端輸入,經(jīng)MAX232電平變換、光電隔離、74HC125A緩沖門,送入單片機(jī)RXD腳。發(fā)射時(shí),P3.5=0,經(jīng)74HC14反相、光電隔離,使電臺(tái)PPT腳為高電平,將其置為發(fā)射狀態(tài);同時(shí)c1=1,74HC125A截止,c2=0,74HC125B導(dǎo)通,數(shù)據(jù)由單片機(jī)TXD腳輸出,經(jīng)74HC125B緩沖門、光電隔離、MAX232電平變換,通過電臺(tái)TXD端口將數(shù)據(jù)發(fā)送出去。 3 通信軟件設(shè)計(jì) 通信軟件至關(guān)重要,一旦出現(xiàn)問題,整個(gè)系統(tǒng)就會(huì)癱瘓。采取差錯(cuò)控制與容錯(cuò)技術(shù)是非常重要的。 *主控站發(fā)送的指令中包含一定數(shù)量的同步符55H和3字節(jié)的密碼。測量站在連續(xù)收到5個(gè)同步符后進(jìn)行密碼驗(yàn)證,驗(yàn)證通過后正式接收指令字節(jié);如未通過,則測量站發(fā)一信號讓主控站重發(fā),三次驗(yàn)證不過則停發(fā)該命令。測量站發(fā)/主控站收時(shí),驗(yàn)證方式與此相同。驗(yàn)證通過后,測量站開始發(fā)送數(shù)據(jù)。 *一個(gè)指令由3字節(jié)構(gòu)成,第二字節(jié)等于第一字節(jié)加上35H,第3字節(jié)等于第二字節(jié)加上36H。如果收到的指令不符合此規(guī)則,則重發(fā)該命令,連續(xù)三次錯(cuò)誤時(shí)停發(fā)。 *主控站每發(fā)一個(gè)指令,測量站都回送一個(gè)應(yīng)答信號。該應(yīng)答信號中包含原指令樣本。 下面給出單片機(jī)串行口與電臺(tái)的基本通信程序。 初始化程序： BTL EQU 2FH ;波特率放在內(nèi)部RAM的2FH單元 |
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