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
% B- J& @6 Y+ N2 J6 Y& S+ H# B4 @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，
对于耕耘机械所受阻力与滑转率、油耗和功率的
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
4 _- I! y; ^! @$ B2 E1 u. \2 A分析出它们之间的关系。
) o- U7 o) t7 B8 z& U: f( ~1单片机与PC机串行口通信原理
* h' Z  S5 Y+ R' F7 t' Q8051串行口有4种工作方式，可以用SCON
7 G/ I$ q! C. V; y/ R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
8位异步串行通信方式，方式2和方式3都是9
5 V/ R. d3 y! `5 f' Q* p位异步通信方式。
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
息的引线接到25芯串行通信插座的RXD和
8 t% J5 z$ H5 ]" I  Y6 n6 jTXD引脚上。
, s/ J, y% S) V9 V2 W8051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
# k; D4 v2 I+ [- G* }- ?TTL电平，而PC机的串行口是按RS -232C标准
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
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。
, `2 U4 I6 M; K: j8051单片机和PC机二者之间通信的数据传
8 S6 d; T% J) t2 F送方式一般为异步方式，异步方式首先要约定
7 \- N0 T2 _/ s. O7 v“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
1 u" T- H; {9 ]2 `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。
在异步方式工作时,如果接受机接收到了一
4 r' C/ Z7 C8 ?! K- N: a个起始位，就按波特率依次接收以后的各位数
# W- w5 G, p+ N* l( m据,直至收到停止位。在数据传输过程中除规定
用符号0和1表示二进制数码外，还规定了逻辑
8 h' @' O  c3 Z: `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。
- D( Y9 T. v( \9 Q2系统的结构和硬件的设计与选择
# q6 e  J( S1 `! N' p2.1传感器信号采集与放大电路
) l# l9 {! [% ]3 q4 C! O" D/ a在本系统中耕耘机械所受阻力与滑转率、.
油耗和功率等数据是通过各种传感器得出的，
$ s3 e8 w4 S# r, g' f9 D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
6 S! f3 H& n* b* t; r模块,不赘述。
2.2 A/D转换、数据存储及数码显示部分
  b2 b9 l; C" c" b. n5 @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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