LED显示屏的计算机远程控制系统

LED显示屏的计算机远程控制系统英文论文摘要AbstractThedisPlaysereensystemofLED(light一emittingdiode)ynthesizestheintegrativemodernnewteehnologyoftheteehnology，suehasPhotoeleetrieity，eomPuterandeontrol，ete.，IteombineseloselywithtraditionaladvertisingandbeeomesthenewmediainstrumentofProPaganda，APPlytotheexhibitioncentreextensively，TheinfonnationofPubliePlaees，suehasfinaneialmarket，hosPital，stadium，airport，quay，station，street，exPressway，te.showsandadvertising.LEDdisPlaysereensystemfinisheharactersinPutandshowbydisPlaysereen，disPlaysereeneontroller3mainPartsofcomPuterthatmodeeontrolformmainly，ThissystemeanshowChinese，nglishandeanshowthefiguresymbolorthesPeeialfiguresymbolwhiehtheuserapPointedtoo.LEDdisPlayscreenbeeauseeontentnewerandeonvenient，disPlaymodevarietyandvisionfeelrelativelyidealti一n。一eeei、eby、一serfavourably，It15thenew一tyPeseientificandteehnologicalProduetsofhigh一PeeddeveloPmentinreeeniyearswhileProPagatingofadvertisement(Publie)too，ButbeeauseitssystemformsaeomPleteseteomPlieatedly，eanonlyfinishnearbytoeontrol，Plantmaintenanee15relativelyeomPlicated，MakealotofPlaeesusedreeeiveverygreatrestrietion，Can，trealizelong一rangetoeonirolandtransmitinformationandneedthisteehnologyneedfurtherPerfectionanddeveloPmeniinsteP.Asystematieone15toonlyshowstheeharaetersingforthis，LED，5disPlaysereenofeharaeterssystemofthefiguresymbol15studied，RealizethroughthissystemwhatthisdisPlaysereenshoweontentlong一rangetoeontrol，atanytime90onandshowbasiePurPosethateontentuPgrades.Realizelong一rangewaythateontrolweadoPtatPresentmanagementconvenient，runcostlowearryingonlong一rangetoeontrolthroughpublietelephonenetworkrelatively，AlreadyoriginaleaehLEDdisPlaysereen3PartsofsystemonthesPot(disPlaysereen，eontroller，eomPuter)ChangeintowholesystemadoPttwocomPutercancontrolandshowdisPlayscreensandeontrollersofPlaeeall，JointhroughPublictelePhonenetworkeonirollerrealize90onandeontrolandrealizeandshowtoLEDdisPlaysereencontentuPgrade，RealizeeomPutertoeaehdisPlaysereenlong一rantoeontrolanduPgradeeontenttransmit，IncreasemodemandonedesignwithsPeeial一PurposeonthemodemandLEDinterfaeeboardofdisPI盯sereenofjoiningfullyandnewlyathardwareofsystem，This15tomakeuPintoasPeeial一Purposelong一rangeeonirollertheeontrollerinthemodemandoriginalsystem.BeeauseadoPtthelong一rangeeontrolteehnology，eonsideritwiththesystematiecomPatibilityoftheoriginaldisPlaysereen，InPutsoftwaresoftwareadoPtandusebutformersoftwarethatProdueerofferrealizethelong一rangewaytocontroltotally，ThisneedstwoeomPuterstorealizethisfunction，thefirsteomPuter15usedineditor，5eontentofshowingandtransmitteddatatotheseeondeomPuter，TheseeondeomPuter15usedforreeeivingthefirstdatumsentofdataandearryingonthebuffermemoryofdata.WhenthedisPlaysereenneedingtoshowneedseontenttobeuPgraded，eonneettheseeondeomPuterwithPublietelePhone，TransmitsPeeial一PurposeeontrollertoreachdistantPlacethroughsoftwaredatathroughmodemdatathroughPublietelePhonenetwork，ThesPeeial一PurposeeontrolleraecePtsthedata，PutLEDdisPlayinorderandeontrol，finishdatatransmission.HavedatawhenuPgrading，EDdisPlaysereeneontrolandshowbyeontroller.DonotneedtoeonneetwithPublietelePhonenetwork.ThisaehievementadoPtsthetyPiealmodeoftransformingthetraditionalindustryofskilloftheinformation，15transformedthroughthesystem，HavingredueedthestreamofPeoPle，materialflow，theworkflows，Greatquiekeninginformationflow，hasredueedadministrativeexPensesofusing，hasexPandedtherangeofapPlieationofLEDdisPlaysereen.Sy、temadoPtPairsofmouthfulsofRAM，serialdatatranseeiverMAX232，etc.latesteleetroniedevieesandeomPonentsguaranteethisaehievementhaveapPlieationteehnologygoneonmost.ThisteehnologyeanalreadybeusedinthenewPubliePlaces，suehasdistriet，ehainstore，sehool，ete.，CantransformtheoriginaldisPlayscreentoo，realizeandeontrollong一rangly.AdoPtthissystem，oPeratorcanuPgrademanysetsofI、EDeontentofshowingofdisPlaysereenthroughPublietelePhonewiretimesharinginoffiee.Keywords:LEDdisPlaysereen，theeomPuter，themodem，MieroProeessor，MCUMulti一RAM摘要lED(1ight一emittingdiode)显示屏系统是将光电、计算机以及控制等技术综合一体的现代新技术，它与传统的广告宣传紧密结合成为新的媒体宣传工具，广泛应用于展览中心、金融市场、医院、体育场馆、机场、码头、车站、街道、高速公路等公共场所的信息显示和广告宣传。LED显示屏系统主要由显示屏、显示屏控制器以及完成文字录入和显示模式控制的计算机三个部分组成。该系统既可以显示中文、英文、也司一以显小图形符号或用户指定的特殊图形符号。LED显示屏由于内容更新方便，显示方式多样和视觉感觉理想而倍受用户的欢迎，也是广告(公共)宣传中近年高速发展的新型科技产品。但是由于其系统配套复杂，控制显示内容只能就近完成，设备维护较复杂，使得LED显示屏的应用场所受到很大的限制，特别是不能实现远程控制和远程同步信息传递。这些都要求该技术进一步的完善和提高。本系统是针对只显示文字，图形符号的文字LED显示屏系统而进行研究的，通过一该系统实现对显示屏的远程控制，随时可以更新显示内容。实现远程控制的方式我们采用目前管理方便，运行成本较低的通过公共电话网络进行远程控制，既将原来的侮个LED显示屏系统的3个部分(显示屏、控制器、计算机)改为整个系统中采用两台一计算机就可以控制全部显示地点的显示屏和控制器。通过公用电话网连接控制器实现对LED显示屏进行远程控制和显示内容的更新，从而实现计算机对每个显示屏进行远程控制并对显不内容进行更新。在系统的硬件上增加了调制解调器和一块全新设计冬)}{J连J安调;}j」角牟调器和LED显示屏的接门板。这就是将调制解调器与原系统中的控制器组合成一个专用的远程控制器。由丁飞采用远程控制技术，考虑到与原显示屏系统的兼容性，录入软件采用了原厂家提供的软件而实现远程控制的方式。这就需要两台计算机来实现这一功能。第一台计一算机用于编辑显示内容并传输数据到第二台计算机。第二台计算机用于接收第一台计算机发送的数据并进行数据缓存。当需要对显示屏的显示内容进行更新时，将第二台计算机与公共电话相连接，通过软件将数据经调制解调器和公共电话网络传输到远方的专用控制器中。专用控制器则接受数据，缓冲并控制LED显示器，完成数据传输。如果没有数据更新时，LED显示屏由内部的控制器控制显示，不需要与公共电话网络连接。该成果是采用信息技术改造传统产业的典型模式。通过系统改造，减少了人流，物流，上作流，极人的加快了信J息流，减少了使用管理费用，扩大了LED显示屏的应用范围。系统中采用了双口RAM、串行数据收发器MAX232等较新电子元器件保证了该成果具有较先进的应用技术。该技术既可以应用在小区、连锁店、学校等新建的中文摘要公共场所，也可以将原来的显示屏系统改造，实现远程控制。采用了本系统后，操作者可以在办公室内通过公共电话线分时更新多台LED显示屏的显示内容。关键词:LED显示屏，计算机，调制解调器，微处理器，单片机，双口RAM410LED显示屏的计算机远程控制系统目录中文摘要···································································································……I英文摘要···································································································……1111绪论·········································································································……11.1LED显示屏简介·················································，······················……‘二“‘”””11.2LED显示屏存在的问题以及发展·······························································……21.3LED显示屏远程控制系统········································································……31.4系统要进行研究的主要内容·····································································……41.4.1传统LED显示屏的研究··································································……””’““41.1.2;!算机收发软件设计一·····························································……“·‘””‘’‘”’“41.4.3接日板硬件电路研制··············································································……41.4.4接收单片机软件设计··········································································……‘二’41.4.5发送单片机软件设计··············································································……41.5各项研究的基本要求········，·························································，···········……41.5.1计竹一机收发软件功能要求········································································……41.5.2接口板接收单片机软件性能要求·······························································……51.5.3接口板发送单片机软件性能要求·······························································……51.5.4接日板硬件性能要求········································································……”‘”’51.6项目研究的的意义·················································································……52系统的硬件介绍·······················································································……72.1系统框图·····························································································……72.2调制解调器··························································································……72.2.1简介·····································，·····························································……72.2.2下作原理················，············································································……72.2.3调制解调器孚污用术语解释········································································……92.2.4常见的调制解调器指示灯含义··································································……n2.2.5常用的AT标准指令·································································……”‘”””””122.2.6系统中调制解调器的主要功能··································································……巧2.3微处理器··························，·······························································……巧2.3.1微处理器的发展····················································································……152.3.2AT89C51单片机·························……‘·····························……‘””‘…’·162.4双口RAM·····························································································……192.4.1双口RAM的下作原理及特点·····································································……19目录2.4.2双口尺AMIDT7132SA芯片········································································……202.5串行数据收发器MAx232.··························································……‘…”‘”’“‘21艺.5.1串行通信的}_作原理············································································……’·212.5.2MAX一232介绍，····················，·································································……223计算机软件设计·····················································……”·‘”””’“.”””’‘’‘”””’243.IRs一232引脚的定义···········································································……”’243.2计算机传送数据给调制解调器时序分析······················································……243.3计算机接收调制解调器传输数据时序分析..··············································……253.4软件开发工具vB概述·····································································……，’’…253.5软件开发总体设计·················································································……273.5.1用户界面设计·······················································································……273.5.2软件功能设计·······················································································……283.6软件流程图·······················································································……293.7软件操作过程······························……，!’·············································……293.8用VB编写的软件源代码········································································……304接口板硬件电路设计···········································································……354.1接口板硬件框图·················································································……354.2接口板电路图·······················································································……355接收微处理器软件设计·····································································……375.Ic语言与8051简介·················································································……375.2csl的数据与运算说明········································································……375.3软件功能设计······················································································……‘385.4软件流程图················，·········································································……385.5用C语言编写的软件源代码·····································································……395.6用汇编语言编写的软件·····················……，···········································……‘”‘416发送微处理器软件设计········································································……446.1软件功能设计····················································································……446.2软件流程图·，························································································……446.3用c语言编写的软件···································································……’·’··…”’456.4用汇编语言编写的软件，·····························································……”‘’‘二‘”467设计的扩展应用···，·············································································……”’48结束语···········································································，·····························……50参考文献·······，····················，·········································································……51致谢············································································································……53重庆大学硕士学位论文1绪论1.1LEO显示屏简介LED显示屏系统川，主要由显示屏(含显示阵列，行、列驱动电路，电源)，显示屏控制器和计算机(含录入管理软件)这三个主要部分组成。可以实现视频、音频、数据及其它信息接收、存储、管理和最终的显示播放。主要功能是再现图文声音和视频信息。‘己是集光、电、声为一体的新型广告媒体。它采用先进的多媒体技术和相应的软件，可以通过计算机键盘、扫描仪、录像机、摄像机等输入中西文字，图形视频图像等。由计算机发出的信息和控制信号，通过控制器和行列驱动电路，控制发光二极管的亮暗状态，从而在显示阵面上显示出多色，多灰度生动活泼的绚丽多彩的各种画面。IED显示屏是作为广播、电视、报纸、杂志之后的又一新传播媒体。目前在商场、厂‘场、体育馆、车站、码头、航空港、医院、银行、证券期货交易所、电视台的演播室、人型企业形象宣传牌、监控中心等处都有日益广泛的应用。LED显示屏根据使用场所可以分为室外屏和室内屏两种，其主要区别是发光管的发光亮度不同。而根据所显不的内容则也可以分为图像屏和文字屏两种，图像屏可以显示图象以及多媒体，而文字屏则主要显示文字，也可以显示简单的固定图像，有单色和三色两种。显示图像的多媒体室外屏是投资巨大(高达数百万)的大型高档设备，主要应用在大型公共场所、形象工程和一些重要场所。LED室外全彩色显示系统由红、绿、蓝三原色组成，可显示自然界所有颜色，在阳光照射下，屏幕能够显示清晰的图像。室外系统采用功能强大的多媒体技术，可实时播放电视或录像，不仅能显示各种图像文字，而且能将二维或者三维电脑动画与视频相叠加，适用于商业区、展览中心、体育场馆、娱乐中心、商场、车站、航空港、码头等处的信息显示和广告宣传。其特点为:电耗低、寿命长、全天候，可在任何地点安置。室内LED显示系统也能实现视频、声音、新闻及其他信息的接收、存储、管理和最终播放，是一种全新的户内传播媒体。系统可以将电视、录像、影碟及计算机图像等多种不同类型媒体的内容作为播放的节目信息源，具有简单方便和直观演示播放的特点，‘已适用于商场、车站、空港码头、大型宾馆、会议中心、展览中心、证券等处的室内商业广告和各种信息的显示和宣传。由于该场所主要以文字显示为主，所有以文字屏为主，这也是我们所见到最多的LED显示屏，由于其屏幕面积较大，有时也称其为LED大屏幕显示系统。其系统原理图如图1.1所示〔21。系统中控制器中的单片机通过RS~485/RS一232接收由上位机(计算机)传入的显示信息和控制信息，该信息经处理后，写入显示用的RAM(或双口RAM)进行储存，当重庆大学硕十学位论文显不系统正常运行时，系统可以将RAM的内容读出，根据内容控制各个控制信号，一并送入LED显示屏体进行显示，通过各个发光二极管的亮暗实现完整的信息显示。在系统中单片机控制采集数据并存贮数据到双口RAM系统。存存储器器RRRS一23222222222系统控制制尸尸尸‘‘单片机机计计算机机显示用的双RAM系统高速扫描信号发生器控制器与LDE板接口LED显示阵列图1.1显示屏显示系统示意图F1911ThedisPlaysereenshowsthesketchmaPsystematically.2LEO显示屏存在的问题以及发展尽管目前LED显示屏的应用范围越来越广，但是在应用中也暴露出一些新的问题，如内容更新必须要计算机完成:作为控制的计算机离LED屏幕距离有一定的距离(一般不超过10米)限制;每台计算机一般只能控制一台LED显示屏。这一切都极大的限制了L印的显示屏的发展。如果用户要求远程控制或多台控制则就更难实现。除此之外，由于每个系统中必须有一台计算机进行控制，这使得系统的单体投资比较大，维护管理费用也比较高，这一切都极大的制约了LED显示屏的发展。匡!内外的!巨O生产厂家对远程控制这一需求也进行了研究，也提出了一些解决方案，但是在实际运行中都有一定的限制，如有的生产厂家将互联网技术引入远程传输，既每个LED显示屏还采取的是原来的计算机系统，但是计算机与互联网相连，通过互联网实现与远程计算机进行数据交流，这种方法从原理上可以实现，但是在实际使用上还有很大的差距，如对客户的每个LED显示屏都要求与互联网相连接，就目前国内大多数地区互联网接入还是以拨号上网的方式与互联网相连接，宽带上网还只在小部分区域。从运行管理_卜这种远程控制方式并不能解决现场上不用计算机设备这一功能，因此日常运行管理费用比原来的还高，因此这这种方法实际使用的很少。从L山显小屏的而求上，市场上不仅需要像大屏幕的这样大型的显示屏，也需要根据不同场地配置不同规格的小型显示屏。但是由于LED显示屏无论大型还是小型，其最小系统的三大组成部分不能改变，而对于三部分中占投资比重较大的计算机实际利用率并不高，仅在内容更新时才与LED显示屏相连接，如果能将计算机去掉或多台LED显示屏的计算机远程控制系统比O显刁、屏公用台计算机，则可以有效的减少一次性投资，大大的拓宽了LED显示屏的使用范围，这将有着非常重要的市场价值。现代化的大一「业的发展是将自动控制原理充分的应用到生产过程中，现代化的流水线除了将中心控制的控制信号和现场的控制器相连接外，也通过公共通信网络实现远程控制，实现计算机(又称上位机)和各个小的控制器(下位机)的有机结合，组成一个科学的自动控制系统。我们将现代工业控制的方式方法应用到LED显示屏的远程控制系统。将位一于LED显示屏的现场控制计算机采用专用的控制器代替，再通过公共电话与集中控制的计算机相连是实现远程控制并能有效解决上述问题的方法之一。LED显示屏控制方法和控制软件经过多年的市场运作已经非常成熟和完善，如果由于引入远程控制方法而改变现有软件则是较复杂的工作，并且目前市场上的各个显示屏的生产厂家的软件都是各自为阵，互不兼容，要对现有系统使用远程控制，必须要与原米系统的完全兼容，这样刁‘能实现系统的可靠和管理的便捷。综上所述，为了有效的解决以上问题，我们提出了基于电话网络的远程控制LED显示屏方案。1.3LEO显示屏远程控制系统图1.2是采用全新技术的LED显示屏远程控制系统原理框图。系统中有两台计算机。计算机1是使用原大屏幕的文字录入以及内容更新软件，编辑好要更新的内容后，把数据传输到计算机2。而计算机2是用来接受计算机1发送的数据再将这些数据进行处理和缓存后，通过公用电话线实现远程通信仁3〕。计算机2也要控制该机器的调制解调器，实现与远程的调制解调器的数据传输。而位于LED显示屏的调制解调器是山专用的控制器控制，该控制器还必须要控制数据的存储，制作出成专用的接口板与原来的卜ED幂示屏控制器配合。实现数据转发的接口板有两个单片机，一个用于控制双日l{AM的接受，另一单片机把双口RAM内的数据传输给显示屏，从而完成整个数据的传输〔4〕。计计算机11111计算机22222调制解调器器单.片机双口RAM井行口并行口}三口劝一一-一一RS一232电缆调调制解调器器RS一232电缆LEO屏幕显示器图1，2数据传输途径示意图Figl.Zw即sketehlnapofdatatrans，nission重庆大学硕士学位论文1.4系统要进行研究的主要内容1.41传统LEO显示屏的研究卞要对传统的文字型的LED显示屏进行研究，了解其工作原理以及运行管理模式，软件控制方法以及控制计算机与LED显示屏控制器的硬件连接方式。为远程控制软件的编程创造有利条件。1.4.2计算机收发软件设计根据传统的LED显示屏系统的工作原理以及建立的运行控制模式，编程在计算机2上使用的专用软件，仿真原来的LED显示屏的接受控制并实现采用调制解调器的远程数据传输和控制方式。最终达到不改变传统LED的文字信息录入方式就可以进行远程控制的目的。接受软件主要是与计算机1配合，而发送软件主要是针对调制解调器进行控制的。1.4.3接口板硬件电路研制接口板是解决位于公共电话线的的另一端的计算机2与公共电话线一端的LED原来控制器连接的问题。是在LED显示屏现场使用，与原控制器通过RS一232相连，在硬件上有调制解调器配合的问题，也有数据接受和发送问题，其核心技术就是采用单.片机控制调制解调器和用于数据转换MAX232，以及数据转存的双口RAM。使系统能否正’从;’运行的核心部位足2个单片机。1.4.4接收单片机软件设计一该程序是实现一单片机与远程计算机进行数据通信，单片机作为下位机，而计算机作为卜位机进行发布数据，只有实现由计算机向单片机方向进行数据传输就可以满足系统的基本要求。1.4.5发送单片机软件设计该程序足应用在专用接口板上的一个单片机，主要实现仿真原计算机与原控制器之间的通信功能。将通过公共电话线接受的数据准确的传输到原来的控制器上，完成实现数据传输功能，达到远程控制LED显示屏内容更新的目的。各项研究的基本要求计算机收发软件功能要求(l)能够使计算机与计算机之间通过RS232接口发送和接收数据。(2)能控制位于本地的调制解调器与位于LED现场的远程调制解调器通过公用电话网络进行通信。(3)在两部调制解调器相连后，能转发从计算机1的RS232口接收到的数据到接重庆大学硕士学位论文口板，也能直接发送数据到接口板。(4)采用windows界面，能显示所有的收发数据和调制解调器状态信息。1，5.2接口板接收单片机软件性能要求(l)控制LED现场的调制解调器，实现远程呼叫的响应。(2)能够接收由计算机2控制并经调制解调器输出的数据，并把数据存入双口R枷内。(3)检测数据传输的工作状态，系统结束后，发控制信号给接口板的单片机2。1.5.3接口板发送单片机软件性能要求(1)检测接收单片机1的控制信号，并与显示屏内的微处理器进行硬件交握。(2)从双「1以M中读数据，并通过串行口发送给显示屏的微处理器。1.5.4接口板硬件性能要求(1)接日控制板中的有两个RS一232接口，实现数据转发。(2)对调制解调器进行控制。(3)缓存数据。(的保证信号收发时序的配合要求。肠)和软件配合完成数据转发。1，6项目研究的的意义传统的文字LED显示屏尽管有信息更新方便和视觉效果较好深受用户的欢迎，但由于一次投资大，远程控制功能差使得使用范围受到很大的限制，特别是需要远距离大范围多点应用l王D显示屏则成本和维护费用则更高，为了减少日常维护费用，积极开拓LED显示屏的应用范围，我们采用在现代化大工业中采用的远程数据传输和远程控制技术，将位于各个地区的LED显示屏实现远程控制，依托公共电话线路就可以实现对显示屏显示内容的远程更新。该技术的研究成功可以对广告业有巨大的推动作用，如果将该技术应用在己经建设好的LED显示屏上，则将LEO显示屏的日常维护管理山专业的人员(公司)远程操作，减少的维护管理费用，而原来使用的软件以及管理模式不需要改变就可以实现远程控制功能，这也可以使用在显示屏需要移动的场所。如果将该技术使用在新建LED显示屏则效益更加明显，由于采用远程控制，其位于现场的幂示屏可以根据功能、位置选择不同的型号。各种型号的LED显示屏都可以由远程计算机进行不同内容的更新，这样就可以将过去要使用LED显示屏必须要三大部分门JED显示屏、拧制器、计算机)而简化为两部分，将投资的计算机去掉，这样就可以使LED显示屏应运范围更广，特别是有许多连锁店的商业机构，有成片开发的重庆人学硕士学位论文小区，大型的校园则使用效果更加明显。该技术的成熟也有可能使广告行业派生出新的服务功能和服务行业，如果将计算机管理人员、显示屏维护人员和广告宣传策划人员有机的结合，组成以服务LED显示屏服务的广告服务公司，解决众多使用LED显示屏企业中专业维护人员不足的这一基本问题，为企业提供包括LED内容更新和日常维护的全部工作，实现专业人员专业使用的功能。其商业价值也非常显著，完全符合现代社会的专业分工更细的发展要求，囚此可能使{’‘古服务有新的模式出现。可以预见，在一个城市采用一台计算机(如果是改造过去的LED显示屏则是两台)控制近百台显示屏实现内容即时更新，就是实现了信息流的快速传递，减少了过去传统的人流、物流和工作流，使得信息传播更加迅速，从而为企业带来的巨大经济效益。LED显示屏的计算机远程控制系统2硬件系统介绍2.1系统框图远港至控月跨中心回一口-匡蔓潍些巡-)簇爵-计算餐歌l月扮如、、。9户夕1一调刊越解诵排公用电信网蔗LED丝示屏以及拉刚寨一，-粉︸旧一调红朔一一一︸一现场浙姗加设备图2.1系统框图fig2.1Bloekdiagra一nofsystem2.2调制解调器2.2.1简介调制解一调器(也称M。dem)，是进行数据通信的成熟产品，近年来作为互联网的接入设备而被广大的用户广泛使用。电话线仅适合音频的模拟信号传输，计算机内部则是数宇信写·处理，必须经过调制解调器将数字信号转换为模拟信号经过电信局交换机处理后到达目的地，目的地的调制解调器再将模拟信号还原为数字信号，接着送到计算机的总线卜。调制解调器一般分外置式和内置式两种，外置式采用单独供电，有三个端口，分别于安计算机的川听」‘端日、电话线和电话，其标志25脚的接头、Line和Phone。正常使川}{寸将硬件技功能端JI接好，再安装专用的驱动软件就可以实现数据传输。内置调制解调器的则是直接插于计算机内的PCI接口槽内，由计算机的电源供电，其他功能与外置式完全相}‘J。调f同解调器的主要功能可以分数据发送和数据接受。2.2.2工作原理重庆大学硕士学位论文调制解调器由发送、接收、控制、接口、操纵面板及电源等部分组成。数据终端设备以一进制串行信号形式提供发送的数据，经接口转换为内部逻辑电平送入发送部分，经调制电路调制成线路要求的信号向线路发送。接收部分接收来自线路的信号，经滤波、解调、电平转换后还原成数字信号送入数字终端设备〔5]。电话线可以使通信的双方在相距几千公里的地方相互通话，是由于在每隔一定距离都设有中继放大设备，保证话音清晰。在这些设备上若再配置Modem，则有电话的地方就可传输数据。一般电话线路的话音带宽在300~340OHz范围，用它传送数字信号，其信号频率也必须在该范围。常用的调制方法有三种:频移键控(FSK)、相移键控(PSK)、相位幅度调制(PAM)。调制解调器通常有三种工作方式:挂机方式、通话方式、联机方式。电话线未接通是挂机方式;双方通过电话进行通话是通话方式;调制解调器已经联通，进行数据传输是联机方式。数模转换的调制方法也有三种:(l)频移键控(FSK)。用特殊的音频范围来区别发送数据和接收数据。如调频ModemBell一103型发送和接收数据的二进制逻辑被指定的专用频率是:发送，信号逻辑O、频率IO7OHZ，信号逻辑1、频率1270Hz:接收，信号逻辑0、频率ZO25Hz，信号逻辑1、频率2225Hz。(2)相移键控(PSK)，高速的Modem常用四相制，八相制，而四相制是用四个不同的相位表示00、01、10、11四个二进制数，如调相ModemBell一212A型。该技术可以使3O0bPs的Modem传送6O0bPs的信息，因此在不提高线路调制速率仅提高信号传输速率时很有意义，但控制复杂，成本较高，八相制更复杂。(3)相位幅度调制(PAM)，为了尽量提高传输速率，不提高调制速率，采用相位调制和幅度调制结合的方法。它可用16个不同的相位和幅度电平，使1200bPs的M()d。。传送l92()()h郎的数据信号。该种调制解调器一般用于高速同步通信中。调制解调器通电后，通常先进入挂机方式，通过电话拨号拨通线路后进入通话方式，最后通过Modem的”握手“过程进入联机方式。正常使用时，由使用者通过控制电话机或Modem前面板的按键、内部开关实现三种方式间的转换。调制解调器与计算机连接是数据电路通信设备DCE(DataCircutterminatingEq。ipment)与数据终端设备DTE(DataTerminalEquipment)之I’ffJ的接口问题。DCE与DTE之间的接口是计算机网络使用上的一个重要问题。任何一个通信站总要包括DCE与DTE，因此确定一个统一的标准接口，特别是对公用数据网有重要的意义。数据终端设备DTE是产生数字信号的数据源或接收数字信号的数据宿，或者是两者的结合，像计算机终端、打印机、传真机等就是DTE。将数据终端设备OTE与模拟信道连接起来的设备就叫数据电路通信设备DCE，像Modem就是DCE。DTE与DCE之间的连重庆大学硕士学位论文接标准有CClrlxTV.10/X.26，与EIARS一423一A兼容，是一种半平衡电气特性接口。普通的Modom通常都是通过RS一232C串行口信号线与计算机连接。RS一232是一种历史悠久的计算机接口标准。(RS本是Reeommendstandard的缩写)，它于1969年被国际组织认可。RS一232的定义包括电气特性(如电压值)、机械特性(如接头形状)及功能特性(如脚位信号)等。它允许一个发送设备连接到一个接收设备以传送资料;其原始规范的最大传输速度为20KbPs，但事实上，现在的应用早已远超过这个速度范困。!之5一艺3艺叮说足相当简单的一种通信标准，若不使用硬件流控，则最少只需利用三根信号线，便可做到全双工的传输作业。RS一232的电气特性是属于非平衡传输方式，抗干扰能力较弱，故传输距离较短，约为巧米以内而已。RS一232C串行口信号分为三类:传送信号、联络信号和地线。(l)传送信号:指TXD(发送数据信号线)和‘RXD(接收数据信号线)。经由TXD传送和RXD接收的信息格式为:一个传送单位(字节)由起始位、数据位、奇偶校验位和停止位组成。(2)联络信号:指RTS、CTS、DTR、DSR、DCD和Rl六个信号，各自功能为:a)RTS(请求传送)，是PC向MODEM发出的联络信号。高电平表示PC机请求向MODEM传送数据。I))曰’5(清除发送)，是MODEM向PC机发出的联络信号。高电平表示MODEM响应PC发出的RTS信号，且准备向远程MODEM发送数据。C)DTR(数据终端就绪)，是PC向MODEM发出的联络信号。高电屏表示PC机处于就绪状态，本地MODEM和远程MODEM之间可以建立通信信道。若为低电屏，则强迫MODEM终止通信。d)DSR(数据装置就绪)，是MODEM向PC机发出的联络信号。它指出本地MODEM的工作状态，高电平表示MODEM没有处于测试通话状态，可以和远程MODEM建立通道。e)OCD(传送检测)，是MODEM向PC发出的状态信号。高电平表示本地DCE接收到远程MODEM发来的载波信号。f)R以振铃指示)，是MODEM向PC发出的状态信号。高电平表示本地MODEM收到远程MUD明发米的振铃信号。(3)地线信号(GND)，为相连的PC和MODEM提供同一电势参考点。2.2.3调制解调器常用术语解释(l)Modem(调制解调器):Modulator/Demodulator(调制器/解调器)的缩写，它是在发送端通过将数字信号转换为模拟信号，而在接收端通过解调再将模拟信号转换为重庆大学硕十学位论文数字信号的·种装置。(2)ATcommands即(AT命令):由HayeS公司发明而为所有调制解调器制造商所使用的一个调制解调器命令语言。每条命令以字母“AT”开头，后跟字母和数字。(3)Baud(波特):模拟线路信号的速率，也称调制速率，以每秒的振荡数来度量。如果数据不压缩，波特等于每秒钟传输的数据位数，如果数据进行了压缩，那么每秒钟传输的数据位数通常大于调制速率，使得交换使用波特和比特/秒有时会产生错误。(4)即S:“bit、Persecond(比特/秒)“的字母缩略词，表示每秒钟传输数据的位数。(5)cl二s(类):一种传真/调制解调器标准，用于将工作量从调制解调器移交给计算妇L的硬件和传真软件。(6)Databuffer(数据缓冲器):当数据在具有不同传输能力的元件之间通过时，用来暂存这些数据的存储器。例如，电话线、计算机和串口、计算机的数据总线等，其传输速度均不相同，缓冲器在每种部件之间平衡数据流，而允许它们以一最合适的速率发送和接收数据。(7)Datacompression(数据压缩):通过把重复的数据流编码而降低在传输时总的位数，以增大吞吐量的一种方法。经常使用的数据压缩协议是V.42bis(最好情况下4:1)和MNP(最好情况卜2:l)。(8)DCE(DataCommunieationEquipment数据通信设备)字母缩略词，DCE提供建立、保持和终止联接功能，例如，调制解调器。(9)DTE(DataTerminalEquipment数据终端设备)的首字母缩略词。DTE提供或接收数据。例如，联接到调制解调器的计算机。(10)ErrorCorrection(差错控制):一种保证接收的数据完整、准确的方法。因为实际电话线总是不完美的。数据在传输过程中可能变得紊乱或丢失。为了捕捉这些错误，发送端调制解调器对即将发送的数据执行一次数学运算，并将运算结果连同数据起发送出去，接收数据的调制解调器对它接收到的数据执行同样的运算，并将两个结果进行比较。如果数据在传输过程中被破坏，则两个结果就不一致，接收数据的调制解调器就请发送端重新发送数据。(11)FileTransferProtocol(文件转换协议):当两台计算机利用调制解调器进行通信时，处理数据交换、数据压缩和差错控制的软件程序。这些程序通常用来访问一个未知的调制解调器。流行的文件转换协议是xMoDEM，YMo一DEM和ZMODEM。(12)Flowcontrol(数据流控制):保证发送数据的调制解调器不会在接收数据的调制解调器准备接收前传输更多的数据。由数据通信程序产生的数据流控制码使用xon八。ff信号;硬件产生的数据流控制信号称为RTS/CTS。LED显示屏的计算机远程控制系统(13)Handshaking(握手):在发送数据的调制解调器和接收数据的调间交换的一组编码的信号，以协调连接的建立、数据的发送和连接的退出。2.2.4常见的调制解调器指示灯含义通常调制解调器面板上有8个指示灯，它们动态地反映着MODEM的RS接口部分信号的工作状态，通过它们可以判断调制解调器的工作是否正常。制解调器面板指示灯正常状态显示情况逐一介绍。(1)POWER(电源指示灯):此灯亮时表示电己通到了MODEM上。(2)DSR(调制解调器准备好指示灯):DSR指示灯表示MODEM对DSR情况。在止常情况卜DSR指示灯一亮表示MODEM己经联到电话线上，并做好话线卜的信号的准备工作。如果DSR信号被设置为强制高时，则MODEM一灯便亮，并一直保持到断电。当MODEM设置为CTS/DSR硬件数据流量控制指示灯将反映数据传输过程中数据流动与停止的情况。(3)TXD(发送数据指示灯):当调制解调器发送数据时，该指示灯亮，调制解调器发送数据的情况。(的RXD(接收数据指示灯):当MODEM接收数据时，该指示灯亮。T示灯反映着调制解调器与计算机之间数据传输的状况。在调制解调器正时，会看到TXD和RXD在不停地闪烁，有数据传输时灯亮，无数据传输时同的数据传输方式时RXD和TXD闪烁的情况是不相同的，全双工数据传RxD同时各自闪烁。半双工数据传输时TxD和RXD交替闪亮;RxD亮时T灭时TXD亮。(5)DT尺(计算机准备好了的指示灯):DTR指示灯反映着与MODEM相机对DTR信号的操作情况。正常情况下DTR指示灯亮，表示调制解调器允叫，DTR灯灭时表示调制解调器与电话线联接解除，并禁止应答和呼叫。设置为强制高时，则只要MODEM电源接通，DTR指示灯立即亮，并一直持(6)CD(载波检测指示灯):这个指示灯表示MOD阴对载波信号的操果CD设置为随实际变化时，调制解调器在联机过程中，一旦检测到远方发来的有效波载时，CD指示灯亮，而当MODEM挂机或者载波丢失时，CD如果CD设置为强制高时，则调制解调器一加电，CD指示灯立即亮，并断电。(7)RI(振铃指示灯):当调制解调器检测到来自远方的调制解调器的指示灯便亮。(8)CTS(清除发送指示灯):CTS指示灯亮表示调制解调器对CTS情况。在正常情况下CTS指示灯亮时，表明MODEM已经做好和计算机交换重庆大学硕十学位论文工作，允许计算机开始发送数据。如果CTS信号被设置为强制高时，则调加电，CTS灯立即亮，并一直维持到断电。以上介绍的是调制解调器面MODEM正常工作时的状态，如果用户发现调制解调器面板指示灯与正常工不符时，则说明通信出现故障。只有消除故障以后，MODEM才能重新正常2.2.5常用的A丁标准指令众所周知，由Hayes公司创建的调制解调器AT指令对于调制解调器起着很重要的作用。随着我国信息网络事业的发展，如今购买调制解调器和BBS的人越来越多，但烦琐的AT指令使许多用户不能有效的优化自己器Moden，，从而导致上网速度慢和不稳定的情况发生，那么如何使用AT自己的设备呢?卜面将通过列表方式简单的介绍调制解调器的AT语言。(1)指令功能A送出ANSWERTONEA/重新执行上一个指令。次指令不加前置码AT每个指令之前置码RRO二自动扫描速度，及CC工TT低速B1二自动扫描速度，及BELL低速D拨号指令DS选择拨出内存四组号码EEO=不回应输入字节El=回应输入字节料十由资料模式跳回指令模式HHO=MODEM执行ONH00K(一般状态)HI=MODEM执行OFFHOOK(举起电话动作)110=显示产品号码11=显示CHECKSUM工2=内部MEMORY测试13二显示DEVICEID14=显示INTERNALID[l_1=小音量L艺=中音量I:弓=大齐录MMO=喇叭静音Ml=喇叭发声至连线重庆大学硕十学位论文M2=喇叭持续发声M3=条件同Ml，但拨号时为静音S:?读出暂存器r之值(r=0、28)Sr=n设定暂存器r之值为n。(r=0、28，n=0、255)p脉冲拨号T音频拨号QQO二执行指令。回应信息QI=执行指令。不回应信息vvo二以数字形式。回应信息v1=以文字形式。回应信息XXO=和SMARTMODEM300相容。连线仅出现CONNECTX1=连线后会出现连线速率。XZ=连线后会出现连线速率。并监测DIALTONE。X3=连线后会出现连线速率。并监测BUSYTONE。X4=连线后会出现连线速率。并监测DIALTONE和BUSYTONE。YYO二断线前。不送出BREAK信号Y1=断线前。送出4秒BREAK信号220二RESET并重新使用第零组参数表。Z1=RESET并重新使用第壹组参数表。(2)MODEM延伸指令:&C&CO=将DCD信号。一直认定为HIGH&Cl=依据远端送来CARRY信号。实际回应&D&DO=MODEM忽略DTR信号。&D1=当DTR信号变化。MODEM跳至指令模式。&DZ二当DT尺信号变化。MODEM跳至指令模式。并挂线。&D3=当DTR信号变化。MODEM做RESET动作。&F&F=设置V.魂ZB工S模式的出厂设定值。并使用RTS/CTS的流程控&G&GO=不同GUARDTONE&GI=55OHzGUARDTONE&GZ=18()O日2GUAI之DTONE&M&M0=非同步工作模式。&O&00=关闭Or191nate一onlymode&01=设置Or191nate一onlymode&P却O=OFF一HOOK/ON一HOOK比例为39/61。(美制)重庆大学硕士学位论文龄l=OFF一HOOK/ON一HOOK比例为33/67。(英制，港制)&S&S0=DSR信号，设置为0N。&S1=DSR信号，依据RS一232规格。&V显示MODEM参数状态表&W&WO=将目前所用参数，存放在参数表O。&Wl=将目前所用参数，存放在参数表1。&Y&YO二当尸OWERON时，取用参数表O的参数&Yl=当POwERON时，取用参数表1的参数&Z&Zn=设置各组电话号码%C%CO=关闭MNPS，V.42BIS的资料压缩模式%Cl二启动MNPS，V.42BIS的资料压缩模式%D%DO=关闭CLEAR一DOWN信号%D1=开启CLEA尺一DOWN信号%E%EO=关闭V.22BISAUTO一RETRAIN%El=开启V.22BISAUTO一RETRAIN\A\AO=MNPBLOCK容量。最大64字节。\AI=MNPBLOCK容量。最大128字节。\AZ“MNpBIJ()CK容量。最大192字节。\A3=MNPJBLOCK容量。最大512字节。%C%CO二关闭MNPCLASSS资料压缩%CI=开启功N尸C卜ASSS资料压缩\G\GO二关闭DCE流程控制\G1=开启DCE流程控制\J\JO=关闭串口至MODEM之间速率调整\Jl二开启串口至MODEM之间速率调整\N\NO二只能联结在普通模式。\Nl=只能联结在直接模式。\NZ=只能联结在MNP模式。\N3=自动联结在普通MNP/V.42模式。\N4=只能联结在V.42模式。\Q\QO=关闭流程控制\Ql=使用Xon/Xoff流程控制\QZ=使用CTS单向硬件流程控制\Q3=使用CTS/RTS双向硬件流程控制LED显示屏的计算机远程控制系统(1)对于数据的传输端而言，调制解调器主要功能为:的接受计算机的串行端口RS一232送来的信号。b)将数字信号调变为规定规格的音频信号。C)与远程的另一个调制解调器实现数据应答和数据交换传输。d)控制电话网的模拟信号传输。(2)接收端的调制解调器的主要功能为:a)接收电话信网络送来的模拟信号。h)将模拟信号转换成计算机可以辨认的数字信号。c)将转换后的数字信号传输到计算机的串行端口RS一232。d)与远程的另一个调制解调器实现数据应答和数据交换传输。2.32.3微处理器微处理器的发展微控制器又称单片机，具有控制功能强，体积小，功耗小等一系列的优点，它在工业控制、智能仪表、节能技术改造、通讯系统、信号处理及家用电器产品中都得到广泛的应用。随着数字技术的发展和单片机的广泛应用，以往采用模拟电路、数字电路实现的电路系统，大部分功能单元都可以通过对单片机硬件功能的扩展及专用控制程序来实现。近年来，微处理器的发展速度足以让世人惊叹。以计算机为主导的信息技术作为一种崭新的生产力，正在向社会的各个领域渗透，也使机电一体化的进程大大加快。机电一体化是当今制造技术和产品发展的主要倾向，也是我国机电工业发展的必由之路。可以认为，它是用系统工程学的观点和方法，研究在机电系统和产品中如何将机械、计算机、信息处理和自动控制技术综合应用，以求机电系统和产品达到最佳的组Z、机电一体化产品所需要的是嵌入式微型处理器，各种型号和功能更强的单片机和超级接口芯片不断出现，进一步向高层次发展的重要标志就是构成多机系统和分布式网络。世界上单片机芯片的产量以每年27%的速度递增，到本世纪初已达30亿片，而我国的年需求量也超过了一亿片的数量，这表明单片机有着广阔的应用前景。目前而言，英特尔公司的“Mcs一51系列”〔6]是所有单片机应用中的基础，后续的产品基本上是在它们的基础上进行性能改良和设计开发的，MCS一51单片机应用系统功能较重庆大学硕十学位论文强、价格较低，较早应用，目前应用广泛。MCS一51系列的三个基本产品是8031、8751、8051。它们本是同根生，引脚与指令完全兼容，核心是一个8位的CPU，但内部结构有所不同。8031除CPU外，还包括128字节的RAM，21个特殊功能寄存器(SFR)、4个8位并行输入输出口、1个全双工串行口，2个16位的定时器/计数器，但内部没有程序存储器，需要在芯片外扩展EPROM芯片。8051包含了8031，芯片内又集成了4K字节的ROM，用作程序存储器，并且8051是掩膜型单片机，不超过4K字节的程序是厂家制作芯片时，代用户烧制的，用户不能修改。所以8051在国内很少见到。问题与8051功能相同的是8751，但是它的4K字节的程序存储器采用了EPROM，用户可以其中反复修改程序。但是8751价格昂贵，甚至比8031外加一片4K字节的EPROM还贵，而且经常擦写的EPROM也较易损坏，8751的EPROM一旦损坏，整个片子就报废了。因此其应用范围也有所限制。Intel公司还在MCS一51系列三种基本型产品的基础上，推出了各类增强型产品，主要有8032/8052/8752:它们的内部RAM增到256字节，8752/8052片内的程序存储器容量增到8K字节，定时器/计数器增至3个16位计数器，有6个中断源。另外还有低功耗的CHMOS工艺芯片的80C31/87C51/80C51:有二种掉电工作方式，其一是让CPU停止工作，其它部分仍继续工作，其二是除片内RAM继续保持数据外，其它部分都停止工作。还有一种可用BASIC语言编程的BASIC52单片机，其芯片内固化有BASIC解释程序，而且BASIC52语言能和MCS一51汇编语台‘混合使用〔7了。高吐能的SXCX52系列是以8052为基础，采用CHMOS工艺，并将MCS~96系列中的高速输入/输出、A/D转换器、脉冲宽度调制、看门狗定时器等移植进来构成新一代MCS一51产品，PHILIPS公司生产的8XC552系列即为此类产品。到目前为止，MCS一51也是后继有人了，首先是低功耗、高性能的89C51。AT89C系列和51完全兼容，但内含4K字节的FLASHPEROM(快擦写可编程/擦除只读存储器)，可以电可擦写1000次以上。AT89C系列单片机价格也便宜，使用也方便，是真正单片的单片机。它的时钟频率高达ZOMHz，芯片上的EEPROM允许在线(+SV)电擦除、电写入，此外还支持软件选择的二种掉电工作方式，非常适于电池供电的场之、[8〕口。2.3.2AT89C51单片机采用美国Atmel公司的AT89C51单片机，外部管脚如图2.1所示。重庆人学硕士学位论文21122123124一25126一刀一28PO.OIADOPO.llADIPO.ZIADZP03lAD3P04lAD4PO5lADSPO.6lAO6P07尹AD7ZIA31^4lA5lA6IA7lA内.PZPZPZPZPZ丝姐卫鳗35134133132D门日日，曰门︸P3.OIRXDP31jT米口P3，刀INTOP3.3I!NTIP3.4厅Op3别11P3.6了四且P37lRD01八‘34.06︸I…J.J.曰‘j万通t刁.1闷.PPpPPPPP1一21空U工4工﹃台16一﹃了瑾XTALIXTALZRST亘嘴ALE/PROGI~.一一州玩vP户AT89C51图2.2AT89C51管脚图F192.2AT89CS1PinAT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器(FPEROM一Fa1ShpT’Ogrammab1eandErasableReadOnlyMemory)的低电压、高性能eMoss位微处理器。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS一51的指令集和输出管脚相兼容。该控制器将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，是一种高效微控制器仁7]，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。AT89C51的主要特性如下:(1)能与MCS一51兼容(2)有一个4K字节可编程闪烁存储器(3)使用寿命比较长一般为1000写/擦循环(4)数据保留时间长般为10年(5)全静态工作:OHz一24Hz(6)三级程序存储器锁定(7)128*8位内部RAM(8)32条可编程I/O线(9)两个16位定时器/计数器(10)5个中断源(11)可编程串行通道(12)低功耗的闲置和掉电模式(13)片内振荡器和时钟电路AT89C51的管脚说明如下:重庆大学硕士学位论文VCC端口:供电电压。GND端口:接地端口。PO端口:P0端口为一个8位漏级开路双向1/0端口，每脚可吸收8个TTL门电流。当四日的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的低八位。在FIASH编程时，P0端口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，PO输出原码，此时P0外部必须被拉高。P1端口:P1端口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/0端口，Pl端口缓冲器能接收输出4个TT[J门电流。P1端口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，pl端口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，尸l端口作为低八位地址接收。P2端口:P2端口为一个内部上拉电阻的8位双向1/0口，P2端口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2端口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。作为输入时，PZ端口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。PZ端口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2端口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2端口输出其特殊功能寄存器的内容。P2端口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。尸3端口:咫端口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/0口，可接收输出4个TTL门电流。当P3端口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，当外部下拉为低电平，P3端口将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。P3端口也可作为A’r89C51的一些特殊功能口，如下表所示:(l)P3.0RXD(串行输入端口)(2)P3.1TXD(串行输出端口)(3)P3.2八NTO(外部中断0)(4)P3.3/INTI(外部中断1)(5)P3.4TO(记数器0外部输入)(6)P3.5Tl(记数器1外部输入)(7)P3.6/WR(外部数据存储器写选通)(7)尸3.7/RD(外部数据存储器读选通)(8)P3端口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。(9)RST:复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。(10)ALE/PROG:当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址LED显示屏的计算机远程控制系统的低位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是:每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。如想禁止A比的输出可在SFRSEH地址上置0。此时，ALE只有在执行MOVX和MOvC指令时ALE才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。(11)/PSEN:外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。(12)/EA/VPP:当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器(OO00H一FFFFH)，不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET;当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源(V尸p)。(13)XTALI:反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。(14)xTALZ:来自反向振荡器的输出。振荡器的特性如下:xTALI和XTALZ分别为反向放大器的输入和输出。该反向放大器可以配置为片内振荡器。石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。如采用外部时钟源驱动器件，XTALZ应不接。输入至内部时钟信一号要通过一个二分频触发器，因此对外部时钟信号的脉宽无任何要求，但必须保证脉冲的高低电平要求的宽度。芯片擦除:整个FPEROM阵列和三个锁定位的电擦除可通过正确的控制信号组合，并保持ALE管脚处于低电平IOmS来完成。在芯片擦操作中，代码阵列全被写“1”且在任何非空存储字节被重复编程以前，该操作必须被执行。此外，AT89C51设有稳态逻辑，可以在低到零频率的条件下静态逻辑，支持两种软件可选的掉电模式。在闲置模式下，CPU停止工作。但RAM，定时器，计数器，串口和中断系统仍在工作。在掉电模式下，保存RAM的内容并且冻结振荡器，禁止所用其他芯片功能，直到下一个硬件复位为止L10]。2.4双口RAM2.4.1双口RAM的工作原理及特点作为一种性能优越的快速通信器件，双口RAM为多处理器之间提供了一条快速通信通道。双口RAM适合运用在多CPU的高速数字系统中。双口RAM提供了两路完全独立的端口，每端都有完整的地址、数据和控制总线。对于单个CPU而言，双口重庆大学硕士学位论文RAM卜习普通以M没有什么明显区别，只有当多个CPU对同一地址进行操作时，才会出现争用现象。对于地址数据争用情况的解决，双口RAM提供了以下几种工作方式〔81:(l)硬件判优方式:双口RAM具有解决两个处理器同时访问同一个地址单元的硬件仲裁逻辑。在双口RAM的两套控制线中，各有一BUSY引脚，当一端的CPU对该存储器的某地址进行读写时，双口RAM会将这一端的BUSY引脚置高电平，而将另一端BUSY引脚置低电平;同时，当另一端的CPU也要对双口RAM进行读写操作时，它会检测己端的BUSY信号，如果为低则不能读取，而要等待一个时钟周期再检测BUSY信号，直到为高电平时才进行存储操作。这样就避免了两个CPU同时竞争资源而引发错误的情况〔9〕。(幻软件(中断)判优方式:双口RAM具有两套中断逻辑，通过两个INT引脚分别连到两个C四的中断引脚上，以实现双CPU的握手信号。双口RAM的最高的两个字节为特殊中断字节，即当CPU对这两个字节读写时，可以清除或发送中断:当左边CPU向奇地址(对于工DT7005而言为IFFF地址)进行写操作时，双口RAM向连到右端口中断引脚的CPU发出中断;右端CPU向奇地址进行读操作时，清除该中断。当右边CPU向偶地址(1FFE)进行写操作时，双口RAM向连到左端口中断引脚的CPU发出中断;左端CPU向偶地址进行读操作时，清除该中断。各引脚状态如下:表2.1双口RAM中断逻辑tableZ.lDoubleRAMinterruPtlogie左左端口口右端口口功能能读读读写写片选选地址址中断断读读‘写写片选选地址址中断断断XXXXXOOO000IFFFFFXXXXXXXXXXXXXXX000设右中断断XXXXX入入XXXXXXXXX000XXX000IFFFFFlll清右中断断XXXXXXXXXXXXXX000XXX000000IFFEEEXXX设左中断断00000XXX000IFFEEElllXXXXXXXXXXXXXXX清左中断断根据上述中断逻辑，可以实现双CPU的高速通讯。传统的串行数据通讯速度较慢，而并行通讯需要对并口初始化，且数据传输逐字进行，而传输过程中又要过多占用CPU时间，导致传输效率较低。而在双口RAM传输中，CPU将双口RAM作为自己存储器的一部分，当两个CPU需要数据传输时(如左边向右边传)，首先左边CPU将需要传送的数据放到双口RAM的某个通用地址单元，然后向双口RAM最高奇地址进行写操作，以向右边CPU发出一个中断，这样右边CPU进入其中断服务程序，将该段地址单元的数据读出，之后对最高的奇地址进行读操作，以清除该中断。反向亦然。通过这种方式，就实现了双CPu的快速通讯〔11〕。2.4.2双口RAM1DT7132SA芯片采用美国IDT公司的IDT7132SA，2K字节双口RAM，管脚分布如图2.2所示。重庆大学硕十学位论文旧T7132SA图2.3IDT7132SA管脚图F192，3IDT7132SAPinxDT7一32sA各管脚的功能如下〔12，:AOL一A10L为n位左端口地址工/OOL一工/O7L为8位左端口数据输入输出口AOR一A10R为n位右端口地址工/00R一工/O7R为8位右端口数据输入输出口/CSL和/CSR为左右端口的片选信号输入，输入信号，低电平有效/oEL和/OER为左右端口输出使能的控制信号，输入信号，低电平有效/wEL和/wER为左右端写入使能的控制信号，输入信号，低电平有效/BUSYL和/BUSYR为左右端口的状态信号，输出信号，低电平表示端口正在进行读写操作。2.5串行数据收发器MAX一2322.5.1串行通信的工作原理在各种单片机应用系统的设计中，如智能仪器仪表、各类手持设备、GPS接收器等，都会遇到怎样与PC机进行通讯的问题。在数据量不大、传输要求不高的情况下，一般都采用串行通讯方式，即通过与PC机配置的RS一232标准串行接口COMI、COMZ等相连接来实现应用系统与PC机之间的数据交换。鉴于单片机的输入、输出电平为TTL电平，与PC机RS一232标准串行接口的电气规范不一致，因此要实现单片机与PC机之间的数据通读，必须进行电平转换。一LED显示屏的计算机远程控制系统般常用的电平转换器件有MC1488、MC1489及MAX232等，但MC1488、MC1489需要士12V电源，这对于不具备幼ZV电源的单片机系统是非常不便的，而双路RS一232收发器MAxZ犯就是基于这一功能开发的新型器件〔别。2.5.2MAX一232介绍RIOUTRZOUTTIOUTTZOUTRllNRZINTllNTZIN.+.+J.几‘内‘+CCCCVMAX232图2.4MAX232管脚图Fig2.4MAX232PinMAX232是双路驱动/接收器，内部包括电容型的电压生成器，可以将单SV电源转换成符合EIA/TIA一232一E的电压等级。接收器将EIA/TIA一232一E标准的输入电平转换成SVTTL/CMOS电平。接收器的典型临界值是1.3V，典型磁滞是0.5V，可以接收士30V的输入信号。驱动器(发送器)将TTL/CMOS输入电平转换成EI户JTIA一232一E电平。图2.3为其管脚分布图。其特性如下工’2]:(l)单SV电源(2)LinBICMOS工艺(3)两个驱动器和两个接收器(4)士3OV的输入电平(5)低工作电流:smA典型值(6)满足和超过ANSIEIA/TIA一232一E和ITU推荐标准V.28其工艺技术如下:(1)两个驱动器及两个接收器(2)士3OV输入电平(3)低电源电流:典型值是smA(4)符合甚至优于ANSI标准EIA/TIA一232一E及ITU推荐标准V.28(5)可与Maxim公司的MAX232互换(6)ESD保妇”大于MIL一STD一883(方法3015)标准的2000V注意事项:重庆大学硕十学位论文(l)工作温度(自然通风)范围内的极限参数(除非另有说明)(2)输入电源电压范围，VCe一0.3V至6V(3)正输出电源电压范围，VS+Vee一0.3v至15V(4)负输出电源电压范围，VS一一0.3V至一15V(5)输入电压范围，VI:驱动器一0.3V至Vcc+0.3V(6)接收器土30V(7)输出电压范围，VO:TIOUT，TZOUTVS一一0.3V至VS++0.3V(8)RIOUI’，RZOUT一0.3V至Vee+0.3V(9)短路持续时f闺:TIOUT，TZOUT未限制(10)工作温度(自然通风)范围，TA:MAX2320℃至70℃(11)MAX232I一40℃至85℃(12)存储温度范围，Tstg一65℃至150℃(13)引线温度，离外壳1.6nun(l/16英寸)，10秒260oC强度超出所列的极限参数可能导致器件的永久性损坏。这些仅仅是极限参数，并小意味着在极限参数条件下或在任何其它超出推荐工作条件所示参数的情况下器件能有效地工作。延长在极限参数条件下的工作时间会影响器件的可靠性〔I3]。重庆大学硕十学位论文3计算机收发软件设计3.1串行端口RS一232引脚的定义RS232上9支引脚的说明:(l)脚CD，电平由调制解调器控制，当两部调制解调器处于联通状态时，此脚由调制解调器置为高电平，否则为低。(2)脚RXD，计算机通过此脚接收传输过来的数据。(3)脚TXD，计算机通过此脚将数据传输出去。(4)脚DTR，电平由计算机控制。高电平表示计算机己准备就绪。(5)脚GND，此脚为地线，是计算机和外设的准位参考。(6)脚DSR，电平由调制解调器控制，高电平为调制解调器已准备好。(7)脚RTS，电平由计算机控制，高电平时通知调制解调器马上传送数据到计算机。(8)脚CTS，电平由调制解调器控制，高电平时通知计算机将欲传送的数据送至调制解调器。(9)脚RI，电平由调制解调器控制，当有电话进来时为高电平〔’4，。3.2计算机传送数据给调制解调器的时序计算机要传送数据给调制解调器时，计算机上RS232硬件电路的引脚电位(如图3.1所示):DSR升高Modem准备好了DTR升高电脑准备好了电脑要求传送数据RTS升高Modem通知可传输CTS升高电脑送给modem数据厂1Txo图3.1计算机传输数据时序F193.IT!1eeomPutertransmitsthetimeseqneneeofthedata图3.1中，计算机与调制解调器的通信过程如下:重庆大学硕士学位论文(l)modem将DSR脚位升高，表示modem准备好了。(2)计算机将DTR脚位升高，表示计算机准备好了。(3)计算机将RTS电位升高，告诉modem即将开始传输数据。(的modem将CTS脚位升高，通知计算机可以开始传输数据。(5)计算机开始将数据通过TxD传输到调制解调器去。调制解调器收到数据后，将数据经由电话线路传送出去。3.3计算机接收调制解调器传输数据的时序当计算机需要接受通过调制解调器传输的收数据时，RS232引脚电位(如图3.2所示):Modem准备好了有电话进来电脑进入通讯状态OTS升高Modem收到载波一一厂It‘~一丁匕竺呈modem给电脑传送数据图3.2计算机接收数据时序F193.2TheeomPuterreeeivesthetimeseqneneeofthedata图3.2中，计算机与调制解调器沟通过程如下:(l)modem将DSR脚位电位升高，表示modem准备好了。(2)有电话进来时，咫脚位发生变化。(3)计算机将DTR脚电位升高，告诉modem可以传数据。(4)modem交握完成后，medem检测到载波信号cD脚升高。(5)modem开始将收到的数据经双D脚传送到计算机t’51。3.4软件开发工具VB概述VISualBasiC(以下简称VB)的前身是QBASIC，语言基础是BASIC。自从微软推出VB后，便成为了程序开发人员的首选工具。据统计，仅在数据库系统开发领LED显示屏的计算机远程控制系统域，VB就占了90%的份额。VB是基于对象的可视化程序开发工具，它的优点在于能够快捷、简易地建立WindowS应用程序。1998年8月，微软推出了VB6.0的版本，进一步加强了部件开发的功能。以适用人员来分，可有以下三个版本‘’6]:(1)标准版针对一般程序设计人员，适合普通应用系统的开发。(2)专业版针对专业程序开发人员，它在标准版的基础上提供了对数据库和工nternet的支持。(3)企业版适用于专为企业设计应用软件的程序开发人员。对于一个非计算机专业的PFans来讲，使用VB不需要追求完美的算法和精密的逻辑，而只要充分发挥你的想象力和创造力，就能利用VB开发出各种实用的软件了，不论是小游戏还是大型的客户端/服务器端应用程序，都变得非常简单。可以这样说，任何人可以在最短的时间内学会用VB开发自己的程序。集成开发环境可视化编程的一个突出特点就是其开发环境就像一个百宝箱，很多功能都集成在其之中，这就是IDE(IntegratedDevelopmentEnvironment)，即集成开发环境。xDE是指在相应的开发平台中集成了编辑器、编译连接工具、控件器箱辅助工具。例如在VB的集成开发环境中就包括了以下一些主要元素:工具栏、工具箱、工程管理器窗口、属性窗口、窗体设计器、代码编辑器窗口等;和VB类似，Delphi的IDE中具有主控制窗体、对象查看窗口和窗体设计器。同时IDE的设置是很灵活的，开发人员可以按照自己的编程习惯来配置工DE。虽然IDE为我们提供了便捷的开发环境，但VB是一个面向对象的开发工具，而不同于传统的基于过程的编程工具，所以我们必须明确以下几个概念:(l)对象:是指可以被当作一个单元的代码和数据的组合，它可以是程序中的窗体或控件，也一可以是整个程序。(2)属性:就是对象具有的性质，以表明对象的状态。(3)事件:是指发生在对象上的事情。Windows应用程序属于“事件驱动”模式，即只有当事件发生时，程序才会运行。(4)方法:对象本身包含的函数和过程。(5)过程:指事件发生时要执行的代码。(6)面向对象编程(OOP):以对象为核心，支持对象的封装机制、多态机制和继承机制(VB不能真正支持继承机制，所以从严格意义上讲VB不是真正的面向对象编程)(7)事件驱动模式:通过事件的发生来触发不同过程中的代码，以推动程序的进程。数据类型在VB中有丰富的数据类型，以下作一简单的说明:(1)数字类型:包括整型(Integer)、长整型(Long)、单精度型(Single)、重庆大学硕士学位论文双精度型(ooubze)和货币型(eurreney)等〔18。例如:oimintTempASInteger。(2)字节型(Byte):用来存储二进制数据。例如:DimbytTempAsByte。(3)字符型(String):字符型变量可以存储可变长度的字符串，非常方便。例如:DimstrTempAsString。(理)布尔型(Boolean):如果一个变量值包含简单的Yes/No、True/False信息，就可以定义为布尔型变量。例如:Dimb。ITempAsBoolean。(5)日期型(O叭e):专门用来表示时间的数据类型，可以有多种表达方式。例如:DimdatTempASDate。(6)对象性(Object):对象变量存储的是对象的地址信息，它本身并不是一个对象，但定义为Object类型的变量可以通过赋值语句(Set)指向程序所能识别的任何对象。(7)万能的val.iant类型:variant类型变量可以存储先前介绍的所有数据类型，VB会自动执行相应的转换。例如:DimvarTempAsVariant或DitnvarTemp。但是var1ant类型变量会耗用更多的系统资源.所以并不提倡为了省事而胡乱使用[’7]。3.5软件总体设计3.5.1用户界面设计软件开发也越来越趋近现实世界，而自从微软发表了VisualBasic之后，在短时期内就有很多人都会使用VB开发属于自己的应用程序。其主要原因是在开发应用程序时，开发人员无需非常清楚有关WindowS操作系统的细节，就可以开发出令人满意的WindowS应用程序。本系统软件的开发工具也选择了VisualBasic，其应用程序主界面如下图3.3所示。对主界面介绍如下:(1)com端口的选择区:可以选择coml至coms的端口。(2)RS232文本接收区:接收从RS232接口传入的数据。(3)RS232文本发送区:用于通过RS232发送数据。(4)拨号区:用于呼叫远程调制解调器。(5)Modem文本发送区:用于通过Modem发送数据到远程接口板。(6)Modem文本接收区:用于接收Modem传入的数据。(7)RS232转发按钮:用于通过Modem转发从另一台计算机传入的数据到接口板(8)应答按钮:用于响应远程调制解调器的呼叫。(9)清除按钮:用于清除各文本区历史数据。(8)结束按钮:退出系统。重庆大学硕十学位论文图3.3软件系统主界面F193.3Bodyofwindowofthesoftware.5.2软件功能设计本软件主要由以下七大功能，功能介绍如下:(l)串行口选择功能:用于单选coml至Coms串行口，通过鼠标点击Coml至Coms，.选按纽。打开外设与计算机相连的串行口。(2)RS232数据接收功能:另一台计算机与主机通过RS232直接相连，此区用于收另一台计算机输出的数据，并把输入的数据显示在RS232文本接收区内。(3)RS232数据发送功能:另一台计算机与主机通过RS232直接相连，此区用于送数据给另一台计算机。在RS232文本发送区通过键盘写入要发送的文本，点击“发”按纽，把数据通过RS232电缆输出到另一台计算机。点击“清除”按纽可以清除232文本发送区的数据。(4)电话拨号功能:用于呼叫远程调制解调器。在电话号码区内输入远程调制解器的电话号码，点击“拨号”按纽，本地的调制解调器开始通过电话线呼叫远程调重庆大学硕十学位论文制解调器。远程调制解调器响应呼叫后，两调制解调器开始交握。交握成功后，在Modem文本接收区内显示Connecting9600。此时两调制解调处于连机状态。(5)Modem文本接收功能:用于接收经本地Modem传入的数据。在两调制解调处于连机状态时，本地Modem接收到数据时，就在Modem文本接收区显示接收的数据。清除按纽用于清除Modem文本接收区的历史记录。(6)Modem文本发送功能:用于编辑经本地Modem发送的数据，同时具有发送功能。在Modem文本发送区内编辑好要发送的数据，当两调制解调处于连机状态，点击“发送”按纽。把编辑好的文本经本地Modem发送出去。(7)既郡2数据转发功能:用于通过Modem转发从另一台计算机传入的数据到接日板。另一台计算机与主机通过RS232直接相连，主机接收另一台计算机数据后，把数据临时存贮在内存内。在两调制解调处于连机状态时，点击“转发RS232数据”按纽。把内存里的数据通过本地调制解调器发送出去〔’9，。3.6软件流程图软件流程如图3.3所示开始选COMI端口接收COMI端口的数据电话连接远程接口板modem转发接收的数据到接口板结束图3.4收发软件流程图F193.4ReeeiveanddisPatehtheflowehartofsoftware!重庆大学硕士学位论文3.7软件操作过程本软件用VB设计，操作过程如下:(l)点击单选按钮“COMI”，打开COMI端口并连接。(2)在接收区内接收从COMI口传来的数据。(3)选择连接调制解调器的COM端口。(4)在电话号码区输入电话号码。(5)点击“拨号”按纽连接远程调制解调器。(6)在modem文本接收区等待。onne。ting9600出现。(7)点击“转发RS232数据”按钮，把从COMI口接收的数据通过调制解调器发送到远程接口板内。(8)点击“结束”按钮完成通讯。3.8用VB编写的软件源代码DimsendAsStringDimbufferAsStringpr1vateSubelearl_Cliek()‘点击清除按纽，清除Modem文本区Text2.Text=，，，，buffer二刀刀EndSubpr1VateSubelearZ_Cliek()‘点击清除按纽，使RS232文本发送区清空。Text6.Text=，，，，buffer=刀，，EndsubPr1vateSubcoml多liCk()‘初始化串行口，并选择串行口COMIMSComml.PortOPen=FalseMSComnll.CommPort=1I士’MSComml·portopenThen‘检测串行口状态MSgBOX“coml正在使用，选用其他端口“ExitSubElseMSComml.PortOPen=TrueComl.Value=TrueEndIfEndSubPr1VateSubeall_Cliek()‘点击“拨号”按钮，进行远程呼叫。buffer二，，，，MSComml.Output=”ATDT“&Trim(Textl.Text)&vbCrLfEndSub尸r1vateSubeoml_MouseMove(ButtonAsInteger，ShiftAsInteger，XAsSingle，LED显示屏的计算机远程控制系统AsSingle)Text4.Text二“点此通过RS232直接连接计算机收发数据“EndSUbPr1vateSubcomZ_Click()‘初始化串行口，并选择串行口COMZMSComml.PortOPen==FalseMSComml.Comn1Port二2IfMSCofnml.PortOPenThenMsgBox”comZ正在使用，选用其他端口”Ex1tSubElseMSComml.Portopen=Trueeom2.Value=TrueEndIfEndSUbPr1vateSubeomZJouseMove(ButtonAsInteger，ShiftAsInteger，XAsSingle，YAsSingle)Text4.Text二”点此通过modem拨电话连接计算机收发数据”“EndSubPrivatesubcom3_Cliek()‘初始化串行口，并选择串行口COM3MSComml.PortOPen=FalseMSComml.ColnlllPort=3丁fMSComml.PortopenThenMsgBoX”com3正在使用，选用其他端口“ExitSubE土seMSComml.PortOPen=Trueeom3.Value=TrLIeEndIfEndSubPr1vateSubeom3_MouseMove(ButtonAsInteger，ShiftAsInteger，XAsSingle，YAsSingle)T。、t4.T。、t\”点此通过modem拨电话连接计算机收发数据”EndSubPr1vateSubeom4_Cliek()‘初始化串行口，并选择串行口COM4MSComml.PortOPen二FalseMSComml.Comn1Port=4IfMSComml.PortOPenThenM、gR(、X”c(。刁正在使用，选用其他端口”ExitSubElseMSComml.PortOPen=Trueeom4.Value=TrUe3l重庆大学硕士学位论文EndIfEndSubPrivateSubeom4_MouseMove(ButtonAsInteger，ShiftAsInteger，XAsSingle，YAsSingl。)TeXt4.Text=“点此通过modem拨电话连接计算机收发数据”EndSubPr1vateSubComs_Click()‘初始化串行口，并选择串行口COMSMSComml.PortOPen=FalseMSComml.CommPort二5IfMSComml.PortOPenThenM、gBoX”Coms正在使用，选用其他端口”ExitSubE15eM只Comml.Portopen二Trueeoms.Value=TrueEndIfEndSubPr1vdtes。beoms_MouseMove(ButtonAsInteger，ShiftAsInteger，XAsSingle，YAsSingle)Text4.Text二“点此通过modem拨电话连接计算机收发数据”EndSubPr1vatesubeommandz_eliek()‘点击”转发RS232数据”按钮转发数据buffer=““MSComml.Output=send&Chr(13)EndSubP:ivatesubeommandZ_C一ick()‘点击清除按纽，使Modem文本接收区清空。buffer=“”Text3.Text=，，刀EndSubPr1vatesubeommands一lick()‘发送RS232文本区的文字buffer=”“MSComml.Output二Trim(Text6.Text)EfldSubPr1vatesubeommand6_CliCk()‘点击“清除”按纽，使RS232文本接收区清空。send=，，，，buffer=““Texts.Text=，，，，EndSubPr1vatesubhangup夕lick()‘点击“挂断”按钮，终止远程连接Dim1AsIntegerM只C()mm1.OLztput=“+++”Fori=1To1000032重庆大学硕士学位论文NeXtiMSComml.Output二”ATHO，，&vbCrLfEndSubP丫iVate只ubeommand3一lick()‘发送Modem文本区的文字buffer=，，，，MSComml.Output==Trim(Text2.Text)EndSubPr1Vatesubeommand4_elick()‘关闭端口，退出系统。MSComml.Output==”ATHO”&vbCrLfMSComml.PortOPen=flaseEfldEndSubPr1vatesubFor.m_Load()‘初始化MSCo几Inll.Comm尸ort=1buffer二，，，，send=，，，，On匕rrorResumeNextIfMSComml.PortOPenThenMSgBoX“coml正在使用，选用其他端口“ExitSub巨1SeMSComml.PortOPen=TrueEndIfEndSubPrivateSubMSComml_onComm()Dim1As工ntegerDimstrAsStringSeleetCaseMSComml.CommEventCaseeomEvCDCaseeomEvCTSCaseeomEvDSRCaseeomEvRingMsgBox”按应答连接电脑“CdseeomEvReceivebuffer=buffer&MSComml.InPutIfeoml.ValUeThensend==buffer1’exts.Text=sendElseText3.Text=bufferEndIfCaseeomEvsend33重庆大学硕十学位论文EndSeleetEndSubPr1vateSubresponse多lick()‘点击“应答”按钮，响应远程呼叫。MSComml.Output=“ATA”&Chr(13)EndSub软件经编译和安装运行，所要求的功能完全实现。重庆大学硕士学位论文4接口板硬件电路设计4.1接口板硬件框图远程数据调调调调调调调调调调调调调调调调制制制制制制制制制接接接双双双发发发发发发发发屏屏解解解解MAX2322222收收收口口口送送送MAX2322222幕幕调调调调调调调调调单单单RRRRR单单单单单单单单显显器器器器片片片AAAAA片片片，示示机机机机机机机MMMMM机机机机图4.1硬件框图Fig4.1Bloekdiagramofthehardware内部结构如图叹.1所示，数据传输过程如下:〔20](1)响铃信号经调制解调器发给接收单片机。(2)单片机经MAX232发控制字给调制解调器，通知调制解调器进行交握。(3)调制解调器经MAX232发数据给接收单片机。(4)单片机接收数据并把数据存于双口RAM内。(5)接收单片机接收完数据后发控制信号给发送单片机。(6)发送单片机发控制信号给显示屏与其内的微处理器进行交握。(7)发送单片机把双口RAM内的数据传给显示屏。4.2接口板电路图如图4.2所示，硬件电路配合软件(Franklin)共同仿真，运行正常。LED显示屏的计算机远程控制系统5.IC语言与8051简介C语言是一种源于编写UN工X操作系统的语言，它是一种结构化语言，它可以生紧凑代码。C语言是以括号{}而不是字和特殊符号的语言。C语言可以进行许机器级函数控制而不用汇编语言。它与汇编相比，有如下优点:(1)对单片机的指令系统不要求了解，仅要求对8051的存贮器结构有初步了解(2)寄存器分配、不同存贮器的寻址及数据类型等细节可由编译器管理;(3)程序有规范的结构，可分为不同的函数，这种方法可使程序结构化;(的具有将可变的选择与特殊操作组合在一起的能力，改善了程序的可读性;(5)关键字及运算函数可用近似人的思维过程;(6)编程及程序调试时间显著缩短，从而提高效率;(7)提供的库包含许多标准子程序，具有较强的数据处理能力;(8)已编好程序可容易地植入新程序，因为它具有方便的编程技术;8051汇编语一言非常像其它汇编语言，8051的不同存贮器区域使得其复杂一些。看懂汇编语台‘可以了解8051的特殊限定。例如，懂得汇编语言指令就可使用在片做变量的优势，因为片外变量需要几条指令才能设置累加器和数据指针进行存取。求使用浮点和起用函数时，只有具备汇编编程经验才能避免生成庞大的效率低的序，这需要考虑简单的算术运算或先算好的查表法〔21’。5.2C51的数据与运算说明具有一定格式的数字或数值叫做数据。数据是计算机操作的对象。数据的不同式叫作数据类型。Csl提供的数据结构是以数据类型的形式出现的，C51的数据类包括基本类型、构造类型、指针类型和空类型〔22J。基本类型包括仁22〕:位型(bit)、字符型(char)、整型(int)、长整型(long浮点型(float)、双精度浮点型(double)。’构造类型包括:数组类型(array)、结构体类型(struct)、共同体(uni和枚举(enum)。C语言中的数据有常量和变量之分。在程序运行的过程中，其值可以不能改变量称为常量。在程序运行中其值可以改变的量称为变量。一个变量由两部分构成:个是变量名，个是变量值。每个变量名在内存中占据一定的存贮单元(地址)，在该内存单元中存放该变量的值。位变量(bit):变量的类型是位，位变量的值可以是1或0。与8051硬件特重庆大学硕士学位论文操作有关的位变量必须定位在805lCPU片内存贮区(RAM)的可位寻址空间中。字符变量(char):字符变量的长度为1byte既8位。字符变量的值域范围O一255(无符号)。整型变量(int):整型变量的长度为16位占2个字节。可直接使用几种专的机器指令来完成多字节的加、减、乘、除运算。长整型变量(long):长整型变量的长度是32位占用4个字节(byte)，其方面与整型变量相似。浮点型变量(float):浮点型变量为32位占4个字节(byte)，许多复杂的学表达式都采用浮点变量类型。它用符号位表示数的符号，用阶码和尾数表示数的小。FranklinC51的浮点变量数据类型的使用的格式与IEEE一745标准有关，具有位符号位，8位指数位，23位尾数。Csl有五种基本运算符:十(加法运符，或正值符号)，一(减法运算符，或负符号)，*(乘法运算符)，/(除法运算符)，%(求余运算符)。C51有6种关系运算符:((小于)，>(大于)，(=(小于或等于)，》二(于或等于)，=二(测试等于)，!二(测试不等于)。Csl有三种逻辑运算符:服逻辑与(AND)，{{逻辑或(0R)，!逻辑非(N0T&&和})是双目运算符，要求有两个运算对象，而!是单目运算符，只要求一个算对象。C51有六种位操作:&按位于，}按位或，‘按位异或，、按位取反，《按位移，>)位右移。除取反运算符“一”以外，其它位操作运算符都是双目运算符。位算符只能是整型或字符型数。5.3软件功能设计本软件主要用于接收调制解调器传入的数据。单片机初始状态监测调制解调器响铃信号。单片机监测到响铃信号后，通知调制解调器响应远程呼叫。随后把双RAM内容清零。接收调制解调器传入的数据，并把数据存入双口RAM内。监测到数传输结束后，发控制信号给另一单片机。随后程序返回到监测状态，继续监测调制调器的响铃信号。重庆大学硕士学位论文5.4软件流程图单片机选用AT89C51，用串行口收发数据。串行口工作在方式1，10位异步方式，1位起始位(0)，8位数据位和1位止位(l)，方式1的波特率由定时的溢出率控制。定时器1工作在方式2，常数自动装入的8位定时器。在SMODTMOD=20H，THI=FDH，单片机的晶振采用n.O592MHz时，串行口的波特9600bps。流程如图5一所示如下仁23，:初始化单片机等待电话铃响给调制解调器写指令连接调制解调器清清空双口RAMMM发发信号给发送单片机机图5.1软件流程Fig5.1proeedureofthesoftware5.5用C语言编写的软件源代码#1nelude(regsl.h>材defincueharunsignedehar重庆大学硕十学位论文#defineuintunsignedintsbitp一_O=尸一0:sbjtvl_l=Pl‘1:sbi.tpl_2=Pl一2:uehareodemodem[8」={’A’，’T，，’A，，’E，，’0，，’Q，，’l’，13}:voidmain(void){uehara;uehari，j:ucharxdata*P;刀定义缓冲数据的起始地址PCON=OxOO;SCON二Ox50;//以下为初始化单片机TMOD=Ox20;THI=Oxfd;TLI二oxfd;TRI二1;Pl_0=1;PI_2=l:while(l){l。。p:while(pl_o=二0);//等待电话铃响上。:(i二。;i<150;i++);//延时去干扰if(pl_0==0)gotolooP:Pl_1=1:11()r咬i=0;i<8;i十十)//给调制解调器写控制字{SBUF=modem[i〕:while(1’l==O):T卜O;}P=OxOO00:for(j=0;j<8;j十+)刀缓冲区清零程序{for(i=O:i(250:i++){*p二O;p十+;}t}I)=OxOO40重庆大学硕士学位论文while(1){while(Rl===O):1又1二O;d=SBU厂;if(a==13)break;*p=a;p十十;}PI_2=l:士’or(i=O:i(255:i++):Pl_2=O:}}//接收数据程序刀判断发送数据是否结束刀存数据到RAM//发控制信号给发送单片机//返回等待铃响本软件经Franklin仿真，运行正常。5，6用汇编语言编写的软件0000000300060009000C000F0011001100120014001600180018OOIBOOIBOOIE0021002200230025758700759850758920758DFD758BFDD28EMOVMOVMOVMOVMOVSETB?WHILES:CLRRMOVRMOVRMOV?FORS:RMOV?FOR6:RMOV尺MOVCLRMOVXRINCRMOVPCON，#000HSCON，#050HTMOD，#020THI，材OFDHTLI，#OFDHTRI//初始化单片机E4FSOOFSOOFSOOAP，Ap+0IH，Aj，A750000i，#000H8500838500820500E50ODPH，PDPL，P+01HA@DPTR，AP+0IHA，P+olH刀把RAM清零E4阴LED显示屏的计算机远程控制系统
内容太多，中间省略部分
6接口板中发送微处理器软件设计6.1软件功能设计本软件卞要用于从双口RAM内读数据，并通过串行口发数据到显示屏。单始状态监测另一单片机发出的控制信号。监测的控制信号后，控制单片机与显的微处理器进行硬件交握。交握结束后，从双口RAM内读数据，并通过串行口到显示屏内的微处理器。检测到数据读完后，与显示屏内的微处理器解除交握返回到监测另一单片机发出的控制信号状态t27]。6.2软件流程图说明:同接收单片机时钟和波特率相同;串行口波特率为9.6K。流程如图6.1所示如下:等等待接收单片机信号号与与人屏幕处理器交握握从从双口RAM读数据并发送送与与人屏幕解除交握握图6.1软件流程F196.1proeedureofthesoftware重庆大学硕十学位论文6.3用C语言编写的软件#inelude(regsl.h)#defineueharunsignedehar#defineuintunsignedint、匕1tpl_O二工，1“0:sbitpl_1=Pl‘1:sbitpl_2=Pl‘2:sbitvl_3=PI‘3:sbitpl_4=Pl一4:Voidmain(void){uc士1七一ri:ucharxdata*p;Pl_O“O:Pl_2=O:Pl_1=1://以下为初始化单片机状态Pl_3=1:Pl_4==l:PCON=OxOO;SCON=Ox50;TMOD==0x20;THI=oxfd;TLI=Oxfd;TRI二1;whi!。(l)(LP=oxO00O;loop:while(pl_4==0):for(i=0;i(50;i++);if(pl_4==O)gotolooP:Pl_O=1:while(pl_1==O):PI_2=1:whi]e(pl_3==O):while(1){//等待接收单片机控制信号刀去干扰延时//与显示屏的微处理器进行交握f(*p“=0)//判断是否读完45重庆大学硕士学位论文break;SBUF=*P;while(Tl===0):Tl=O;p++:{pl_()二0:Pl_2==O:}飞J//从RAM中读数据并发送刀通知显示屏的微处理器发送结束//返回等待发送单片机的控制信号本软件经Franklin仿真，运行正常〔24〕6.4用汇编语言编写的软件汇编语一言程序如下00000002000400060008OOOA000D0010001300160019OOIBOOIB001COOIE002000200023002500250027OOZAOOZDOOZFO02FC29OC292D291D293D294758700759850758920758DFD758BFDD28EPl_0PI_2PI_1PI_3Pl_4PCON，#000HSCON，#050HTMOD，#020HTHI，#OFDHTLI，#OFDTRI刀以下为初始化单片机n氏nKE4F500FSOOCLRCLRSETBSETBSETBMOVMOVMOVMOVMOVSETB?WHILE6:CLRM0VMOVAP，AP+01H，A3O94FD7A32Pl_4，?WH1LE7RZ，#032H//等待控制信号DAFE750032209402SOFI?W111LE7:JNBMOV?NXT13:DJNZRMOVJBSJMP?NXT14:SETBRZ，?NXT13i，#032HPl_4，?NXT14?WHILE7D290Pl_0刀和显示屏的微处理器进重庆大学硕士学位论文0031003100340036003600390039OO3COO3F00400042004400440047OO4AOO4BOO4DOO4D00500052005400560058O05AOOSCOOSCOOSE00603O91FDD292Pl_l，?WHILESPl_23O93FDPI_3，?WHILEg850083850082EO70028018DPH，PDPL，P+01HA，@DPTR?NXT18?NXT17//从RAM中读数据850083850082EO卜599?WH1LES:JNBSETB?WHILEg:JNB?WHILE10:RMOVRMOVMOVXJNZSJMP?NXT18:RMOVRMOVMOVXMOV?WH1LEll:JNBCLRRINCRMOVJNZRINCSJMP?NXT17:CLRCLRSJMPDPH，PDPL，P+01HA，@DPTRSBUF，A//从串行口发送数据3O99FDC2990500ES()O7OEI0500只ODDTl，?WHILEllT工P+olHA，P+01H?WHILE10P?WHILE10C29OC292SOBgPl_0Pl_2?WH1LE6//返回等待控制信号本软件经Franklin仿真，运行正常。LED显示屏的计算机远程控制系统7系统的扩展应用基于公共电话网络的远程控制技术除了可以使用在实现LED显示屏的远程控制外，还可以应用在其他场所，如交通道口违规交通控制和远程对其他设施进行控制，其典型应用如下:(1)交通道口的远程控制:随着城市的现代化建设，对城市交通的现代化也有越来越高的要求，如电子警察就是采用远程通信的模式进行的。其工作原理采用直接控制的现场图象采集装置(一般为数码摄像机)采集〔251，当有违章行为时(如闯红灯)，自动摄像设备就进行拍摄，当拍摄存储容量达到规定值时就可以与位于电话线的另一端口的计算机进行通信，将储存的照片传输过去，交警就可以以这些图象为依据进行相关的处罚。在系统中计算机通过两部调制解调器和一个用于连接调制解调器和终端设备的接口板与终端设备进行数据传输，对终端设备进行控制。实现交通路口电子警察的数码相机数据的传送等功能。其控制系统框图如图7.1所示〔26]。RS232电缆公用电话线计算机调调制解调器器…‘{调*。解调器器RS232终端设备图7.1控制系统框图F亏97.1Bloekdiagramofeonirolsystem(2)改造控制为远程控制。如果传统系统采用计算机控制，并且通过串行端口实现对终端的控制如图7.2所示t293，则可以改造为远程控制，例如对监控设施的控制，计算机通过Rs232口与终端设备相连，进行数据传输并控制终端设备〔28]〔30]。计算机RS232电缆终端图7.2直接控制系统F197.2Direeteontrolsystem改造为远程控制如图7.3所示，原有的控制软件不变，增加了一台计算机、两台重庆大学硕士学位论文调制解调器、一块接口板，就可以保留原有的双向传输特性，同时又实现了远程控制功能。改造后的系统具有如下优点〔34j:(l)对于需要经常更改控制字和数据的终端，可以一台计算机控制多台终端设备。(2)对于需要实时监控的多台分散终端设备，可以把监控计算机集中到一起，使用专线通过调制解调器相连，从而实现远程集中监控〔35，。RS232电缆计算机计计算机机机机机机机机机调调调调制解调器器公用电话网RS232电缆RS232终端接口板调调制解调器器图7.3远程控制系统F197.3Long一rangeeontrolsystem重庆大学硕士学位论文结束语计算机远程控制LED显示屏系统是根据重庆医药公司现有模式进行设计的，它将用于医药公司的位于主城区的各个连锁药房店进行远程控制的LED显示屏，以实现显示屏个性化数据远程更新。在系统中，我完成的设计包括四大部分1.计算机收发软件设计，软件是用VB6.O编程完成。它的功能是:(1)计算机与计算机之间通过RS232接口发送和接收数据;(2)控制位于本地的调制解调器与位于LED现场的远程调制解调器通过公用电话网络进行通信;(3)在两部调制解调器相连后，能转发从计算机的RS232口接收到的数据到接口板，也能直接发送数据到接口板:(4)采用windows界面，能显示所有的收发数据和调制解调器状态信息。在设计过程中，用实验的方法完成了全部软件与硬件配合的远程通信连接的调试。实验中采用三台计算机相连现场仿真软件功能:第一台作为主机，用来接收和发送数据，第二台通过RS232接口与主机相连，用来给主机发送数据，第三台通过调制解调器与主机相连，用来接收主机发送的数据，多次调试和修改软件后，完成设计。2.接口板硬件电路设计，设计以可靠性和实用性为原则，选用的元器件，在保证可用的基础上，尽力使电路简单化。电路与软件配合完成数据转发功能。电路用两个单片机组成两个RS一232接口，用一个双口RAM缓冲数据，所有的转发过程在两单片机的控制下完成。电路在单片机收发软件的控制下完成显示屏数据的转发3.接收单片机软件设计，软件是用C语言设计。它完成的功能是:(1)控制LED现场的调制解调器响应远程呼叫;(2)接收由计算机经调制解调器的传输的数据，并把数据存入双口RAM;(3)检测数据传输的工作状态。(4)系统结束后，发控制信号给发送单片机。该程序是用Franklin软件完成的，设计是在结合硬件电路反复调试的情况下完成的。4.发送单片机软件设计，与接收单片机软件设计方法相同。软件完成功能是:(l)检测接收单片机的控制信号，并与显示屏内的微处理器进行硬件交握;(2)从双口RAM中读数据，并通过串行口发送给显示屏的微处理器。作为产品应用，尽管主要的技术问题虽然得以解决，但是由于时间等因数的影响，有些问题还需进一步完善，如系统的可靠性问题，系统防盗和防雷问题，系统与医药公司的连锁店系统配套协调问题，这些问题希望以后在工作中逐步解决。参考文献参考文献〔l]刘曙光.全彩LED电子显示屏的可靠性设计，国际光电与显示，2002「2」中华人民共和国电子行业标准LED显示屏通用规范，SJ/Tlll41一1997〔3〕沈兰荪，林丽霞.数据采集与处理缓冲区的设计.微型机与应用，1990仁43陈良光，赵文敏.单片机多机系统资源共享的一种方法.黑龙江商学院学报，1997「5〕李竹华.调制解调器实用大全.学范出版社，1998。〔6」李朝青.单片机原理及接口技术(简明修订版).北京航空航天大学出版社，1999[7」周航慈，饶运涛.单片机程序设计基础.北京航空航天大学出版社出版，1999〔8」王有绪，许杰，李拉.PIC系列单片机接口技术及应用系统设计.北京航空航天大学出版社版，2000[9」A1teraDataBook.AlteraCorporation，1996【10〕侯伯亭，顾新.VHDL硬件描述语言与数字逻辑电路设计.西安:电子科技大学出版社，1999何立民.MS一51系列单片机应用系统设计.北京航空航天大学出版社.1999〔11」钱瑞霞，程远楚，朱登攀.基于双口RAM的智能数据采集卡设计.中国仪器仪表杂志，2001(3)【12」陈星，谢剑英.双口RAM及其在以N总线中的运用.微计算机信息，2001(11)[x3〕范逸之.visualBasiC与RS232串行通讯控制.中国青年出版社，2000〔14〕范逸之，陈立元，孙德首，程正孚.利用VisualBasic实现串并行通信技术.清华人学出版社，2001仁15〕龚沛.VisualBasie程序设计教程(6.0版).电子工业出版社，2000仁16」张金山.廖果.visualC++5.0易学易用.成都:四川大学出版社，1998仁17〕[美〕BehrouzforouzanCatherineCoombsSophiaChungFegan数据通信与网络教程机械工业出版社，2000〔18]詹彤，王萍，胡沛成.用单片机控制MODEM实现电话远传流量集测系统.微计算机信息，2001年第l期〔19」乌卜宽明.CAN总线原理禾I应用系统设计.北京:北京航空航天大学出版社，1996「20]康拓公司.STD总线工业控制机双串行通信板(STD5221)，1998【21〕王十元.C语言实用程序设计.清华大学出版社，1996〔22」马忠梅，籍顺心，张凯，马岩.单片机的C语言应用程序设计.北京航空航天大学出版社，1999「23〕周明德.微刑计算机硬件软件及其应用.清华大学出版社，1988「24」J几一英名，孙全，莫炜.计算机接口技术.电子工业出版社，1995〔25〕BertramL.Amstadter.Reliabi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论文致谢本文的研究工作是在我的导师的袁X教授精心指导和悉心关怀下完成学业和论文的研究工作中无不倾注着导师辛勤的汗水和心血。导师的严谨、渊博的知识、无私的奉献精神使我深受的启迪。从尊敬的导师身上，我不扎实、宽广‘的专业知识，也学到了做人的道理。在此我要向我的导师致以最谢和深深的敬意。感谢我的兼职导师赵X博士在我的课题选择，资料收集，论文审校中给关怀和学术指导，为此我表示衷心的感谢。感谢我的家人，我的重庆四宇自动化工程公司同事在我学习阶段给我极，从而我得以有更多的精力能够投入学习和研究之中，能够顺利完成学业。在多年的学习生活中，还得到了许多领导和老师的热情关心和帮助，在此关心和帮助过我的领导、老师、同学和朋友表示由衷的谢意!衷心地感谢在百忙之中评阅论文和参加答辩的各位专家、教授!