基于ADuC812的遠(yuǎn)程環(huán)境監(jiān)測信息系統(tǒng)下位機(jī)的設(shè)計(jì)

　　3．3 鍵盤、顯示器接口電路

　　外接鍵盤和LCD顯示器的目的是：當(dāng)數(shù)據(jù)發(fā)送錯(cuò)誤或人工查詢數(shù)據(jù)時(shí)，可通過鍵盤選擇要查詢的參數(shù)并在顯示器上顯示出來，使下位機(jī)的工作更加靈活方便。

　　為了連接鍵盤和顯示器，需要擴(kuò)展一片8155I/O口擴(kuò)展芯片，采用4*4觸摸式鍵盤和點(diǎn)陣式液晶顯示器。鍵盤上的鍵值分別與各路環(huán)境參數(shù)對應(yīng)，若為“0”按下，則調(diào)顯示子程序，此后每按一個(gè)鍵，此按鍵值對應(yīng)的環(huán)境參數(shù)在顯示器上顯示出來。若不是“0”鍵按下，則把鍵值送累加器A。當(dāng)為“F”鍵按下時(shí)，則退出顯示子程序。

　　　3．4 串行通信接口電路　

由于要通過MODEM、電話線與上位PC機(jī)通信，所以須利用MAX232芯片作為RS—232口電平匹配與驅(qū)動。MAX232是包含兩路接收器和驅(qū)動器的IC芯片，其內(nèi)部有一個(gè)電源電壓變換器，可以把輸入的+5V電源電壓變換成為RS—232C輸出電平所需的±10伏電壓。

　　4下位機(jī)軟件設(shè)計(jì)

　　4．1 軟件整體設(shè)計(jì)

　　下位機(jī)的軟件設(shè)計(jì)主要由3部分組成：數(shù)據(jù)采集及存儲子程序，鍵盤掃描與液晶顯示程序，與上位機(jī)的通信子程序。流程圖如圖4。

　　主程序中，首先進(jìn)行鍵盤、顯示器、AD模塊和通信端口的初始化。數(shù)據(jù)采集及存儲子程序編寫為定時(shí)中斷子程序，采用定時(shí)器2定時(shí)，每2分鐘調(diào)一次數(shù)據(jù)采集及存儲子程序，采集一次數(shù)據(jù)。而酸雨數(shù)據(jù)的采集是通過外部中斷INT1，每當(dāng)酸雨量達(dá)0.5mm時(shí)向ADuC812發(fā)一個(gè)中斷請求，ADuC812采集一次酸雨數(shù)據(jù)。

　　主程序循環(huán)掃描鍵盤，當(dāng)有鍵按下時(shí)，轉(zhuǎn)鍵盤掃描子程序。主程序中把與上位機(jī)的通信程序設(shè)置為外部中斷子程序，中斷信號由INT0輸入。當(dāng)上位機(jī)要求傳送數(shù)據(jù)時(shí)，通過撥號，選中某一下位機(jī)，則此下位機(jī)程序跳轉(zhuǎn)到通信子程序，完成與上位機(jī)的通信。

圖4、軟件流程圖

　　4．2 軟件設(shè)計(jì)特點(diǎn)

　　ADuC812微控制器內(nèi)核與8051指令兼容，用戶現(xiàn)有的軟件都可以直接移植，但在ADC轉(zhuǎn)換模塊和數(shù)據(jù)的存取方面與8051編程不同。

　　在數(shù)據(jù)采集及存儲子程序中，ADC首先要初始化。對ADuC812的AD轉(zhuǎn)換模塊的操作是通過對ADCON1，ADCON2和ADCON3這3個(gè)特殊功能寄存器（SFR）來控制的。ADCON1控制轉(zhuǎn)換與采集時(shí)間、硬件轉(zhuǎn)換模式以及掉電模式。在對ADCON1的設(shè)置中，ADC正常工作，時(shí)鐘分頻比為2。由于輸入信號模擬放大轉(zhuǎn)換電路的輸出阻抗都小于8KΩ，所以選擇ADC采集時(shí)鐘為1。設(shè)置定時(shí)器2轉(zhuǎn)換位T2C，由此，得ADCON1=52H。ADCON2控制ADC通道選擇和轉(zhuǎn)換模式。由于本數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)為8通道順序采集，ADC每次需要將8個(gè)通道的模擬輸入量依次進(jìn)行轉(zhuǎn)換，因此，要把通道號CHAG的值送入ADCON2中。ADCON3未用。一旦特殊功能寄存器ADCON1~3完成設(shè)置，ADC將轉(zhuǎn)換模擬輸入并在特殊功能寄存器ADCDADAH/L中提供ADC 12位結(jié)果字。

　　CPU用中斷方式管理A/D轉(zhuǎn)換器。當(dāng)A/D轉(zhuǎn)換完成時(shí)，向CPU發(fā)請求信號，CPU響應(yīng)中斷，中斷處理子程序負(fù)責(zé)對轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)進(jìn)行讀出并將其存儲至外部數(shù)據(jù)存儲器28F128中，然后通道號加1，相應(yīng)的閃速存儲器地址也加1。

　　當(dāng)用戶訪問微轉(zhuǎn)換器ADuC812的16MB的外部數(shù)據(jù)空間時(shí)，必須添加一個(gè)數(shù)據(jù)頁指針DPP，與普通MCS-51一樣，一條向DPTR送數(shù)的MOV指令仍只送16位的數(shù)據(jù)到DPH和DPL，但一個(gè)使DPH溢出的INC DPTR指令，將使地址增加一頁而不是加1。頁的大小與DPP有關(guān)。因此利用數(shù)據(jù)頁指針DPP可實(shí)現(xiàn)16MB外部數(shù)據(jù)空間的訪問。

　　對28F640的讀寫是以頁編程操作為基礎(chǔ)。28F640是超大容量閃速存儲器，為了保證對各種操作的可靠進(jìn)行，芯片內(nèi)部增加了控制邏輯。如用來接受各種操作命令的用戶命令單元接口（CUI）和擦寫狀態(tài)機(jī)（WSM）等。當(dāng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換時(shí)，首先是將芯片的片選端使能，使存儲器進(jìn)入工作狀態(tài)，然后再將相應(yīng)命令字送入CUI。CUI根據(jù)命令要求按地址鎖存器的尋址去控制WSM對相應(yīng)的存儲單元或存儲塊區(qū)域自動執(zhí)行編程算法和必要的延時(shí)，從而完成數(shù)據(jù)塊的擦除、寫入、鎖存等操作。

　　5結(jié)束語

　　把ADuC812芯片應(yīng)用在遠(yuǎn)程環(huán)境監(jiān)測信息系統(tǒng)下位機(jī)的設(shè)計(jì)上，顯著提高了數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的性能并大幅度地減少了開發(fā)時(shí)間和成本，適應(yīng)了現(xiàn)代環(huán)境監(jiān)測的要求。根據(jù)具體要求稍加修改，本系統(tǒng)還可適用于氣象、電力、水文等需要實(shí)時(shí)監(jiān)測的各個(gè)部門。