住宅小区自动计费系统设计 - 图文(14)

西南交通大学本科毕业设计（论文） 第34页

串行数据通信指数据是一位一位顺序传送的通信方式，它的突出优点是只需一对传送线（利用电话线就可作为传送线），这样就大大降低了传送成本，特别适用于远距离通信；其缺点是传送速度较低。假设并行传送n位数据所需时间为t，那么串行传送的时间至少为nt，实际上总是大于nt的。

串行通信的传送方式通常有三种：一种为单向（或单工）配置，只允许数据向一个方向传送；另一种是半双向（或半双工）配置，允许数据向两个方向中的任一方向传送，但每次只能有一个站发送；第三种传送方式是全双向（全双工）配置，允许同时双向传送数据，因此，全双工配置是一对单向配置，它要求两端的通信设备都具有完整和独立的发送和接收能力。

串行通信有两种基本通信方式，即异步通信和同步通信。 1. 异步通信

在异步通信中，数据是一帧一帧（包含一个字符代码和一个字节数据）传送的。 在帧格式中，一个字符由四个部分组成：起始位，数据位，奇偶校验位和停止位。首先是一个起始位“0”，然后是5～8位数据位（规定低位在前，高位在后），接下来是奇偶校验位（可省略），最后是停止位“1”。起始位“0”信号只占一位，用来通知接收设备一个待接收的字符开始到来。线路上在不传送字符时应保持为“1”。接收端不断检测线路的状态，若连续为“1”以后又测到一个“0”就知道发来一个新字符，应马上准备接收。字符的起始位还被用作同步接收端的时钟，以保证以后的接收能正确进行。

起始位后面紧接着是数据位，它可以是5位（D0～D4），6位，7位或8位（D0～D7）。

奇偶校验（D8）只占一位，但在字符中也可以规定不同奇偶校验位，则这时这一位就可省去。也可用这一位（1/0）来确定这一帧中的字符所代表信息的性质（地址/数据等）。

停止位用来表征字符的结束，它一定是高电位（逻辑“1”）。停止位可以是1位，1.5位或2位。接收端收到停止位后，知道上一字符已传送完毕，同时，也为接收下一个字符作好准备——只要再收到“0”就是新的字符起始位。若停止位以后不是紧接着传送下一个字符，则让线路上保持为“1”。例如，规定用ASCII编码，字符为七位，加一个奇偶校验位，一个起始位，一个停止位，则一帧共十位。

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在一帧信息中，每一位的传送时间（位宽）是固定的，用位传送时间Td表示。Td的倒数称为波特率（Baud rate），波特率表示每秒传送的位数。 2. 同步通信

同步通信中，在数据开始传送前用同步字符来指示（常约定1～2个），并由时钟来实现发送端和接收端同步，即检测到规定的同步字符后，下面就连续按顺序传送数据，直到通信告一段落。同步传送时，字符与字符之间没有间隙，也不用起始位和停止位，仅在数据块开始时用同步字符SYNC来指示。

同步字符的插入可以是单同步字符方式或双同步字符方式，然后是连续的数据块。同步字符可以由用户约定，当然也可以采用ASCII码中规定的SYN代码，即16H。按同步方式通信时，先发送同步字符，接收方检测到同步字符后，即准备接收数据。

在同步传送时，要求用时钟来实现发送端与接收端之间的同步。为了保证接收正确无误，发送方除了传送数据外，还要把时钟信号同时传送。

同步传送的优点是可以提高传送速率（达56kb/s或更高）但硬件比较复杂。

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3.6.2 接口电路

1 2 3 4 5 6 7 8 13 12 15 14 31 19 18 9 17 16 P10 P00 P11 P01 P12 P02 P13 P03 P14 P04 P15 P05 P16 P06 P17 P07 INTI P20 INT0 P21 P22 T1 P23 T2 P24 P25 EA/VP P26 P27 X1 X2 RESET RXD TXD PD ALE/P WR RSEN 39 38 37 36 35 34 33 32 21 22 23 24 25 26 27 28 10 11 30 29 + C1 15 C2 + 13 8 11 10 1 3 2 6 16 +5 由于89C51与RS232不能直接接口，他们之间需要用到一个接口芯片MAX232，MAX232是MAXIM公司生产的，包含两路接收器和驱动器的IC芯片，其内部有一个电源电压变换器，可以把输出的＋5V电压变换成RS232输出电平所需要的±10V电压。所以，采用此芯片接口的串行通信系统只需要＋5V电源就可以了。电路图如图3-12所示。

89C51 MAX232 12 9 14 7 4 5 R1 IN V+ V- VCC R1 OUT R2 IN R2 OUT T1 IN T1 OUT T2 IN T2 OUT C1+ C2+ C1- GND C2- 图3-12 传输电路

3.7 电源

由于我们的系统只用到了一个＋5V的电源，所以我们选择了LM7805三端稳压器

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产生一个＋5V的电源。其电路如图 3-13 所示。

图 3-13 电源电路

三端固定输出集成稳压器，它是一种串连调整式稳压器。它将全部电路集成在单块硅片上，整个集成稳压电路只有输入、输出和公共三个引出端，使用非常方便。典型的有78××正电压输出系列，79××负电压输出系列。

当输入的电压VI、输出电流IO或温度变化时，输出电压VO可保持不变；另外，当输出短路。可使输出电流IO限制为一定值；若稳压器过热，则它就停止工作，以免稳压器遭到损坏。

三端固定输出电压集成稳压器，因内部有过热、过流保护电路，因此它的性能优良、可靠性高。有因这种稳压器具有体积小、使用方便、价格低廉等优点，所以我们选用了这种芯片。

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第4章 系统软件设计

4.1 软件构思

我们的智能小区数据采集系统主要是对电表和水表的计量，还有防火和防盗报警。其中对电表和水表的计量是系统的主要内容。

我们对电表和水表的计量是采用检测到的脉冲的个数来进行计算和存储的。对于电表，当检测到2000个脉冲，即电表转2000转就算作一度电。水表的计量与此类似。由于我们检测的脉冲宽度大概为80ms，我们同时对16户家庭的电表和水表进行检测，所以检测周期应设为5ms，大于这个周期就有可能漏掉某一户的脉冲没有检测到，小于这个周期有可能某一户的一个脉冲检测了两遍，造成计数不准。

在检测电表和水表数据的同时，可能有按键产生的中断，系统会去执行中断程序，会漏掉检测某个脉冲。但是在我们的系统中，这种误差可以忽略不计。

整个系统的软件用模块化结构的设计思想，它主要由主程序和若干功能子程序及内部中断处理程序构成，结构简单、实用性强。

4.2 数据流程

系统上电后首先对系统进行初始化，然后就要执行主程序即对数据进行采集。 第一步对8255A进行初始化。 第二步选择通道即选中一户。

第三步读取这一户的水表、电表信息，如果有脉冲即表示水表、电表转了一圈，就在相应的寄存器中加一。因为电表转2000转就表示用了一度电，水表转2000转就表示用了一吨水，所以在此时要查看寄存器中的数据是否到了2000，如果为2000就要将数据存储到外扩的数据存储器当中去，否则继续执行主程序。

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