基于单片机的二氧化碳红外检测仪设计毕业论文

中北大学信息商务学院 2009 届毕业设计 说明书 I 基于单片机的二氧化碳红外检测仪设计 摘要 随着社会经济的发展，人们生活水平普遍提高，瓜果、蔬菜及花卉的社会需求数量和品质要求也不断提高，特别是大中城市需要周年供应新鲜蔬菜，因此农业温室得到迅速发展。二氧化碳气体对农作物的生长起着非常重要的作用。近些年来，我国北方农村形成了以日光温室为主导的农业产业化，因此，为二氧化碳的增施创造了有利的条件。由于不同作物所需的二氧化碳浓度不同，在二氧化碳的增施中又难于控制对其量的排放，所以研制二氧化碳浓度检测器并用于日光温室的农业生产，对提高农业科技含量，促进农业增收，农民增 收具有深远的意义。 本论文主要针对温室内二氧化碳浓度、温度以及湿度，设计了日光温室检测系统。综合考虑系统的精度、稳定性以及经济性要求这三个方面之后，确定以 片机为控制核心，选用性价比比较高的传感器，来实现对二氧化碳浓度、温湿度的准确检测。针对不同的参数，可以通过键盘人为设定作物所期望的上、下限值。当单片机检测到二氧化碳浓度、温湿度有任何一个参数越限时，则启动声光报警，这时检测人员通过主机打开相应的执行机构进行补偿。检测器可以通过 现和温室主机的串行通讯。 本系统具有易于操作、运行可 靠、便于扩充等特点。该系统考虑到温室环境的复杂性增加传感器实现多点多目标因子的检测。系统体积小，操作非常简单，灵活性强，针对不同环境、不同作物的不同要求，可以随时随地修改极限报警值，人机界面友好。该系统具有功能强成本低的特点，适合在各种温室或塑料大棚进行环境因子检测。 关键词：日光温室，二氧化碳浓度，温湿度，单片机，测控 中北大学信息商务学院 2009 届毕业设计 说明书 of s s to in to of on a In a of of in it to in of so in to of s in of C as it s At to we to of is to to so of 北大学信息商务学院 2009 届毕业设计 说明书 of is is of be at or of 009 届毕业设计 说明书 录 1 绪论 . 1 究目的和意义 . 1 内外发展状况 . 1 外发展现状 . 1 内发展现状 . 2 题的主要内容及研究意义 . 3 2 系统总体方案的设计 . 4 体方案设计 . 4 细设计 . 5 3 硬件设计 . 6 控制器概述和选用 . 6 片机的特点 . 6 片机的主要特性 . 7 氧化碳数据的采集与处理 . 7 氧化碳传感器的选择 . 7 外二氧化碳传感器的工作原理 . 8 转换器及其接口电路 . 9 主要特点及管脚 . 10 单片机的接口电路： . 12 行通信接口设计 . 15 中北大学信息商务学院 2009 届毕业设计 说明书 V 介 . 15 片接口电路 . 16 路设计 . 17 线技术简介 . 17 4片与单片机的接口电路 . 19 警电路 . 20 鸣器简介 . 20 警电路 . 21 4 系统的软件结构和程序框图 . 22 程序模块 . 22 统各程序模块 . 24 据采集子程序模块 . 24 示子程序模块 . 25 线的软件设计 . 26 据处理子程序模块 . 27 5 电路 设计 . 错误 !未定义书签。 计各元件封装图 . 错误 !未定义书签。 计原理图 . 错误 !未定义书签。 计 . 错误 !未定义书签。 7 程序清单 . 错误 !未定义书签。 8 结论 . 28 中北大学信息商务学院 2009 届毕业设计 说明书 考文献 . 29 致谢 . 33 中北大学信息商务学院 2009 届毕业设计 说明书 1 1 绪论 研究目的和意义 目前，随着日光温室的迅速增多，人们对其性能要求也越来越高，特别是为了提高生产效率，对温室的自动化程度要求也越来越高。 中国农业的发展必须走现代化农业这条道路，随着国民经济的迅速增长，农业的研究和应用技术越来越受到重视，特别是日光温室已经成为高效农业的一个重要组成部分。现代化 农业生产中的重要一环就是对农业生产环境的一些重要参数进行检测和控制。例如：二氧化碳浓度、空气的温度、湿度等。在农业种植问题中，温室环境与生物的生长、发育、能量交换密切相关，进行环境测控是实现温室生产管理自动化、科学化的基本保证，通过对监测数据的分析，结合作物生长发育规律，控制环境条件，使作物达到优质、高产、高效的栽培目的。以日光温室为代表的现代农业设施在现代化农业生产中发挥着巨大的作用。温室内的二氧化碳浓度参数，直接关系到蔬菜和水果的生长。国外的温室设施已经发展到比较完备的程度，并形成了一定的标准，但是价格 非常昂贵，缺乏与我国气候特点相适应的测控软件。而当今大多数对温室二氧化碳浓度的检测与控制都采用人工管理，这样不可避免的有测控精度低、劳动强度大及由于测控不及时等弊端，容易造成不可弥补的损失，结果不但大大增加了成本，浪费了人力资源，而且很难达到预期的效果。因此，为了实现高效农业生产的科学化并提高农业研究的准确性，推动我国农业的发展，必须大力发展农业设施与相应的农业工程，科学合理地调节温室内二氧化碳的浓度，使大棚内形成有利于蔬菜，水果生长的环境，是大棚蔬菜和水果早熟、优质、高效益的重要环节。 由于单片机及各种电 子器件性价比的迅速提高，使得这种要求变为可能。本论文提出一种以 片机为核心的检测器，主要是为了对日光温室内二氧化碳浓度 进行有效、可靠地检测而设计的。 国内外发展状况 国外发展现状 西方发达国家在现代温室测控技术上起步比较早。 20 世纪 60 年代，生产型的高级中北大学信息商务学院 2009 届毕业设计 说明书 2 温室开始应用于农业生产，奥地利首先建成了番茄生产工厂， 70 年代后荷兰、日本、美国、英国、以色列等国家的温室园艺迅猛发展，温室设施广泛应用于园艺作物生产、畜牧业和水产养殖业。随着计算机技术的进步和智能控制理论的发展，近百年 来，温室大棚作为设施农业的重要组成部分，其自动控制和管理技术不断得以提高，在世界各地都得到了长足的发展 【 1】【 2】 。特别是二十世纪 70 年代电子技术的迅猛发展和微型计算机的出现，更使温室大棚环境控制技术产生了革命性的变化 【 3】【 4】 。 80 年代，随着微型计算机日新月异的进步和价格大幅度下降，以及对温室控制要求的提高，以微机为核心的温室综合环境控制系统，在欧美得到了长足的发展，并迈入了网络化，智能化阶段 【 5】 。目前，国外现代化温室的内部设施己经发展到比较完备的程度，并形成了一定的标准 【 6】 。温室内的各环境因子大多 由计算机集中控制，检测传感器也较为齐全，如温室内外的温度、湿度、光照度、二氧化碳浓度、营养液浓度等，由传感器的检测基本上可以实现对各个执行机构的自动控制，如无级调节的天窗通风系统，湿帘与风扇配套的降温系统，由热水锅炉或热风机组成的加温系统，可定时喷灌或滴灌的灌溉系统，二氧化碳施肥系统，以及适用于温室作业的农业机械等。计算机对这些系统的控制己经不是简单的、独立的、静态的直接数字控制，而是基于环境模型上的监督控制，以及基于专家系统上的人工智能控制 【 7】【 8】 ，一些国家在实现自动化的基础上正在向着完全自动化、无人 化的方向发展。 国内发展现状 我国现代温室技术起步较晚， 70 年代以来，政府大力发展以塑料大棚、节能日光温室为主的设施农业，促进了农村经济的发展和缓和了蔬菜季节性短缺矛盾。与此同时，从 1979 年至 1994 年，从欧美、日本等国家引进了一系列现代化温室进行实验研究。引进的温室与我国传统温室比较，其空间大，便于进行机械作业，生产率与资源利用率比较高，为我国温室的发展提供了借鉴作用。但这些温室也存在着许多不足之处，主要表现在： 内农业生产目前难以接受。 控软件。目前我国引进温室的测控系统大多投资大、运行费用过高，并且测控系统中所侧重考虑的环境参数与我国的气候特点存在矛盾。 件实现模式固定，不能进行功能扩展 【 9】 。 中北大学信息商务学院 2009 届毕业设计 说明书 3 随后在我国出现了一些国外的仿造产品，但均没有面向我国广大农村现有的 1000万亩传统温室的改造工程。所以，传统的方法，人们主要还是采用温度计、湿度计来采集温度值和湿度值，通过人工操作加热、加湿、通风和降温来控制温湿度。因此，以上产品的推广使用价值仍然不大 【 10】 。 总体上说，我国自行开发的温室测控系统其技术水平和调控能力 与发达国家还有一定的差距。而我国综合环境测控技术的研究刚刚起步，目前仍然停留在研究单个或少量环境因子调控技术的阶段，而实际上，温室内的光照度、温度、湿度、二氧化碳浓度等环境因素，都是在相互影响、相互制约的状态中对作物的生长产生影响的，环境要素的空间变化、时间变化都很复杂。因此，我们应该根据我国的国情研制出适合我国农业的发展的仪器仪表，并在农业设施中广泛推广。 课题的主要内容及研究意义 为适应农业发展的需要 ,根据以上分析存在的问题，本论文设计了基于单片机的二氧化碳浓度检测系统。该系统在设计过程中充分 考虑到性价比，选用价格低、性能稳定的元器件，可实现对大棚内二氧化碳浓度的在线实时检测。还设计了通信系统，单片机实时监测大棚内的二氧化碳浓度，当二氧化碳浓度超过设定的上、下限时，单片机通过与温室主机进行通信来打开相应的执行机构，实现对二氧化碳浓度的调控，从而使得大棚内的参数在适合作物生长的范围内。 本论文主要研究内容包含以下几个方面： 动报警功能； 中北大学信息商务学院 2009 届毕业设计 说明书 4 2 系统总体方案的设计 总体方案设计 为了便于管理本设计以上、下位机模型为阳光温室测控系统。其中，上位机是温室主机 ( )，下位机是检测器。检测器应能完成以下工作：脱离主机独立地进行数据采集和处理，通过人机接口（键盘和显示器）实现参数设定、显示和报警等功能；连接主机时能实现通信功能。 检测器是以单片机为核心的，整个检测器系统包括主模块、数据采集与处理模块、输出控制模块、键盘显示模块和数据通信模块等。数据采集与处理模块能够完成温室内二氧化碳浓度的模拟量的采集 和处理，结果送数据存储器或传输给监控服务器，由监控服务器存储和管理，输出控制模块主要负责与主机相连接时温室执行机构的控制；通信模块则是基于 线，由双绞线进行远程的数据传输，实现检测器和主机的通信。 整个温室测控系统主要由温室内外环境自动测试系统， (间接 )自动控制系统，人机对话接口和通讯接口四个部分组成。 1温室内外环境自动测试系统 本设计研究的检测器主要测试温室内二氧化碳浓度环境参数。 2温室内环境自动控制系统 根据环境自动测试系统得到的结果 ,控制相应执行机构的执行，为作物提供良好的生长环境 。 3人机对话接口 示系统：显示温室内的二氧化碳浓度环境参数值。 键盘：用以人工预置各适宜环境参数值。 报警信号：当某环境参数值超过限定界限时，发出声光报警信号，提醒农艺人员采取相应措施。 4通讯接口 中北大学信息商务学院 2009 届毕业设计 说明书 5 用来实现与主机的通讯，将存储的测试数据传送给主机，可以方便的实现集中式管理。 详细设计 本文通过以上对阳光温室蔬菜中的参量及其相互关系的分析研究，对检测系统总体方案进行了详细设计，采用 司生产的 片机、美国生产的红外二氧化碳传感器 6004。单片机通过 A/换器把从传感器输出的模拟信号转换成数字信号。显示部分由比较廉价的 码管对二氧化碳浓度进行分时显示。当二氧化碳浓度量低于或者高于期望的范围时，系统会控制自动报警。本设计采用的是声光报警，声光报警主要是控制蜂鸣器的发声频率和控制指示灯，使其一亮一灭，从而达到报警的目的。 具体的系统框图如图 示： 图 氧化碳检测器的原理图 0 氧化碳传感器 1n 采样保持器 A/32 上位计算机 复位电路 键盘显示 声光报警 中北大学信息商务学院 2009 届毕业设计 说明书 6 3 硬件设计 微控制器概述和选用 计算机的产生加快了人类改造世界的步伐，但是它毕竟体积庞大。微控制器（单片机）就是在这种情况下诞生的。它是把中央处理器（ 随机存取存储器（ 只读存储器（ 输入 /输出端口（ I/O）等主要计算机功能部件都集成在一块集成电路芯片上的微型计算机。它的结构与指令功能都是按照工业控制的要求设计的，在智能控制系统中，微控制器得到了广泛的应用 【 14】 。 市场上比较流行的单片机种类主要有 051系列单片机， 司的 列单片机， 司的 列单片机以及司的 列单片机等。各个系列的单片机各有所长，在处理速度、稳定性、 I/O 能力、功耗、功能、价格等方面各有优劣。本文选用 司生产的 一种低功耗、低价格，高性能 8 位微处理器。 片机的特点 装管脚如图 示。 图 脚图 中北大学信息商务学院 2009 届毕业设计 说明书 7 片机的主要特性 一个低功耗，高性能 位单片机，片内含 8可反复擦写 1000次的 读程序存储器，器件采用 司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准 令系统及 80脚结构，芯片内集成了通用 8 位中央处理器和 储单元。 有如下特点： 40 个引脚， 8内程序存储器， 256 位的随机存取数据存储器， 32 个外部双向输入 /输出口， 5 个中断优先级， 2 层中断嵌套中断， 3 个可编程定时计数器， 2 个全双工串行通信口，看门狗电路，片内时 钟振荡器。此外， 可通过软件设置省电模式。空闲模式下， 停工作，而 时计数器，串行口，外中断系统可继续工作，掉电模式冻结振荡器而保存数据，停止芯片其它功能直至外中断激活或硬件复位。 二氧化碳数据的采集与处理 二氧化碳是植物进行光合作用的重要原料之一，可以提高植物光合作用的强度，并有利于作物的早熟丰产，增加含糖量，改善品质。而空气中的二氧化碳浓度一般约占空气体积的 远远不能满足作物优质高产的需要。现代农业中，大都采用温室大棚进 行作物的栽培和培育。在作物的整个生长期，都需要提供不同浓度的二氧化碳。适宜的二氧化碳浓度可以促使幼苗根系发达，活力增强、产量增加。而现代农业中的温室大棚，形成了一个相对封闭的环境，使得对二氧化碳浓度的控制成为可能。但是，空气中二氧化碳浓度的测量，是一个比较困难的问题，因为它涉及到测量方法、信号的获取和测量设备的成本。专业的二氧化碳浓度测量仪表的价格一般都在上万元 /台，在一般用户中难以普及，因此，本论文针对此问题设计一种能够应用在农业上的二氧化碳检测器。 二氧化碳传感器的选择 气体传感器主要可以 分为金属氧化物半导体式传感器、固体电解质传感器、红外式传感器等，一般的半导体传感器测量时受环境影响较大，输出线性不稳定；电解式气体传感器气体的重复性比较差；红外线吸收散射式气体传感器灵敏度高，可重复性好，响应时间快，考虑到系统的长期稳定性和经济性选择采用红外二氧化碳传感器 6004。 中北大学信息商务学院 2009 届毕业设计 说明书 8 红外二氧化碳传感器的工作原理 本课题所选用的二氧化碳传感器是美国 司生产的红外二氧化碳传感器6004，此传感器基于气体对红外光吸收的郎伯 用国际上最新的电调制红外光源、高灵敏度滤光传 感一体化红外传感器、高精度前置放大电路、可拆卸式镀膜气室等，实现不同浓度、气体的高精度连续检测。其测量精度：二氧化碳浓度相对误差 2%；检测重复性 1%；测量范围：二氧化碳浓度 0 5%。 当红外光通过待测气体时，这些气体分子对特定波长的红外光有吸收作用，其吸收关系服从朗伯 入射光是平行光，其强度为 错误 !未找到引用源。 ，出射光的强度为 错误 !未找到引用源。 ，气体介质的厚度为 错误 !未找到引用源。 当由气体介质中的分子数 错误 !未找到引用源。 的吸收 所造成的光强减弱为 错误 !未找到引用源。时，根据朗伯 错误 ! 未找到引用源。 （ 式中 K 为比例常数。 经积分得： 错误 ! 未 找 到 引 用 源 。 （ 式中： 错误 !未找到引用源。 为吸收气体介质的分子总数； 错误 !未找到引用源。 为积分常数。 显然，有： 错误 !未找到引用源。 式中 错误 !未找到引用源。 为气体浓度。 则式（ 写成： 错误 !未找到引用源。 （ 式（ 明：光强在气体介质中随浓度 错误 !未找到引用源。 及厚度 错误 !未找中北大学信息商务学院 2009 届毕业设计 说明书 9 到引用源。 按指数规律衰减。吸收系数取决于气体特性，各种气体的吸收系数 错误 !未找到引用源。 互不相同。对同一气体， 错误 !未找到引用源。 随入射波长而变。若吸收介质中含 错误 !未找到引用源。 种吸收气体，则式（ 改为 错误 !未找到引用源。 （ 因此对于多种混合气体，为了分析特定组分，应该在传感器或红外光源前安装一个适合分析气体吸收波长的窄带滤光片，使传感器的信号变化只反映被测气体浓度变化。 图 外气体分析示意图 图 外气体分析原理图。分析二氧化碳气体时，红外光源发射出 1 20错误 !未找到引用源。 的红外光，通过一定长度的气室吸收后，经过一个 误 !未找到引用源。 波 长的窄带滤光片后，由红外传感器监测透过 误 !未找到引用源。波长红外光的强度，以此表示二氧化碳气体的浓度。 A/D 转换器及其接口电路 接口是计算机与外部设备交换信息的桥梁，它包括输入接口和输出接口。单片机接口技术 【 18】 是研究单片机与外部芯片之间如何交换信息的技术，外部的各种信息通过输入接口送入单片机，而单片机的各种信息通过输出接口送到外部芯片中，因此单片机需要通过信息转换器件实现信息的交流与控制。人们把由模拟量到数字量转换器件（ 称为模拟 数字转换器，简称 A/D 转换器或 由数字量到模拟量转换的器件（ 为数字 模拟转中北大学信息商务学院 2009 届毕业设计 说明书 10 换器，简称 D/A 转换器或 常用的 A/D 转换方式有逐次逼近式和双斜积分式，前者转换时间短，但抗干扰能力差；后者转换时间长，抗干扰能力较强。因此在信号变化缓慢，现场干扰严重的场合，易采用双积分式 A/D 转换器。 在常用的 A/D 转换芯片（如 ）中， 其余几种有所不同， 美国国家半导体公司 生产的一种 8 位分辨率 、 双通道 A/于它体积小，兼容性，性价比高而深受单片机爱好者及企业欢迎 ，其目前已经有很高的普及率。学习并使用 是使我们了解 A/D 转换器 的原理，有助于我们单片机技术水平的提高。 因此它广泛应用在速度要求不高，而精度要求较高的各种领域中。本文用单片机的串行方式采集 数据 【 19】 。 图 装以及各端子 。 图 装以及各端子 主要 特点 及管脚 主要 特点 有： 8 位分辨率 ； . 逐次逼近式 A/D 转换器 中北大学信息商务学院 2009 届毕业设计 说明书 11 双通道 A/D 转换； 输入输出电平与 兼容； 5V 电源供电时输入电压在 05V 之间； 工作频率为 250换时间为 32S ； 一般功耗仅为 15 8P 、 14P 列直插）、 种封装； 商用级芯片温宽为 0C 70C ，工业级芯片温宽为 40C 85C ； 芯片接口说明： 片选 使能，低电平芯片使能。 拟输入通道 0，或作为 拟输入通道 1，或作为 片参考 0 电位（地）。 据信号输入，选择通道控制。 据信号输出，转换 数据输出 。 片时钟输入。 源输入及参考电压输入（复用）。 8 位分辨率 A/D 转换芯片，其最高分辨可达 256 级，可以适应一般的模拟量转换要求。其内部电源输入与参考电压的复用，使得芯片的模拟电压输入在 05V 之间。芯片转换时间仅为 32S ，据有双 数据输出 可作为 数据校验 ，以减少数据误差，转换速度快且稳定性能强。独立的芯片使能输入，使多器件挂接和处理器控制变的更加方便。通过 据输入端，可以轻易的实现通道功能的选择。 中北大学信息商务学院 2009 届毕业设计 说明书 12 单片机的接口电路 ： 图 单片机的接口 电路 8位分辨率 A/最高分辨可达 256级，可以适应一般的模拟量转换要求。其内部电源输入与参考电压的复用，使得芯片的模拟电压输入在 05片转换时间仅为 32 S，据有双数据输出可作为数据校验，以减少数据误转换速度快且稳定性能强。独立的芯片使能输入，使多器件挂接和处理器控制变的更加方便。通过据输入端，可以轻易的实现通道功能的选择。 单片机对 控制原理： 正常情况下 单片机的接口应为 4条数据线，分别是 由于 以电路设计时可以将 I 并联在一根数据线上使用。（见图 时芯片禁用， I 的电平可任意。当要进行 A/先将时芯片开始转换工作，同时由处理器向芯片时钟输入端 入时钟脉冲， 第 1 个时钟脉冲的下沉之前 示启始信号。在第 2、中北大学信息商务学院 2009 届毕业设计 说明书 13 3个脉冲下沉之前 位数据用于选择通道功能，其功能项见表 1。 表 1 如表 1所示，当此 2位数据为“ 1”、“ 0”时，只对 行单通道转换。当 2位数据为“ 1”、“ 1”时，只对 2 位数据为“ 0”、“ 0”时，将 N+， 2 位数据为“ 0”、“ 1”时，将为正输入端 行输入。到第 3 个脉冲的下沉之后 后 读取。从第 4个脉冲下沉开始由 后每一个脉冲下沉 到第 11个脉冲时发出最低位数据 个字节的数据输出完成。也正是从此位开始输出下一个相反字节的数据，即从第 11个字节的下沉输出 后输出 8位数据，到第 19 个脉冲时数据输出完成，也标志着一次 A/后将接将转换后的数据进行处理就可以了。更详细的时序说明请见表 2。 中北大学信息商务学院 2009 届毕业设计 说明书 14 表 2 作为单通道模拟信号输入时 5位分辨率时的电 压精度为 果作为由 是将电压值设定在某一个较大范围之内，从而提高转换的宽度。但值得注意的是，在进行 果 N+的电压则转换后的数据结果始终为 00H。 片接口程序的编写： 为了高速有效的实现通信，我们采用汇编语言编写接口程序。由于 数据转换时间仅为 32 S，所以 A/而也保证的某些场合对A/据读取程序以子程序调用的形式出现，方 便了程序的移植。程序占用资源有累加器 A，工作寄存器 用寄存器 B 和特殊寄存器 道功能寄存器和转换值共用寄存器 B。在使用转换子程序之前必须确定通道功能寄存器 B 的值，其赋值语句为“ ,# 00H03H）。运行转换子程序后的转换数据值被放入 B 中。子程序退出后即可以对 B 中数据处理。 中北大学信息商务学院 2009 届毕业设计 说明书 15 图 据读取程序流程： 串行通信接口设计 片机内部有一个全双工的串行通信口，即串行接收和发送缓冲器（ 这两个在物理上独立的接收发送器，既可 以接收数据也可以发送数据。但接收缓冲器只能读出不能写入，而发送缓冲器则只能写入不能读出，它们的地址为 99H。这个通信口既可以用于网络通信，亦可实现串行异步通信，还可以构成同步移位寄存器使用。如果在串行口的输入输出引脚上加上电平转换器，就可方便地构成标准的 口 【 19】【 20】 。 介 美国电子工业协会（ 式公布的，在异步串行通信中应用最广的标中北大学信息商务学院 2009 届毕业设计 说明书 16 准总线。适用于终端设备（ 数据通信设备（ 间的接口。最高数据传送速率可达 长传 送电缆可达到 15 米。 准定义了 25 根引线，对于一般的双向通信，只需使用串行输入 行输出 地线 准的电平采用负逻辑，规定 +3V +15V 之间的任意电平为逻辑 0 电平 ,间的任意电平为逻辑 1 电平，与 平是不同的。在接口电路和计算机接口芯片中大都是平，所以在通信时，必须进行电平转换，以便与 准的电平匹配。片可以完成电平转换这一工作。 片是 司生产的低功耗，单电源双 送 /接受器。 片内部有一个电源电压变换器，可以把输入的+5V 电源变换为 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要单一的 +5V 电源即可。 围需要 4 个电解电容 们是内部电源转换所需电容，其取值均为 1 F/16V，选用钽电容并且应尽量靠近芯片； 的去藕电容。 引脚 接 平的引脚，引脚 接 平 的引脚，因此 平的 脚应接 串行发送引脚 接 串行接收引脚 之对应的 平的 接 的接收端 2接 的发送端 芯片接口电路 采用 口电路如图 ： 图 口电路 中北大学信息商务学院 2009 届毕业设计 说明书 17 选用其中的一路发送 /接收， C 机 上。 电路设计 总线技术简介 在本系统中，由于选用的 片 24通过 错误 !未找到引用源。 总线的方式与 行数据传输的，下面简要介绍一下 错误 !未找到引用源。 总线技术。 错误 !未找到引用源。 （ 线是 司为了简化电路设计开发的一种用于内部 制的简单的双向两线串行总线，是近年来在微电子通信控制领域广泛采用的一种新型总线标准。 它是同步通信的一种特殊形式，具有接口线少，控制方式简单，器件封装形式小，通信速率较高等优点。在主从通信中，可以有多个 错误 !未找到引用源。 总线器件同时接到 错误 !未找到引用源 。 总线上，通过地址来识别通信对象。 未找到引用源。 总线硬件结构 【 21】【 22】 错误 !未找到引用源。 总线通过两根线 (串行数据线 串行时钟线 挂接到总线上的器件相互进行信息传递。典型的 错误 !未找到引用源。 总线结构如图 示。总线端口输出为开漏结构，故总线上必须有上拉电阻 错误 !未找到引用源。 ，上拉电阻与电源电压 线串接电阻有关，通常可选 5 10K。 中北大学信息商务学院 2009 届毕业设计 说明书 18 图 误 !未找到引用源。 总线结构 传统的单片机串行接口的发送和接收一般都各用一条线，如 列的 错误 !未找到引用源。 总线则根据器件的功能通过软件程序使其可工作于发送或接收方式。当某个器件向总线上发送信息时，它就是发送器 (也叫主器件 )，而当其从总线上接收信息时，又称为接收器 (也叫从器件 )。 未找到引用源。 总线的数据传输 主 启动信号、若干个数据字节和应答位以及停止信号组成。挂接到总线上的所有外围器件、外设接口都是总线上的节点，每个节点都有一个固定的节点地址。 错误 !未找到引用源。 总线上的所有的外围器件都有规范的器件地址。器件地址由 7 位组成，它和 1 位方向位构成了 错误 !未找到引用源。 总线器件的寻址字节。寻址格式如表