多芯电缆线耐压绝缘、通断检测仪设计.doc

多芯电缆线耐压绝缘、通断检测仪设计多芯电缆线耐压绝缘、通断检测仪设计摘 要多芯电缆线耐压绝缘、通断检测仪具有检测速度快，使用安装方便，测量准确，快速显示出被测电缆出现断路及其绝缘电阻不满足条件的线号，以便于即时维修。该检测仪完全改变使用万用表一路一路检测的传统方法，大量节省了人工劳动，缩短检测时间，特别适合于大量使用多芯电缆或多芯扁平电缆线的电类高新技术产业。根据需要本产品可配以各种电缆线接头，使用于多种插接件形式。该检测仪主要使用80C51芯片作为处理芯片，通过串行通信方式，实现对多芯线缆耐压绝缘、通断的检测。硬件结构主要包括：按键输入、外扩数据存储器、模数转换电路、液晶显示电路、RS232接口电路、电缆线检测接口电路等部分。关键词 80C51/74LS164/ADC0832/多芯电缆线/93C46Multi-core cable insulation pressure, on-off detector designAbstractMulti-core cable detector with fast detection,the use of easy installation, measurement accuracy, Quick measured cable show circuit and appeared not satisfied insulation resistance of the line conditions, in order to immediately repair. The detector completely change the use Multimeter way all the way to the traditional method of detecting a large number of manual labor savings. shorten the testing time， particularly suited to the extensive use of multi-core cable or flat cable core of electric high-tech industries. According to the needs of all kinds of products can be coupled with cable joints， the use of connectors in a variety of forms. The detector used mainly as a 80C51 chip processing chip， through serial communication mode, realization of multi-core cables off, insulation performance testing. Hardware architecture include ： input keys， foreign expansion data memory， analog-to-digital conversion circuits， and liquid crystal display circuit，RS232 interface circuit， Interface cable detection circuit components.KEYWORDS 80C51，74LS164，ADC0832，Multi-line package，93C46381 系统设计方案多芯电缆线是被广泛应用的信号传输或能量传输的重要载体。正因为其应用的广泛性，它的测试方法也日益受到广大技术人员的关注。长期以来，人们常用人工测试线缆，但传统方法既费时又费力，准确性也比较差。针对以上问题，本文提出一种新型的线缆性能测试系统，以实现对多芯电缆的断路以及绝缘性能的测试。在此基础上可研发用80C51系列以及性能更好的单片机为核心的线缆故障测试系统，完善检测系统的功能，使检测仪能检测长距离、多芯电缆的多种常见故障，可用于通信、军事、工业、医学等多种领域。本设计的基本原理：将多芯电缆线一端连接开关阵列，通过软件编程控制微型继电器的开关，将待测线缆中的一线路接在一根导线a上，其他线路全部连接在另一根导线b上。第一、测量电缆绝缘电阻时，通过控制继电器把+500V的直流电压源接在a导线端上，通过对b端电压信号的采集与分析，实现对与b连接的那根线缆绝缘性能的检测，然后通过软件编程实现对每根线缆的检测。第二、测量线缆通断时，用短路环将所有线缆的另一端短接，通过控制继电器，在a导线端加一个+12V的直流电压，通过对b端电压信号的采集与分析，实现对与b连接的那根线缆绝缘性能的检测，然后通过软件编程实现对每根线缆的检测。第三、把检测结果送入93C46，并通过LCD显示结果，如果需要打印，可以把检测结果打印输出。根据设计要求和设计思路，确定该系统的设计方案，图1-1为该系统设计方案的硬件电路设计框图。硬件电路主要部分有按键输入电路、单片机、LCD显示电路、蜂鸣器电路、线缆检测接口电路、AD转换电路、RS232接口电路、外扩数据存储器。单片机按键输入电路时钟电路复位电路蜂鸣器电路RS232接口电路LCD显示电路数据存储器A/D转换电路线缆检测接口电路图1-1 硬件电路设计框图2 硬件电路模块设计与分析2.1 单片机 根据方案分析以及实现功能的要求，本设计选用AT89C51单片机，引脚配置如图2-2所示。AT98C51是美国ATMEL公司生产的低电压，高性能CMOS8位单片机，片内包含4k bytes的可反复擦写的只读程序存储器(PEROM)和128bytes的随机存取数据存储器(RAM)，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容MCS-51指令系统片内置通用8位中央处理器(CPU)和Flash存储单元，功能强大的AT89C51单片机性价比高，可灵活应用于各种控制领域。2.1.1 主要性能参数： 与MCS-51产品指令系统完全兼容 4k字节可重擦写Flash闪速存储器 1000次擦写周期 全静态操作：0Hz-24MHz 三级加密程序存储器 1288字节内部RAM 32个可编程I/O口线 2个16位定时/记数器 6个中断源 可编程串行UART通道 图2-1 AT89C51管脚图 低功耗空闲和掉点模式 2.1.2 引脚功能1、P0口： P0口是开漏双向口，可以写为1使其状态为悬浮用作高阻输入。P0也可以在访问外部程序存储器时作地址的低字节，在访问外部数据存储器时作数据总线，此时通过内部强上拉输出1。2、P1口： P1口是带内部上拉的双向I/O口，向P1口写入1时，P1口被内部上拉为高电平，可用作输入口。当作为输入脚时，被外部拉低的P1口会因为内部上拉而输出电流(见DC 电气特性) 。P1口还有第二功能，T2(P1.0)用作定时/计数器2的外部计数输入/时钟输出；T2EX(P1.1) 用作定时/计数器2 重装载/捕捉/方向控制。3、P2口：P2口是带内部上拉的双向I/O口，向P2口写入1时，P2口被内部上拉为高电平，可用作输入口。当作为输入脚时，被外部拉低的P2口会因为内部上拉而输出电流(见DC 电气特性)。在访问外部程序存储器和外部数据时，分别作为地址高位字节和16 位地址(MOVX DPTR)，此时通过内部强上拉传送1。当使用8 位寻址方式(MOV Ri)访问外部数据存储器时，P2口发送P2特殊功能寄存器的内容。4、P3口：P3口是带内部上拉的双向I/O口，向P3口写入1时，P3口被内部上拉为高电平，可用作输入口。当作为输入脚时，被外部拉低的P3口会因为内部上拉而输出电流(见DC 电气特性) 。P3口还具有以下特殊功能：RXD(P3.0)：串行输入口。TXD(P3.1)：串行输出口。INT0(P3.2)：外部中断0。INT1(P3.3)：外部中断。T0(P3.4)：定时器0外部输入。T1(P3.5)：定时器1外部输入。WR(P3.6)：外部数据存储器写信号。RD(P3.7)：外部数据存储器读信号。5、RST：复位，当晶振在运行中，只要复位管脚出现2个机器周期高电平即可复位，内部有扩散电阻连接到Vss，仅需要外接一个电容到Vcc即可实现上电复位。6、ALE：地址锁存使能，在访问外部存储器时，输出脉冲锁存地址的低字节，在正常情况下，ALE输出信号恒定为1/6振荡频率。并可用作外部时钟或定时，注意每次访问外部数据时一个ALE脉冲将被忽略。ALE可以通过置位SFR的auxlilary.0禁止，置位后ALE只能在执行MOVX指令时被激活。7、PSEN：程序存储使能，当执行外部程序存储器代码时，PSEN每个机器周期被激活两次，在访问外部数据存储器时PSEN无效，访问内部程序存储器时PSEN无效。8、EA/Vpp：外部寻址使能/编程电压，在访问整个外部程序存储器时，EA必须外部置低。如果EA为高时，将执行内部程序，除非程序计数器包含大于片内FLASH的地址。该引脚在对FLASH编程时接5V/12V编程电压(Vpp)。如果保密位1已编程，EA在复位时由内部锁存。9、XTAL1：晶体1，反相振荡放大器输入和内部时钟发生电路输入。10、XTAL2：晶体2，反相振荡放大器输出。2.2 按键输入电路由于本设计制作的多芯线缆检测仪主要是演示功能，结构简单，功能比较少，所以使用简单按键就能够满足设计要求，如果需要实现功能全面的检测仪可以使用键盘输入，具体设计在这里暂不讨论。2.2.1 按键功能硬件连接如图2-3所示，各键功能如下S1：准备检测按键，按一次S1，LCD显示“请输入待测线缆芯数： ”，并等待S2按键输入数字。S2：当S1按过以后，按一次S2，LCD显示，之后每按一次S1，LCD显示的数字自动加一，直到LCD显示“待测线缆芯数：8”，再按S1则返回到LCD显示“待测线缆芯数：1”的状态，依次循环。S3：在正确输入待测线缆芯数以后，按S3进行确定，并开始检测；线缆检测过程中，如果检测到有断线，或者绝缘性能不符合要求的导线时，检测会出现中断，并在LCD上提示“是否继续检测”，按S3则继续检测线缆状况。S4：如果发现输入待测线缆芯数错误，按S4则返回到按S1以后的状态；线缆检测过程中，如果检测到有断线，或者绝缘性能不符合要求的导线时，检测会出现中断，并在LCD上提示“是否继续检测”，按S4则退出检测，返回到初始状态。S5：打印机控制。图2-3 按键接口电路2.2.2 模块程序设计下图为按键扫描程序框图(图2-4)。按键初始化有键按下？NY判断键值功能程序返回开始图2-4 按键扫描程序框图2.3 继电器控制电路在本模块主要使用AT89C51的串口通过74LS164实现对接口微型继电器的控制，来实现对接口电路的控制，进而实现对多芯线缆的检测功能。2.3.1 串行通信概述第一、串行通信按同步方式可分为异步通信和同步通信。1、异步通信：异步通信依靠起始位、停止位保持通信同步。异步通信数据传送按帧传输，一帧数据包含起始位、数据位、校验位和停止位。异步通信对硬件要求较低，实现起来比较简单、灵活，适用于数据的随机发送/接收，但因每个字节都要建立一次同步，即每个字符都要额外附加两位，所以工作速度较低，在单片机中主要采用异步通信方式。2、同步通信：同步通信依靠同步字符保持通信同步。同步通信是由12个同步字符和多字节数据位组成，同步字符作为起始位以触发同步时钟开始发送或接收数据；多字节数据之间不允许有空隙，每位占用的时间相等；空闲位需发送同步字符。同步通信传输速度较快，但要求有准确的时钟来实现收发双方的严格同步，对硬件要求较高，适用于成批数据传送。第二、串行通信波特率波特率bps(bit per second)定义：每秒传输数据的位数，即：1波特 = 1位/秒(1bps)波特率的倒数即为每位传输所需的时间。相互通信的甲乙双方必须具有相同的波特率，否则无法成功地完成串行数据通信。第三、串行通信的制式串行通信按照数据传送方向可分为三种制式：1、单工制式(Simplex)如图2-5所示，单工制式是指甲乙双方通信时只能单向传送数据，发送方和接收方固定。数据线地线单工制式发送端接收端图2-5 单工制式2、半双工制式(Half Duplex)发送/接收端数据线地线半双工制式接收/发送端如图2-6 半双工制式如图2-6，半双工制式是指通信双方都具有发送器和接收器，既可发送也可接收，但不能同时接收和发送，发送时不能接收，接收时不能发送。3、全双工制式(Full Duplex)全双工制式是指通信双方均设有发送器和接收器，并且信道划分为发送信道和接收信道，因此全双工制式可实现甲乙双方同时发送和接收数据，发送时能接收，接收时也能发送。第四、串行通信的校验1、奇偶校验2、累加和校验3、循环冗余码校验(Cyclic Redundancy Check，简称CRC)2.3.2 80C51串行口80C51系列单片机有一个全双工的串行口，这个口既可以用于网络通信，也可以实现串行异步通信，还可以作为同步移位寄存器使用。第一、串行口特殊功能寄存器1、串行数据缓冲器SBUF在逻辑上只有一个，既表示发送寄存器，又表示接收寄存器，具有同一个单元地址99H，用同一寄存器名SBUF。在物理上有两个，一个是发送缓冲寄存器，另一个是接收缓冲寄存器。发送时，只需将发送数据输入SBUF，CPU将自动启动和完成串行数据的发送；接收时，CPU将自动把接收到的数据存入SBUF，用户只需从SBUF中读出接收数据。2、串行控制寄存器SCON，如表2-1所示表2-1 SCONSCOND7D6D5D4D3D2D1D0位名称SM0SM1SM2RENTB8RB8TIRI位地址9FH9EH9DH9CH9BH9AH99H98H功能工作方式选择多机通信控制接收 允许发送第9位接收第9位发送中断接收中断 SM0 、SM1 串行口工作方式选择位 SM2 多机通信控制位 REN 允许接收控制位。REN=1，允许接收 TB8 方式2和方式3中要发送的第9位数据 RB8 方式2和方式3中要接收的第9位数据 TI 发送中断标志 RI 接收中断标志3、电源控制寄存器PCON（如表2-2）如表2-2 PCONPCOND7D6D5D4D3D2D1D0位名称SMODGF1GF0PDIDLSMOD=1，串行口波特率加倍。PCON寄存器不能进行位寻址。 第二、串行工作方式80C51串行通信共有4种工作方式，由串行控制寄存器SCON中SM0 SM1决定。在本设计中只用到了串行工作方式0，所以在这里只对串行工作方式0进行详细介绍。串行工作方式0(同步移位寄存器工作方式)以RXD(P3.0)端作为数据移位的输入输出端，以TXD(P3.1)端输出移位脉冲。移位数据的发送和接收以8位为一帧，不设起始位和停止位，无论输入/输出，均低位在前高位在后。方式0可将串行输入输出数据转换成并行输入输出数据。其帧格式如表2-3表2-3 帧格式 D0D1D2D3D4D5D6D7 (1) 数据发送：串行口作为并行输出口使用时，要有“串入并出”的移位寄存器配合。在移位时钟脉冲(TXD)的控制下，数据从串行口RXD端逐位移入74HC164 SA、SB端。当8位数据全部移出后，SCON寄存器的TI位被自动置1。其后74HC164的内容即可并行输出。74HC164 CLR为清0端，输出时CLR必须为1，否则74HC164 Q0Q7输出为0。 (2) 数据接收：串行口作为并行输入口使用时，要有“并入串出”的移位寄存器配合。74HC165 S/L端为移位/置入端，当S/L=0时，从Q0Q7并行置入数据，当S/L=1时，允许从QH端移出数据。在80C51串行控制寄存器SCON中的REN=1时，TXD端发出移位时钟脉冲，从RXD端串行输入8位数据。当接收到第8位数据D7后，置位中断标志RI，表示一帧数据接收完成。(3) 波特率：方式0 波特率固定，为单片机晶振频率的十二分之一。2.3.3 AT89C51与74LS164的连接如图2-6所示，AT89C51与74LS164进行串口通信，以串口工作模式0工作，通过软件编程控制微型继电器的开关(图2-7)将待测线缆中的一线路接在一根导线a上，其他线路全部连接在另一根导线b上。第一、测量电缆绝缘电阻时，通过控制继电器把+500V的直流电压源接在a导线端上，通过对b端电压信号的采集与分析，实现对与b连接的那根线缆绝缘性能的检测，然后通过软件编程实现对每根线缆的检测。第二、测量线缆通断时，用短路环将所有线缆的另一端短接，通过控制继电器，在a导线端加一个+12V的直流电压，通过对b端电压信号的采集与分析，实现对与b连接的那根线缆绝缘性能的检测，然后通过软件编程实现对每根线缆的检测。如图2-6 硬件连接图如图2-7 接口继电器电路2.3.4 模块程序设计LIGHT ： MOV SCON，#00H ；串行口方式0 CLR ES ；禁止串行中断 MOV DPTR，#TAB ；置继电器控制字表首址LP1： MOV R7，#0 ；置顺序编号0LP2： MOV A，R7 ；读顺序编号 MOVC A，A+DPTR ；读控制字 CLR P1.7 ；关闭并行输出 MOV SBUF， A ；启动串行发送 JNB TI，$ ；等待发送完毕 CLR TI ；清发送中断标志 SETB P1.7 ；开启并行输出 LCALL DLY500ms ；调用延时0.5秒子程序 INC R7 ；指向下一控制字 CJNE R7，#7，LP2 ；判循环操作完否?未完继续 SJMP LP1 ； 8次操作完毕，重新循环TAB： DB 80H，40H，20H，10H，08H，04H，02H，01H；从左向右依次置1，每次置一个2.4 数据存储器扩展93C46是一种存储器可以定义为16位(ORG引脚接Vcc)或者定义为8 位(ORG引脚接GND)的1K位的串行E2PROM。存储器都可以通过DI引脚或DO引脚进行写入或读出。93C46是采用CSIalyst公司先进的CMOS E2PROM 浮动门工艺加工。器件可以经受1，000，000 次的写入/擦除操作片内数据保存寿命达到100 年器件可提供的封装有DIP-8、SOIC-8、TSSOP-8。CSI93C46是一个有1024位内含工业标准微处理器的非易失的存储器，它可以选择为16位或8位结构，当选择16位结构时，它有7条9位的指令用来控制对器件进行读写和擦除操作；当选择8位结构时，它有7条10位的指令来控制对器件进行读写和擦除操作。CSI93C46的所有操作都在单电源上进行，当执行任何的写操作时内部的升压电路将提供高压给芯片。指令、地址和写入的数据在时钟信号(SK)的上升沿时由DI引脚输入。DO引脚除了从器件读取数据或在进行了写操作后查询准备/繁忙(ready/busy)的器件工作状态外，平常是高阻态的。如图图2-8，准备/繁忙(ready/busy)是开始了一个写操作后选择器件(CS为高电平后)从DO引脚读得用来测定期间工作状态的信号。DO为低电平则表示写操作还没有完成，当DO为高电平时则表示器件可以输入下一条指令。此时如果有需要，可以在DI引脚移入一个高电平，DO会进入高阻态。DO引脚会在时钟(SK)的下降沿时进入高阻态。将DO引脚恢复高阻态是值得推荐在DI 和DO 合用一个I/O 口来读/写的应用中。图2-8 数据传输同步时序2.4.1 读操作指令(READ)在接收到一个读指令和地址(从DI 引脚在时钟驱动下输入之前)，CSI93C46的DO引脚是高阻态的。接收到读指令和地址后，DO引脚先输出一个虚拟的低电平，然后数据根据时钟信号移位输出(高位在前)。数据在时钟信号(SK)的上升沿时输出并经过一定的时间后稳定(tPD0或tPD1)。工作时序如图2-9所示。图2-9 读时序2.4.2 写操作指令(WRITE)在接收到写指令、地址和数据以后，片选引脚(CS)不片选芯片的时间要必须大于tCSMIN。片选引脚(CS)在下降沿的时候，器件开动自动时钟去擦除并把数据存放到指定存储器。在器件进入自动时钟的模式后，时钟信号引脚(SK)的信号不是必须的。CSI93C46的准备/繁忙(ready/busy)状态可以选择器件并测试数据输出引脚(DO)得到。因为器件有在写入前自动清除的特性，所以没有必要在写入之前将存储器该地址的内容擦除。工作时序如图2-10所示。图2-10 写指令时序2.4.3 93C64与AT89C51的连接硬件连接如图2-11所示。93C46定义为8 位(ORG引脚接GND)数据存储器。AT80C51通过P0.1、P0.2分别模拟串行通信的发送端(TXD)和接收端(RXD)对93C46进行读写操作。图2-11 外扩数据存储器2.4.4 模块程序设计以下为AT89C51对93C46的读(图2-12)和写(图2-13)的程序框图。初始化载如取码地址，定义接收数据入口地址读取一帧数据，存入指定地址一帧数据读完？NY修改指针，指向下一单元待读数据读完？NY返回开始图2-13 对93C46的读操作初始化定义对93C46的写入地址发送一帧数据到指定单元一帧数据发送完？NY修改指针，指向下一存存储单元所有数据发送完？NY返回开始图2-13 对93C46的写操作2.5 A/D转换电路为了实现对线缆检测功能，需要把模拟量转化为数字量送入处理芯片进行处理与分析，本设计使用了ADC0832转换芯片。2.5.1 ADC0832芯片简介 ADC0832是美国半导体公司生产的一种8位分辨率，双通道A/D转换芯片，性价比高，体积小，兼容性强。工作时钟序如图2-14所示。1、特点： 8位分辨率；双通道A/D转换；输入、输出电平与TTL/CMOS相兼容；5V电源供电时输出电压在0-5V之间；工作频率为250KHZ，转换时间为32S；一般功耗仅为15mW2、管脚功能：CS：片选使能，低电平芯片使能；CH0：模拟输入通道0，或作为IN+/-使用；CH1：模拟输入通道1，或作为IN+/-使用；GND：芯片参考零电位；DI：数据信号输入；选择通道控制；DO：数据信号输出；转换数据输出；CLK：芯片时钟输入；Vcc/REF：电源输入及参考电压输入(复用)。图2-14 工作时序图2.5.2 ADC0832与AT89C51的连接如图2-15，正常情况下，ADC0832与单片机的接口应将数据线分别接CS、CLK、DO、DI，但由于DO端与DI端在通信时并未同时有效，并与单片机的接口是双向的，所以可以将DO和DI并联在一根数据线上使用。当ADC0632工作时，把CS使能端置于低电平并保持低电平知道转换结束。此时，由处理芯片AT89C51的模拟串口P0.5输入时钟脉冲，DO/DI端则使用DI端输入通道功能选择的数据信号，在第一个时钟脉冲的下沉之前DI端必须是高电平，表示启动信号，在第二，三个脉冲下沉之前DI端应输入两位数据“1”“0”用于选择通道CH0单通道转换。图2-15 A/D转换模块2.5.3 模块程序设计 检测过程中，AT80C51通过ADC0832采集检测信息，软件流程如图2-16所示。开始初始化选择通道CH0数据采集数据校验NY返回图2-16 数据采集流程图2.6 液晶显示部分2.6.1 LCD显示器简介液晶显示器(LCD)具有功耗低、体积小、重量轻、超薄等许多其它显示器无法比拟的优点，近几年来被广泛用于单片机控制的智能仪器、仪表和低功耗电子产品中。LCD可分为段位式LCD、字符式LCD和点阵式LCD。其中，段位式LCD和字符式LCD只能用于字符和数字的简单显示，不能满足图形曲线和汉字显示的要求；而点阵式LCD不仅可以显示字符、数字，还可以显示各种图形、曲线及汉字，并且可以实现屏幕上下左右滚动，动画功能，分区开窗口，反转，闪烁等功能，用途十分广泛。2.6.2 串口接口管脚信号（表2-4）表2-4 引脚功能管脚号名称LEVEL功能1VSS0V地电源2VDD+5V正电源(3.0V-5.5V)3V0-对比度调整4CSH/L模块片选端，高电平有效5SIDH/H串行数据输入端6CLKH/L串行同步时钟，上升沿时读取SID数据15PSBL低电平为串行工作模式17/RESRTH/L复位端，低电平有效19AVDD背光源电压+5V20KVSS背光源负端0V2.6.3 控制器接口信号说明：1、RS、R/W的配合选择决定控制界面的4种模式（表2-5）：表2-5 模式介绍RSR/W功能说明LLMPU写指令到指令暂存器(IR)LH读出忙标志(BF)及地址记数器(AC)的状态HLMPU写入数据到数据暂存器(DR)HHMPU从数据暂存器(DR)中读出数据2、E信号（表2-5）表2-5 状态功能E状态执行动作结果高低I/O缓冲DR配合/W进行写数据或指令高DRI/O缓冲配合R进行读数据或指令低/低高无动作3、忙标志BF：BF标志提供内部工作情况。BF=1表示模块在进行内部操作，此时模块不接受外部指令和数据.BF=0时，模块为准备状态，随时可接受外部指令和数据。利用STATUS RD指令，可以将BF读到DB7总线，从而检验模块之工作状态。4、字型产生ROM(CGROM)：字型产生ROM(CGROM)提供8192个此触发器是用于模块屏幕显示开和关的控制。DFF=1为开显示(DISPLAY ON)，DDRAM 的内容就显示在屏幕上，DFF=0为关显示(DISPLAY OFF)。DFF 的状态是指令DISPLAY ON/OFF和RST信号控制的。5、显示数据RAM(DDRAM)模块内部显示数据RAM提供642个位元组的空间，最多可控制4行16字(64个字)的中文字型显示，当写入显示数据RAM时，可分别显示CGROM与CGRAM的字型；此模块可显示三种字型，分别是半角英数字型(16*8)、CGRAM字型及CGROM的中文字型，三种字型的选择，由在DDRAM中写入的编码选择，在0000H0006H的编码中(其代码分别是0000、0002、0004、0006共4个)将选择CGRAM的自定义字型，02H7FH的编码中将选择半角英数字的字型，至于A1以上的编码将自动的结合下一个位元组，组成两个位元组的编码形成中文字型的编码BIG5(A140D75F)，GB(A1A0-F7FFH)。 6、字型产生RAM(CGRAM)字型产生RAM提供图象定义(造字)功能，可以提供四组1616点的自定义图象空间，使用者可以将内部字型没有提供的图象字型自行定义到CGRAM中，便可和CGROM中的定义一样地通过DDRAM显示在屏幕中。7、地址计数器AC地址计数器是用来贮存DDRAM/CGRAM之一的地址，它可由设定指令暂存器来改变，之后只要读取或是写入DDRAM/CGRAM的值时，地址计数器的值就会自动加一，当RS为“0”时而R/W为“1”时，地址计数器的值会被读取到DB6DB0中。 8、光标/闪烁控制电路：此模块提供硬体光标及闪烁控制电路，由地址计数器的值来指定DDRAM中的光标或闪烁位置。2.6.4 NH 12864J-1与AT89C51的连接 如图2-16所示，AT89C51的P0.3、P2.6用做模拟串口RXD和TXD分别与LCD的SID和CLK连接。NH 12864J-1使用串口工作模式。图2-16 液晶显示模块2.6.5 模块程序设计（图2-17）初始化清屏发送串行字节数据发送完？NY显示字幕返回开始图2-17 液晶显示程序流程图2.7 RS232接口电路 打印机使用串口打印模式，通过RS232C标准接口实现89C51的连接。可以选择微型打印机，携带方便。2.7.1 RS232C接口引脚描述 RS232C标准规定接口有25根连线，D型插头和插座，采用25芯引脚或9芯引脚的连接器。虽然RS232C标准规定接口定义了25根连线，但通常只有以下9个信号经常使用。TXD：发送数据，输出。RXD：接受数据，输入。RTS：请求发送，输出。这是数据终端设备(以下简称DTE)向数据通信设备(以下简称DCE)提出发送要求的请求线。CTS：请求发送，输入。这是DCE对DTE提出的发送请求做出的响应信号。当CTS在接通状态时，就是通知DTE可以发送数据了。当RTS在断开状态时，CTS也随之断开，以备下一次答应过程的正常进行；当RTS在接通状态时，只有当DCE进入发送状态时，即DCE已准备接收DTE送来的数据进行调调制并且DCE与外部线路接通时，CTS才处于接通状态。DSR：数据通信设备准备就绪，输入。它反映了本端数据通信设备当前的状态。当此线在接通状态时，表明本端DCE已经与通信连接上了并且没有处在通话状态或检测状态，通过此线，DCE通知DTE准备就绪。DSR也可以作为带RTS信号的响应，但DSR线优先于CTS线成为接通态。GND：接地。DCD：接收线路检测信号，输入。这是DCE送给DTE的线路载波检测线。Modem在连续载波工作方式时，只要一进入工作状态，将连续不断地向对方发送一个载波信号。每一方的Modem都可以通过对这一信号的检测，判断线路是否接通，对方是否在工作。DTR：数据终端准备就绪，输出。如果该线处于接通状态，DTE同志DCE，DTE已经做好了发送或接收数据的准备，DTE准备发送时，本设备是主动的，可以在准备好时，将DTR线设置为接通状态。如果DTE具有自动转入接收功能，当DTE接到振铃指示信号RI后，就自动进入接收状态，同时将DTR线设置为接通状态。这是DCE对DTE提出的发送请求做出的响应信号。 RI：振动铃检测，输入。当DCE检测到线路上有振铃信号时，将RI线接通，传送给DTE，在DTE中常常把这个信号作为处理机的中断请求信号，使DTE进入接收状态，当振铃停止时，RI也变成断开状态。2.7.2 RS232与AT89C51的连接 硬件连接如图2-17所示。图2-17 RS232接口模块2.7.3 模块程序设计 新荣达电子RD-A 系列微型打印机串行接口与RS232C 标准兼容，可直接由微机串口或单片机控制。以下是AT89C51通过RS232接口与微型打印机通信的程序流程图（图2-18）。初始化打印机忙？NY发送一帧数据到打印机发送完？N修改指针指向下一单元待发数据发送完？NY返回开始图2-18 打印机模块程序流程图3 软件设计总流程图（图3-1）开始初始化欢迎使用仪器字幕对数据进行分析处理，得出结果，并将结果送入93C46LCD显示结果退出中断服务程序0返回YN等待1分钟自动返回有键按下？NY判断按键K1键K5键其他键打印开始检测待测多芯线缆并采集检测数据图3-1 总流程图4 小结该设计主要使用了AT89C51作为处理芯片，通过串口通信方式实现了对多芯线缆的耐压绝缘和通断的检测功能，一方面介绍了AT89C51的串行通信方式；另一方面也说明了多芯线缆检测仪器能快速、准确的实现多芯电缆线检测，如果在技术方面加以改进实其功能更为全面，将是非常好的一个便携式多芯线缆检测工具。致 谢经过三个月的努力，以及指导老师的帮助，终于在既定的时间内，基本完成了设计任务，非常感指导老师的帮助和指导，是您给予我生活和学业上的指引，我由衷的对您表示感谢！刚开始做毕业设计设计的时候，我对自己充满信心，觉得毕业设计没什么难的，认为自己可以轻松完成。可在实际操作过程中，由于自己以前没实际操作过，缺少经验，而且准备不足。之后，我查阅了很多资料，经常向有经验的同学请教，最终基本完成了电路板的制作，以及工作原理，基本理解了各个接口的程序设计，但由于我对程序语言是刚刚学习，整体的把握不够，没能实现最终的功能调试，但这不能说明我的努力没有收获，毕竟在此期间我学到了许多知识，充实了自己，在以后的工作中，对我也有很大的帮助。 再次感谢我的指导老师，以及大学四年所有教育我过的老师，以及帮助过我所有同学和朋友，在你们的帮助和指导下，我才能这样满怀信心，充满希望的从学校走向社会！ 感谢各位老师参加我的毕业答辩，审阅我的毕业论文！参考文献1 马淑华.王凤文.张美金.单片机原理与接口技术.北京邮电大学出版社.2005.102 高鹏等编著.Protel99电路设计与制版.北京：人民邮电出版社3 刘宝华.洪峰.多芯电缆断路、短路故障检测系统J.电测与仪表.2000 4 何立民主编.MCS51系列单片机应用系统的设计.北京：电子工业出版社.20005 方小翠主编.单片机实用系统设计.北京：电子工业出版社.20006微控制器设计课程内容7 康光华.模拟电子技术基础M.高等教育出版社.2004.18 康光华.数字电子技术基础M.高等教育出版社.2004.19 谢维成.杨加国.单片机原理与应用及C51程序设计.北京:清华大学出版社.2006.810 陈立周.陈宇编单片机原理及其应用.机械工业出版社.2006.811 张洪润.单片机应用设计200例（下）.北京：北京航空航天大学出版社.2006.712 邵贝贝.龚光华.单片机认识与实践.北京:北京航空航天大学出版社.2006.813 朱善君.单片机技术与应用.北京:清华大学出版社.2005.0314 李玉峰.倪虹霞.MCS-51系列单片机原理与接口技术.北京：人民邮电出版社.2004.0515 周立功.单片机试验与实践.北京：北京航空航天大学出版社.2004.0816 贾好来. MCS-51单片机原理及应用. 北京：机械工业出版社.2007 17 钟富昭.张晨.8051单片机典型模块设计与应用. 人民邮电出版社.2007 18 8051单片机彻底研究 ; 实习篇.林伸茂.中国电力出版社.200719 8080 machine language programming for beginners. Santore, Ron.197820 8080 microcomputer experiments.Howard Boyet. 1978附录1 按键模块程序设计S1 ： JB P1.0 ，S5 ；检测按键S1是否按下，若没有则跳转到S5LCALL BEEP-BL ；蜂鸣器响一声 JNB P1.0 ， $ ；等待按键释放 LJMP K1 ； 跳转K1功能S2： JB P1.1 ，S2 ； 等待S2按键按下LCALL BEEP-BL ；蜂鸣器响一声JNB P1.1 ，$ ；等待按键释放LJMP K2 ；跳转K2功能S3： JB P1.2 ，S4 ；如果S3没按下，检测S4是否按下LCALL BEEP-BL ；蜂鸣器响一声JNB P1.2 ，$LJMP K3S4： JB P1.3 ，S3 ；如果S4没按下，检测S3是否按下LCALL BEEP-BL ；蜂鸣器响一声JNB P1.3 ，$LJMP K4S5： JB P1.4 ，S1 ；检测按键S5是否按下，若没有则跳转到S1LCALL BEEP-BL ；蜂鸣器响一声JNB P1.4 ，$LJMP K5 ；跳转到打印功能K5RETK1 ：LJMP XIANSHI1 ；K1键功能，LCD显示“请输入待测线缆芯数 ” RETK2 ：MOV A ，#08H ；K2键功能，输入待测线缆芯数8， MOV R1，A LJMP XIANSHI2 ；并在LCD显示“待测线缆芯数8”RETK3 ：LJMP MAIN ；K3键功能，开始执行检测主程序RET K4 ：LJMP S1 ；K4键功能，取消返回 RETK5 ：LJMP DAYIN ；K5键功能，开始打印 RET附录2 外扩程序存储器模块程序设计；=对93C46的写操作=VRXD EQU P0.2 ；定义虚拟串口VTXD EQU P0.1MTD EQU 30H VATN ： CLR P0.0 ；片选MOV R2 ，#N ；读N个字节 LCALL VUARTNO SETB P0.0 RETVUARTNO ： MOV R0 ，#MTD ；发送缓冲区首地址TCONT0 ： MOV R3 ，#8 ；一帧中的发送数据 MOVX A ，R0 ；发送字节数据入A中TSTA ： JNB ACC.0 ， ST0 ；检测发送位是 “0” 还是“1” ；分别跳转