微机串口通信在实验仪器中的运用 运用微机监测分析轨道电路故障

微机串口通信在实验仪器中的运用 运用微机监测分析轨道电路故障 摘要：阐述通过微型电脑单片机串口与计算机串口通信的方式，实现计算机对实验仪器的控制和数据采集的方法，以具体实验数据为例，详细说明单片机串口通信的设计和实现过程，并做详细分析。 关键词：单片机；串口通信；设计；实验仪器 ：TP393：A：1009-3044(xx)18-31498-02 The Microputer String Mouth Correspondence is Testing TheinstrumentPractice Discussion ZENG Ling-qi (Chengdu Railroad Police Station,Chengdu 610081) Abstract:The elaboration through the miniature puter monolithicintegrated circuit string mouth and the puter string mouthcorrespondence way, realizes the puter to test the instrument thecontrol and the data acquisition method, take the concrete empiricaldatum as the example, the specify monolithic integrated circuit stringmouth correspondence design and the realization process, and make themultianalysis. Key words:The monolithic integrated circuit;the string mouthcorrespondence;the design;tests the instrument 1 引言 由于其可编程、易扩展、成本低和体积小等优点，单片机早已被广泛应用于工业控制自动化中，越来越多的物理试验仪器中也使用了单片机进行自动控制，例如实现按键控制、数码管和液晶屏幕的显示、数据采集与模/数转换等等，这样大大方便了学生操作试验仪器。不过有些实验，如“光电效应测普郎克常量”、“夫兰克赫兹实验”、“散热片的温度特性研究”等，需要读取大量的数据并从中找出这些数据间的相互关系，使得学生在上课时要花大量的时间去读数据，而不是进行逻辑推理和分析，如果能够用微机代替人工进行快速精准的数据采集，并通过计算机软件设计进行复杂的数据分析和处理，无疑对物理实验课是非常好的改进。 2 常用MCS-51芯片的结构与最小系统的硬件实现 以ATMEL公司的AT89S52为例进行说明，AT89S52芯片含有8K的 Flash型的内部 ROM 和 256B的内部 RAM ，对于不太复杂的开发场合，无需扩展外部 ROM，而且可在线编程，有利于进行开发调试，具体可参考读芯片的相关资料1。其内部结构如图1所示。 图1 单片机内部结构 图中，外部定时元件通常使用晶体振荡器；复位电路通常设计成上电复位形式或者按键复位形式，以便 CPU及其他功能部件都处于一个确定的初始状态，并开始工作；电源一般使用+5V。程序下载到 ROM 中运行。这样一个单片机的最小系统就实现了，可以通过其他引脚的硬件扩展，并进行软件编程就能响应外部中断、实现定时和外部脉冲计数、进行串并口I/O操作等。 图2是单片机的最小系统的硬件电路实现，其中复位采用上电复位方式，时钟电路采用外节晶体震荡器方式。另外，引脚 EA/VPP为低时访问外部ROM，为高时地址 0000H0FFFH空间访问ROM，地址1000H-FFFFH空间访问外部ROM，因此这里应该按高，这一点往往是容易忽略的地方2。 图2 单片机最小硬件系统 3 串口通信的硬件实现 单片机的4个引脚多数都有第二功能，串口就是P3口的第二功能，其中，P3.0 是串口接收引脚，P3.1 是串图 2 单片机最小硬件系统口发送引脚。在一些实时性要求不太高的场合，将单片机的串口做输出扩展，与外围设备进行数据交换和控制也是一种常用的方法，但更常见在与计算机和其他单片机的通信中，而且硬件电路设计简单，易于开发。图3是单片机串口与计算机的 RS-232C 串口进行通信的一种常用电路连接方法3。 图3 单片机串口通信接口电路 进行串口收发时，理论上只需要把计算机串口的接收、发送引脚与单片机的接收引脚 (RXD）和发送引脚（TXD）相连接即可，就像单