51的一种应用
51单片机的作用和功能
51单片机的作用和功能单片机是一种集成度很高的计算机芯片,内部集成了中央处理器(CPU)、存储器和各种输入输出接口等,可以独立工作。
51单片机是基于Intel 8051架构的一种单片机,广泛应用于各种电子设备中。
本文将介绍51单片机的作用和功能,帮助读者更好地了解这一技术。
一、概述51单片机是一种常见的嵌入式系统开发平台,广泛应用于各种领域,包括家电、汽车、医疗设备、通信设备等。
它具有体积小、功耗低、可编程性强的特点,为电子设备的智能化提供了良好的支持。
二、嵌入式系统嵌入式系统是指嵌入到其他设备中的计算机系统,51单片机作为嵌入式系统的核心部件,可以完成各种任务,如控制、计算、通信等。
它通过输入输出接口与外部设备进行交互,实现多种功能。
三、控制功能51单片机可以通过与各种传感器和执行器的接口,实现对各种物理设备的控制。
例如,通过与温度传感器连接,可以实现温度的监测和自动调节;通过与电机的接口连接,可以实现电机的启停和转速调节。
这些控制功能广泛应用于家电、工业自动化和智能建筑等领域。
四、计算功能51单片机内部集成了CPU,具有较强的计算能力。
它可以进行各种数学运算、逻辑运算和控制流程的处理。
通过编写相应的程序,可以实现复杂的算法和运算。
例如,可以通过51单片机实现信号处理、图像处理和数据分析等功能。
五、通信功能51单片机可以通过串口、SPI、I2C等接口与其他设备进行通信,实现数据交换和远程控制。
例如,可以通过与电脑的串口连接,实现与电脑的数据传输和远程控制。
这一功能在物联网、智能家居和远程监控等领域有着广泛的应用。
六、存储功能51单片机内部集成了存储器,包括RAM和ROM。
RAM用于存储程序和数据,而ROM用于存储不易修改的常量和固定程序。
这些存储器为51单片机提供了存储空间,使其可以独立工作,不依赖外部存储设备。
七、可编程性51单片机具有很强的可编程性,可以根据具体需求编写程序,实现各种功能。
51单片机位操作指令
51单片机位操作指令摘要:1.51 单片机简介2.位操作指令概述3.常见位操作指令a.位清零指令b.位置位指令c.位取反指令d.位测试指令4.位操作指令应用实例a.简单按键控制b.计数器应用c.矩阵键盘扫描5.位操作指令在51 单片机中的重要性正文:51 单片机是一种广泛应用的8 位微控制器,其功能强大且成本低廉,被广泛应用于嵌入式系统和自动控制领域。
在51 单片机的指令系统中,位操作指令占据着重要地位,它们可以实现对单片机内部寄存器和外设状态的快速操作。
位操作指令主要针对单个二进制位进行操作,包括位清零指令、位置位指令、位取反指令和位测试指令等。
这些指令可以实现对二进制数据的设置、检测和修改等功能,为实际应用提供了极大的便利。
位清零指令(如CLR)用于将指定寄存器的某一位设置为0。
例如,我们可以使用CLR P1.0 来将P1 寄存器的第0 位清零。
位置位指令(如SETB)则用于将指定寄存器的某一位设置为1。
例如,我们可以使用SETB P1.0 来将P1 寄存器的第0 位设置为1。
位取反指令(如CPL)用于将指定寄存器的某一位取反,即0 变1,1 变0。
例如,我们可以使用CPL P1.0 来将P1 寄存器的第0 位取反。
位测试指令(如JC、JNC、JB、JNB 等)用于根据指定寄存器的某一位的值来决定程序的执行流程。
例如,我们可以使用JC P1.0 来检查P1 寄存器的第0 位是否为1,若为1 则跳转到指定地址执行程序。
位操作指令在实际应用中有着广泛的应用。
例如,我们可以使用位清零指令和位置位指令来实现简单按键的控制,根据按键的状态来控制LED 灯的点亮和熄灭。
又如,我们可以使用位操作指令来实现计数器功能,通过位清零指令和位测试指令来计数和判断计数器是否达到预定值。
此外,位操作指令还可以应用于矩阵键盘扫描,通过位操作指令来检测并识别按键的按下。
总之,位操作指令在51 单片机中具有举足轻重的地位,掌握这些指令的使用方法对于进行51 单片机编程至关重要。
51单片机高级应用实例
51单片机高级应用实例一、基于51单片机的温度控制系统温度控制系统是一种常见的自动控制系统,其主要功能是根据设定的温度范围来控制加热或制冷设备的启停。
基于51单片机的温度控制系统可以实现精确的温度控制,并且具有较高的稳定性和可靠性。
该系统通过传感器采集环境温度,并通过51单片机进行处理和控制,最后通过继电器控制加热或制冷设备的启停。
该系统可以广泛应用于温室、恒温实验室等需要精确控制温度的场合。
二、基于51单片机的智能家居控制系统智能家居控制系统是一种将家庭设备和网络连接起来,实现远程控制和自动化控制的系统。
基于51单片机的智能家居控制系统可以实现对家庭设备的远程控制和自动化控制。
例如,可以通过手机App远程控制灯光、空调、窗帘等设备的开关,也可以通过传感器实现自动化控制,如通过人体红外传感器实现进出房间时灯光的自动开关。
该系统可以提高家居的舒适性和安全性,方便用户的生活。
三、基于51单片机的智能交通信号控制系统智能交通信号控制系统是一种通过传感器和信号控制设备实现交通信号智能化控制的系统。
基于51单片机的智能交通信号控制系统可以实时监测交通流量和道路状况,并根据实际情况智能调整交通信号灯的时序。
例如,当某个方向的车辆较多时,系统可以自动延长该方向的绿灯时间,以提高交通效率。
该系统可以减少交通拥堵和事故发生率,提高交通运输的效率和安全性。
四、基于51单片机的工业自动化控制系统工业自动化控制系统是一种将工业设备和传感器通过网络连接起来,实现自动化控制和远程监控的系统。
基于51单片机的工业自动化控制系统可以实现对工业设备的自动化控制和远程监控。
例如,可以通过传感器实时监测生产过程中的温度、压力、湿度等参数,并通过51单片机进行处理和控制,实现工业设备的自动化控制。
该系统可以提高工业生产的效率和质量,降低人工成本和能源消耗。
总结:51单片机具有高性能、低功耗、易于编程的特点,可以实现各种复杂的功能。
基于51单片机的应用包括温度控制系统、智能家居控制系统、智能交通信号控制系统和工业自动化控制系统等。
51单片机串口设置及应用
51单片机串口设置及应用单片机的串口设置及应用是指通过单片机的串口功能来进行通信的一种方式。
串口通信是一种全双工通信方式,可以实现双向数据传输。
单片机通过串口可以与其他设备进行通信,如计算机、传感器、LCD显示屏等。
1. 串口设置:单片机的串口通信一般需要进行以下设置:(1)串口模式选择:要根据实际情况选择串口工作模式,一般有异步串口和同步串口两种。
(2)波特率设置:串口通信需要设置一个波特率,即数据传输速率。
常见的波特率有9600、19200、115200等,需要与通信的设备保持一致。
(3)数据位设置:设置传输的数据位数,常见的有8位、9位等。
(4)停止位设置:设置停止位的个数,常见的有1位、2位等。
(5)校验位设置:可以选择是否启用校验位,校验位主要用于检测数据传输的正确性。
2. 串口应用:串口通信在很多领域都得到广泛应用,下面列举几个常见的应用场景:(1)串口与计算机通信:通过串口可以实现单片机与计算机的通信,可以进行数据的读写、控制等操作。
例如,可以通过串口将传感器采集到的数据发送给计算机,由计算机进行进一步处理分析。
(2)串口与传感器通信:串口可以与各种传感器进行通信,可以读取传感器采集到的数据,并进行处理和控制。
例如,可以通过串口连接温度传感器,读取实时的温度数据,然后进行温度控制。
(3)串口与LCD显示屏通信:通过串口可以实现单片机与LCD显示屏的通信,可以将需要显示的数据发送给LCD显示屏进行显示。
例如,可以通过串口将单片机采集到的数据以数字或字符的形式显示在LCD上。
(4)串口与外部存储器通信:通过串口可以与外部存储器进行通信,可以读写存储器中的数据。
例如,可以通过串口读取SD卡中存储的图像数据,然后进行图像处理或显示。
(5)串口与其他设备通信:通过串口可以和各种其他设备进行通信,实现数据的传输和控制。
例如,可以通过串口与打印机通信,将需要打印的数据发送给打印机进行打印。
总结:单片机的串口设置及应用是一种实现通信的重要方式。
浅谈51单片机的应用与发展
浅谈51单片机的应用与发展51单片机是一种非常受欢迎的微控制器,它由英特尔公司推出,广泛应用于各种自动控制领域,以其简单易用、稳定可靠、成本低廉等优点,成为了许多电子制造行业首选的控制器。
同时,随着技术的不断进步,51单片机的应用领域也在不断拓展。
在此,我们将对51单片机的应用和发展进行浅谈。
1、工业自动化在现代工业自动化控制中,51单片机广泛应用于各种智能控制系统,如温度控制、湿度控制、光照控制、压力控制等系统。
它可以实现自动化生产线的监控和控制,提高生产效率,优化资源利用。
2、智能家居随着智能家居的兴起,51单片机也成为了控制智能家居的重要控制器。
通过它,各种家电设备可以实现远程控制,使家居生活更加便利,智能化。
3、车载控制系统在汽车控制领域,51单片机可以实现车载电子控制单元(ECU)的控制系统。
它可以对车辆发动机、变速器、转向系统等进行控制和管理,在车辆的性能和安全性方面起到重要作用。
4、医疗领域在医疗领域,51单片机也有广泛的应用。
它可以实现医疗设备的控制和管理,如心跳监测、体温监测、血压监测等。
通过它,可以使医疗设备更加精准、可靠、方便。
5、教育领域在教育领域,51单片机也被广泛应用。
它可以帮助学生了解电子技术、掌握编程技能,培养学生的创新意识和实践能力。
同时,它也可以作为学校智能化管理的一种控制器,帮助学校提高教学质量和管理效率。
1、功能不断增强随着技术的不断发展,51单片机的功能也不断得到增强。
它现在已经具备了很多附加功能,如定时、计数、串口通信等,使得它具有更加灵活和多样的应用功能。
2、芯片封装方式多样化在芯片封装方式方面,现在的51单片机已经不仅仅局限于DIP封装,还有SOIC、QFP 等多种芯片封装方式,这使得它在实际应用中更加方便灵活。
同时,封装方式的变化也给用户提供了更多的选择空间。
3、体积不断缩小在体积方面,现在的51单片机比以前更加小巧,更加紧凑。
体积的缩小使得它在实际应用中更加方便灵活,而且还可以降低成本,使得更多行业的制造商都可以轻松采用它。
基于51单片机蓝牙控制
基于51单片机蓝牙控制引言蓝牙技术在现代电子设备中得到广泛应用。
它提供了一个简单且低成本的无线通信解决方案,使得设备之间可以方便地进行数据传输和控制。
在嵌入式系统中,使用蓝牙技术可以实现对设备的远程控制,为用户带来更方便的体验。
本文将介绍基于51单片机的蓝牙控制方法及其实现。
一、51单片机简介51单片机是一种常见的基于Intel 8051架构的单片机。
它具有低功耗、高性能和可靠性等特点,广泛应用于各种嵌入式系统中。
51单片机具有丰富的外设接口和强大的计算能力,非常适合用于蓝牙控制的应用。
二、蓝牙技术概述蓝牙技术是一种短距离无线通信技术,采用2.4GHz频段进行通信。
它支持点对点和广播通信方式,并可以同时与多个设备建立连接。
蓝牙技术具有低功耗、简单连接和高速传输等优点,非常适合用于智能家居、智能穿戴设备等应用场景。
三、蓝牙模块选择选择合适的蓝牙模块对于基于51单片机的蓝牙控制至关重要。
目前市面上有很多种蓝牙模块可供选择,如HC-05、HC-06等。
在选择蓝牙模块时,需要考虑功耗、通信距离、接口类型等因素,并结合实际应用需求进行选择。
四、系统设计本系统设计基于51单片机和HC-05蓝牙模块实现蓝牙控制。
系统的主要硬件组成包括:51单片机、HC-05蓝牙模块、LED灯等。
软件方面,需要进行蓝牙通信协议的设计和单片机程序的编写。
4.1 硬件设计首先,将HC-05蓝牙模块与51单片机进行连接。
一般情况下,HC-05模块的VCC接口连接到单片机的正电源,GND接口连接到单片机的地线,TXD接口连接到单片机的RXD口,而RXD接口连接到单片机的TXD口。
接下来,将LED灯与单片机进行连接。
将LED的正极连接到单片机的I/O口,将LED的负极连接到地线。
这样,单片机控制LED的亮灭就可以通过改变相应的I/O口电平实现。
4.2 软件设计首先,在51单片机上编写蓝牙通信协议的实现代码。
蓝牙通信协议一般包括建立连接、数据传输和断开连接三个过程。
51单片机条件转移指令
51单片机条件转移指令51单片机是一种广泛应用于嵌入式系统中的微控制器,具有强大的条件转移指令集,可以实现复杂的逻辑控制。
本文将以51单片机条件转移指令为标题,介绍其基本概念、使用方法以及相关应用。
一、概述条件转移指令是计算机指令中的一种重要类型,它可以根据特定条件的成立与否,决定程序的执行路径。
在51单片机中,条件转移指令用于实现基于条件的分支和循环控制,是实现复杂控制逻辑的重要工具。
二、条件转移指令的基本语法在51单片机中,条件转移指令的基本语法如下:```CJxx 操作数1, 操作数2, 目标地址```其中,CJxx是条件转移指令的助记符,表示不同的条件;操作数1和操作数2是进行比较的操作数;目标地址是程序执行的跳转地址。
三、条件转移指令的常用类型51单片机中常用的条件转移指令包括以下几种类型:1. 条件转移指令(CJNE):用于比较两个操作数的大小,并根据比较结果决定是否跳转到目标地址。
2. 无条件转移指令(JMP):无条件跳转到目标地址。
3. 相对跳转指令(DJNZ):用于实现循环控制,根据操作数的值决定是否跳转到目标地址,并将操作数减一。
四、条件转移指令的使用方法使用条件转移指令需要注意以下几点:1. 确定比较的操作数:根据具体需求,选择合适的操作数进行比较。
2. 确定目标地址:根据条件的成立与否,确定程序执行的跳转地址。
3. 编写条件转移指令代码:根据条件转移指令的语法,编写相应的汇编指令。
4. 调试和测试:在编写完条件转移指令代码后,进行调试和测试,确保程序的逻辑正确。
五、条件转移指令的应用示例以下是一个简单的应用示例,演示了如何使用条件转移指令实现一个LED闪烁的程序:```ORG 0H ; 程序的起始地址MOV P1, #01H ; 将01H送入P1口,点亮LEDLOOP: ; 循环开始CJNE P1, #01H, NEXT ; 如果P1不等于01H,则跳转到NEXTMOV P1, #00H ; 将00H送入P1口,熄灭LEDSJMP LOOP ; 无条件跳转到LOOP,实现循环控制NEXT: ; 跳转到NEXTMOV P1, #01H ; 将01H送入P1口,点亮LEDSJMP LOOP ; 无条件跳转到LOOP,实现循环控制END ; 程序结束```在上述示例中,通过使用CJNE指令和JMP指令,实现了LED的闪烁效果。
51单片机 绪论
51单片机绪论单片机(Microcontroller)是一种集成电路芯片,它集中了处理器(CPU)、存储器(Memory)、输入/输出接口(I/O Interface)及外围功能模块等多种功能于一体。
其中,51单片机是一种基于Intel公司推出的8位单片机系列,广泛应用于各个领域的嵌入式系统中。
本文将从历史背景、特点、应用领域及发展趋势等方面进行探讨。
一、历史背景1960年代,随着集成电路技术的快速发展,单片机这一新型集成电路芯片诞生了。
由于其尺寸小、功耗低、性能强大等特点,使得单片机在各个领域得到了广泛的应用。
而51单片机则是由国内外众多电子工程师在上世纪80年代共同研发而成,成为当时国内外嵌入式系统设计的首选单片机之一。
二、特点1. 体积小巧:51单片机采用封装形式十分紧凑,适合于各种小型嵌入式设备;2. 低功耗:51单片机的功耗很低,适合于长时间工作的无线传感器网络等低功耗应用;3. 高性能:51单片机具备8位处理器,时钟频率高,运算速度快;4. 强大的存储能力:51单片机内置了RAM和ROM,容量较大,可存储各种程序代码和数据;5. 多种接口:51单片机具备丰富的外设接口,可直接与各种传感器、显示设备、输入设备等连接。
三、应用领域由于其特点的优越性,51单片机得到了广泛而深入的应用,主要包括以下领域:1. 家电控制领域:51单片机可应用于各类电器设备的控制,如空调、电视、洗衣机等;2. 工业自动化领域:51单片机可应用于工厂生产线的自动化控制,提高生产效率和质量;3. 智能交通领域:51单片机可用于智能交通系统,如红绿灯控制、智能出租车等;4. 医疗设备领域:51单片机可应用于医疗设备的控制,如血压计、心电图仪等;5. 安防领域:51单片机可用于安防系统,实现门禁控制、监控等功能;6. 智能家居领域:51单片机可应用于智能家居,控制家电、安防、照明等设备。
四、发展趋势随着科技的不断进步,51单片机的应用范围将进一步扩大,并具备以下几个发展趋势:1. 高性能:随着微纳米工艺的发展,51单片机的性能将得到进一步提升;2. 低功耗:在追求高性能的同时,51单片机也将致力于降低功耗,满足低功耗领域的需求;3. 高集成度:未来51单片机有望实现更高的集成度,集成更多功能模块,减小体积;4. 强化通信能力:以适应物联网的发展需求,51单片机将加强与其它设备之间的通信能力;5. 多样化应用:随着人们对生活质量的不断追求,51单片机将广泛应用于更多的领域,实现智能化、自动化。
51单片机实验报告
51单片机实验报告一、引言51单片机是一种广泛应用于嵌入式系统开发的微控制器芯片。
本实验旨在通过对51单片机的实验研究,加深对该芯片的理解和应用。
二、实验一:LED灯闪烁控制本实验通过编写程序,控制51单片机上的LED灯以特定的频率闪烁。
为了实现这个目标,我们首先需要了解51单片机的引脚布局,确定LED灯的连接方式。
然后,通过编写相应的汇编程序,控制引脚的电平变化,从而实现LED灯的闪烁。
三、实验二:数码管显示数码管是一种常见的输出设备,通过控制引脚的输出来显示特定的数字。
本实验中,我们通过编写程序,实现通过51单片机控制数码管的显示。
通过对数码管的驱动原理和编程的学习,我们可以灵活地控制数码管的显示内容和频率。
四、实验三:蜂鸣器发声蜂鸣器是一种常见的声音输出设备,通过控制引脚的输出来产生特定的声音。
本实验中,我们通过编写程序,实现通过51单片机控制蜂鸣器的发声。
通过学习蜂鸣器的驱动原理和编程,我们可以根据需要产生不同频率和节奏的声音。
五、实验四:温湿度检测温湿度检测是一种常见的环境监测需求。
本实验中,我们通过引入温湿度传感器,实现通过51单片机获取环境的温度和湿度信息。
通过编写程序和读取传感器的数据,我们可以实时监测环境的温湿度,并进行相应的控制和反馈。
六、实验五:红外遥控红外遥控是一种常见的无线通信方式,通过发送和接收红外信号来实现远程控制。
本实验中,我们通过引入红外发射和接收模块,实现通过51单片机进行红外遥控。
通过编写相应的程序,设置红外遥控的编码和解码方式,我们可以实现对外部设备的遥控操作。
七、实验六:定时器应用定时器是51单片机中的重要模块,它可以实现定时和计数等功能。
本实验中,我们通过学习定时器的工作原理和编程,实现通过51单片机进行定时和计数的应用。
通过编写相应的程序和设置定时器的参数,我们可以实现不同的定时和计数功能,满足各种需要。
八、实验七:串口通信串口通信是一种常见的数据通信方式,通过串口接口发送和接收数据。
51单片机共阴极数码管与三极管
51单片机共阴极数码管与三极管一、引言51单片机是一种广泛应用于嵌入式系统中的微处理器,其性能稳定、功能强大,在各种电子设备中得到了广泛的应用。
而共阴极数码管和三极管作为其外围元器件,在数字显示和电路控制中发挥着重要作用。
二、共阴极数码管的原理和应用1. 共阴极数码管的结构和工作原理共阴极数码管是一种常见的数字显示器件,其内部由多个发光二极管组成。
在工作时,需要通过外部电路控制不同的发光二极管,从而显示出不同的数字和字符。
共阴极数码管中的每个发光二极管都需要接地才能发光,因此在控制时需要将要显示的位置的共阴极接地,同时将对应的阳极高电平,从而实现数字显示的控制。
2. 共阴极数码管的应用共阴极数码管在各种电子仪器仪表中得到了广泛的应用,例如数字时钟、计数器、温度计、电压表等。
其优点是功耗低、寿命长、易控制,可以满足数字显示的需求,因此在数字显示方面有着重要的地位。
三、三极管的原理和应用1. 三极管的结构和工作原理三极管是一种半导体器件,由三个不同掺杂的半导体材料层组成,分别为发射区、基区和集电区。
在工作时,可以通过控制发射区和基区之间的电流来控制集电区的电流,从而实现放大和开关的功能。
三极管可以用作放大器、开关、振荡器等不同的电路元器件,具有广泛的应用。
2. 三极管的应用三极管在各种电子电路中都有着重要的应用,例如放大器电路、振荡电路、开关电路等。
其优点是具有放大效果,可以在不同的电路中实现信号放大和控制,因此被广泛地应用于各种电子设备和系统中。
四、51单片机与共阴极数码管、三极管的关系1. 51单片机的数字输出与共阴极数码管的控制51单片机具有多个通用输入输出引脚,可以通过控制这些引脚的电平来控制外部的各种元器件。
在控制共阴极数码管时,可以通过将对应的共阴极引脚接地,同时将对应的阳极引脚设置为高电平,从而实现对数码管的控制。
2. 51单片机与三极管的驱动和控制51单片机可以通过控制输出引脚的电平来控制三极管的工作。
51单片机控制继电器
引言:51单片机是一种广泛应用于嵌入式系统的微控制器,具有低功耗、易编程、性能稳定等特点。
而继电器则是一种常用的电气开关设备,可以实现对电路的远程控制。
本文将探讨如何使用51单片机控制继电器,介绍电路连接方式、编程实现方法以及常见应用案例。
概述:51单片机控制继电器是一种常见的嵌入式系统应用。
通过合理的电路连接和编程实现,可以实现对继电器的远程控制,从而控制电路的通断状态。
本文将从五个方面对51单片机控制继电器进行详细介绍。
正文:一、电路连接方式1.电源连接a.正确选择电源电压和电源类型b.连接稳压电路2.51单片机引脚连接a.确定控制继电器的引脚b.连接引脚到51单片机3.继电器连接方式a.根据继电器类型选择合适的连接方式b.连接继电器到电路二、编程实现方法1.了解51单片机的编程语言a.学习C语言b.掌握51单片机的特定指令2.基本控制指令a.设置引脚输入输出状态b.控制引脚高低电平3.继电器控制程序设计a.编写继电器控制函数b.调用函数实现对继电器的控制4.通信接口实现a.添加通信模块b.编程实现通信接口5.控制逻辑设计a.利用条件语句实现控制逻辑b.调试程序并提高效率三、常见应用案例1.家居自动化a.控制电灯开关b.控制窗帘的打开和关闭2.工业控制a.控制机器设备的启停b.监控温度、湿度等参数3.安防系统a.控制门禁系统b.控制报警器的开启4.智能农业a.控制灌溉系统b.控制温室内环境5.物联网应用a.控制智能家电b.实现远程监控和控制总结:51单片机控制继电器是一种常见的嵌入式系统应用,通过适当的电路连接和编程实现,可以实现对继电器的远程控制。
本文从电路连接方式、编程实现方法和常见应用案例等方面进行了详细介绍,希望能对读者在实际应用中提供一定的帮助和指导。
同时,读者在使用过程中应注意安全问题,合理使用继电器,确保电路的稳定运行。
引言:51单片机作为一种常用的微控制器,具有体积小、功耗低、性能稳定等特点,被广泛应用于各种控制系统中。
51单片机简介
51单片机简介简介:51单片机,也称为8051单片机,是一种广泛应用于嵌入式系统开发的微控制器。
它由Intel公司在20世纪80年代初开发而成,很快成为了业界的标准。
51单片机以其高性能、易于编程和低功耗等特性,被广泛应用于家电、通信、汽车等领域。
历史:20世纪80年代,Intel公司推出了首款51单片机,这一时期正是微处理器技术蓬勃发展的阶段。
由于其性能强大且易于使用,51单片机很快占据了市场,并成为了许多嵌入式系统开发者的首选。
之后,51单片机通过不断的更新换代,逐渐演化为现今应用广泛的8051系列。
特点:1. 高性能:51单片机采用了CISC(复杂指令集计算机)架构,具有高效的指令集和丰富的外设接口,能够满足各种需要。
2. 易于编程:51单片机支持多种编程语言,如汇编语言和C语言。
开发者可以根据需求选择适合自己的编程语言,降低开发难度。
3. 低功耗:由于嵌入式系统通常需要长时间运行,功耗成为一个重要的考虑因素。
51单片机以其低功耗的特点,在许多低功耗应用场景中得到了广泛应用。
4. 丰富的外设:51单片机内置了大量的外设接口,如通用输入输出口、定时器、串口等,可轻松与其他设备进行通信和交互。
5. 可扩展性强:51单片机支持外部扩展,通过扩展模块可以实现更多的功能和接口,满足不同应用需求。
应用领域:1. 家电:51单片机在家电领域广泛应用,如空调、洗衣机、电视机等。
通过对温度、湿度等参数的检测和控制,提高了家电的智能化水平。
2. 通信:51单片机在通信领域被广泛应用于电话、手机等设备。
它可以实现通信协议栈的处理、信号处理和数据传输等功能。
3. 汽车:51单片机在汽车电子控制系统中扮演着重要角色。
它可以控制发动机的点火、燃油喷射等关键操作,提高汽车的性能和燃油利用率。
4. 工业控制:51单片机可用于工业自动化系统中的控制和监测。
通过与传感器和执行器的联动,实现对生产过程的精确控制,提高生产效率。
51单片机code的用法
51单片机code的用法摘要:一、51单片机简介1.51单片机的背景与历史2.51单片机的主要特点和应用领域二、51单片机code的概述1.51单片机code的概念2.51单片机code的作用和重要性三、51单片机code的编写与使用1.常用编程语言及工具2.编写51单片机code的基本步骤3.51单片机code的调试与优化四、51单片机code的应用实例1.实例一:点亮LED灯2.实例二:按键控制LED灯的闪烁3.实例三:串口通信正文:一、51单片机简介单片机(Microcontroller Unit,简称MCU)是一种集成度较高的微处理器,具有体积小、成本低、功能强大等特点。
51单片机作为一款经典的单片机产品,起源于1981年由Intel公司推出的8051芯片。
后来,众多厂商如Atmel、STC等纷纷加入51单片机的研究与生产,使得51单片机家族不断壮大。
51单片机广泛应用于家电控制、工业自动化、通信、医疗设备等领域。
二、51单片机code的概述51单片机code,即51单片机的程序代码,是指用某种编程语言编写的用于控制51单片机内部各个功能模块的指令集。
51单片机code的质量和效率直接影响到单片机产品的性能和稳定性。
为了充分发挥51单片机的性能,需要编写高效、可靠、易于维护的code。
三、51单片机code的编写与使用常用的编程语言有C语言、汇编语言等,其中C语言因其较高的可读性和编程效率而被广泛应用于51单片机的编程。
编写51单片机code的基本步骤如下:1.分析需求,设计程序框架:根据项目需求,设计程序的整体结构和各个模块的功能。
2.编写代码:使用C语言或其他编程语言编写程序代码。
3.编译、链接:将编写好的代码编译成机器码,并与其他库文件链接,生成目标文件。
4.下载到单片机:使用烧写工具将目标文件烧写至单片机内存。
5.调试与优化:通过串口通信、LED指示灯等手段,对程序进行调试和优化。
51单片机原理与应用
51单片机原理与应用51单片机是一种常用的单片机,其原理和应用十分广泛。
本文将从原理、结构、工作原理、应用领域等方面进行介绍。
一、原理和结构51单片机是指Intel公司推出的一种8位单片机,其核心是8051系列的芯片。
它具有高度集成、低功耗、易于编程等特点。
51单片机的结构包括中央处理器、存储器、输入输出端口、定时器计数器、串行通信接口等部分。
其中,中央处理器是51单片机的核心,负责执行各种指令和控制整个系统的运行。
二、工作原理51单片机的工作原理是通过执行存储在存储器中的指令来完成各种功能。
它通过中央处理器获取指令,然后根据指令的要求进行相应的操作。
51单片机的指令由操作码和操作数组成,操作码表示要执行的操作,操作数表示操作的对象。
通过不同的指令和操作数的组合,可以实现各种功能,如输入输出控制、定时器计数、串行通信等。
三、应用领域由于51单片机具有体积小、功耗低、成本低等优势,因此在各个领域都有广泛的应用。
以下是几个常见的应用领域:1. 嵌入式系统:51单片机可以用于控制各种嵌入式系统,如家电、智能家居、机器人等。
通过编程控制,可以实现各种功能,如温度控制、灯光控制、运动控制等。
2. 工业自动化:51单片机可以用于工业控制系统,如自动化生产线、仪器仪表等。
通过与传感器、执行器等设备的连接,可以实现对生产过程的监控与控制。
3. 通信设备:51单片机可以用于各种通信设备,如无线模块、蓝牙模块等。
通过与通信模块的配合,可以实现无线通信、数据传输等功能。
4. 汽车电子:51单片机可以用于汽车电子控制系统,如发动机控制单元、车身电子控制单元等。
通过编程控制,可以实现对汽车各个系统的监控与控制。
5. 教育领域:由于51单片机易于学习和应用,因此在教育领域也有广泛的应用。
学生可以通过实践操作,了解单片机的工作原理和应用,提高动手能力和创新思维。
51单片机是一种应用广泛的单片机,它具有高度集成、低功耗、易于编程等特点。
51单片机数学运算
51单片机数学运算51单片机是一种常用的微控制器,具有广泛的应用领域。
在数学运算方面,51单片机可以进行基本的算术运算、逻辑运算和位运算等。
本文将介绍51单片机在数学运算方面的应用。
一、算术运算51单片机可以进行加法、减法、乘法和除法等基本的算术运算。
通过使用相关的指令,可以将数值存储在寄存器中,并进行各种算术运算。
例如,可以使用ADD指令将两个数相加,并将结果保存在某个寄存器中。
类似地,可以使用SUB指令进行减法运算,MUL指令进行乘法运算,DIV指令进行除法运算。
二、逻辑运算51单片机可以进行与、或、非和异或等逻辑运算。
逻辑运算常用于判断条件、控制程序流程和实现逻辑控制等。
通过使用相关的指令,可以将两个数进行逻辑运算,并根据结果进行相应的处理。
例如,可以使用AND指令进行与运算,OR指令进行或运算,NOT指令进行非运算,XOR指令进行异或运算。
三、位运算51单片机可以进行位移、与、或、非和异或等位运算。
位运算常用于处理二进制数据和位控制等。
通过使用相关的指令,可以对数据进行位运算,并根据需要进行相应的处理。
例如,可以使用MOV指令将数据移动到某个寄存器中,使用AND指令进行与运算,使用OR指令进行或运算,使用NOT指令进行非运算,使用XOR指令进行异或运算。
四、数值转换51单片机可以进行十进制和二进制、十六进制之间的转换。
通过使用相关的指令和算法,可以将不同进制的数值进行转换,并进行相应的处理。
例如,可以使用MOV指令将十进制数值转换为二进制或十六进制数值,使用CLR指令清除数据,使用INC指令增加数据,使用DEC指令减少数据。
五、数学函数除了基本的算术运算和逻辑运算,51单片机还可以进行一些常用的数学函数计算。
通过使用相关的库函数和算法,可以进行数值的平方、开方、对数、三角函数等计算。
例如,可以使用库函数sqrt计算一个数的平方根,使用库函数log计算一个数的自然对数,使用库函数sin计算一个角度的正弦值。
51单片机的定时器应用解析
51单片机的定时器应用解析定时器是一种多功能的外设,可以在嵌入式系统中广泛应用。
在 51 单片机中,定时器分为两种:定时/计数器和串行接口定时器(SIT)。
这篇文档将着重介绍定时/计数器的应用。
定时器基础定时器由两个 8 位定时器(Timer0 和 Timer1)和一个 16 位定时器(Timer2)组成。
定时器通过计数器实现定时功能,计数器钟频为定时器输入时钟的一半。
定时器的定时时间可以通过改变计数器初始值和时钟源分频系数来实现。
定时器应用延时定时器可以用来实现延时功能,常见的延时方式是使用定时器产生中断,在中断服务程序中完成延时操作。
PWM定时器可以用来实现脉冲宽度调制(PWM)功能,PWM 的输出占空比可以通过改变计数器初始值和重载值来实现。
计数器定时器也可以作为计数器使用。
在计数器模式下,定时器向计数器输入信号计数,并将计数值存入寄存器中。
定时器使用示例中断延时void init_timer0(unsigned int ms){TMOD &= 0xF0;TMOD |= 0x01;TH0 = ( - FOSC / 1000 * ms) >> 8;TL0 = ( - FOSC / 1000 * ms) & 0xFF;ET0 = 1;TR0 = 1;}void timer0_isr() __interrupt (1){static unsigned char cnt = 0;TH0 = ( - FOSC / 1000 * ms) >> 8;TL0 = ( - FOSC / 1000 * ms) & 0xFF;if(cnt++ >= 20){cnt = 0;// do something every 20 ms}}PWMvoid init_timer1(unsigned int freq, unsigned char duty_cycle) {TMOD &= 0x0F;TMOD |= 0x10;TH1 = ( - FOSC / freq / 2) >> 8;TL1 = ( - FOSC / freq / 2) & 0xFF;// calculate duty cycleunsigned int reload = (unsigned int)(FOSC / freq * duty_cycle / 100 / 2);// set duty cycleRCAP2H = reload >> 8;RCAP2L = reload & 0xFF;TR1 = 1;}结论定时器是 51 单片机中常用的外设之一,可以实现延时、PWM 等多种功能。
51单片机定时器设置
51单片机定时器设置51单片机,也被称为8051微控制器,是一种广泛应用的嵌入式系统。
它具有4个16位的定时器/计数器,可以用于实现定时、计数、脉冲生成等功能。
通过设置相应的控制位和计数初值,可以控制定时器的启动、停止和溢出等行为,从而实现精确的定时控制。
确定应用需求:首先需要明确应用的需求,包括需要定时的时间、计数的数量等。
根据需求选择合适的定时器型号和操作模式。
设置计数初值:根据需要的定时时间,计算出对应的计数初值。
计数初值需要根据定时器的位数和时钟频率进行计算。
设置控制位:控制位包括定时器控制寄存器(TCON)和中断控制寄存器(IE)。
通过设置控制位,可以控制定时器的启动、停止、溢出等行为,以及是否开启中断等功能。
编写程序代码:根据需求和应用场景,编写相应的程序代码。
程序代码需要包括初始化代码和主循环代码。
调试和测试:在完成设置和编程后,需要进行调试和测试。
可以通过观察定时器的状态和输出结果,检查定时器是否按照预期工作。
计数初值的计算要准确,否则会影响定时的精度。
控制位的设置要正确,否则会导致定时器无法正常工作。
需要考虑定时器的溢出情况,以及如何处理溢出中断。
需要考虑定时器的抗干扰能力,以及如何避免干扰对定时精度的影响。
需要根据具体应用场景进行优化,例如调整计数初值或控制位等,以达到更好的性能和精度。
51单片机的定时器是一个非常实用的功能模块,可以用于实现各种定时控制和计数操作。
在进行定时器设置时,需要注意计数初值的计算、控制位的设置、溢出处理以及抗干扰等问题。
同时需要根据具体应用场景进行优化,以达到更好的性能和精度。
在实际应用中,使用51单片机的定时器可以很方便地实现各种定时控制和计数操作,为嵌入式系统的开发提供了便利。
在嵌入式系统和微控制器领域,51单片机因其功能强大、使用广泛而备受。
其中,定时器中断功能是51单片机的重要特性之一,它为系统提供了高精度的定时和计数能力。
本文将详细介绍51单片机定时器中断的工作原理、配置和使用方法。
51单片机原理及应用
51单片机原理及应用51单片机是一种常见的微控制器,广泛应用于各种电子设备中。
本文将介绍51单片机的原理及其在实际应用中的一些常见情况。
首先,我们来了解一下51单片机的基本原理。
51单片机是一种嵌入式微处理器,具有微型计算机的所有功能,包括CPU、RAM、ROM、I/O端口等。
它采用哈佛结构,指令和数据分开存储,具有较高的运行速度和稳定性。
在实际应用中,我们可以通过编程来控制51单片机的各种功能,实现各种不同的应用。
其次,我们来看一下51单片机在实际应用中的一些常见情况。
首先是51单片机的程序设计。
在进行51单片机的程序设计时,我们需要首先了解51单片机的指令集和编程语言,然后根据实际需求编写相应的程序。
在程序设计过程中,我们需要考虑到51单片机的资源限制,合理利用其内存和计算能力,确保程序的稳定运行。
另外,51单片机的外围设备连接也是一个重要的应用方面。
在实际应用中,我们通常会将51单片机与各种传感器、执行器等外围设备连接起来,通过编程控制它们的工作。
这就涉及到了51单片机的I/O端口的应用,我们需要合理配置这些端口,确保与外围设备的正常通信。
此外,51单片机的通信和网络应用也是一个重要的方面。
在一些应用场景中,我们需要将多个51单片机连接起来,实现数据的交换和通信。
这就需要考虑到51单片机的通信协议和网络连接方式,确保数据的可靠传输和处理。
最后,我们来看一下51单片机在实际产品中的应用。
51单片机广泛应用于各种电子设备中,包括家电、工业控制、汽车电子等各个领域。
在这些产品中,51单片机通常扮演着控制和处理数据的角色,通过编程实现各种功能,提高产品的智能化和自动化水平。
总之,51单片机作为一种常见的微控制器,在实际应用中具有广泛的应用前景。
通过对其原理和应用的深入了解,我们可以更好地利用它的功能,实现各种不同的应用需求。
希望本文对您有所帮助,谢谢阅读。
51系列单片机介绍
51系列单片机介绍单片机是一种集成电路,内部包含了中央处理单元(CPU)、存储器和各种输入输出接口,适用于数字控制系统。
51系列单片机以其出色的性能和稳定性在嵌入式系统中得到广泛应用。
本文将介绍51系列单片机的特点、应用领域以及相关学习资源。
一、51系列单片机的特点1. 高性能:51系列单片机采用高速处理器,具有较强的运算能力和响应速度,能够处理复杂的计算任务。
2. 多功能:51系列单片机集成了多种外设接口,如串口通信、模拟输入输出等,可适应不同的应用场景。
3. 低功耗:单片机工作时的功耗相对较低,节能环保,适用于资源有限的系统。
4. 易于编程和调试:51系列单片机有丰富的开发工具和编程环境支持,使得编写和调试程序变得简单快捷。
二、51系列单片机的应用领域1. 家用电器:51系列单片机在家电领域广泛应用,如空调、洗衣机、电视机等,能够实现精确控制和智能化操作。
2. 工业自动化:单片机在工业自动化中发挥重要作用,如机器人、自动化生产线等,实现精确的控制和监测。
3. 智能交通:51系列单片机可用于交通信号控制、智能道路监测等方面,提高交通系统的效率和安全性。
4. 电子设备:单片机广泛应用于电子设备中,如手机、数码相机、电子游戏机等,实现各种功能。
三、51系列单片机的学习资源1. 基础教材:市场上有许多针对51系列单片机的教材,包括理论知识、实验案例和编程示例,适合初学者入门。
2. 在线课程:有很多在线平台提供了关于51系列单片机的视频教程和学习资源,学习者可根据自己的需求选择合适的课程。
3. 开发工具:官方提供了多种开发工具,如Keil、51Pro等,这些工具提供了一站式的开发环境,方便编程和调试。
4. 社区论坛:有许多51系列单片机的爱好者组成了各类社区论坛,学习者可以在论坛中交流经验、解决问题。
5. 实践项目:通过完成一些实践项目,如温度控制、LED灯控制等,可以帮助学习者巩固所学知识并提高实际应用能力。
分子钉 聚季铵盐51
分子钉聚季铵盐51标题: 分子钉聚季铵盐51:新型高效抗菌剂的解析摘要:随着科学技术的不断进步,人们对高效抗菌剂的需求也日益增长。
分子钉聚季铵盐51(简称聚季铵盐51)作为一种新型高效抗菌剂,具有优异的抗微生物性能。
本文将从聚季铵盐51的原理、制备方法、应用领域等方面进行深入解析,以期更好地理解和推广这一重要的科学成果。
第一部分:引言高效抗菌剂在现代医学、生物科技、环境保护等领域发挥着重要作用。
聚季铵盐51作为一种新型高效抗菌剂,具有广泛的应用前景。
本部分将介绍聚季铵盐51的研究背景、意义和相关研究进展。
第二部分:聚季铵盐51的原理聚季铵盐51是一种阳离子表面活性剂,能够通过破坏细菌细胞膜结构、抑制细菌生长和繁殖,从而达到抗菌效果。
本部分将详细介绍聚季铵盐51的原理及其抗菌机制的研究进展。
第三部分:聚季铵盐51的制备方法本部分将介绍聚季铵盐51的制备方法,包括化学方法和生物法。
化学方法主要包括合成反应的步骤、原料的选择和反应条件的优化等内容;生物法则是利用生物合成的方法来制备聚季铵盐51。
对比两种方法的优劣势,为聚季铵盐51的制备提供参考。
第四部分:聚季铵盐51的应用领域由于其良好的抗菌性能,聚季铵盐51在医学、食品工业、环境修复等领域具有广泛的应用前景。
本部分将详细介绍聚季铵盐51在各个领域的应用情况,并展望其未来的发展趋势。
第五部分:聚季铵盐51的安全性评价高效抗菌剂的应用必须兼顾其抗菌效果和安全性。
本部分将介绍聚季铵盐51的生物降解性、毒性评估和环境影响等方面的安全性评价。
对其安全性的评估将为其在实际应用中的推广提供科学依据。
第六部分:结论本文系统地介绍了新型高效抗菌剂-分子钉聚季铵盐51的原理、制备方法、应用领域及安全性评价。
聚季铵盐51的研究为高效抗菌剂的开发和应用提供了重要的理论和实践基础,有望对医学、生物科技和环境保护等领域的发展做出积极贡献。
致谢:感谢所有为本研究做出贡献的科研人员和机构的支持。
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具有多种通信功能的数据采集装置的实现程雪, 侯思祖, 王彬(华北电力大学 电子信息工程学院 河北 保定 071003)摘要:文章以采集温湿度为例提出了一种具有多种通信功能的数据采集装置。
该装置可实现同RS-232、RS-422以及以太网的接口。
文中给出了硬件电路图及软件实现流程图,并介绍了单片机TCP/IP协议栈的模块化实现。
关键词:TCP/IP协议栈,RS-232,RS-422Abstract:This paper put forward a date collection equipment which has many commnicat function based on the collect temperature and humidity.This equipment can interface with RS-232、RS-422 and Ethernet.This paper proposes the hardware plan of design and software flow chart.It also tells the module realization of TCP/IP agreements.Key word: TCP/IP Agreements, RS-232, RS-422中图分类号:TP368.1 文献标识码:A引言电力系统采集层是指监测数据获取层。
这一层里监控系统需配数据采集单元对通信设备的运行数据进行采集。
采集单元一般由单片机系统和传感器两部分组成。
传统的采集单元是通过RS422接口与监控主机(上位机)相连,上位机把各种数据汇总,通过MODEM进入信道,实现和地区中心站的通信。
但是上位机由于其成本高、结构复杂,在某些场合下不适合用于与采集单元的通信。
本设计是以采集现场温湿度为例,提出了一种具有多种通信方式的数据采集装置的方案。
该方案中数据采集装置不仅可以通过RS422与上位机通信;而且可以通过RS232与任何一台PC机通信;还可以通过网口直接联入以太网,与网络中的任何一台主机通信,使得采集终端与上位机分离,最终实现采集单元的小型化、模块化,增加了应用的灵活性。
1 硬件电路本装置具有RS-232、RS-422、以太网口三种接口方式。
即采集到现场的温湿度值可以按照不同的协议方式传递给PC机、基于RS-422总线的RTU、以太网上的监控主机,但每次只能工作在某一种通信方式下,由按键选择。
本机的用于串口通讯的物理地址、网卡地址、及IP地址均由上位机软件设置。
其设置值保存在X25045的E2PROM中。
该装置设置2个按键,具体选择方法为:当按下键1为单片机串口通信模式,此时用于RS-232、RS-422接口方式,支持的协议类型为电力通信网监控系统的枢纽站RTU与采集单元间通信规约;按下键2为网口通信模式,此时用于以太网通讯,支持精简TCP/IP协议,由于本装置只传递简单数据量,因此使用精简TCP/IP协议。
其硬件框图如图1所示。
图1:硬件框图1.1 两线制数字温湿度传感器SHT10SHT10是一款高度集成的温湿度传感器芯片。
提供全量程标定的数字输出。
它具有两线双向串行接口,包括串行时钟输入SCK 和串行数据线DATA。
其中SCK 用于微处理器与SHT10之间的通讯同步。
接口包含了完全静态逻辑。
DATA 三态门用于数据读取。
其中SCK 端与AT89C52的P1.4相连。
DATA 端与AT89C52的P1.5相连。
1.2 串口通信芯片MAX232、MAX491MAX232、MAX491是为单片机串行通信提供电平转换的芯片。
MAX232提供TTL/CMOS 电平转换,MAX491提供全双工的TTL 与RS-422A 标准差动信号的转换。
电路部分如图2所示。
当AT89C52发数据时,数据流会通过MAX491、MAX232到达J1、J2端;当AT89C52接收数据时只允许J1、J2某一端进入数据流,反向二级管的接入可保证数据流的流向。
由AT89C52的P1.6端控制MAX491的收发使能。
图2:串口转换电路1.3 E 2PROME 2PROM 采用X25045芯片。
X25045内部集成了512B 的E 2PROM,同时具有看门狗定时、电压监控三种功能。
在本装置中用于存储本机物理地址、网卡物理地址、IP 地址、网关地址等信息。
1.4 网卡CS8900单元CS8900是一款高度集成的低成本的以太网控制器,内置4KB片上RAM、10BASE-T传输和接收滤波器以及一个带24mA驱动的ISA总线接口等多个模块。
CS8900A的内存可以分为总线接口寄存器组、状态和控制寄存器组、传输初始化寄存器组、地址滤波器寄存器组、接收帧缓冲区和传输帧缓冲区共6部分。
1.4.1 CS8900的硬件连接CS8900工作在8位模式下。
其数据线只保留低8位(SD7-SD0)接AT89C52的P0口,高8位(SD15-SD8)接地;地址线SA9-SA8接高电平,SA7-SA4接低电平,SA3-SA0有效,接AT89C52的P2.0-P2.3;控制线部分的读控制线(IOR)接P2.6,写控制线(IOW)接P2.5,片选控制线AEN接P2.4,中断控制输入线(INTR)接P2.7。
1.4.2 CS8900接收过程CS8900开始工作后,它会自动的从网络中读取数据包,并将包中的内容与自己的地址过滤器中的值相对应,地址过滤主要负责检查当前 是否通过Hash滤波器、帧的目的地址是否为广播地址、是否为多播地址、是否为本机地址,并根据接收控制寄存器的设定决定是否丢弃当前帧;如果通过过滤,则接收该帧,接受过滤器主要负责检查当前帧的有效性,包括超短帧的检查(帧长度小于64字节)、超长帧检查(帧长度大于1518个字节)和CRC校验位检测。
接收过滤器将根据接收控制寄存器的相应位设置决定是否接收当前帧;如果该帧通过接收过滤,将被接收,可以访问片内RAM或DMA方式传送至主机。
主机可以从内存中或通过I/O地址读取帧内容,当所有数据都被主机接收至主机内部RAM空间后,数据的传送工作完成,CS8900释放其内存中的帧数据,开始准备接受下一帧。
1.4.3 CS8900发送过程由于本装置中的MCU采用AT89C52,为8位单片机,所以CS8900工作在8位模式下。
而在8位工作模式下中断是不可用的,所以在发送过程中,将使用查询方式。
主机向CS8900发送TXCMD命令,申请存放帧的空间。
将要发送的数据长度送至CS8900的数据长度寄存器中,CS8900检测其内部空间,如果够大,芯片将通知主机传送数据。
此时主机查询BUSST 寄存器,当该寄存器中RDY4TXNOW位置位时,表示可以发送帧内容到CS8900的内存中去,主机查询到这一改变,发送数据帧内容,由CS8900按照TXCMD命令中的设定自动为要发送的数据进行封装,添加前导符、定界符、CRC校验码等,发送到网络中。
1.5网络接口模块该模块主要考虑CS8900电源和网络接口电路两部分。
由于系统中使用的CS8900芯片工作电压为3.3V而AT89C52的工作电压为5V,因此必须对电源进行电压转换。
这里使用的转换芯片为美国国家半导体公司的LM3940芯片;网络接口部分由于应用中需要使用RJ-45接口与以太网连接,因此在接入CS8900前必须使用传输线变压器将网络中的信号进行转换,这里使用的芯片为E2023.2协议介绍2.1电力通信网监控系统枢纽站RTU与采集单元间通信规约RTU作为系统的管理者,采集单元作为系统的服从者,RTU向采集单元发探询命令,采集单元向RTU回答响应数据。
RTU发向采集单元的数据块包括9个字节,分别为启动码、数据块长度、数据块长度(重复)、启动码(重复)、命令码、采集单元地址码、遥控字节、校验码、结束码。
采集单元对RTU命令的应答包括26个字节,分别为启动码、数据块长度、数据块长度(重复)、启动码(重复)、应答标识、应答单元地址、16路遥测量、16路遥信量、校验码、结束码。
RTU向所有采集单元发出询问命令,仅有一个采集单元作出响应。
当命令中的地址码不被任何采集单元所确认时,RTU 将得不到响应,可作为一次询问失败给予计数。
当连续N 次询问失败时,RTU将向中心站说明此采集单元通信故障或不存在该地址码的采集单元。
2.2精简TCP/IP协议栈该装置与网口连接可实现四个功能。
包括可以和网络中任何一台主机建立连接;可以向网络中的任何一台主机发送ARP报文;网络中任何一台主机均可以“Ping”到本装置;网络中主机向本装置发送一个UDP报文,端口号为100,则本装置会判断其数据格式正确与否,如果正确则把采集到的温湿度值打包后发给该机。
要实现上述功能需要在单片机上实现ARP 协议、IP协议、ICMP协议、UDP协议。
这四种协议的帧格式此文中就不在详述,下面是这四种协议的操作过程。
2.2.1ARP(地址解析协议)当传送过来的数据包要传向一个LAN的主机时,该包在到达网关后,网关会要求ARP 程序找到物理主机或与IP地址相对应的MAC地址。
ARP程序接到请求后,自动在缓存中寻找,如果找到该地址,则向网关提供该地址,以便让此包转换成相应的长度和格式传送至主机。
如果未找到地址,ARP程序就会在以太网上以广播的形式发送ARP请求。
网络中的其他机器接到该请求,会检查本机地址与ARP请求中的IP地址是否相同,如果相同则发送ARP 应答,报告本机MAC地址。
ARP程序在接收到ARP应答后,更新自己的缓存,并将数据包发送到相应的MAC地址处。
2.2.2ICMP(Internet控制报文协议)ICMP报文类型多达18种,这里使用“Ping”程序。
当主机发送“Ping”请求,即ICMP 回显请求报文,这里ICMP报文的类型字段值应为8,目的段口主机在收到ICMP请求后,保持原来的标识符字段和选择字段的内容不变,发送ICMP回显应答。
对使用同一标识符的ICMP 请求,主机每发送一个ICMP回显应答,序号内容就加1。
ICMP回显应答报文的ICMP类型字段应设为0。
2.2.3UDP(用户数据报协议)UDP是一个简单的面向数据报的运输层协议,该协议不提供对发送数据的可靠性,它负责将应用程序传给IP层的数据发送出去,但并不保证他们能够到达目的地,由于UDP协议不需要连接确认和保护复制,因此在软件实现较简单,所需要内存空间等资源也较少。
很适合AT89C52这样的8位单片机使用。
应用中其通信过程如下:源端主机在确定了目的端的硬件地址和目的端口后,将数据使用UDP协议封装,并在UDP首部指定目的端口,然后在添加IP封装和以太网封装,通过硬件接口发送出去。
目的端接收到该数据报,根据UDP首部中的目的端口号字段决定接收该数据的进程,并将数据传送至进程,由进程程序进行下一步处理。