基于A(yíng)DuC812的遠程環(huán)境監測信息系統下位機的設計

　　3．3 鍵盤(pán)、顯示器接口電路

　　外接鍵盤(pán)和LCD顯示器的目的是：當數據發(fā)送錯誤或人工查詢(xún)數據時(shí)，可通過(guò)鍵盤(pán)選擇要查詢(xún)的參數并在顯示器上顯示出來(lái)，使下位機的工作更加靈活方便。

　　為了連接鍵盤(pán)和顯示器，需要擴展一片8155I/O口擴展芯片，采用4*4觸摸式鍵盤(pán)和點(diǎn)陣式液晶顯示器。鍵盤(pán)上的鍵值分別與各路環(huán)境參數對應，若為“0”按下，則調顯示子程序，此后每按一個(gè)鍵，此按鍵值對應的環(huán)境參數在顯示器上顯示出來(lái)。若不是“0”鍵按下，則把鍵值送累加器A。當為“F”鍵按下時(shí)，則退出顯示子程序。

　　　3．4 串行通信接口電路　

由于要通過(guò)MODEM、電話(huà)線(xiàn)與上位PC機通信，所以須利用MAX232芯片作為RS—232口電平匹配與驅動(dòng)。MAX232是包含兩路接收器和驅動(dòng)器的IC芯片，其內部有一個(gè)電源電壓變換器，可以把輸入的+5V電源電壓變換成為RS—232C輸出電平所需的±10伏電壓。

　　4下位機軟件設計

　　4．1 軟件整體設計

　　下位機的軟件設計主要由3部分組成：數據采集及存儲子程序，鍵盤(pán)掃描與液晶顯示程序，與上位機的通信子程序。流程圖如圖4。

　　主程序中，首先進(jìn)行鍵盤(pán)、顯示器、AD模塊和通信端口的初始化。數據采集及存儲子程序編寫(xiě)為定時(shí)中斷子程序，采用定時(shí)器2定時(shí)，每2分鐘調一次數據采集及存儲子程序，采集一次數據。而酸雨數據的采集是通過(guò)外部中斷INT1，每當酸雨量達0.5mm時(shí)向ADuC812發(fā)一個(gè)中斷請求，ADuC812采集一次酸雨數據。

　　主程序循環(huán)掃描鍵盤(pán)，當有鍵按下時(shí)，轉鍵盤(pán)掃描子程序。主程序中把與上位機的通信程序設置為外部中斷子程序，中斷信號由INT0輸入。當上位機要求傳送數據時(shí)，通過(guò)撥號，選中某一下位機，則此下位機程序跳轉到通信子程序，完成與上位機的通信。

圖4、軟件流程圖

　　4．2 軟件設計特點(diǎn)

　　ADuC812微控制器內核與8051指令兼容，用戶(hù)現有的軟件都可以直接移植，但在A(yíng)DC轉換模塊和數據的存取方面與8051編程不同。

　　在數據采集及存儲子程序中，ADC首先要初始化。對ADuC812的AD轉換模塊的操作是通過(guò)對ADCON1，ADCON2和ADCON3這3個(gè)特殊功能寄存器（SFR）來(lái)控制的。ADCON1控制轉換與采集時(shí)間、硬件轉換模式以及掉電模式。在對ADCON1的設置中，ADC正常工作，時(shí)鐘分頻比為2。由于輸入信號模擬放大轉換電路的輸出阻抗都小于8KΩ，所以選擇ADC采集時(shí)鐘為1。設置定時(shí)器2轉換位T2C，由此，得ADCON1=52H。ADCON2控制ADC通道選擇和轉換模式。由于本數據采集系統為8通道順序采集，ADC每次需要將8個(gè)通道的模擬輸入量依次進(jìn)行轉換，因此，要把通道號CHAG的值送入ADCON2中。ADCON3未用。一旦特殊功能寄存器ADCON1~3完成設置，ADC將轉換模擬輸入并在特殊功能寄存器ADCDADAH/L中提供ADC 12位結果字。

　　CPU用中斷方式管理A/D轉換器。當A/D轉換完成時(shí)，向CPU發(fā)請求信號，CPU響應中斷，中斷處理子程序負責對轉換的數據進(jìn)行讀出并將其存儲至外部數據存儲器28F128中，然后通道號加1，相應的閃速存儲器地址也加1。

　　當用戶(hù)訪(fǎng)問(wèn)微轉換器ADuC812的16MB的外部數據空間時(shí)，必須添加一個(gè)數據頁(yè)指針DPP，與普通MCS-51一樣，一條向DPTR送數的MOV指令仍只送16位的數據到DPH和DPL，但一個(gè)使DPH溢出的INC DPTR指令，將使地址增加一頁(yè)而不是加1。頁(yè)的大小與DPP有關(guān)。因此利用數據頁(yè)指針DPP可實(shí)現16MB外部數據空間的訪(fǎng)問(wèn)。

　　對28F640的讀寫(xiě)是以頁(yè)編程操作為基礎。28F640是超大容量閃速存儲器，為了保證對各種操作的可靠進(jìn)行，芯片內部增加了控制邏輯。如用來(lái)接受各種操作命令的用戶(hù)命令單元接口（CUI）和擦寫(xiě)狀態(tài)機（WSM）等。當進(jìn)行數據交換時(shí)，首先是將芯片的片選端使能，使存儲器進(jìn)入工作狀態(tài)，然后再將相應命令字送入CUI。CUI根據命令要求按地址鎖存器的尋址去控制WSM對相應的存儲單元或存儲塊區域自動(dòng)執行編程算法和必要的延時(shí)，從而完成數據塊的擦除、寫(xiě)入、鎖存等操作。

　　5結束語(yǔ)

　　把ADuC812芯片應用在遠程環(huán)境監測信息系統下位機的設計上，顯著(zhù)提高了數據采集系統的性能并大幅度地減少了開(kāi)發(fā)時(shí)間和成本，適應了現代環(huán)境監測的要求。根據具體要求稍加修改，本系統還可適用于氣象、電力、水文等需要實(shí)時(shí)監測的各個(gè)部門(mén)。