无线数据传输系统设计.doc

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1、无线数据传输系统设计摘要：介绍无线数据传输系统的组成、AT89C51单片机串行口的工作方式及其与无线数字电台接口的软硬件设计与实现方法。一般的数字采集系统，是通过传感器将捕捉的现场信号转换为电信号，经模/数转换器ADC采样、量化、编码后，为成数字信号，存入数据存储器，或送给微处理器，或通过无线方式将数据发送给接收端进行处理。无线数据传输系统就是一套利用无线手段，将采集的数据由测量站发送到主控站的设备。关键字：无线数据传输，AT89C51单片机，模/数转换器，ADC采样，采集，信号【Abstract】: Introduction of wireless data transmission sys

2、tem components, AT89C51 Serial port works and wireless digital radio interface with the hardware and software design and implementation.Digital acquisition system in general, is to capture the scene through the sensor signal is converted to electrical signals by analog / digital converter ADC sampli

3、ng, quantization, encoding, in order to digital signals into data memory, or sent to the microprocessor, or send the data wirelessly to the receiver for processing. Wireless data transmission system is kind of a use of wireless means, to collect the data sent by the stations to the master control st

4、ation equipment.【Key words】: Wireless data transmission，AT89C51 Microcontroller，A / D converter，ADC sampling，Collection，Signal目 录第1章 数据通信基本知识21.1 有线传输介质 21.2 无线传输介质3第2章 数据传输方式52.1基带信号与宽带信号以及它们的传输52.1.1 基带信号与基带传输52.1.2.宽带信号52.1.3.多路复用52.2并行与串行方式52.3单工、半双工和全双工方式62.4异步传输与同步传输62.4.1 同步问题的重要性62.4.2 异步传输与

5、同步传输7第3章数据交换技术83.1电路交换83.2报文交换93.3分组交换93.4高速分组交换技术103.4.1 帧中继103.4.2 ATM异步传输模式10第4章AT89C51简介13第5章系统组成165.1系统组成图165.2 AT89C51与数字电台的串行通信165.2.1 通信协议与波特率165.2.2 AT89C51串行口工作方式175.2.3 AT89C51与数字电台的硬件连接185.3 通信软件设计18参 考 文 献20结 论21附 录:程序22第1章 数据通信基本知识所有计算机之间之间通过计算机网络的通信都涉及由传输介质传输某种形式的数据编码信号。传输介质在计算机、计算机网络

6、设备间起互连和通信作用，为数据信号提供从一个节点传送到另一个节点的物理通路。计算机与计算机网络中采用的传输介质可分为有线和无线传输介质两大类。 1.1有线传输介质(Wired Transmission Media)有线传输介质在数据传输中只作为传输介质，而非信号载体。 计算机网络中流行使用的有线传输介质(Wired Transmission Media)为：铜线和玻璃纤维。1. 铜线铜线(Copper Wire)由于具有较低的电阻率、价廉和容易安装等优点因而成为最早用于计算机网络中的传输介质，它以介质中传输的电流作为数据信号的载体。为了尽可能减小铜线所传输信号之间的相互干涉(Interfere

7、nce)，我们使用两种基本的铜线类型：双绞线和同轴电缆。(1)双绞线 双绞线(Twisted Pair)是把两条互相绝缘的铜导线纽绞起来组成一条通信线路，它既可减小流过电流所辐射的能量，也可防止来自其他通信线路上信号的干涉。双绞线分屏蔽和无屏蔽两种，其形状结构如图1.1所示。双绞线的线路损耗较大，传输速率低，但价格便宜，容易安装，常用于对通信速率要求不高的网络连接中。(2)同轴电缆同轴电缆(Coaxial Cable)由一对同轴导线组成。同轴电缆频带宽，损耗小，具有比双绞线更强的抗干扰能力和更好的传输性能。按特性阻抗值不同，同轴电缆可分为基带(用于传输单路信号)和宽带(用于同时传输多路信号)两

8、种。同轴电缆是目前LAN局域网与有线电视网中普遍采用的比较理想的传输介质。2.玻璃纤维目前，在计算机网络中十分流行使用易弯曲的石英玻璃纤维来作为传输介质，它以介质中传输的光波(光脉冲信号)作为信息载体，因此我们又将之称为光导纤维，简称光纤(Optical Fiber)或光缆(Optical Cable)。光缆由能传导光波的石英玻璃纤维(纤芯)，外加包层（硅橡胶）和保护层构成。在光缆一头的发射器使用LED光发射二极管(Light Emitting Diode)或激光(Laser)来发射光脉冲，在光缆另一头的接收器使用光敏半导体管探测光脉冲。1.2无线传输介质可以在自由空间利用电磁波发送和接收信号

9、进行通信就是无线传输。地球上的大气层为大部分无线传输提供了物理通道，就是常说的无线传输介质。无线传输所使用的频段很广，人们现在已经利用了好几个波段进行通信。紫外线和更高的波段目前还不能用于通信。无线通信的方法有无线电波、微波和红外线。无线电波无线电波是指在自由空间（包括空气和真空）传播的射频频段的电磁波。无线电技术是通过无线电波传播声音或其他信号的技术。无线电技术的原理在于，导体中电流强弱的改变会产生无线电波。利用这一现象，通过调制可将信息加载于无线电波之上。当电波通过空间传播到达收信端，电波引起的电磁场变化又会在导体中产生电流。 通过解调将信息从电流变化中提取出来，就达到了信息传递的目的。微

10、波微波是指频率为300MHz-300GHz的电磁波，是无线电波中一个有限频带的简称，即波长在1米（不含1米）到1毫米之间的电磁波，是分米波、厘米波、毫米波的统称。微波频率比一般的无线电波频率高，通常也称为“超高频电磁波”。红外线红外线是太阳光线中众多不可见光线中的一种，由德国科学家霍胥尔于1800年发现，又称为红外热辐射,他将太阳光用三棱镜分解开，在各种不同颜色的色带位置上放置了温度计，试图测量各种颜色的光的加热效应。结果发现，位于红光外侧的那支温度计升温最快。因此得到结论：太阳光谱中，红光的外侧必定存在看不见的光线，这就是红外线。也可以当作传输之媒界。 太阳光谱上红外线的波长大于可见光线，波

11、长为0.751000m。红外线可分为三部分，即近红外线，波长为0.751.50m之间；中红外线，波长为1.506.0m之间；远红外线，波长为6.0l000m 之间红外线通信有两个最突出的优点：1、不易被人发现和截获，保密性强；2、几乎不会受到电气、天电、人为干扰，抗干扰性强。此外，红外线通信机体积小，重量轻，结构简单，价格低廉。但是它必须在直视距离内通信，且传播受天气的影响。在不能架设有线线路，而使用无线电又怕暴露自己的情况下，使用红外线通信是比较好的。第2章 数据传输方式2.1基带信号与宽带信号以及它们的传输2.1.1基带信号与基带传输基带信号(Baseband Signal)直接用两种不同

12、的电压来表示数字信号1和0，因此我们将对应矩形电脉冲信号的固有频率称为基带，相应的信号称为基带信号。基带传输(Baseband Transmission)指通过有线信道直接传输基带信号，一般用于传输距离较近的数字通信系统，如基带局域网系统。2.1.2.宽带信号宽带信号(Wideband Signal)用多组基带信号1和0分别调制不同频率的载波，并由这些分别占用不同频段的调制载波组成。 2.1.3.多路复用为了充分利用通信干线的通信能力，人们广泛使用多路复用(Multiplex)技术，即让多路通信信道同时共用一条线路。多路复用可分为频分多路复用和时分多路复用。频分多路复用当我们采用宽带信号时，由

13、于同一线路上不同频率的各路信道互不干扰地同时传输各自的信号，我们称之为频分多路复用(Frequency -Division Multiplexing)。频分多路复用常用于宽带网络中。 时分多路复用当我们采用基带信号时，如让各路通信按时间顺序瞬时地分别占有线路的整个频带，并周期性地重复此过程，该线路就按时间分隔成了多个逻辑信道，我们称之为时分多路复用(Time Multiplexing)。其中，同步分时多路通信可以确定每个信道何时使用线路；反之则称为异步分时多路通信。时分多路复用常用于基带网络中。2.2并行与串行方式(Parallel & Serial Mode)根据一次传输数位的多少可将基带传

14、输分为并行(Parallel)方式和串行(Serial)方式，前者是通过一组传输线多位同时传输数字数据，后者是通过一对传输线逐位传输数字代码。通常，计算机内部以及计算机与并行打印机之间采用并行方式，而传输距离较远的数字通信系统多采用串行方式。并行传输方式要求并行的各条线路同步，因此需要传输定时和控制信号，而并行的各路信号在经过转发与放大处理时，将引起不同的延迟与畸变，故较难实现并行同步。若采用更复杂的技术、设备与线路，其成本会显著上升。故在远距离数字通信中一般不使用并行方式。串行通信双方常以数据帧为单位传输信息，但由于串行方式只能逐位传输数据，因此，在发送方需要进行信号的并/串转换，而接收方则

15、需要进行信号的串/并转换。2.3单工、半双工和全双工方式(Simplex, Half Duplex & Full Duplex)根据通信双方的分工和信号传输方向可将通信分为三种方式：单工、半双工与全双工。在计算机网络中主要采用双工方式，其中：局域网采用半双工方式，城域网和广域网采用全双年方式。(1)单工(Simplex)方式：通信双方设备中发送器与接收器分工明确，只能在由发送器向接收器的单一固定方向上传送数据。采用单工通信的典型发送设备如早期计算机的读卡器，典型的接收设备如打印机。(2)半双工(Half Duplex)方式：通信双方设备既是发送器，也是接收器，两台设备可以相互传送数据，但某一时

16、刻则只能向一个方向传送数据。例如，步话机是半双工设备，因为在一个时刻只能有一方说话。(3)全双工(Full Duplex)方式：通信双方设备既是发送器，也是接收器，两台设备可以同时在两个方向上传送数据。例如，电话是全双工设备，因为双方可同时说话。2.4异步传输与同步传输(Asynchronous & Synchronous Transmission)2.4.1同步问题的重要性在数字通信中，同步(Synchronous)是十分重要的。当发送器通过传输介质向接收器传输数据信息时，如每次发出一个字符(或一个数据帧)的数据信号，接收器必须识别出该字符(或该帧)数据信号的开始位和结束位，以便在适当的时刻

17、正确地读取该字符(或该帧)数据信号的每一位信息，这就是接收器与发送器之间的基本同步问题。当以数据帧传输数据信号时，为了保证传输信号的完整性和准确性，除了要求接收器应能识别每个字符(或数据帧)对应信号的起止，以保证在正确的时刻开始和结束读取信号，也即保持传输信号的完整性外；还要求使其时钟与发送器保持相同的频率，以保证单位时间读取的信号单元数相同，也即保证传输信号的准确性。因此当以数据帧传输数据信号时，要求发送器应对所发送的信号采取以下两个措施：在每帧数据对应信号的前面和后面分别添加有别于数据信号的开始信号和停止信号；在每帧数据信号的前面添加时钟同步信号，以控制接收器的时钟同步。2.4.2.异步传

18、输与同步传输异步传输与同步传输均存在上述基本同步问题：一般采用字符同步或帧同步信号来识别传输字符信号或数据帧信号的开始和结束。两者之间的主要区别在于发送器或接收器之一是否向对方发送时钟同步信号。异步传输(Asynchronous Transmission)以字符为单位传输数据，采用位形式的字符同步信号，发送器和接收器具有相互独立的时钟(频率相差不能太多)，并且两者中任一方都不向对方提供时钟同步信号。异步传输的发送器与接收器双方在数据可以传送之前不需要协调：发送器可以在任何时刻发送数据，而接收器必须随时都处于准备接收数据的状态。计算机主机与输入、输出设备之间一般采用异步传输方式，如键盘、典型的R

19、S-232串口(用于计算机与调制解调器或ASCII码终端设备之间)：发送方可以在任何时刻发送一个字符(由一个开始位引导，然后连续发完该字符的各位，后跟一个位长以上的哑位)。同步传输 (Synchronous Transmission)以数据帧为单位传输数据，可采用字符形式或位组合形式的帧同步信号(后者的传输效率和可靠性高)，由发送器或接收器提供专用于同步的时钟信号。在短距离的高速传输中，该时钟信号可由专门的时钟线路传输；计算机网络采用同步传输方式时，常将时钟同步信号植入数据信号帧中，以实现接收器与发送器的时钟同步。第3章数据交换技术在数据通信线路中，最简单的形式是在由某种传输介质直接连接的两台

20、设备之间进行通信。但在长距离通信中，从源站发出的数据一般还需要经过网络中一个或多个用作交换设备的中间结点，由相应结点的交换设备把数据从一个结点传送到另一个结点，直至到达目的站。通常我们将交换网络中所有通信的发送方与接收方的主机均简称为站，而将通信交换设备简称为结点。这些结点以不规则的网状结构用传输线路互相连接起来，而每个站点都连接到某个结点上。在交换网络中，站点之间需要通过有关结点之间的数据交换才能实现数据通信，基本的交换技术有两类：电路交换与存储转发，存储转发又可以分为报文交换和分组交换，分组交换则可分为面向连接的虚电路传输和无连接的数据报传输。目前，最具有发展前景的是高速分组交换技术。3.

21、1电路交换(Circuit Switching)电路交换(Circuit Switching)是在两个站点之间通过通信子网的结点建立一条专用的通信线路，这些结点通常是一台采用机电与电子技术的交换设备(例如程控交换机)。也就是说，在两个通信站点之间需要建立实际的物理连接，其典型实例是两台电话之间通过公共电话网络的互连实现通话。电路交换实现数据通信需经过下列三个步骤：首先是建立连接，即建立端到端(站点到站点)的线路连接；其次是数据传送，所传输数据可以是数字数据(如远程终端到计算机)，也可以是模拟数据(如声音)；最后是拆除连接，通常在数据传送完毕后由两个站点之一终止连接。电路交换的优点是实时性好，但

22、将电话采用的电路交换技术用于传送计算机或远程终端的数据时，会出现下列问题：用于建立连接的呼叫时间大大长于数据传送时间(这是因为在建立连接的过程中，会涉及一系列硬件开关动作，时间延迟较长，如某段线路被其他站点占用或物理断路，将导致连接失败，并需重新呼叫)；通信带宽不能充分利用，效率低(这是因为两个站点之间一旦建立起连接，就独自占用实际连通的通信线路，而计算机通信时真正用来传送数据的时间一般不到 10%，甚至可低到1%)；由于不同计算机和远程终端的传输速率不同，因此必须采取一些措施才能实现通信，如不直接连通终端和计算机，而设置数据缓存器等。3.2报文交换(Message Switching)报文交

23、换(Message Switching)是通过通信子网上的结点采用存储转发的方式来传输数据，它不需要在两个站点之间建立一条专用的通信线路。报文交换中传输数据的逻辑单元称为报文，其长度一般不受限制，可随数据不同而改变。一般它将接收报文站点的地址附加于报文一起发出，每个中间结点接收报文后暂存报文，然后根据其中的地址选择线路再把它传到下一个结点，直至到达目的站点。实现报文交换的结点通常是一台计算机，它具有足够的存储容量来缓存所接收的报文。一个报文在每个结点的延迟时间等于接收报文的全部位码所需时间、等待时间，以及传到下一个结点的排队延迟时间之和。报文交换的主要优点是线路利用率较高，多个报文可以分时共享

24、结点间的同一条通道；此外，该系统很容易把一个报文送到多个目的站点。报文交换的主要缺点是报文传输延迟较长(特别是在发生传输错误后)，而且随报文长度变化，因而不能满足实时或交互式通信的要求，不能用于声音连接，也不适于远程终端与计算机之间的交互通信。3.3分组交换(Packet Switching)分组交换(Packet Switching)的基本思想包括：数据分组、路由选择与存储转发。它类似于报文交换，但它限制每次所传输数据单位的长度(典型的最大长度为数千位)，对于超过规定长度的数据必须分成若干个等长的小单位，称为分组(Packets)。从通信站点的角度来看，每次只能发送其中一个分组。各站点将要传

25、送的大块数据信号分成若干等长而较小的数据分组，然后顺序发送；通信子网中的各个结点按照一定的算法建立路由表(各目标站点各自对应的下一个应发往的结点)，同时负责将收到的分组存储于缓存区中(而不使用速度较慢的外存储器)，再根据路由表确定各分组下一步应发向哪个结点，在线路空闲时再转发；依次类推，直到各分组传到目标站点。由于分组交换在各个通信路段上传送的分组不大，故只需很短的传输时间(通常仅为ms数量级)，传输延迟小，故非常适合远程终端与计算机之间的交互通信，也有利于多对时分复用通信线路；此外由于采取了错误检测措施，故可保证非常高的可靠性；而在线路误码率一定的情况下，小的分组还可减少重新传输出错分组的开

26、销；与电路交换相比，分组交换带给用户的优点则是费用低。根据通信子网的不同内部机制，分组交换子网又可分为面向连接(Connect-Oriented)和无连接(Connectless)两类。前者要求建立称为虚电路(Virtual Circuit)的连接，一对主机之间一旦建立虚电路，分组即可按虚电路号传输，而不必给出每个分组的显式目标站点地址，在传输过程中也无须为之单独寻址，虚电路在关闭连接时撤销。后者不建立连接，数据报(Datagram，即分组)带有目标站点地址，在传输过程中需要为之单独寻址。分组交换的灵活性高，可以根据需要实现面向连接或无连接的通信，并能充分利用通信线路，因此现有的公共数据交换网

27、都采用分组交换技术。LAN局域网也采用分组交换技术，但在局域网中，从源站到目的站只有一条单一的通信线路，因此，不需要公用数据网中的路由选择和交换功能。3.4高速分组交换技术(High Speed Packet Switching Technology)由于网络的应用越来越广泛，人们对通信线路带宽的需求越来越高，现有的交换技术，已经不能满足日益增长的网络应用的要求，如交互式的会话对实时性要求很高，延迟要很小；高清晰度电视图像及多媒体实时数据的传送都要求高速宽带的通信网。3.4.1.帧中继帧中继(Frame Relay)是目前开始流行的一种高速分组技术。典型的帧中继通信系统以帧中继交换机作为结点组

28、成高速帧中继网，再将各个计算机网络通过路由器与帧中继网络中的某一结点相连；与一般分组交换在每个结点均要对组成分组的各个数据帧进行检错等处理不同的是：帧中继交换结点在接收到一个帧时就转发该帧，并大大减少(并不完全取消)接收该帧过程中的检错步骤，从而将结点对帧的处理时间缩短一个数量级，因此称为高速分组交换。当某结点发现错误则立即中止该帧的传输，并由源站申请重发该帧。显然，只有当帧中继网络中的错误率非常低时，帧中继技术才是可行的。帧中继的帧长是可变的，可按需要分配带宽，帧中继网络的传输速率可达64Kbps45Mbps，适用于局域网、城域网和广域网。 3.4.2.ATM异步传输模式最有发展前途的高速分

29、组交换技术是ATM异步传输模式(Asynchronous Transfer Mode)，它是建立在电路交换与分组交换基础上的一种新的交换技术，并由基于光纤网络的B-ISDN宽带综合业务数字网所采用：用户主机所在网络通过 ATM交换结点再与光纤数字网络相连。ATM异步传输模式的主要特点如下：1). 模式中的分组称为信元(Cell)，其长度是固定的，由5个字节首部和48个字节的信息字组成，因此在各结点可采用硬件对信元进行处理，而缩短信元处理时间2). 交换设备可按网络最大速度设置，而不同类型的服务可复用在一起，各通信信道对应信元根据业务量的大小按先到先服务的原则占用各分时段，速率高的信源占用较多时

30、段，因而可支持各种业务的不同速率3). 保留电路交换以满足传输从语音到高清晰度电视图像等各种实时性很强的业务需要利用光纤通信误码率低的优点将差错控制由数据链路层改到高层，而提高信元在网络中的传输速率。信息和数据：信息是消息所包含的内容，他的载体是数字、文字、语音、图形、图像等。计算机及其外部设备产生和交换的信息都是以二进制的代码来表示的字母、数字或控制符号。数据是传输的二进制代码，他是传递信息的载体。数据与信息的区别在于，数据近涉及事物的表示形式，而信息涉及到这些数据的内容和解释。信道：通信中传输信息的通道，它由相应的发送信息与接收（或转发）信息的设备以及与之相连接的传输介质组成。信道带宽：信

31、道两端的发送接收设备能够改变比特信号的最大速率称为带宽，单位Hz。信道容量：单位时间内信道上所能传输的最大比特数，单位bps。码元：或称码位，是对计算机网络传送的二进制数字中的每一位的通称。码字：由若干个码元序列表示的数据单元代码称为码字。数据通信系统的主要技术指标：1.比特率：数字信号的传输速率，指单位时间内所传送的二进制代码的有效位数。2.波特率：是一种调制速率，也称波形速率，他是针对模拟信号传输过程中，从调制解调器输出的调制信号，每秒钟载波调制状态改变的次数。或者说在数据传输过程中，线路上每秒钟传送的波形个数。单位为波特。3.比特率和波特率之间存在以下关系：S=Blog2nn为一个脉冲信

32、号所表示的有效状态数。在二进制中，一个脉冲“有”和“无”表示0和1两种状态。对于多相调制来说，n表示相的数目。在二相调制中，n=2，故S=B，即伯特率等于比特率。4.误码率：指信息在传输过程中的错误率。如果传输的信息以码元为单位，计算机网络通信系统要求误码率低于10-6。电路交换：电路交换是在通话之前，通过用户的呼叫（拨号），由网络预先给用户分配传输带宽。若呼叫成功，则从主叫端到被叫端建立一条物理通路。双方才能通话。通话完毕挂机后自动释放这条物理通路。缺点：在通话的全部事时间内用户始终占用端到端的固定带宽。双方建立的通路中任何一点出现故障，则需重新拨号连接。分组交换：将欲发的报文划分成等长的数

33、据段，再加上“头部”，构成“报文分组”，也即“包”。结点交换机将受收到的分组先放入缓冲区，再查找路由表，然后确定将该分组交给某个端口转发出去。（存储转发）报文交换：信息交换以报文为单位，通信双方之间无需建立专用通道。是基于存储转发的传呼方式。面向连接：数据交换之前建立连接、数据交换之后释放连接。连接建立、数据传输、连接释放三个阶段。数据按序传送。无连接：无需事先建立连接，需要通信时，发送结点就可以往网络上送出信息，在传输过程中不再加以监控。尽力而为地向目的结点传送。不需要两个实体都是活跃的。第4章AT89C51简介AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROMFlash

34、 Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能CMOS 8位微处理器，俗称单片机。AT89C2051是一种带2K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除100次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C2051是它的一种精简版本。AT89C单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。外形及引脚排列如图所示 主要特性：与MC

35、S-51 兼容 4K字节可编程闪烁存储器 寿命：1000写/擦循环数据保留时间：10年全静态工作：0Hz-24MHz三级程序存储器锁定1288位内部RAM32可编程I/O线两个16位定时器/计数器5个中断源 可编程串行通道低功耗的闲置和掉电模式片内振荡器和时钟电路 管脚说明：VCC：供电电压。GND：接地。P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。P

36、1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。 P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它

37、利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示：口管脚 备选功能P3.0 RXD（串行输入口）P3.1 TXD（串行输出口）P3.2 /INT0（外部中断0）P3.3 /INT1（外部中断1）P3.4 T0（记时器0外部输

38、入）P3.5 T1（记时器1外部输入）P3.6 /WR（外部数据存储器写选通）P3.7 /RD（外部数据存储器读选通）P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上

39、置0。此时， ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。/PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。/EA/VPP：当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。XTAL1：反向振荡放大器

40、的输入及内部时钟工作电路的输入。XTAL2：来自反向振荡器的输出。振荡器特性:XTAL1和XTAL2分别为反向放大器的输入和输出。该反向放大器可以配置为片内振荡器。石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。如采用外部时钟源驱动器件，XTAL2应不接。有余输入至内部时钟信号要通过一个二分频触发器，因此对外部时钟信号的脉宽无任何要求，但必须保证脉冲的高低电平要求的宽度。 第5章系统组成5.1系统组成如图1、图2所示。 系统由测量站和主控站两部分组成。测量站主要完成对现场信号的采集、存储，接收遥控指令并发送数据。主控站的主要工作是发送遥控指令、接收数据信息、进行数据处理和数据管理、随机显示打印等。5.2 AT89

41、C51与数字电台的串行通信Atmel公司的AT89C51单片机，是一种低功耗、高性能的、片内含有4KB Flash ROM的8位CMOS单片机，工作电压范围为2.76V（实际使用+5V供电），8位数据总线。它有一个可编程的全双工串行通信接口，能同时进行串行发送和执着收。通过RXD引脚（串行数据接收端）和TXD引脚（串行数据发送端）与外界进行通信。5.2.1 通信协议与波特率数字电台与单片机、终端主控机的通信协议为：通信接口标准串行RS232接口，9线制半双工方式；通信帧格式1位起始位，8位数据位，1位可编程数据位，1位停止位；波特率1200 baud。数字电台选用Motorola公司的GM系列

42、车载电台，工作于VHF/UHF频段，可进行无线数传（9线制标准串行RS232接口），也可进行话音通信；采用二进制移频键控（2FSK）调制解调方式，符合国际电报电话咨询委员会CCITT.23标准。在话带内进行数字传输时，推荐在不高于1200b/s数据率时使用。实际使用时，电台工作于220240MHz频率范围，采用半双工方式（执行收、发操作，但不能同时进行）即可满足系统要求。5.2.2 AT89C51串行口工作方式AT89C51串行口可设置四种工作方式，可有8位、10位和11位帧格式。本系统中，AT89C51串行口工作于方式3，即鳘帧11位的异步通信格式：1位起始位，8位数据位（低位在前），1位可

43、编程数据位，1位停止位。发送前，由软件设置第9位数据（TB8）作奇偶校验位，将要发送的数据写入SBUF，启动发送过程。串行口能自动把TB8取出，装入到第9位数据的位置，再逐一发送出去。发送完毕，使TI=1。接收时，置SCON中的REN为1，允许接收。当检测到RXD（P3.0端有“1”到“0”的跳变（起始位）时，开始接收9位数据，送入移位寄存器（9位）。当满足RI=0且SM2=0或接收到的9位数据为1时，前8位数据送入SBUF，第9位数据送入SCON中的RB8，置RI为1；否则，这次接收无效，不置位RI。串口方式3的波特率由定时器T1的溢出率与SMOD值同时决定：方式3:波特率=T1溢出率/n当

44、SMOD=0时，n=32；SMOD=1时，n=16。T1溢出率取决于T1的计数速率（计数速率=fosc/12）和TI预置的初值。定时器T1用作波特率发生器，工作于模式2（自动重装初值）。设TH1和TL1定时计数初值为X，则每过“2 8-X”个机器周期，T1就会发生一次溢出。初值X确定如下：X=256-fosc(SMOD+1)/384BTL本系统中，SMOD=0，波行率BTL=1200，晶振fosc=6MHz，所以初值X=F3H。5.2.3 AT89C51与数字电台的硬件连接AT89C51与数字电台的硬件连接如图3所示。系统采用异步串行通信方式传输测量数据。利用单片机串口与数字电台RS232数据口相连。电台常态为收状态（PPT=0，收状态；PPT=1，发状态），单片机P3.5脚输出高电平。单片机使用TTL电平，电台使用RS232电平，由MAX232完成TTL电平与RS232电平之间的转换。3片光电耦合器6N137实现单片机与电台之间的电源隔离，增强系统抗干扰性能。单片机通过带控制端的三态缓冲门74HC125、非门74HC14控制电台的收发转换，以及指令的接收和数据发送。接收时，P3.5=1,c2=1，74HC125B截止；P3.5经74HC14反相、光电隔离，使电台PPT脚为低电平，将