基于GRS的无线数据采集系统设计.doc

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,是用于数据通信设备(DCE)和数据终端设备(DTE)之间的串行接口总线。由于RS232是早期为促进公用电话网进行数据通信而制定的标准,其逻辑电平对地是对称的而且是负逻辑,即逻辑“1”电平规定为-5V~-15V之间,逻辑“0”电平规定为+5V~+15V之间。而电子设备广泛使用的集成电路采用TTL(Transistor-TransistorLogic:晶体管-晶体管逻辑)电气标准,TT电平的逻辑“1”和“0”。由于RS-232和TTL各自规定了自己的电气标准,互不兼容,因此RS-232与TTL电路接口时需进行电平转换。,没有良好的抗干扰措施,系统就无法安全可靠的工作。当然,我们只能通过系统软件、硬件设计尽可能的减少干扰带来的影响,而不可能完全消除干扰。本系统在抗干扰方面考虑了如下的问题[5]。a:电源去耦,,并联大电容为了去除低频干扰,并联小电容为了去除高频干扰。b:加宽地线和电源线,加宽后的地线和电源线是信号线的7倍。c:所有芯片可靠接地,并且接地线构成环路。d:手工布置元件和布线,连线尽可能短。e:双面板两面的线条尽可能垂直交叉。f:避免来自传感器,测量信号功能模块,控制信号功能信号的干扰,模拟电路通路通过隔离放大器进行隔离,数字电路通过光电耦合器进行隔离。g:软件设计中采用一些方法抗干扰,如软件数字滤波,去抖动,重复初始化等。本系统采用光电隔离来消除模拟量输入通道中的干扰。。G20是MOTOR公司推出的GPRS无线双频调制解调器,主要为语音传输、短消息发送和数据业务提供无线接口。G2O集成了完整的射频电路和GPRS的基带处理器,特别适合于开发一些GPRS的无线应用产品,如监控、调度、车载和遥控等系统,也可以直接作为终端产品进行语音和数据的传输,使用范围十分广泛[6]。整个系统的工作过程如下:在远端的数据经过传感器、变送器等转变成标准信号,经线形光电隔离后,再通过A/D转换,转变成数字量;而电耦合器后输入,单片机来控制开关量输出,输出量通过反向驱动器和光耦合器开关量经光后带动大功率器件工作;采集的数据和开关量状态通过单片机的主控程序和GPRS调制解调器(G20模块)发送出去。本系统是利用短消息方式发送的,发送的指令编码在短消息中,当从机接收到主机的短消息后,通过对短消息解码,提取控制命令,执行相应的操作,把操作结果编码成短消息串并传回主机;主机接收从机发回来的短消息经过解码就可以得知系统的各种状态信息。:。AT89C52单片机制造工艺为CMOS的AT89C52单片机采用的是40只引脚的双列直插封装(DIP)方式。[7]所示,如果按功能划分,它由8个部件组成,即微处理器(CPU),数据存储器(RAM),程序存储器(E2PROM),I/O口(P0口、P1口、P2口、P3口),串行口,定时器/计数器,中断系统及特殊功能寄存器(SFR)。(一)对各功能部件作进一步的说明[7]:1、数据存储器(RAM):片内为256个字节(单元),片外最多扩至64K字节。2、程序存储器(E2PROM):AT89C52单片机含有8K字节的快擦写可编程/擦除存储器(E2PROM)。片内最多可扩至64K字节。3、中断系统:具有6个中断源,2级中断优先权。4、定时器/计数器:3个16位的定时器/计时器,具有四种工作方式。5、串行口:1个全双工的串行口,具有四种工作方式。6、P0口、P1口、P2口、P3口:为4个并行8位I/O口。7、特殊功能寄存器(SFR):共有21个,用于对于片内各功能模块进行管理,控制监视。实际上是一些控制寄存器和状态寄存器,是一个特殊功能的RAM区。8、微处理器(CPU):为8位的CPU,且内含一个1位CPU(微处理器),不仅可处理字节数据,还可进行位变量的处理。(二)AT89C52芯片的主要特性·与MCS-51兼容·8K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-24Hz·三级程序存储器锁定精选资料可修改编辑·256*8位内部RAM·32可编程I/O线·三个16位定时器/计数器·6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(三)AT89C52芯片的外部引脚功能()。: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8个TTL门电流。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。P1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4个TTL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。