拓展专业论文30265.doc

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1、毕业设计说明书设计题目：通用单片机工业控制板系统设计问题提出去各种各样的工业现场看一看，几乎没有什么地方看不到工业自动化控制的设备。在这些设备中，往往大量应用PLC，从编程的角度来看，这些PLC所要完成的功能非常简单，如果用单片机来实现其功能，那是轻而易举的。如果一定要做一个明确的说明的话，可以这么说：可能只要几十个字节的程序量就能完成那些PLC所要完成的功能。如果你了解这台机器的工作流程或者你就是这样一台机器的操作者，又略懂一些单片机，那么这样的程序完全可以写出来。可是，那里没有用到单片机，而是用的PLC，为什么呢？关键在于可靠性！工业现场的苛刻要求，不要说是初学者，就是富有经验的开发者，往

2、往也觉得头痛。一台设备数十万或更贵，设计者当然不愿意承担风险去用单片机控制板，而是宁愿先用贵一些的PLC。但PLC毕竟是昂贵的，如果有把握用单片机控制板来替代，肯定会有市场，关键在于你要有把握。单片机工业控制板就是为这样的应用而度身定做的。研究内容及目标研究内容单片机工业控制板（08-06）一、8位高性能单片机作为主控制芯片； 二、主电源采用5V直流电，外围驱动电源采用24V直流电；三、8路光电隔离数字量输入，NPN输入型式，输入电流为10mA；四、6路光电隔离数字量输出，输出电压为24V,最大输出电流为8A, 输出口状态可回读；五、8路光电隔离数字量输入中有两路可作中断源用于计数；六、系统采

3、用光电隔离和启用内部看门狗及严格的高频滤除特性，使系统工作稳定，无死机现象；七、系统有两盏LED灯各用以显示单片机工作状态和电源状态；八、系统有八个LED灯和六个LED灯可以显示输入和输出状态；九、紧凑型 (适合任何尺寸的机箱) ，PCB尺寸：125mmX110mm；十、可通过连接RS232接口下载程序，使程序修改，升级方便；十一、用Keil C 或汇编编程；规格：一、工作温度：055C；二、储存温度：-2080C ；三、湿度：595% 无凝结 ；四、功耗(无外部设备):+6V 0.5A (典型值) ；用途：一、可用于各种二十个点以内的控制系统，可控制气缸，电磁阀，继电器，步进电机，可外接光电

4、式，电容式，电感式，霍尔式等各种传感器；二、可用于替代二十点以内的PLC用于各种控制场合（如各种机器控制）.三、可用于单片机学习和试验.初步研究方案研究方法：1、设计要求分析2、系统整体功能框图绘制单片机8路DI光电隔离输入电路RS232总线LED显示EEPROM电源电路程序下载接口一路RST上电复位电路6路 DO光电隔离输出电路3、系统原理图设计和元件选型 根据系统的结构功能框图和设计要求，选取主要器件的型号：单片机，总线通讯芯片、存储器、时钟、电源、输入输出接口电路。单片机：51单片机、PIC单片机、AVR单片机DSP 、CPLD、FPGA根据：系统的处理数据量、系统响应速度要求、系统需要

5、的I/O接口的个数、系统的应用场合、成本。实例选择：STC11F02总线：根据应用场合设定实例选择：232总线类型 MAX232接口芯片外部扩展存储器：根据需要存储的数据类型、数据量实例选择：RS-232的串口电平转换芯片MAX232电源：外接5V电源供单片机工作 外接24V电源供继电器和光耦隔离电路工作输入采用：共阳极输入输出采用：PNP发射极开路输出电路4、PCB电路板设计5、系统软件框图设计6、系统软件设计7、系统调试8、现场调试进度安排第1-2周 查阅和收集相关资料第3-4周 根据资料制作规划并完成开题报告第5-6周 画出硬件原理图第7-9周 完成整个模块的编程任务第10周 根据完成进

6、度做中期报告第11-17周 程序调试并整理完善毕业设计报告最终定稿。第18周 毕业答辩参考文献1 丁元杰主编.MCS-51单片机原理及应用.3版.北京：机械工业出版社，2005.72 郑学坚，周斌 编著.微型计算机原理及应用.第3版：清华大学大学出版社，2001.6.13 谭浩强著，C程序设计（第三版）.北京：清华大学出版社，20054 胡汉才.单片机原理及系统设计M.北京：清华大学出版社，2005.11175 赵建华，沈永良.一种自适应PID控制算法.J自动化学报.2001.21236 忠梅.单片机的C语言应用程序设计M.北京:航空航天大学出版,2007.02.067 刘金琨.先进PID控制

7、MATLAB仿真（第三版）.电子工业出版社M.2011.38 郭天祥编著.新概念51单片机C语言编程 .北京.电子工业出版社：2009-19 何立民编著.MCS-51系列单片机应用系统设计M.北京：北京航空航天大学出版社，1999.121510 赖涛宏著.微型计算机控制技术.M北京：人民邮电出版社，1998.202311 陈炳和主编.计算机控制原理及应用.机械工业出版，2008-3-112 何衍庆，俞金涛，蒋慰孙编.工业生产过程控制.化学工业出版社，200313 孙德辉 等编著.微型计算机控制系统.冶金工业出版社，2002-08-0114 潘新民著.微型计算机控制技术.电子工业出版社，2011

8、-1-115 Sakharov V E,Kuznetsov S A, Zaitsev B D, el al. Liquid level using ultrasonic Lamb wavesJ.Ultrasonics,2003.232416 Harvey L ,Coles G S V ,Watson J . The development of an environment chamber for the characterization of gas sensorsJ.Sensors and Actuators ,1989 .393 - 405评审意见附表5 河北联合大学轻工学院本科生毕业设

9、计计划进程表（由学生填写）学 部基础教学部姓 名温建成合作者无设计题目通用单片机工业控制板系统设计时 间工 作 内 容完 成 情 况第5周第6-8周第7-9周第9-11周第12周第1316周第17-18周撰写开题报告，总结实习的所见所学，通过在图书馆查阅资料，熟悉protel软件。熟悉单片机控制板的现状，查阅相关资料，熟悉工业控制板的系统组成。选择合适的芯片，组成电路。用protel 99SE画出原理图.单片机工业控制板系统的完整性，检查电路，撰写中期报告。根据画面和部分程序设计试设计说明书答辩 本人完成部分说明书23万字论文万字图纸8张， 折合1号图 共 1 张译文说明书汉译英共 0.7万字

10、英译汉共 万单词其他指导教师签字：附表6： 河北联合大学轻工学院本科生毕业设计中期检查表学部基础教学部学生姓名温建成专业班级07拓展（1）班设计题目通用单片机工业控制板系统设计工作进展情况（对照计划进程表和任务书）已经按计划完成了：1、实习, 调研2、撰写开题报告，总结实习的所见所学，在图书馆查阅资料，熟悉protel软件。3、熟悉单片机控制板的现状，查阅相关资料，熟悉工业控制板的系统组成。4、选择合适的芯片，组成电路。用protel画出原理图。5、单片机工业控制板系统的完整性，检查电路，部分程序设计未按计划完成任务的原因及今后工作计划以上内容是我毕业设计的简要介绍，还有很多不够完善的地方需要

11、继续努力学习去填补，很多芯片的原理都不太懂。没有完成的原因是我第一次自己独立设计，很多地方都没有经验，而且有些芯片资料是英文的，自己的英文水平还是有待提高。我会抓紧时间尽量多掌握一些知识去完善这部分。下一步的计划：在有限的时间里多学习新东西，可以用到设计中，最主要是把应用部分再改一改，把代替PLC实习控制的例子再整理一下，要熟悉掌握。存在的主要问题及解决措施在这次设计中主要用到了51单片机还有上电复位电路和光耦隔离芯片，单片机虽然以前学过 不过学到的只是最基本的，从网上查阅了一些关于光耦隔离芯片、单片机最小系统电路设计的原理资料，也查阅了一下继电器的工作原理和接法，对这些有了很深的了解。另外对

12、此工控板的应用还是不能太熟练的掌握。多看些PLC和单片机工控板的应用实例，加深记忆。指导教师审查意见 指导教师签字： 年 月 日专业教授审查意见 专业教授签字： 年 月 日学部主任审查意见学部主任签字： 年 月 日附表7：河北联合大学轻工学院 基础教学 学部 本科生毕业设计成绩评分表 （指导教师用表）班级：07拓展1班 学生姓名：温建成 评价内容具 体 要 求分值评 分ABCDE调查论证能独立查阅文献和从事其他调研；能正确翻译外文资料；能提出并较好地论述课题的实施方案；有收集、加工各种信息及获取新知识的能力。10109876实验方案设计与实验技能能正确设计实验方案，独立进行实验工作，如装置安装

13、、调试、操作。202018161412分析与解决问题的能力能运用所学知识和技能去发现与解决实际问题；能正确处理实验数据；能对课题进行理论分析，得出有价值的结论。202018161412工作量、工作态度按期圆满完成规定的任务，工作量饱满，难度较大；工作努力，遵守纪律；工作作风严谨务实。202018161412设计质量综述简练完整，有见解；立论正确，论述充分，结论严谨合理；实验正确，分析处理科学；文字通顺，技术用语准确，符号统一，编号齐全，书写工整规范，图表完备、整洁、正确；论文结果有应用价值。202018161412创 新工作中有创新意识； 对前人工作有改进或突破，或有独特见解。10109876

14、总 分总分30%指导教师评语：指导教师签字： 年 月 日注：不同的专业对毕业设计有不同的侧重点，本表仅供参考，各专业可依据实际情况自行制定相应的指标体系。附表8： 河北联合大学轻工学院 基础教学 学部本科生毕业设计书面成绩评分表（评阅人用表）班级：07拓展1班 学生姓名：温建成 1 评价内容具 体 要 求分值评 分ABCDE翻译资料综述材料查阅文献有一定广泛性；翻译外文资料质量较好；有综合归纳资料的能力和自己见解。1515131197设计质量综述简练完整，有见解；立论正确，论述充分，结论严谨合理；实验正确，分析处理科学；文字通顺，技术用语准确，符号统一，编号齐全，书写工整规范，图表完备、整洁、

15、正确；论文结果有应用价值。505045403530工作量、难度工作量饱满，难度较大。252523211917创 新对前人工作有改进或突破，或有独特见解。10109876总 分总分30%评阅人评语：评阅人签字： 年 月 日注：不同的专业对毕业设计有不同的侧重点，本表仅供参考，各专业可依据实际情况自行制定相应的指标体系。附表9： 河北联合大学轻工学院 基础教学 学部本科生毕业设计答辩成绩评分表（答辩小组用表）班级：07拓展1班 学生姓名：温建成 评价内容具 体 要 求分值评 分ABCDE报告内容思路清晰；语言表达准确，概念清楚，论点正确；实验方法科学，分析归纳合理；结论严谨；论文结果有应用价值。5

16、05045403530创 新对前人工作有改进或突破，或有独特见解。10109876答 辩回答问题有理论根据，基本概念清楚。主要问题回答准确、有深度。303027242118报告时间符合要求。10109876总 分总分40%答辩小组评语答辩小组签字：年 月 日附表10： 河北联合大学轻工学院本科生毕业设计成绩总评表学部： 基础教学部 班级：07拓展1班 学生姓名温建成设计总成绩设计题目通用单片机工业控制板系统设计指导教师评定成绩评阅人评定成绩答辩成绩答 辩 委 员 会 评 语答辩委员会主任签字： 年 月 日注：设计总成绩=指导教师评定成绩（30%）评阅人评定成绩（30%）答辩成绩（40%）目录摘

17、要1Abstract21.绪论31.1 系统背景31.2 系统概述52工控板系统的设计构想与方案论证62.1设计构想62.2 系统结构功能图的绘制72.3方案论证73主要芯片介绍163.1 STC 11F02芯片的介绍163.2 RS232接口芯片MAX232194单片机工控板硬件电路的设计214.1 电源电路214.2 RS232串口电平转换电路234.3输入电路输出电路设计254.4单片机时钟电路344.5整体电路355工业控制板系统设计375.1系统概述375.2系统结构框图及各部分介绍376软件设计426.1软件概述426.2 EPROM读写程序436.3看门狗程序446.4通用板电机

18、正反转控制程序477结论49谢 辞50参考文献51摘要随着社会的进步和工业技术的发展，去各种各样的工业现场，没有什么地方看不到工业自动化控制的设备。这些设备中，往往大量应用PLC，从编程的角度来看，这些PLC所要完成的功能非常简单，如果我们用单片机来实现其功能，那是轻而易举的。PLC毕竟是昂贵的，如果有把握用单片机控制板来替代，肯定有市场，关键在于你要有把握。单片机工业控制板就是为这样的应用而度身定做的。本设计的（08-06）单片机工业控制板可用于各种二十个点以内的控制系统，可用于替代二十点以内的PLC用于各种控制场合（如各种机器控制）。本设计结合实际使用经验，介绍了（08-06）单片机工业控

19、制板的控制系统的各个组成部分，以及讲解了代替PLC的应用实例。该系统由上位机和下位机两大部分组成。下位机系统包括输入电路，输出电路，并提供标准RS232通信接口，芯片使用了STC公司的STC11F02单片机和MAX232芯片。电源部分由外接24V和5V电源经硬件电路滤波提供。另外还用到地址锁存器，和光电耦合器。上位机部分使用了通用PC。关键字：工控板；串行通信；单片机AbstractAs the industry and the society developing, To a wide variety of industrial field, there is no place can no

20、t see industrial automation and control equipment.These devices, often a large number of PLC, From a programming point of view, these should be completed by the function of PLC is very simple, if we use SCM to achieve its function, it is easy, after all, PLC is expensive, If there is to Industrial c

21、ontrol board to replace SCM, Then it must surely have a market, the key is you have a grasp. SCM is the industrial control panel for such applications tailor-made.The design (08-06) microcontroller can be used for various industrial control panel 20 points within the control system, can be used to r

22、eplace 20:00 within the PLC for control of various occasions (such as machine control). This design practical experience on the (08-06) SCM industrial control panels control the various components of the system, and on the PLC to replace the Gallery.The system is constituted by two parts the crew pa

23、rt and displayed part. The crew includes input circuit, the output circuit, and to provide standard RS232 communication interface, chip USES the STC STC11F02 single-chip microcomputer and the company MAX232 chip. Power in part by the external 24V and 5V by hardware circuit filtering provide power. I

24、n addition also used address latches, and photoelectric coupler. PC parts used the general PC.Keyword: Industrial Control Board; Serial Communication; single chip processor.Keywor ds: Control panels; Serial communication; SCM1.绪论1.1 系统背景去各种各样的工业现场看一看，几乎没有什么地方看不到工业自动化控制的设备。在这些简单的设备中，往往大量应用PLC，从编程的角度来

25、看，这些PLC所要完成的功能非常简单，如果用单片机来实现其功能，那是轻而易举的。如果一定要做一个明确的说明的话，可以这么说：可能只要几十个字节的程序量就能完成那些PLC所要完成的功能。如果你了解这台机器的工作流程或者你就是这样一台机器的操作者，又略懂一些单片机，那么这样的程序完全可以写出来。可是，那里没有用到单片机，而是用的PLC，为什么呢？关键在于可靠性！工业现场的苛刻要求，不要说是初学者，就是富有经验的开发者，往往也觉得头痛。一台设备数十万或更贵，设计者当然不愿意承担风险去用单片机控制板，而是宁愿先用贵一些的PLC。但PLC毕竟是昂贵的，如果有把握用单片机控制板来替代，肯定会有市场，关键在

26、于你要有把握。单片机工业控制板就是为这样的应用而度身定做的。在学习中我们发现，工业现场很难发现有国产单片机设备的踪影，尤其是介入控制部分的，几乎都是国外的产品一统天下。我们在做东西的过程中，也是酸甜苦辣各种滋味都尝到，摸爬滚打，满身伤痕，经过一段时间的摸索，逐渐掌握了一些规律，在解决工业现场干扰严重、单片机系统工作不可靠的问题上有了一些经验，所做的一些产品、系统都能可靠地运行于各种工业应用现场。我们认为，要能够做好工控产品，关键是对控制对象的理解，指望有什么技术可以一劳永逸解决所有问题是不现实的，也是开发者不成熟的标志。举例来说，如果你设计一台测重仪器，那么你事先一定要知道这台仪器的测量范围是

27、多少，测量精度有多高，连续测量的速度有什么要求等等，如果在做仪器之前的想法是：范围越大越好，精度越高越好，速度越快越好。那么可以说你这台仪器一定做不成功！除了你拿它来评奖有用之外，不会有实用价值，更不会有商业价值。这一点并不难理解，同样，工业品的抗干扰处理也是如此，如果你说：抗干扰能力越强越好，什么样的干扰都能抗最好。那意味着你对所要控制的对象，即将面对的干扰源认识还不足，你很难做好项目，或者要为此付出极大的代价。但是，要对所遇到的干扰源有充分的认识，谈何容易！这个东西看不到摸不着，很难抓住，至于各种报刊、杂志甚至专业书籍上的说法，也都言之不详，泛泛而谈，未涉及到深入的原因，所建议采取的措施往

28、往难以有效实施。举例来说，很多书上要求电源一定要好，但怎么个好法呢？都不详说，或者是要求采用所谓的净化电源供电，根本不现实。一台仪器总共才能卖到200300元，却要为它配个净化电源，头重脚轻了。又如，印板设计很重要，一定要设计好，可是究竟如何才算好，却不再多谈，只是罗列一些注意事项，当这些注意事项不能完全被满足时，究竟按什么要求取舍，不得而知。当然，能否看得懂这些设计原则还和各人的基础知识有关，和各人的经历有关。在我们的学习中，我们掌握了一些规律，我们借助“平台”这一概念，用我们掌握的知识，我认为，单片机用于工业设备控制的条件已成熟，具体有这样的一些表现：（1）单片机开发工具日益成熟目前，手提

29、电脑的价格已日渐平民化，二手手提电脑的价格更低，因此，将手提电脑带到工业现场已不再是奢望。优秀的单片机开发软件如Keil的出现使得 “软件仿真写片验证”成为一种重要的开发方式。（2）单片机的新特性也为其工业现场应用创造了条件目前，单片机的品种不断增加，新的单片机加入了很多新特性，如内部RAM、Flash Rom的增加等，为高级语言的普遍使用创造了条件；几乎都有ISP（在线编程）的功能，便于采用“软件仿真写片验证”的开发方式，一条下载线即可解决问题；采用SST系列单片机更可实现在板仿真功能。（3）一线工人素质不断提高很多一线工人有中职、中专、大专甚至本科学历，计算机的操作不成问题，有一些在学校中

30、就学过一至二门的高级语言，甚至就学过C语言，因此，在掌握单片机的初步知识后，学习C语言编程不成为障碍。（4）实时操作系统的普及也使得单片机开发更容易近年来，实时操作系统（RTOS）逐渐普及，加之单片机硬件价格的下降，使用操作系统编程不再是梦想。由于操作系统由计算机专家编写，并经市场验证，因此，其性能是完全可以得到保证的，借助于操作系统编程，可使程序更易写，并能得到更高的可靠性。单片机仿PLC工业控制板价格便宜，使用简单，稳定性不逊专用PLC，实在是小型自动控制中优选控制器。本次设计的单片机工业控制板具有以下优点:（1）.定位准确 应用目标锁定在工业控制，需要的人就去用，不需要的人不必为此花钱，

31、便于爱好者选择。（2）.经过实践检验 不仅所采用的是经过实践检验的成熟技术，而且所面向的是经实践检验的有前途的行业，这一点很重要；（3）.开发简单 所做的就是开关量控制，不涉及模拟量，不用到复杂的测量、显示等技术，只提供一个显示模块作为选用件，为使用者限制了应用范围。开关量控制的编程相对比较简单，但是其应用范围却极广，如果能把这一块做好，就能找到发挥自己能力的舞台。1.2 系统概述本设计运用主从分布式思想，由一台上位机（PC微型计算机），下位机（单片机）组成单片机工业控制板系统。该系统采用 RS-232串行通讯标准，通过上位机（PC）控制下位机（单片机）进行现场工业控制。下位机采用的是单片机工

32、业控制板系统。系统的抗干扰性好、设计灵活、方便，而且适合于在恶劣的环境下进行工业控制。本系统可以应用在各种二十个点以内的控制系统，可控制气缸，电磁阀，继电器，步进电机，可外接光电式，电容式，电感式，霍尔式等各种传感器；可用于替代二十点以内的PLC用于各种控制场合（如各种机器控制）.2工控板系统的设计构想与方案论证2.1设计构想根据单片机工业控制板系统设计要求，整理出系统设计的主要内容。方案采用STC11F02八位单片机实现。单片机软件编程的自由度大，可通过编程实现各种各样的算术算法和逻辑控制。而且体积小，硬件实现简单，安装方便。既可以单独进行控制工作，还可以与PC机通信.运用主从分布式思想，由

33、一台上位机（PC微型计算机），下位机（单片机）进行工业控制，组成整个工业控制板系统,实现远程控制。另外单片机工控板在工业控制上也有着广泛的应用，编程技术及外围功能电路的配合使用都很成熟。此设计需要的内容：（1） 系统的输入量输入量类型：数字量输入量的个数：（单位点或路）a.输入量的个数b.多个输入量之间的关系 单端输入 差动输入（2）系统的输出量输出量类型；数字量数字量类型：直流输出，继电器干接点输出， PNP发射极开路（主要是欧美产品）。（3）网络通讯通信总线类型：通讯RS232 接口、CAN总线 工业以太网通信速度（4）系统显示系统显示的内容a.系统状态指示、电源 开关量输入输出b.各路输

34、入信号LED灯显示和各继电器的工作状态LED灯显示系统显示类型LED灯指示（5） 系统电源设计输入电压的类型：直流输入电压的范围：5V-24V输出电压值和个数a.电压值：单片机和外围器件的工作电压b.个数：不同种电压值的类型，相同电压隔离的要求。2.2 系统结构功能图的绘制（1）整理出系统包含各功能模块，绘制系统结构功能框图：上位机PC机RS232串口转换电路.单片机工控板单片机工控板外接电路图1工业控制板系统图（2） 工业控制板的结构功能框图：单片机8路开关量光电隔离输入电路RS232总线LED显示EEPROM电源电路程序下载接口1路上电复位电路6路 开关量光电隔离输出电路带回读功能图2工业

35、控制板结构框图单片机工业控制板硬件设计主要包括以下几个模块：电源以及复位电路，8路开关量光电隔离输入电路，6路 开关量光电隔离输出，串口通讯电路。2.3方案论证根据系统的结构功能框图和设计要求，选取主要器件的型号主要器件：单片机、总线通讯芯片、存储器、时钟、电源、输入输出接口电路、RS232转换器的器件。（1） 单片机的选择：根据：系统的处理数据量、系统响应速度要求、系统需要的I/O接口的个数、系统的应用场合、成本。用STC11/10xx系列的单片机取代传统的89系列及2051系列单片机，成本更低，性能更强，原有程序直接使用，硬件无需改动，产品更小更轻，功耗更低，有开门狗电路，可以省去外部看门

36、狗电路。对于高速控制器ARM和DSP来说，成本又成为了取舍的瓶颈;AVR、EMC、PIC等单片机无论在功能还是速度上都可满足本系统的要求，但在能够满足运行速度的前提下，硬件资源的有效利用便成了选型的关键，综合评定上述控制器，STC系列单片机比51系列单片机优点多，超强抗干扰、抗静电（可抗2WV静电测试），速度快，超低功耗（使用于电池供电系统，水表，气表，便捷设备），并能满足本系统的要求，再加上其成本最为低廉，同时能够最加有效的利用资源，及可靠性高等特点，因此，本系统的数据采集部分以STC系列单片机为微控制器，采用STC公司生产的STC11F02。STC11F02是STC公司的新一代8051单片

37、机，其输出引脚和指令系统都与MCS一51兼容。内部集成看门狗计时器，不再需要像89C51那样外接看门狗计时器单元电路。（2）总线：根据应用场合设定实例选择：RS232总线类型 采用MAX232接口芯片。MAX232芯片是美信公司专门为电脑的RS-232标准串口设计的单电源电平转换芯片,使用+5v单电源供电。主要特点：1、符合所有的RS-232C技术标准。2、只需要单一 +5V电源供电。3、片载电荷泵具有升压、电压极性反转能力，能够产生+10V和-10V电压。4、低功耗，典型供电电流5mA。 5、内部集成2个RS-232C驱动器。6、内部集成两个RS-232C接受器。（3）电源：根据需要的电压值

38、和系统可能最大功率实例选择：单片机STC11F02 和其他部分芯片用外围驱动电源+5V供电，继电器电路用外接24V电源供电。因为单片机工作电源为+5V，且底层电路功耗很小。采用硬件电路进行滤波稳压即可满足通用板最小系统要求。（4）输入采用：共阳极输入（5）输出采用：PNP发射极开路输出电路（6）MAX232芯片 转换器的器件选择：PC机配有标准RS-232接口，而单片机工业控制板的通信输出的是TTL电平。因此，单片机工业控制板与PC机之间通讯时，需要电平转换。采用转换器作为单片机工业控制板与PC之间通讯的桥梁。3主要芯片介绍3.1 STC 11F02芯片的介绍主控制芯片采用8位单片机STC11

39、F02，STC11F02是宏晶科技推出的产品，完全兼容89C51产品，可以取代ATMEL公司的AT89C2051，功能强大的STC11F02单片机可以提供许多高性价比的应用场合，可灵活应用于各种控制领域。STC11/10XX系列可以兼容89CXX等51系列芯片，STC11/10XX系列单片机相对于89C51增加的新功能包括：ISP在线编程功能，这个功能的优势在于改写单片机存储器内的程序不需要把芯片从工作环境中剥离，是一个强大易用的功能；工作频率为0-35MHz，大家都知道89C51的极限工作频率只有24M，就是说STC11/10XX具有更高工作频率，从而具有了更快的计算速度；具有双工UART串

40、行通道，内部集成看门狗计时器，不再需要像89C51那样外接看门狗计时器单元电路；双数据指示器，电源关闭标识。全新的加密算法，这使得对于STC11F02的解密变为不可能，程序的保密性大大加强，这样就可以有效的保护知识产权不被侵犯；兼容性方面：向下完全兼容51全部字系列产品。比如8051、89C51等等早期MCS-51兼容产品。在89C51上一样可以照常运行，这就是所谓的向下兼容。主要性能参数：u 与MCS-51 产品指令系统完全兼容u 2K字节在系统编程（ISP）FLASH存储器u 擦写次数10万次以上u 3.7V-5.5V的工作电压范围u 全静态操作：0Hz-35MHzu SRAM:256字节

41、u 3级加密程序存储器u 16个可编程I/O 接口线u 2个16位定时/计数器（T0和T1）u 支持掉电唤醒外部中断5个u 全双工串行UART通道u 低功耗空间和掉电模式u 中断可从空闲模唤醒系统u 看门狗（WDT）及双数据指针u 掉电标识和快速编程特性u 灵活的在系统编程（ISP-字节或页写模式）STC11F02单片机引脚图如图3图3 STC11F02引脚图（1）功能特性描述：图4 STC11F02的内部结构总框图图4为单片机STC11F02的内部结构总框图。它可以划分为CPU、程序存储器（FLASH）、数据存储器(SRAM)、定时/计数器、UART串口、I/O接口、看门狗及片内R/C振荡器

42、和外晶振电路等模块。CPU由运算器和控制逻辑构成，几乎包含了数据采集和控制中所需的所有单元模块。STC11F02时钟有两种方式产生，即内部方式和外部方式。STC11F02在物理上有四个存储空间：片内/片外程序存储器、片内/片外数据存储器。片内有256B数据存储器SRAM和2KB的FLASH程序存储器。STC11F02有一独立的通用全双工异步串行口（UART）,做主机时可以当2个串口使用RxD/P3.0,TxD/P3.1可以切换到RxD/P1.6,TxD/P1.7,通过将串口在P3口和P1口之间来回切换，将1个串口作为2个串口分时复用，当然有其局限性。STC11F02共有16个（P1、P3口）并行I/O端口，共20个引脚。P1口双向I/O口，用于分时传送低8位地址和高8位数据信号； P3口为准双向I/O口；P3口每一引脚还具有特殊功能，用于特殊信号的输入输出和控制信号。STC11F02内部有两个16位可编程定时器/计数器T0、T1。最大计数值为216-1。工作方式和定时器或计数器的选择由指令来确定。中断系统允许接受5个独立的中断源，即两个外部中断，两个定时器/计数器中断以及一个串行口