MAX232CPE

西安科技大学高新学院 毕业论文

- 1 - 红外遥控器的基本原理

• 红外线的特点人的眼睛能看到的可见光，若按波长排列，依次(从长到短)为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫，红光的波长范围为 0.62μm～0.7μm，比红光波长还长的光叫红外线。红外线遥控器就是利用波长 0.76μm～1.5μm之间的近红外线来传送控制信号的。

红外线的特点是不干扰其他电器设备工作，也不会影响周边环境。电路调试简单，若对发射信号进行编码，可实现多路红外遥控功能。

红外线发射和接收

人们见到的红外遥控系统分为发射和接收两部分。发射部分的发射元件为红外发光二极管，它发出的是红外线而不是可见光。

常用的红外发光二极管发出的红外线波长为 940nm 左右，外形与普通φ5mm

发光二极管相同，只是颜色不同。一般有透明、黑色和深蓝等三种。判断红外发光二极管的好坏与判断普通二极管一样的方法。单只红外发光二极管的发射功率约

100mW。红外发光二极管的发光效率需用专用仪器测定，而业余条件下，只能凭经验用拉距法进行粗略判定。

接收电路的红外接收管是一种光敏二极管，使用时要给红外接收二极管加反向偏压，它才能正常工作而获得高的灵敏度。红外接收二极管一般有圆形和方形两种。由于红外发光二极管的发射功率较小，红外接收二极管收到的信号较弱，所以接收端就要增加高增益放大电路。然而现在不论是业余制作或正式的产品，大都采用成品的一体化接收头。红外线一体化接收头是集红外接收、放大、滤波和比较器输出等的模块，性能稳定、可靠。所以，有了一体化接收头，人们不再制作接收放大电路，这样红外接收电路不仅简单而且可靠性大大提高。 西安科技大学高新学院 毕业论文

- 2 - 红外遥控器的协议

• 鉴于家用电器的品种多样化和用户的使用特点，生产厂家对红外遥控器进行了严格的规范编码，这些编码各不相同，从而形成不同的编码方式，统一称为红外遥控器编码传输协议。了解这些编码协议的原理，不仅对学习和应用红外遥控器是必备的知识，同时也对学习射频（一般大于300MHz）无线遥控器的工作原理有很大的帮助。

毕业论文--基于射频识别技术的门禁系统设计

毕 业 论 文

基于射频识别技术的门禁系统设计

作 者 姓 名 ：

专 业、班 级：

学 号：

校内指导教师：

校外指导教师：

完 成 日 期 ：

黄河水利职业技术学院自动化工程系 黄河水院自动化工程系毕业论文

- I - 摘 要

本文研究一种基于射频识别（RFID）技术的门禁系统。（1）研究了基于射频识别技术的门禁系统的总体设计，设计了射频IC读卡器的电路原理图。读卡器主要由射频天线、读卡模块、RS485通信接口及单片机控制系统组成，（2） 深入研究RFID 天线的EMC过滤器、接收电路以及天线匹配电路等构成并设计优化了天线耦合电路。（3）门禁终端通信采用RS485总线，同时结合门禁读卡器研究了RS485的网络拓扑结构，通过RS485接口与PC机组成通信网络系统。（4）设计单片机的包看门狗、液晶显示、数据存储和实时时钟等在内的外围模块电路。（5）采用模块化软件设计方法，根据MF RC500的特性，系统地对MF RC500芯片的操作流程进行研究，设计主程序的流程图和各个模块子程序。（6）并建立一个Access数据库用来存储用户信息。上位机与下位机之间的通信采用串口通信，选用MAX232CPE芯片完成上、下位机之间的通信。

关键词：门禁系统；射频识别；MF RC500；非接触式IC卡；串口通信

黄河水院自动化工程系毕业论文

- I - 目 录

摘 要 ..................................................................................................................................... I

General DescriptionThe MAX220–MAX249 family of line drivers/receivers isintended for all EIA/TIA-232E and V.28/V.24 communica-tions interfaces, particularly applications where ±12V isnot available. These parts are especially useful in battery-powered sys-tems, since their low-power shutdown mode reducespower dissipation to less than 5µW. The MAX225,MAX233, MAX235, and MAX245/MAX246/MAX247 useno external components and are recommended for appli-cations where printed circuit board space is critical. ________________________ApplicationsPortable ComputersLow-Power ModemsInterface TranslationBattery-Powered RS-232 SystemsMultidrop RS-232 Networks____________________________FeaturesSuperior to BipolaroOperate from Single +5V Power Supply(+5V and +12V—MAX231/MAX239)oLow-Power Receive Mode in Shutdown(MAX223/MAX242)oMeet All EIA/TIA-232E and V.28 SpecificationsoMultiple Drivers and Receiverso3-State Driver and Receiver OutputsoOpen-Line Detection (MAX243)Ordering Information

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《ＰＬＣ技术应用２００例》您的论文得到两院院士关注基于ＣＰＬＤ的打印数据采集系统ＴｈｅＳｙｓｔｅｍｏｆＲｅ－ｃｏｌｌｅｃｔｉｎｇＰｒｉｎｔｅｒＤａｔａｂａｓｉｎｇｏｎＣＰＬＤ（华南理工大学）龚戈峰陈安胡跃明ＧＯＮＧＧｅ－ｆｅｎｇＣＨＥＮＡｎＨＵＹｕｅ－ｍｉｎｇ摘要：介绍了一种基于ＣＰＬＤ的打印数据采集方法。首先分析了打印机工作原理和几种打印机控制语言，基于ＦＰＧＡ和单片机设计了对打印接口数据进行采集的系统，通过软件设计将原先只能打印出来的数据进行再次采集，便于进行后续数据处理。该系统已成功应用于自控实验中频谱分析仪的数据采集，效果明显；该系统结构简单、性能可靠、开发成本低，也适用于其他类似仪器的数据转换。关键词：ＣＰＬＤ；打印数据采集；ＦＰＧＡ；单片机中图分类号：ＴＰ２７４＋．２文献标识码：ＡＡｂｓｔｒａｃｔ：ＡｍｅｔｈｏｄｂａｓｉｎｇｏｎＣＰＬＤｆｏｒｒｅ－ｃｏｌｌｅｃｔｉｎｇｐｒｉｎｔｅｒｄａｔａｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｔｈｅｗｏｒｋｉｎｇｐｒｉｎｃｉｐｌｅａｎｄｓｅｖｅｒａｌｋｉｎｄｓｏｆｐｒｉｎｔｅｒｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇｌａｎｇｕａｇｅｓａｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｆｉｒｓｔｌｙ．ＢａｓｉｎｇｏｎＦＰＧＡａｎｄＳＣＭ，ｔｈｅｈａｒｄｗａｒｅｆｏｒｃｏｌｌｅｃｔｉｎｇｔｈｅｐｒｉｎｔｅｒｉｎｔｅｒｆａｃｅｄａｔａｉｓｄｅｖｅｌ－ｏｐｄ，ａｎｄｔｈｅｓｏｆｔｗａｒｅｗｉｔｈｆｕｎｃｔｉｏｎｏｆｒｅ－ｃｏｌｌｅｃｔｉｎｇｄａｔａｗｈｉｃｈｃａｎｏｎｌｙｂｅｐｒｉｎｔｅｄｆｏｒｍｅｒｌｙｉｓａｌｓｏｄｅｓｉｇｎｅｄｆｏｒｄａｔａｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｉｎｔｈｅｆｏｌｌｏｗｉｎｇｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ．Ｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｅｄｓｙｓｔｅｍｈａｓｂｅｅｎｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｌｙａｐｐｌｉｅｄｔｏｄａｔａｒｅ－ｃｏｌｌｅｃｔｉｎｇｏｆｓｐｅｃｔｒｕｍａｎａｌｙｚｅｒｉｎｔｈｅａｕｔｏ－ｃｏｎｔｒｏｌｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓａｎｄｈａｓａｃｈｉｅｖｅｄｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｒｅｓｕｌｔ；ｗｉｔｈｐｒｏｖｅｄｓｉｍｐｌｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｒｅｌｉａｂｌｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅａｎｄｌｏｗｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｃｏｓｔ，ｔｈｅｓｙｓｔｅｍｃａｎａｌｓｏｂｅｕｓｅｄｏｎｏｔｈｅｒｄｅｖｉｃｅｓｗｉｔｈｓｉｍｉｌａｒＬＰＴ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＣＰＬＤ；ｐｒｉｎｔｅｒｄａｔａｒｅ－ｃｏｌｌｅｃｔｉｎｇ；ＦＰＧＡ；ＳＣＭ文章编号：１００８－０５７０（２００８）０４－２－００００－０３引言一些实验仪器（如ＴＤ４０１０型频谱分析仪）测量到的数据并不能直接数字化，只能将数据送到打印机进行打印，但目前在实验中对数据的分析越来越不局限于查看，而要求对数据进行列表、归一化、图形化或者建立相应的数据模型。如果数据庞大，将数据打印后由人工进行二次输入，在时间上和物质上都是很大的浪费。如能将原本送到打印机的数据进行转换，再送到计算机进行保存、处理，就显得相当经济和有效率，对于后续处理也很有帮助。本文以自控实验室的ＴＤ４０１０型频谱分析仪为实验对象、基于打印接口的特性，简要分析了几种打印机控制语言，搭建合适的软硬件环境，成功实现了打印数据的电子化采集。１打印接口介绍１．１打印接口的基本工作原理ｃｅｎｔｒｏｎｉｃｓ接口是ＣＥＮＴＲＯＮＩＣＳ公司的打印机接口，是一种可同时传送多个信号的并行接口规格，现在几乎所有的打印机都采用这种规格，成为事实上的标准。要使打印机正常工作，ｃｅｎｔｒｏｎｉｃｓ接口各信号之间的相互关系必须满足打印机协议的要求。图１是ｃｅｎｔｒｏｎｉｃｓ接口打印时序，其中ＤＡＴＡ是计算机向打印机传送的数据；／ＳＴＲＯＢＥ是打印机读取数据的定时信号；ＢＵＳＹ是判断打印机是否“忙”信号；／ＡＣＫ是打印机应答信号，作为中断要求用。图１ｃｅｎｔｒｏｎｉｃｓ接口打印时序由图１可看出，在ｔ１时刻打印机处于不忙状态，计算机检测ＢＵＳＹ后将当前要打印的数据送往数据总线。在数据被送出一段时间后（大约０．５ｕｓ），ｔ２时刻计算机发出一低电平选通信号，打印机检测到这一信号后立即将ＢＵＳＹ置为高电平，同时对数据线上的数据进行处理。计算机发出选通信号后就开始等待打印机不忙的信息，以便传输下一数据，当打印机将打印数据处理完后，再次将打印机忙信号线置为低电平，告诉计算机传送下一组数据。编写打印驱动程序，可采用两种方式：一种是中断方式，将控制寄存器中的允许中断位置为１，这样打印机每打印输出一个字符后，立即向主机发出中断清求信号，要求发送下一个字符，主机方只要在中断服务程序中实现数据传输即可，而不必循环查询打印机的“忙”信号；另一种是查询方式，在这种方式下主机不停地测试打印机的“忙”信号，当检测到打印机不忙时便向其发送打印数据，若打印机忙，则主机必须等待，直到打印机不忙。为了提高系统的效率，本系统将采用中断方式来实现数据的传输。龚戈峰：硕士基金项目：广东省教育厅、财政厅＂高校产学研结合示范基地＂专项经费支持。１８１－－技术创新中文核心期刊《微计算机信息》（嵌入式与ＳＯＣ）２００８年第２４卷第４－２期３６０元／年邮局订阅号：８２－９４６《现场总线技术应用２００例》ＰＬＤＣＰＬＤＦＰＧＡ应用１．２打印接口控制语言打印语言就是一个命令集，它告诉打印机如何组织被打印的文档。这些命令不是被单独地传送，而是由打印机驱动程序把它们嵌在打印数据中传给打印机，并由打印机的打印控制器来分开解释。打印机语言总的来说可以分成两类：ＰＤＬ（页描述语言，ＰａｇｅＤｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎａｌＬａｎｇｕａｇｅ）和ｘＣＬ（嵌入式语言，如ＥＳＣａｐｅＣｏｄｅＬａｎｇｕａｇｅ）。ＰＤＬ功能强大，能输出复杂的页面和图像，但ＰＤＬ的复杂性使打印机处理起来相对较慢。目前，激打和喷打普遍采用的ＰＣＬ或ＰｏｓｔＳｃｒｉｐｔ都属于ＰＤＬ。ｘＣＬ的每一个命令都以一个特征码为前缀（如ＥＳＣ），表示该字符串是一个命令而不是一般的打印数据。通过ＥＳＣ语言的描述，告诉了打印机打印头的走针位置，从而控制打印机打印的样式。截取其他机器传来的数据就是截取其中的ＥＳＣ码，打印机通过ＥＳＣ＊ｍｎＬｎＨｄ１……ｄｋ命令把需要打印的字符输出到打印机中，从而进行打印，其中ｍ是确认打印密度和打印速度的参数；ｎＬｎＨ是确认打印的列数；行的数目ｋ＝（（ｎＨ×２５６）＋ｎＬ）；ｄ１……ｄｋ是图像数据字节。图像是由代表着一个字节的数据所组成，每一个字节都是由数个点代表的数所组成，把点的值全部加起来就代表了这个字节数的大小。要还原被打印的字符就要首先获取每个ＡＳＣＩＩ可打印字符的位图码，在找出位图码后将其列成字符串的形式进行排序，就能重新整理出原来字符串的位置，从而实现过滤非打印字符和打印字符的工作。２系统结构打印数据采集系统首先把传送到ｃｅｎｔｒｏｎｉｃｓ接口的打印数据由ＦＰＧＡ逻辑芯片进行模拟接收，然后由单片机进行采集和预处理，再从串行口把采集到的数据发送到ＰＣ的操作软件，最后由操作软件来完成数据保存、图形化等工作。该系统结构总框图如图２所示。图２系统结构总框图３硬件设计采集系统硬件以ＦＰＧＡ逻辑芯片和５１系列单片机为核心，完成并口数据的接收和转发功能。根据系统结构框图，系统硬件主要由３个部分组成：中央处理器、打印接口数据输入逻辑控制模块、电源电路和通讯模块。各部分详细介绍如下：３．１中央处理器采用ＡＴ８９Ｃ５１单片机作为核心处理器，其工作频率高达２０ＭＨｚ，片内具有１２８字节的ＲＡＭ和４Ｋ字节可电气烧录及擦除的程序空间，可快速擦除程序并烧录新的程序，方便实验。本系统采用频率为１１．０５９２ＭＨｚ的外部晶振，此频率的晶振能使串口通讯波特率的误差最小；ＤＲＤＹ信号作为外部中断源，当ＤＲＤＹ信号的下降沿出现时，单片机通过Ｐ２口读入数据；ＡＣＫＩＮ信号作为应答信号，在单片机接收完数据后，ＡＣＫＩＮ被置为高电平，从而引起ＥＰＭ７０３２的ＡＣＫ变高和ＢＵＳＹ置低；串行输出口ＴＸＤ定时将接收的数据发送给ＰＣ，其中串行口设置为波特率９６００ｋｂｐｓ、８位数据、１位停止位和无奇偶校验。３．２逻辑控制电路采用ＥＰＭ７０３２实现数据的锁存，控制来自单片机的应答信号ＡＣＫＩＮ、引起单片机中断接收的信号ＤＲＤＹ和反馈给频谱分析仪的ＳＴＲＯＢＥ、ＢＵＳＹ和ＡＣＫ信号之间的逻辑变换。可编程逻辑器件ＥＰＭ７０３２是基于Ａｌｔｅｒａ公司第二代多阵列矩阵（ＭＡＸ）结构，并采用先进的ＣＭＯＳＥＥＰＲＯＭ技术制造的。该器件由逻辑阵列块（ＬＡＢ）、可编程连线阵列（ＰＩＡ）和Ｉ／Ｏ控制块等部分组成，在ＭＡＸ＋ＰｌｕｓⅡ开发环境下采用ＶＨＤＬ语言以及ＢｙｔｅＢｌａｓｔｅｒ在线可编程技术来实现自动交通控制系统的方法。３．３电源电路和通讯模块采用ＬＭＰ７８０５电压转换芯片设计电源电路，为单片机和其他电路提供＋５Ｖ电源。ＭＡＸ２３２ＣＰＥ异步通信接口芯片完成单片机向ＰＣ的数据转发。４软件设计本系统软件主要包括三个部分：一是在ＦＰＧＡ芯片ＥＰＭ７０３２上实现模拟接收功能，采用ＶＨＤＬ语言设计；二是单片机的接收和转发数据程序，采用Ｃ语言模块化结构设计，实现输入输出功能；三是主机的数据处理程序，用ＶＣ＋＋编写在ＷＩＮＤＯＷＳ下接收、处理数据的操作界面。下面将分别介绍这三部分软件的具体设计。４．１ＦＰＧＡ程序设计４．１．１ＶＨＤＬ语言设计ＶＨＤＬ语言设计将ＥＰＭ７０３２的数据从输入端口传输到输出端口，同时引起单片机中断，接到单片机读取完成的信号后，向频谱分析仪发送应答信号，表明准备好接收下一组数据。图３（ａ）为ＶＨＤＬ语言设计的流程图。（ａ）（ｂ）图３ＶＨＤＬ语言程序流程和单片机主程序框图４．１．２时序仿真波形把设计的ＶＨＤＬ程序进行编译，在ＭＡＸ＋ＰＬＵＳＩＩ下的时序仿真波形如图４所示。其中ＩＤ［７．．０］是频谱分析仪向ＥＰＭ７０３２传送的数据，ＯＤ［７．．０］是ＥＰＭ７０３２向单片机传送的数据；－ＳＴＢ是ＥＰＭ７０３２读取数据的定时信号，ＢＵＳＹ表示ＥＰＭ７０３２是否忙，－ＡＣＫ是ＥＰＭ７０３２接收完数据后反馈给频谱分析仪的信号；ＤＲＤＹ是引起单片机接收数据的外部中断源，－ＡＣＫＩＮ是单片机反馈给ＥＰＭ７０３２的信号。由仿真波形可以看出：频谱分析仪在将数据输出到数据总１８２－－邮局订阅号：８２－９４６３６０元／年技术创新ＰＬＤＣＰＬＤＦＰＧＡ应用