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利用單片機實現(xiàn)羅經(jīng)****器系統(tǒng)的管理

利用單片機實現(xiàn)羅經(jīng)****器系統(tǒng)的管理

作者:佚名來源:不詳錄入:jdzj868 更新時間：2009-6-2 9:30:32 點擊數(shù)：1

【字體：

】

引言

駕駛臺綜合導航系統(tǒng)（IBS）是一個集成船舶信息探測和信息操作的綜合系統(tǒng)，其中的羅經(jīng)****系統(tǒng)完成對航向、速度、位置等信息的監(jiān)控和管理。隨著圖形、字符點陣液晶顯示器（LCD）模塊在各行各業(yè)的逐步應用，單片機系統(tǒng)人機界面變得越來越直觀，所以這里我們選用帶內(nèi)置字符的LCD模塊，顯示通過串口接收到的羅經(jīng)航向，速度，位置等信息，還可以通過鍵盤對航向等信息進行設置，最終通過串口發(fā)送到羅經(jīng)等設備上，從而實現(xiàn)對****器系統(tǒng)的控制。本項目中的所有程序語言為C51，編譯器采用Keil C。

1、硬件框圖

STC 89C54RD+型單片機為核心建立硬件系統(tǒng)，如圖。

2、LCD模塊

此LCD顯示模塊內(nèi)置字符，并留下32Byte可以自建字符，以滿足用戶所需。顯示屏幕為40*4，上下兩行分別有各自得行列驅動信號，通過E1，E2來控制，而且其亮度可以通過電位器調節(jié)。另外，為了方便夜間觀察，此LCD還配置了背光，其與單片機的接口電路如下圖所示。

         LCD的程序設計必須利用LCD自身所帶指令，參考LCD說明書可得到所需指令[1],[4],[6]。由于單片機內(nèi)置存儲器的限制，必須設置一個好的算法來實現(xiàn)多級菜單的顯示功能。這里采用樹形結構來實現(xiàn)，每進入一級菜單的某個選項就是其標志位置1，其他標志位置0，從而使程序簡單清晰，容易理解。（初始化時使第一級菜單，即主菜單標志位置1）

3、鍵盤

        由于控制****器的按鍵很多，所以我們采用兩組行列掃描的非編碼鍵盤來實現(xiàn)，一組2*3，一組5*4。其中由于P0口內(nèi)部沒有上拉電阻，所以P0口需接一10K的排阻把電平拉高[8]，從而很好的控制鍵盤。由于系統(tǒng)的實時性要求（串口數(shù)據(jù)的實時傳輸），鍵盤的取抖程序[2],[5]不能通過占用CPU來實現(xiàn)，所以利用定時器2設置標志位的方法來實現(xiàn)去抖。

4、串口通信

       LCD顯示模塊要通過串口顯示羅經(jīng)，GPS 等設備傳過來的數(shù)據(jù)信息，串口通信采用RS422標準，通信速率為可調（4800baud 或9600baud——通過程序選擇通信速率）,格式為1位起始位，8位數(shù)據(jù)位，1位停止位，通信協(xié)議則采用國際海洋電子協(xié)會的NMEA0183協(xié)議，即以字符’$’為起始位然后是設備名稱及其所起作用，接下來傳數(shù)據(jù)，并以’*’表示數(shù)據(jù)的結束，后面還有兩位校驗位，最后兩位是回車和換行，如下例：

　　HE表示指北陀螺羅經(jīng)，HDT表示航向，后面是航向數(shù)據(jù)，兩個h是’$’與’*’之間的數(shù)據(jù)和字符（包括逗號在內(nèi)）的異或值，最后兩位就是回車和換行。通過此協(xié)議可以很好的與設備進行通信，以此來了解航向，位置等信息，從而可以對船舶航行進行實時監(jiān)控。系統(tǒng)的通信實時性[3]一定要好，所以我們選用中斷方式來進行串口通信[7]，代碼如下：

       void serial() interrupt 4 using 3
        {
       if(TI)
       {
       TI=0;
       if(b_outbufsign) //輸出緩沖區(qū)非空
       {
       SBUF=*outlast;/*未發(fā)送完繼續(xù)發(fā)送*/
        outlast++;/*最后傳出去的字節(jié)位置加一*/
        if(outlast==outbuf+OLEN) outlast=outbuf;/*地址到頂部回到底部*/
        if(putlast==outlast) b_outbufsign=0;/*數(shù)據(jù)發(fā)送完置發(fā)送緩沖區(qū)空標志*/
        }
         else b_outbufsign0=0;
        }
       if (RI)
       {
       RI=0;
       if(!b_inbufful) //輸入緩沖區(qū)沒有滿
       {
       *inlast=SBUF; //放入數(shù)據(jù)
       inlast++;b_inbufsign=1;/*最后放入的位置加一*/
       if(inlast==inbuf+ILEN) inlast=inbuf;/*地址到頂部回到底部*/
       if (inlast==getlast) b_inbufful=1; /*接收緩沖區(qū)滿置滿標志*/
       }
       }
       }

　　通過VC編寫串口程序進行數(shù)據(jù)實時傳輸?shù)哪M，并通過RS232接口由PC機傳入數(shù)據(jù)，得到預期效果。(實用階段用RS422接口)

5、軟件流程圖

　　主程序框圖如下：

　　模擬實時數(shù)據(jù)監(jiān)控，VC編寫的串口應用程序如下圖，設置好端口和其波特率，然后打開串口，再點擊左下方三個按鈕，分別發(fā)送羅經(jīng)一、羅經(jīng)二、磁羅經(jīng)的航向，

　　通過串口傳到LCD屏上，下圖左屏前三行即為相應羅經(jīng)的航向，航向前面的箭頭“>”指示主航向。

7、總結

本文只是對本人所做的項目進行了一個大致的介紹，其中多級菜單的編程是本項目的難點，而串口通信進行實時監(jiān)控是重點，因為羅經(jīng)****器管理系統(tǒng)必須依靠監(jiān)控數(shù)據(jù)來對船舶進行控制。隨著項目的進一步完善，****器系統(tǒng)可以進入實用階段。

參考文獻

　　[1] 趙亮, 侯國銳. 單片機C語言編程與實例. 北京：人民郵電出版社，2003.
　　[2] 胡偉，季曉衡.單片機C程序設計及應用實例.北京：人民郵電出版社，2003.
　　[3] Michael J.Pont（著），陳繼輝等（譯）. C 語言嵌入式系統(tǒng)開發(fā).北京：中國電力出版社，2003.
　　[4] 郭強. 液晶顯示應用技術.北京：電子工業(yè)出版社，2003.
　　[5] 何立民.單片機應用技術選編.北京：北京航空航天大學出版社，2003.
　　[6] 陳偉人.MCS-51系列單片機實用子程序集錦.北京：清華大學出版社，2002.
　　[7] 石東海.單片機數(shù)據(jù)通信技術從入門到精通.西安：西安電子科技大學出版社，2002.
　　[8] 徐建軍.MCS-51系列單片機應用及接口技術.北京：人民郵電出版社，2003