1、分炎¨：曾絨艮艱程犬肯。碩士學位論文題目：研究生姓名王、生指導教師姓名、職稱學堡建壟劍塑焦！土疊塑！廛壁量疊蒂究義一方研淪起向作！±左扭蕉型劌！主！旦二！一生；旦！墮生！旦！旦論文提交川期摘要本課題主要研究了物流自動化領域輔助揀貨系統實現的一些理論、方法技術，包括：總線的理論、技術標準，網絡通信原理，單片機應用系統的組成原理，數據非易失性存儲技術，單片機人機交互技術，以及機的串口通信理論和方法，機的應用程序開發技術，數據庫設計技術等。提出了自定義的通信協議，初步設計了一套以網絡為基礎的輔助揀貨系統。該系統利用網絡進行遠距離通信，組成一個單主多從的通信網絡，實現控制機和眾多終

2、端電子標簽的通信，通信方式為主從半雙工通信方式，網絡通信協議采用數據包的形式，增加了數據包的校驗和數據包的重發機制，能夠滿足系統通信可靠的要求，同時充分利用了單片機串口通信特點，降低數據包的字節數，減少通信量。研究過程中，充分采用了模塊化設計思想和自頂向下設計方法，利用先進的編程工具和編程語言完成系統軟件開發。整個研究設計過程經歷了系統方案的設計，系統軟硬件的設計，以及系統測試幾個階段。通過本課題的研究，初步構建了一套以網絡為基礎的輔助揀貨系統，目前已具有電子標簽的管理控制功能和一定的訂單處理功能，表現出靈活性較強、適應性好的特點，隨著該系統的進一步完善和成熟，在物流自動化領域會有良好的應用前

3、景。同時該系統模型及其網絡基礎在其他領域也有一定的適用性，如：遠距離通信、分布式控制等。關鍵詞：電子標簽串行通信通信協議，：，懿，：，：，：，昆明理工大學學位論文原創性聲明本人鄭重聲明：所呈交的學位論文，是本人在導師的指導下（或我個人）進行研究工作所取得的成果。除文中已經注明引用的內容外，本論文不含任何其他個人或集體已經發表或撰寫過的研究成果。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。本聲明的法律結果由本人承擔。學位論文作者簽名：五華廠月羅日日期汐婿關于論文使用授權的聲明本人完全了解昆明理工大學有關保留、使用學位論文的規定，即：學校有權保留、送交論文的復印件

4、，允許論文被查閱，學校可以公布論文的部分或全部內容，可以采用影印或其他復制手段保存論文。（保密論文在解密后應遵守）導師簽名：一一一疊：望蕉論文作者簽名：一蘭芏日期：妒噼石月占日第一章緒論本課題研究的意義電子商務是通過因特網進行商務活動的新模式，它集信息流、資金流、物流為一身。物流雖然包含在電子商務之中，但是人們對電子商務過程的認識卻往往只局限于信息流、資金流的電子化、網絡化，而忽略了物流的電子化、信息化過程。在電子商務中，物流系統的運作效率高低已成為電子商務成功與否的關鍵因素。大力發展現代物流，實現物流領域的信息化，企業可以進一步降低交易成本，使得貨物運輸配送更快捷、高效，從而實現更多的經濟效

5、益與社會效益。在物流配送中心，揀貨作業是最繁重，也是最易出錯的工作。傳統的揀貸作業中，揀貨人員是根據揀貨單上的數據進行揀貸，工作量大，效率低，而且易出錯；同時，在管理上造成許多不便，使管理效率降低。因此，為提高物流系統的運行效率，實現物流系統的現代化、信息化，實現物流系統與其他商務系統的接軌，有必要對傳統的物流作業模式進行改造，融入現代的電予信息技術。電子標簽輔助揀貨系統就是一種提升傳統物流作業質量和提高傳統物流作業效率的有效方式。該系統的基本工作原理為：控制機產生訂單，并通過網絡傳送到作業現場的電子標簽，工作人員只需按電子標簽上顯示的數據取貨，完成后按下確認鍵即可，減輕了工作人員的勞動強度，

6、提高了工作效率，實現了作業的無紙化。熬個過程由計算機進行實時監控，不僅速度大大提高，正確率也很高，而且可方便整個物流信息系統的管理和維護。電子標簽輔助揀貨系統在鹺方發達國家是一項發展較快的技術，目前已有較成熟的硬軟件系統。如日本（愛鷗）系統株式會社的物流電子標簽及通信系統，該系統的技術核心基于（兩線）系統，涉及專利封裝芯片及專利核心技術。國內在這個領域是剛剛起步，部分公司和研究機構在從事這方面的研究和設計，但主要集中在廣州、上海等經濟較發達地區，且多為引進技術，成本較高，價格較貴。因此，設計一套完整的具有自主知識產權的電子標簽輔助揀貨系統，是有必要的。此外通過本課題的研冤，建立起的系統梗型欲其

7、網絡基礎在其他領域也有一定的適用性，如：遠距離通信、分布式控制等。本課題研究內容國內外電子標簽輔助揀貸系統的發展情況，系統原理，系統組成，通信控制方式，軟硬件設計及使用效果等；單片機應用系統的結構組成、工作原理及應用，包括顯示、鍵盤輸入等人機交互技術。單片機以系列為主。通信理論與通信控制：、串行通信和相互轉換；多單片機通信技術：機與多單片機的遠距離通信，主從式控制；軟件設計，包括基于公司的軟件平臺的控制機應用程序開發，以及軟件的單片機程序開發。本論文的主要內容第一章，簡要介紹本課題研究的意義和研究的主要內容。第二章，對國內外電子標簽輔助揀貸系統的研究和應用情況作簡要介紹，重點介紹了日本（愛鷗）

8、公司的系統和上海上尚公司的系統；然后介紹本課題中設計的電子標簽輔助揀貨系統，包括系統方案的形成，系統的組成結構特點。第三章，介紹了本課題中電子標簽組成結構和工作原理，詳細介紹以下組成部分：部分，部分是電予標簽的控制中心，此部分由單片機構成；通信部分，此部分由完成：人機交互部分，此部分完成電子標簽的人機交互功能；掉電保護部分：聲光部分；電源部分。第四章，介紹了電子標簽軟件的開發，電子標簽軟件開發主要是單片機的編程，包括單片機資源的使用和單片機對外圍器件的控制，使用的開發工具為。第五章，上位機系統開發設計，上位機系統是整個系統的管理控制中心，主要由兩大部分組成：一部分為電子標簽的管理與控制；另一部

9、分為訂單的生成與處理，同時在這章中還介紹了使用公司的進行系統開發時的一些方法和技術。第六章，系統的通信設計，介紹了系統通信設計的整體思想，以及通信設計的具體內容，包括通信協議的定義，并在附錄中詳細介紹了本系統通信中使用的操作命令。第七章，介紹了整個系統測試結果，包括實驗所使用的軟硬件設備，并重點介紹了目前該系統所具有的功能和特點。第二章電子標簽輔助揀貨系統電子標簽輔助揀貨系統簡介早在世紀年代，西方發達國家即已開始應用物流配送系統，并在年代普遍應用。物流配送系統，尤其是自動化物流配送系統的發展和應用，從技術方面講，主要得益于兩方面技術的快速發展：其一是微電子技術的發展，即計算機技術、自動控制技術

10、、數字識別技術、光電技術等；其二是計算機軟件技術的發展，主要是數據庫技術、網絡技術和信息系統技術等，這兩者構成了所謂的軟硬件支持環境。隨著物流配送系統的自動化，電予標簽輔助揀貨系統也就誕生了，它也是物流系統無紙化的基礎技術。當然，電子標簽輔助揀貨系統只是物流配送自動化系統的一部分，它結合其他現代物流技術，如自動化立體庫系統、自動化輸送系統、計算機技術及網絡技術，共同形成現代物流系統。電子標簽輔助揀貨系統通常是由控制機、系統網絡、電子標簽三部分組成，其工作過程一般為控制機將客戶訂單中的商品數量通過系統網絡傳輸到倉庫貨架上的對應電子標簽顯示，并提示揀貨人員揀取相應數量的商品，揀貨人員完成揀貨后按下

11、確認鍵即可，貨物由自動傳輸系統運走，這樣一次揀貨任務就告結束。該系統的應用，可簡化作業過程，降低勞動強度，提高工作效率，提高揀貨正確率；同時，可減少揀貨人員的需求數量，加快新手的熟練進度。國內外研究設計與應用現狀國外研究與應用現狀國外輔助揀貨系統研究方面開始得比較早，比較典型的是日本愛鷗公司【的輔助揀貨系統。該系統由機、連接盒、電子標簽組成，采用兩線制電子標簽。、系統特點：”“意指”，只須供給兩芯信號給電子標簽，簡化配線，為獨家特色。采用高亮度，輕松易辨，而且可視角近度，使用者不需行走至設備正前方即可辨識。采用大面積設計的確認按鈕，方便使用者碰觸，操作快速。誤按取消功能、確保正確。確認按鍵內部

12、為雙按鍵設計，倘若其中一組故障，另一組即可發生作用，使系統運作不受影響。于正常使用狀況下，按鍵壽命萬次以上。提供各種接口以連接條形碼掃描機、旋轉塔形燈、標簽打印機。旋轉塔形燈可用來表示區間作業狀態。采用先進信號合成技術，通訊信號搭載于電源波形上，利用不銹鋼導軌傳輸電源及數據信號，配線只須兩芯，簡化配線成本。系統提供標簽異常警示功能，操作人員可迅速得知錯誤發生貨位。傳輸速率高達，。擴充性：一部個人計算機可控制臺連接盒，每臺連接盒可控制個電子標簽，因此每臺個人計算機總共可控制，個電子標簽。使用溫度至，除常溫環境外，本電子標簽亦可運作于冷凍、冷藏、潮濕等特殊環境。安裝容易，可適用于客戶既有貨架。可依

13、用戶需要重新拆裝使用，施工方便。由于用戶有時須調整貨位以提高揀貨效率，此項產品優點極適合揀貨業者實際需求。同一貨架，如須增加電子標簽，不須配線，直接插入于型槽架即可。不用關閉電源即可直接更換電子標簽，迅速完成設定，系統照常運作。、軟件主要功能：作業模式可分別針對摘取式（）揀貨及播種式（）分貨系統設計。摘取式揀貨中一個電予標簽代表項產品，并且以一張訂單為一次處理單位，訂單中的訂貨商品所代表的電子標簽會亮起，揀貨人員依照燈號與數字的顯示將貨品自貨架上取出。播種式分貨系統中每一個電子標簽所代表的是一個訂貨廠商或是一個配送對象，亦即一個電子標簽代表一張訂單，以品項為一次處理單位，揀貨人員先將貨品的應配

14、總數取出。電子標簽會將由訂購此項產品的廠家所代表的電子標簽點亮，工作人員依電子標簽的指示進行配貨工作。訂單輸入在主從數據庫系統下自（倉庫管理系統）服務器下載訂單；緊急插單。揀貨根據訂單內容控制儲位上之電子標簽，引導揀貨員揀貨；利用電子標簽作缺貨通知；揀完一區后可利用電子標簽再次顯示數量；揀貨作業進度監控：蹤。出貨：復核及出貨單打印。此外還有一些輔助功能，如儲位管理、客戶管理、設備狀況監控。作業完成率顯示、區段作業狀態顯示、訂單進度追國內研究應用現狀國內在輔助揀貨系統領域的研究起步較晚，主要集中在沿海經濟較為發達的區域，且多為引進技術。如上海上尚公司的電腦輔助揀選系統】。上海上尚公司的電子輔助揀

15、貨系統是一套安裝在貨物儲位上的電子裝置，由電腦上安插的一片界面卡連接并控制這些電子裝置，借由燈號與數字顯示引導揀貨人員快速、準確、輕松地完成揀貨工作。系統有兩種不同的應用模組：摘取式系統、播種式系統具有彈性控制揀貨作業流程、即時現場監控、緊急訂單處理和缺貨通知等強大的功能，同時它能夠：有效地提高揀貨速度，使用后的揀貨速度使用前提高至：降低揀貨差錯率，使揀貨的正確率達到以上；實現揀貨現場無紙化作業，可以比表單作業提高效率以上：連接各種外圍設備，如條形碼掃描儀。是以作為現場資料收集的網絡系統，列幾項優點：具有下分散式資料處理，轉換器能收集電子標簽上傳送的信息并做部分前端處理工作，分散電腦的負荷，增

16、加系統的效率；傳輸速度快，由于使用與的通訊協議，傳輸速度高達，且遠距離傳輸能力佳：連接點多，單一部電腦可以連接，個電子元件。系統彈性大，且擴充性好：穩定性高，符合工業級規格可以抗電突變干擾，系統傳輸品質穩定：可連按多種設備，轉換器可以連接條形碼讀取器、光筆、等各種輸出、入設備。本課題中設計的電子標簽輔助揀貨系統簡介系統方案的選擇針對控制機到倉庫問的通信方式，有三種方案可供選擇，各方案示意圖如圖：實現揀貨現場無紙化作業，可以比表單作業提高效率以上；連接各種外圍設備，如條形碼掃描儀。是以作為現場資料收集的網絡系統，具有下列幾項優點：分散式資料處理，轉換器能收集電子標簽上傳送的信息并做郝分前端處理工

17、作，分散電腦的負荷，增加系統的效率；傳輸速度快，由于使用與的通訊協議，傳輸速度高達，且遠距離傳輸能力佳；連接點多，單一部電腦可以連接，個電子元件。系統彈性大，且擴充性好：穩定性高，符合工業級規格可以抗電突變干擾，系統傳輸品質穩定；可連接多種設備，轉換器可以連接條形碼讀取器、光筆、等各種輸出、入設備。本課題中設計的電子標簽輔助揀貨系統簡介系統方案的選擇針對控制機到倉庫問的通信方式，有三種方案可供選擇，各方案示意針對控制機到倉庫問的通信方式，有三種方案可供選擇，各方案示意圖如圈：方案一；圖控制機到倉庫間的通信方式三種方案通信總線方案比較一總線網絡【】一串行通信接口標準是一標準的改進增強版本。一標準

18、兼容了一且技術性能更加先進。它采用平衡差分傳輸技術，即每路信號都使用雙端以地為參考的正負信號線，即，一，兩線多點半雙工通信。從理論上講，對共模信號的抑制比為無窮大，可有效防止噪聲信號干擾，可進行遠距離惡劣環境多點串行通信、控制，因而在工業中獲得了廣泛的應用。一以通信時距離可達米，通信可靠。在多點通信系統中，工業標準發送驅動器的接收器節點數可達個，且可使用單或電源，與數字邏輯兼容。接口器件以系列標準較多。工業以太網“工業以太網”和“嵌入式因特網”是當今興起的熱點應用，以太網協議己成為局域網的現行標準，工業以太網技術的研究進展為以太網滲透到現場設備 提供了可能。隨著計算機網絡技術的飛速發展和向工控

19、領域的滲透，采用以太網通信方式符合技術潮流，但實時性需快速式以太網和交換式以太網技術來支持，并且從到及各終端的距離不超過米，否則就要考慮加路由器，大大增加成本。在本系統設計中，可以通過單片機來支持以太網，但只宜使用在從信息中心到倉庫這一段的通信控制中，而倉庫區內各連接器與電子標簽設備還是使用網絡。無線通信方式在主從分布式系統中根據實際情況采用無線通信方式進行長距離信息交互和控制也是一個可行方案。計算機通過串口或與無線收發模塊來完成無線數據傳輸功能。無線通信采用射頻技術。發射功率為左右，頻率，對于本系統來說，數據流量不高，調頻方式即可滿足要求。采用無線透信方式時，以每個工作區（如信息中心和倉庫）

20、為單元設賈一部發射接收系統，倉庫工作區內的全部貨架上的數據信息經集中處理后，以串行方式輸送到發射機上，統一發送到控制。控制也用無線方式與各個工作區保持聯系，工作過程采用巡檢方式。無線方式的最大優點是安裝調試方便，特別是對于那些控制與倉庫距離較遠，中間地段內有街道、工廠或其他建筑的情況下，顯示出較大的優勢，另個優點是檢查維護方便，因為無線聯接，所以無斷線故障。采用前面所說技術指標的無線通信方式，其不足之處是傳送距離最大為，所需發送功率較大，容易對其他設備造成干擾，另一個是，發射頻率低一些，有利于遠距離傳送，但容易對導航、通信、廣播等造成干擾：發射頻率較高時，沒有這些干擾，但信號繞射作用減弱，傳送

21、過程會有死角。總線總線（集成電路間總線）是公司推出的種用于器件之間連接的二線制串行擴展總線，它以一根串行數據線和一根串行時針線實現全雙工的同步數據傳輸。同時，公司為總線制定了嚴格的規范和開發了眾多帶接口的外圍器件，每個接口芯片具有獨一無二的器件地址，主器件根據地址識別每個從器件進行通信。隨著總線研究的深入，該總線已廣泛應用于音頻視頻領域、卡行業和家電產品中，在智能儀器、儀表和工業測控方面也獲得越來越多的應用。傳輸速率為標準型、高速型。總線在與單片機組成的嵌入式系統中應用較多，但遠距離通信很少見。綜合分析以上幾種通信總線方案，為了盡快開發出一套完整的系統，占領市場，贏得主動，同時結合物流系統實際

22、及系統標準化、智能化、低成本、高可靠、易安裝設計目標，最終采用了方案一的系統結構。畢竟是一種工業控制總線，具有廉價標準的接口、廣泛成熟的應用。通過硬件軟件精心設計和系統試驗，從而達到數據傳輸速率、通信距離、通信節點數方面的要求。系統結構、系統結構和基本硬件組成系統采用分級分層思想設計，分為控制層、中間層及應用終端三層。控制層由控制機構成，中間層由通信轉換器和連接器構成，應用終端為電子標簽。系統結構為完全的主從分布式控制，一臺主機與多臺從機作半雙工通信，各從機之間不交流。主從之間通信方式采用以主控計算機發起、各從機始終處于被輪詢方式。方案中基本的電子標簽系統所需的主要設備有臺機、一臺轉換為信號的

23、通信轉換器（也可內景于機中），若干個連接器、若干個電子標簽。工作時，由機把揀貨的訂單經轉換器、連接器到最終的電子標簽設備，工作人員根據電予標簽上的顯示進行揀貨，并按下相應的按鍵，系統在揀貨完成后實現自動的回收，即揀貨情況的獲取。屯子標簽系統各部分的主要功能如下：）機完成數據庫管理，發送訂單，回收揀貨情況；）通信轉換器把機的信號轉換為信號，不加中繼器時可直接帶至個連接器；）連接器作為中間層，連接器要完成物理網絡連接、信號中繼和電源供給的任務。作為中間設備，每個連接器可直接帶個電子標簽設備或連接器，它主要由兩片芯片（如或）與一片單片機（如、的或公司的）組成。芯片的功能是完成，電平與電平的轉換。由機

24、或電子標簽設備送來的一信號通過遠距離傳輸到達連接器，由連接器中的芯片把一信號重新轉換為電平，使（連接器的）單片機的串口能正常接收，反之，發送往機或電子標簽的信號由芯片轉換為信號后再進行遠距離傳輸。）電子標簽設備作為與揀貨人員的接口，電子標簽設備通過數碼管顯示揀貨數據，提示工作人員進行操作，在滿足顯示器和按鍵大小面積要求的前提下，盡可能設計小巧美觀、可靠牢固、方便安裝，成本降低。內部電路設計大致為四個模塊：可由單片機等芯片組成；顯示部分可由等芯片組成；通信接口部分可由等芯片組成。動態地址分配可由完成。、軟件系統電子標簽系統的軟件系統可包括三個方面，一是機上的應用程序，包括數據管理系統與訂單的發送

25、與回收。二是電子標簽設備上的數據接收，顯示和回送程序。機上的應用程序，主要包括兩大部分，第一部分為電子標簽管理部分，包括電子標簽的在線管理、機器號的分配設鬻、機器狀態的查詢監控；第二部分是訂單部分的程序，根據客戶的需要生成訂單，由訂單上的數量、物品代碼等發送數據到電子標簽設備，由工作人員根據電子標簽設備上的顯示實現揀貨，然后由機檢查揀貨情況，實現數據的回收和更新。機上的應用程序可采用公司的、微軟的、等面向對象的開發環境來編程實現，最終選用的開發工具是。電子標簽中單片機的程序主要完成數據通信、數量顯示、數量的增減、數量的返回，以及電子標簽的自檢、參數設置、聲光提示等功能。第三章電子標簽組成結構電

26、子標簽概述電子標簽是輔助揀貨系統中的下位機部分，它接收控制機傳來的數據，執行相應的指令，并完成信息的回傳。數量上，電子標簽是系統網絡組成中需求數量最大的一部分，因此，設計中電子標簽的成本應成為一個重要的考慮因素。本系統開發中使用的電子標簽主要有兩種，其外觀圖分別如圖、圖所示。圈調試中使用的電子標簽外觀圖（）圖中的電子標簽采用的元件為普通元件，雙面走線；圖中電子標簽的元件采用的是表貼元件，并減少了兩個數碼管，雙面走線。其中圖中電子標簽背面引出部分是為方便調試而引出的插座，引出后就可以采用普通的雙列直插式來調試，而非表貼元件。電子標簽的工作原理如圖所示： 圖電子標簽的工作原理圖從圖可以看出電子標簽

27、由以下幾部分組成：部分。部分是電子標簽的控制中心，電子標簽的各個部分的運作都是在其協調指揮下進行的。此部分由單片機構成。通信部分。通信部分完成電子標簽與上位機的通信，形成系統網絡。此部分由芯片完成。人機交互部分。此部分完成電子標簽的人機交互功能，包括數據的顯示，按鍵的處理和返回。掉電保護部分。聲光部分。 電源部分。電子標簽中的單片機簡介及結構特點電子標簽中的控制處理中心由單片機構成。單片機是把各功能部件：中央處理器、隨機存儲器、只讀存儲器、接口電路、定時肘數器以及串行通訊接口等部件集成在一塊芯片中，從而形成具有一定信號和數據運算控制處理能力。單片機的出現是計算機技術發展史上的里程碑，標志著計算

28、機正式形成了通用計算機和嵌入式計算機兩大分支。、單片機的產生和發展歷程：【“第一階段（年一年）：單片機雛形階段。年，微型計算機研制成功。年月，美國公司生產出集成度為只晶體管片的四位微處理器，并且配有隨機存取存儲器、只讀存儲器和移位寄存器等芯片，構成一臺微型計算機。年又生產出位微處理器。年美國仙童公司也研制成微處理器。這些微處理器就是現在單片機的雛形，從此拉開了研制單片機的序幕。第二階段（年一年）：初級單片機階段。年，公司的單片機研制成功，以其體積小、功能全、價格低等特點，獲得了廣泛的應用，成為單片機發展進程中的個里程碑。單片機的成功，促使許多半導體公司和計算機公司爭相研制和發展自己的單片機系列

29、。第三階段（年一年）：高性能單片機階段。在這階段推出的單片機普遍帶有串口，有多級中斷處理系統，位定時器計數器，片內、容量加大，且尋址范圍可達字節。這類單片機有公司的一，由于這類單片機的應用領域極其廣泛，世界各地廠商都大力改進其結構與性能。第四階段（年一）位、位單片機鞏固發展階段、位單片機推出應用階段。此階段的主要特征是：一方面發展位、位單片機以及專業單片機：另一方面不斷完善高檔位單片機，改善其結構，以滿足不同用戶的需求。、單片機的主要特點：¨體積小，但結構完整。單片機均為單芯片封裝，引腳數從幾個到幾十個不等，體積小，但都包括最基本的部分：、。可靠性高，三總線在芯片內部，不易受干擾。控

30、制功能強，控制強，速度較快。使用方便，價格便宜，性價比高。電子標簽中的單片機及結構特點系列單片機自年推出后，因其價格便宜、體積小、功能全、適于控制和邏輯處理得到了廣泛的應用。在電子標簽中，我們也選擇了系列單片機作為控制處理單元。、一系列單片機的體系結構嘲系列單片機是公司推出的通用型單片機。該系列單片機有十幾個產品，其基本型號包括、，這些芯片產品都采用技術，只是片內程序存儲器的制造工藝不同。此外還有低功耗系列器件：、。這兩個系列的功率有較大的差異。比如的功耗約為，而的功耗只有。除片內類型不同外，這幾種芯片的其他性能和體系結構完全相同。其基本結構包括：位的；片內振蕩器及時鐘電路；根線；外部存儲器尋

31、址范圍、各：個位的定時器計數器；個中斷源，個中斷優先級；全雙工串口，布爾處理器。從計算機體系結構的角度來看，目前比較多的單片機采用改進的哈佛（）結構（通用微機的存儲器只有一個邏輯存儲空間，可隨意安排和，訪問時用同一種指令，這種結構稱普林斯頓型），這種結構基于具有分離地址總線的兩個存儲器，其中一個放程序，另一個放數據，允許數據從程序存儲器傳遞至，該功能也允許從程序存儲器中讀取數據表。這種結構的優點是取指令和存儲器數據交換可在多步流水線中同時進行，這意味著當前指令執行時就可從程序存儲器中取出下條指令。這是一種一個時鐘周期運行完一條指令的并行流水線操作方式，因此可大大提高指令運行速度。、一系列單片機

32、的存儲器組織單片機的存儲器結構特點是將程序存儲器和數據存儲器分開，并且有各自的尋址機構和方式，在物理上有四個存儲空間：片內程序存儲器、片外程序存儲器、片內數據存儲器、片外數據存儲器。片內具有的數據存儲器和的程序存儲器，片外可以擴展和，并且各有的尋址范圍，也就是說最多可以在外部擴展個的存儲器、其存儲器組織如圖所示：陽岡倒程序存儲器（）圖單片機存儲器結構數據存儲器（）字節的程序存儲器（）空間中，有字節地址區對于片內；片外是公用的，這字節地址為。而地址區為外部專用。的控制器專門提供一個控制信號用來區分內部和外部的公用區：當接高電平時，單片機從片內的字節存儲區取指令，而當指令地址超過后，就自動地轉向片

33、步取指令。當接低電平時，只從片夕取指令。外部和地址重疊，但從外部取指令時用信號選通，因此地址重疊也不會造成混亂。的片內只有個字節，卻起著十分重要的作用。它分為兩個區域：是真正的塒區，可以讀寫各種數據，而是專門用于特殊功能寄存器（）的區域。單片機的程序固化在中，系統復位后堆棧指針指向，程序計數器和其他特殊功能寄存器全部清零，程序的開始執行。系統復位不影響中的內容，此時片內的內容是隨機的。、的特點及應用在電子標簽的設計中，因其體積小，較大的內部而被選作為電子標簽的。該芯片的特點簡要介紹如下：個外部引腳，其中個弓腳的，可擦寫次的駢端口和可承受的電流，直接驅動的工作電壓范圍內部集成比較器當然，在電子標

34、簽中，主要是完成數據的收發和處理，外圍芯片的控制、外圍設備（如）的驅動。通信部分電子標簽的通信部分是由遵從通信標準的芯片來完成，適合于遠距離通信。”標準采用平衡式發送，差分式接收的數據收發器來驅動總線，具體規格要求”】：接收器的輸入電阻鼬驅動器能輸出±的共模電壓輸入端的電容在節點數為個，配置了的終端電阻的情況下，驅動器至少還能輸出電壓（終端電阻的大小與所用雙絞線的參數有關）接收器的輸入靈敏度為（即一一，表示信號：，一，表示信號“”）因為的遠距離、多節點（個）以及傳輸線成本低的特性，使得成為工業應用中數據傳輸的首選標準。在電子標簽中，采用的芯片為，其連接如圖所示，數掘輸入輸出的控制是由

35、弓腳來執行，當此引腳為低電平時，芯片處于數據接收狀態，當此引腳為高電平時，芯片處于發送數據狀態。數據的輸入輸出分別是通過單片機串口的接收和發送引腳進行的。人機交互部分揀貨人員就是借助人機交互部分來實現揀貨的。人機交互部分包括數碼管和按鍵。發光二極管¨能在低電壓小電流驅動下發光，并能與和電路兼容。它的主要優點是：發光亮度高，可視性好：響應時間短（），高頻性能好；體積小，重量輕，抗沖擊性能好；使用壽命在萬小時甚至達萬小時；成本低廉。數碼管的顯示分為靜態顯示和動態顯示。靜態顯示是指數碼管或顯示器的每個數碼管單獨被段驅動器驅動（字形驅動器）驅動，因而顯示穩定、亮度好、可靠性高，但是對于多管顯

36、示器而言，要浪費器件和電功率。動態顯示是指片段驅動器驅動多位數碼管，由位驅動器掃描輪流顯示（靜態顯示無需位驅動，對于共陰數碼管，將公共極接地即可；對于共陽數碼管，公共極接高電平即可）。動態顯示方式電路器件少、省電，但是位掃描必須能使人從視覺上感到多位數碼管在同時顯示。本系統采用動態顯示方式，由控制。電子標簽按鍵設計為個，但只有個不同鍵值，即其中兩個鍵設計為并聯形式，以確保按鍵的可靠性。數碼管和按鍵都是由控制。是一片具有串行接口的可同時驅動位共陰式數碼管（或只獨立）的智能顯示驅動芯片，該芯片同時還可連接多大鍵的鍵盤矩陣。的特點：串行接口，無需外圍元件可直接驅動各位獨立控制譯碼不譯碼及消隱和閃爍屬

37、性（循環）左移（循環）右移指令具有段尋址指令，方便控制獨立鍵鍵盤控制器，內含去抖電路與微處理機的接口：采用串行方式與微處理機通訊，串行數據從腳送入芯片，并主端同步。當片選信號變為低電平后，日腳上的數據在；腳的上升沿被寫入的緩沖寄存器。在使用過程中應注意以下內容：一般應連接共陰式數碼管。因為采用循環掃描的工作方式，如果采用普通的數碼管，亮度有可能不夠，采用高亮度的數碼管可以解決這個問題。數碼管的尺寸不宜選得過大，一般字符高度不宜超過英寸，如果使用大型數碼管，應使用適當的驅動電路。因為芯片直接驅動數碼管顯示，電流較大，且為動態掃描方式，故如果該部分電路電源連線較細較長，可能引入較大的電源噪聲干擾，

38、將的正負電源端上并入一¨的電容可以提高電路的抗干擾能力。無需用到的鍵盤和數碼管可以不連接，省去數碼管或對數碼管設置消隱屬性均不會影響鍵盤的使用。如果使用了鍵盤，則電路中的只下拉電阻均不得省略。如果不使用鍵盤，則只下拉電阻和只位選電阻均可以省去。需要外接一振蕩電路供系統工作，其典型值分別為，。振蕩電路的元件應盡量靠近。不適于應用在兩個或兩個以上鍵同時按下的場合。如果有兩個鍵同時按下時，將只能給出其中一個鍵的代碼。存儲部分電子標簽中有些重要的數據，如標識電子標簽在系統網絡中身份的地址，電子標簽機器狀態值等，這些數據的正確與否關系到電子標簽能否正常運行。這些數據長期保存在電子標簽一側，因此

39、有必要為電子標簽增添數據存儲功能，以保存重要的參數。數據存儲器的選擇電子標簽中的重要參數需要能夠長期保存，同時也要能夠接受上位機的修改操作，因此數據存儲器不宜是一次性的，而且應是在系統可擦除的。針對這種情況，存儲器可以選擇，也可以選擇帶掉電保護功能的或非易失性。帶掉電保護功能的一般為圳（靜態隨機存儲器）呻，工藝制造，功耗低，芯片帶有一鋰電池，同時帶有摔電檢測電路。數據存儲器件的另一選擇就是，是可電擦除的可編程，目前許多單片機內部都集成有，也有很多專門的器件，如“”系列。存儲器綜合了和的優點，它在斷電時無需保護電路，即能保持所存儲的數據，而又可隨時重新編程。保存的數據至少可達十年，其壽命通常規定

40、為萬個擦除寫入周期，及可擦寫萬次。的一般特點及技術參數可參考如下：對硬件電路沒有特殊要求，操作十分簡便。而芯片是依靠紫外線通過其背頂上的玻璃窗達到擦除目的的。采用電擦除的，通常不需要設置單獨的擦除操作，可在寫入的過程中自動擦除，但目前擦除時間約左右，因此要保證足夠的寫入時間。有的芯片設有寫入結束標志，可供中斷或查詢。器件大多以并行總線方式傳輸，但也有采用串行數據傳送的，后者具有體積小，成本低，電路連接簡單，占用系統地址線和數據線較少等優點，但數據傳輸速率較低。將作為程序存儲器使用時，應按程序存儲器連接方法編址。由于電子標簽在設計時應盡量考慮到其體積、尺寸大小應能滿足實際要求，需要簡化外圍電路設

41、計，宜采用集成度較高，功能綜合性較好的器件，最終選擇的是公司的芯片，亦即以前的，它內部帶有的。在電子標簽中的應用在微機智能測控系統的設計中，斷電數據保存功能、看門狗功能、上電掉電復位功能、電源電壓監控功能等對系統是非常重要的。美國公司生產的芯片集上述功能予一身，這種組合大大簡化了硬件設計，提高了系統的可靠性，減少了對印制電路板的空間要求，降低了成本和系統功耗。、芯片介紹芯片的引腳介紹如下：（腳）為片選輸入端，電平變化將復位看門狗定時器；（腳）為串行輸出端，數據由此腳輸出，串行時鐘（腳）的下降沿同步輸出數據：（腳）為串行輸入端，所有寫入的數據、操作碼、字節地址在此腳上輸入，數據由串行時鐘的上升沿

42、鎖存；（腳）為寫保護輸入端，當為低電平時，的非易失性寫操作被禁止，其它功能正常，為高電平時所有功能正常；（腳）為復位輸出端，高電平有效，漏極開路輸出方式。用于電源檢測和看門狗定時器；（腳）為接地端；（腳）為電源正端，芯片的電源電壓有兩種規格，一種是“，另一種是。特性：芯片有位串行，該陣列內部的組織是×；向器件加電時激活上電復位電路，它保持有效一段時間，典型值為，這可使電源和振蕩器穩定后，微處理器才開始工作執行代碼；可編程的看門狗定時器，看門狗為微處理器提供了一個獨立的保護機制，當系統出現故障時，在可選的趣時時間過了之后，器件將激活信號，使系統復位，用戶可從三個超時時間中選定一個，或編

43、程設定其中一個超時時間；低電壓檢測，可以保護系統免受低電壓的影響，當降到最低轉換點時，系統復位，復位一直持續回復到正常工作電平且穩定為止：有個工業標準的轉換門限電壓供用戶選用；接口方式，其軟件協議允許工作在一個簡單的四線總線上；低功耗，待機電流為，作電流為，工作電壓為、；具有塊鎖定保護功能，可以保護，或所有陣列；片內異常事件寫保護：上電、掉電保護電路，寫鎖存，寫保護引腳；時鐘頻率；器件利用了公司專有的“晶片，可擦寫次數為次，數據保存期為年：靜電放電保護；有引腳和或引腳封裝三種形式。、在電子標簽中的應用在電子標簽中的線路連接如圖所示。在電子標簽中其主要作為非易失性存儲器使用，保存電子標簽的參數，

44、此外，一個重要功能就是產生復位信號，一是上電時，得電后，它保持有效一段時間，可在電源穩定后才撤去復位信號讓單片機開始運行；二是看門狗復位，監控單片機中程序運行，當系統出現故障后，在超時時間結束時，器件將激活信號，使系統復位。聲光部分在電子標簽工作中，為了更好地實現人機交互，給予一定的聲光提示是有必要的。為此，增設了聲光部分。發光部分由兩個來完成，聲音提示則是由蜂鳴器來實現。其連接參見圖。在電子標簽中使用發光二極管是因為其有許多的優點：工作電壓低，耗電量少，驅動電流一般在，單片機輸入輸出接口如有較強的帶負載能力，則不需另接驅動電路，（或的輸入輸出腳就有的驅動能力）：性能穩定，壽命長（一般為萬到萬小時）；抗沖擊，耐振動性強；重量輕，體積小，成本低。電源部分單片機的工作電壓范圍在之間，電子標簽中采用的是電壓的供電，蜂鳴器使用的也是電壓的供電，而發光二極管的工作電流決定了其光線亮度