光纤介质单片机通信系统设计软件设计
随着科学技术的进步与发展，光纤通信与单片机应用在诸多生产领域都得到快速发展。单片机具有体积小、价格低、功能强等优点，光纤适合长距离的信号传输，它具有抗干扰能力强、传输速率高等优点。但由于单片机接受信号仅仅限于电信号，采用电缆传输，成本过高，而且传输不稳定。所以本课题研究单片机与单片机之间的通信，用光纤来传输，从而把单片机和光纤通信结合起来，相互取长补短，从而达到功能的最优化。基于课题研究的内容，我们选择相应的方案设计，并通过方案的比较选择，最终选定以AT89C52单片机为核心，并根据模块化的方法，结合DS18B20温度传感器、LDC1602液晶显示器及光纤收发器，通过光纤传输，实现最小单片机通信控制系统。其中DS18B20温度传感器的功能是通过单片机来实现控制，实现实时温度采集功能。同时，配合LDC1602液晶显示模块，显示相应的温度，通过另一片单片机接受、显示模块，检测通信系统的正常可靠性。光纤收发器是实现光电转换与电光转换的功能。通过系统的调试，最终实现了基于光纤介质单片机通信系统，达到了课题研究的预期要求。关键词 单片机通信，光纤传输，光电转换目 录
1 绪论 5
1.1 光纤通信的发展现状及发展趋势 5
1.2 单片机与光纤通信的特点 6
1.3 课题主要工作和总体安排 7
2 系统总体设计 8
2.1 设计需求及技术要求 8
2.2 设计方案 8
2.3 设计思想 8
2.4 软硬件总框图 9
3 系统硬件设计 10
3.1 AT89C52 10
3.2 DS18B20温度传感器 14
3.3 光纤介质及光纤收发器 16
3.4 LCD1602液晶显示屏 17
4 系统软件设计 17
4.1 编译环境和主程序 18
4.2 程序设计 18
5 结论 25
5.1 硬件成果图 25
5.2 演示图 26
5.3 总结 26
致 谢 28
参 考 文 献 29
1 绪论
02液晶显示屏 17
4 系统软件设计 17
4.1 编译环境和主程序 18
4.2 程序设计 18
5 结论 25
5.1 硬件成果图 25
5.2 演示图 26
5.3 总结 26
致 谢 28
参 考 文 献 29
1 绪论
随着社会科技的进步与发展，光纤通信得到了快速的发展。我们之所以研究单片机光纤通信，我们在一些空间范围比较大，比如说塑料大棚、工厂化养殖、养鱼、养鸡，但是要采集的信号和需要控制的信号相对简单，仅仅是距离较远，一个大型养殖场，我们需要采集的信号，可能仅仅包含温度、湿度、光照等，一个单片机系统完全可以实现，但是我们遇到一个问题，在用电缆传输信号是，都存在一个弊端，就是传输距离短，易受干扰、成本高、难以实现等问题，所以我们利用光纤来传输，光纤传输具有成本低、传输损耗小、传输快，抗干扰能力强等优点[1] ，所以我们把单片机和光纤通信结合起来有意义，相互取长补短，实现功能的最优化[4]。单片机与光纤通信结合将实现信号的远距离传输与控制，为其在以后的工业领域应用奠定基础。
1.1 光纤通信的发展现状及发展趋势
随着社会的发展，经济水平的不断提高，大规模养殖、工厂化生产靠着收益大、管理集中、控制成本等优势，成为了不断发展的趋势，由于这些工厂化养殖空间范围比较大，而采集的信号和控制的信号相对简单，仅仅是距离比较远，但是由于单片机直接用电缆传输，其传输距离短、易受干扰、成本高、难以实现等缺点，因此解决单片机之间远距离传输问题迫在眉睫[2] 。
华裔著名物理学家高锟，著名的光纤之父。20世纪60年代，高锟在电话网络中以光波代替电磁波，以光纤纤维代替电缆导线。通过几年的研究后，他发表了重要的论文，低损耗的光纤能够用于通信被他开创性地提出了。通俗的讲，解决好玻璃纯度和成分等方面问题，就能够利用塑料玻璃制作光学纤维，从而达到高效的传输数据。越来越广泛利用石英玻璃制成光纤纤维在实际中应用，而后在全世界掀起了一场光纤通信的大变革。如今，我国的光纤通信得到了越来越广泛的应用。按光在光纤中的传输模式可将光纤大致分为单模光纤与多模光纤。科技的发展是促进生产力发展的重要方式，大部分人接纳这一看法，目前，我国的通信水平得到了快速的提高，社会发展和科学研究对于光纤传输的技术需求越来越大。单模光纤比较适合于远距离、多领域应用，而多模光纤的成本更为低廉，被大多用于中断距离的传输数据中[10]。
总的来说，光纤通信发展分为4个阶段。第一阶段，1966—1976年是从基础研究开发到商业应用的开发研究时期。这本时期中，出现了850纳米左右的短波长、低速率的多模光纤通信系统，无中继传输距离可达到10千米。第二阶段，由1976到1986年，这个阶段是研究达到提高传输速率、增加传输距离和提高传输带宽目的，在本阶段中，光纤应用发展最为迅速。这个时期中，光纤由多模到单模，波长范围从短波长（850纳米）发展到长波长（1310纳米），传输波长实现了高达1310nm、传输速率高达为140—565Mb/s的单模光纤通信系统，无中继传输距离更是由50增加到了100千米。第三阶段，1986—1996年全面深入研究大容量、长距离传输需求。本时期内，在实验室发现了1550纳米的色散位移单模光纤可作为光纤通信系统的传输，传输速率可高达2.5—10Gb/s，因为在本系统中应用了外调制技术，使得无中继传输距离达到了100到150千米，更高水平在实验室中被检验。第四阶段，1996年2012采用了光放大器，技术中的波分复用（WDM）使得光纤通信达到了超长距离的传输要求[3]。
以光纤介质的传输系统自诞生以来，使整个通信领域掀起一场革命，它的远距离、高速率、大容量的通信方式，让人们产生了极大的热忱。现如今，光纤传输已成为生活中一种最重要的信息传输方式。就我国而言，2002年的光通信市场相比2001年仍处增长状态，即便是在全球通信领域缓慢发展阶段，光纤通信的也一直以飞一样的速度再发展。光纤通信已成为当今世界通信方式的主流，经过多年的的研究、发展、应用，已经相当完善，整个社会也体会到光纤通信为生活带来的便利。伴随信息时代的快速发展，社会对信息传输的要求也越来越大，光纤通信研究与发展任重道远，光纤通信技术发展前景不容小觑，真正的光通信时代相信在不久的将来定会到来。
1.2 单片机与光纤通信的特点
单片机具有功耗低、控制强、成本低和使用方便等优点，越来越广泛的应用于大规模的工业控制、信号采集、实时监控、智能控制等多个领域，很多智能化产品都是在单片机的基础上开发应用得来的。
单片机自面世以来，以其体积小、功能强、价格低等特点倍受人们的青睐和喜爱。它的这些特点报适台于微机应用的产品化．同时在某种程度上改变了应用“只见样品．展品、不见真正产品”的局面，对国民经济的发展产生了实时的促进作用。单片机的发展很快，应用也相当广。由于投资少见效快，固而很适合我国的国情，广泛应用于大 、中、小型及乡镇企业中。
之所以研究基于光纤介质的单片机通信是基于在一些应用场合仅依赖单片机通信是不可以完成。我们在一些空间范围比较大，比如说塑料大棚、工厂化养殖、养鱼、养鸡，但是要采集的信号和需要控制的信号相对
1 绪论 5
1.1 光纤通信的发展现状及发展趋势 5
1.2 单片机与光纤通信的特点 6
1.3 课题主要工作和总体安排 7
2 系统总体设计 8
2.1 设计需求及技术要求 8
2.2 设计方案 8
2.3 设计思想 8
2.4 软硬件总框图 9
3 系统硬件设计 10
3.1 AT89C52 10
3.2 DS18B20温度传感器 14
3.3 光纤介质及光纤收发器 16
3.4 LCD1602液晶显示屏 17
4 系统软件设计 17
4.1 编译环境和主程序 18
4.2 程序设计 18
5 结论 25
5.1 硬件成果图 25
5.2 演示图 26
5.3 总结 26
致 谢 28
参 考 文 献 29
1 绪论
02液晶显示屏 17
4 系统软件设计 17
4.1 编译环境和主程序 18
4.2 程序设计 18
5 结论 25
5.1 硬件成果图 25
5.2 演示图 26
5.3 总结 26
致 谢 28
参 考 文 献 29
1 绪论
随着社会科技的进步与发展，光纤通信得到了快速的发展。我们之所以研究单片机光纤通信，我们在一些空间范围比较大，比如说塑料大棚、工厂化养殖、养鱼、养鸡，但是要采集的信号和需要控制的信号相对简单，仅仅是距离较远，一个大型养殖场，我们需要采集的信号，可能仅仅包含温度、湿度、光照等，一个单片机系统完全可以实现，但是我们遇到一个问题，在用电缆传输信号是，都存在一个弊端，就是传输距离短，易受干扰、成本高、难以实现等问题，所以我们利用光纤来传输，光纤传输具有成本低、传输损耗小、传输快，抗干扰能力强等优点[1] ，所以我们把单片机和光纤通信结合起来有意义，相互取长补短，实现功能的最优化[4]。单片机与光纤通信结合将实现信号的远距离传输与控制，为其在以后的工业领域应用奠定基础。
1.1 光纤通信的发展现状及发展趋势
随着社会的发展，经济水平的不断提高，大规模养殖、工厂化生产靠着收益大、管理集中、控制成本等优势，成为了不断发展的趋势，由于这些工厂化养殖空间范围比较大，而采集的信号和控制的信号相对简单，仅仅是距离比较远，但是由于单片机直接用电缆传输，其传输距离短、易受干扰、成本高、难以实现等缺点，因此解决单片机之间远距离传输问题迫在眉睫[2] 。
华裔著名物理学家高锟，著名的光纤之父。20世纪60年代，高锟在电话网络中以光波代替电磁波，以光纤纤维代替电缆导线。通过几年的研究后，他发表了重要的论文，低损耗的光纤能够用于通信被他开创性地提出了。通俗的讲，解决好玻璃纯度和成分等方面问题，就能够利用塑料玻璃制作光学纤维，从而达到高效的传输数据。越来越广泛利用石英玻璃制成光纤纤维在实际中应用，而后在全世界掀起了一场光纤通信的大变革。如今，我国的光纤通信得到了越来越广泛的应用。按光在光纤中的传输模式可将光纤大致分为单模光纤与多模光纤。科技的发展是促进生产力发展的重要方式，大部分人接纳这一看法，目前，我国的通信水平得到了快速的提高，社会发展和科学研究对于光纤传输的技术需求越来越大。单模光纤比较适合于远距离、多领域应用，而多模光纤的成本更为低廉，被大多用于中断距离的传输数据中[10]。
总的来说，光纤通信发展分为4个阶段。第一阶段，1966—1976年是从基础研究开发到商业应用的开发研究时期。这本时期中，出现了850纳米左右的短波长、低速率的多模光纤通信系统，无中继传输距离可达到10千米。第二阶段，由1976到1986年，这个阶段是研究达到提高传输速率、增加传输距离和提高传输带宽目的，在本阶段中，光纤应用发展最为迅速。这个时期中，光纤由多模到单模，波长范围从短波长（850纳米）发展到长波长（1310纳米），传输波长实现了高达1310nm、传输速率高达为140—565Mb/s的单模光纤通信系统，无中继传输距离更是由50增加到了100千米。第三阶段，1986—1996年全面深入研究大容量、长距离传输需求。本时期内，在实验室发现了1550纳米的色散位移单模光纤可作为光纤通信系统的传输，传输速率可高达2.5—10Gb/s，因为在本系统中应用了外调制技术，使得无中继传输距离达到了100到150千米，更高水平在实验室中被检验。第四阶段，1996年2012采用了光放大器，技术中的波分复用（WDM）使得光纤通信达到了超长距离的传输要求[3]。
以光纤介质的传输系统自诞生以来，使整个通信领域掀起一场革命，它的远距离、高速率、大容量的通信方式，让人们产生了极大的热忱。现如今，光纤传输已成为生活中一种最重要的信息传输方式。就我国而言，2002年的光通信市场相比2001年仍处增长状态，即便是在全球通信领域缓慢发展阶段，光纤通信的也一直以飞一样的速度再发展。光纤通信已成为当今世界通信方式的主流，经过多年的的研究、发展、应用，已经相当完善，整个社会也体会到光纤通信为生活带来的便利。伴随信息时代的快速发展，社会对信息传输的要求也越来越大，光纤通信研究与发展任重道远，光纤通信技术发展前景不容小觑，真正的光通信时代相信在不久的将来定会到来。
1.2 单片机与光纤通信的特点
单片机具有功耗低、控制强、成本低和使用方便等优点，越来越广泛的应用于大规模的工业控制、信号采集、实时监控、智能控制等多个领域，很多智能化产品都是在单片机的基础上开发应用得来的。
单片机自面世以来，以其体积小、功能强、价格低等特点倍受人们的青睐和喜爱。它的这些特点报适台于微机应用的产品化．同时在某种程度上改变了应用“只见样品．展品、不见真正产品”的局面，对国民经济的发展产生了实时的促进作用。单片机的发展很快，应用也相当广。由于投资少见效快，固而很适合我国的国情，广泛应用于大 、中、小型及乡镇企业中。
之所以研究基于光纤介质的单片机通信是基于在一些应用场合仅依赖单片机通信是不可以完成。我们在一些空间范围比较大，比如说塑料大棚、工厂化养殖、养鱼、养鸡，但是要采集的信号和需要控制的信号相对
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