單片機(jī)串口通信及液晶顯示

1、1、CDIO設(shè)計(jì)目的設(shè)計(jì)目的?通過(guò)虛擬串口實(shí)現(xiàn)下位機(jī)與上位機(jī)之間的相互通信。?通過(guò)設(shè)計(jì)將串口通信的各種方式進(jìn)行進(jìn)一步的了解。?將接收的數(shù)字與發(fā)送的數(shù)字在LCD上進(jìn)行顯示，從而熟悉液晶顯示屏LCD1602的具體操作。?熟練掌握C語(yǔ)言在單片機(jī)上的編程應(yīng)用。?將各學(xué)科之間的的知識(shí)進(jìn)行綜合運(yùn)用，并能夠?qū)崿F(xiàn)所需的功能設(shè)計(jì)。2、CDIO設(shè)計(jì)正文設(shè)計(jì)正文2.1串口通信原理串口通信原理串行通信是CPU與外界交換信息的一種基本通信方式。通信時(shí)僅需一到兩根

2、傳輸線，且每次只能傳送一位，適用于長(zhǎng)距離傳輸，但速度較慢。MCS—51串行口是一個(gè)可編程的全雙工串行通信接口，其對(duì)應(yīng)的引腳為P3.0（10腳）和P3.1（11腳），分別為RXD和TXD，通過(guò)軟件編程它可以作通用異步收發(fā)器用，也可以做同步移位寄存器使用，其幀格式有8位、10位和11位3種，并能設(shè)置各種波特率。MCS—51串行口有兩個(gè)獨(dú)立的緩沖器，即發(fā)送緩沖器和接收緩沖器，且共用一個(gè)地址99H（SBUF）。同時(shí)，MSC—51串行口可以用軟件

3、設(shè)置成4種不同的工作方式。2.1.1串行口的工作原理串行口的工作原理通過(guò)對(duì)特殊功能寄存器—串行口控制寄存器中SM0、SM1兩位的操作，MCS—51單片機(jī)串口通信工作方式有4種，與串行口有關(guān)的特殊功能寄存器有串行口控制寄存器SCON、電源控制寄存器PCON和定時(shí)器T1，主要確定了串口通信的工作方式和波特率的計(jì)算方法。（1）串行口數(shù)據(jù)緩沖器SBUFSBUF是兩個(gè)在物理上相互獨(dú)立的接收，發(fā)送緩沖器，可同時(shí)發(fā)送，接收數(shù)據(jù)，兩個(gè)緩沖器共用一個(gè)字節(jié)

4、地址，為99H，可字節(jié)尋址，不可位尋址，復(fù)位值為00H?？赏ㄟ^(guò)編程對(duì)SBUF的讀寫來(lái)區(qū)別是對(duì)接收緩沖器的操作還是對(duì)發(fā)送緩沖器的操作。CPU寫SBUF，就是修改發(fā)送緩沖器；CPU讀SBUF，就是讀接收緩沖器，在硬件結(jié)構(gòu)上，串行口對(duì)外有兩條獨(dú)立的收發(fā)信號(hào)線RXD和TXD，因此可以同時(shí)發(fā)送，接收數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)全雙工傳送。（2）串行口控制寄存器SCONSCON寄存器用于確定串行通信的工作方式、接收和發(fā)送控制、串行口的中斷狀態(tài)標(biāo)志，它既可以是字節(jié)尋址

5、，也可以是位尋址，字地址為98H，其復(fù)位值為00H。SM0，SM1—工作方式控制位，可構(gòu)成4種通信工作方式，分別為：方式0同步移位寄存器；方式110位異步收發(fā)；方式211位異步收發(fā)；方式311位異步收發(fā)。SM2—多機(jī)通信控制位，用于主一從式多機(jī)通信控制，因多機(jī)通信是在方式2和方式3下進(jìn)行，CDIO二級(jí)項(xiàng)目第2頁(yè)共10頁(yè)波特率為focs64SMOD為1，波特率為focs32。模式1和模式3的波特率是可變的，取決于定時(shí)器1或2（52芯片）的

6、溢出速率。計(jì)算這兩個(gè)模式的波特率可以用以下的公式去計(jì)算。波特率＝（2SMOD32）定時(shí)器1溢出速率（1）上式中如設(shè)置了PCON寄存器中的SMOD位為1時(shí)就可以把波特率提升2倍。通常會(huì)使用定時(shí)器1工作在定時(shí)器工作模式2下，這時(shí)定時(shí)值中的TL1做為計(jì)數(shù)，TH1做為自動(dòng)重裝值，這個(gè)定時(shí)模式下，定時(shí)器溢出后，TH1的值會(huì)自動(dòng)裝載到TL1，再次開(kāi)始計(jì)數(shù)，這樣可以不用軟件去干預(yù)，使得定時(shí)更準(zhǔn)確。在這個(gè)定時(shí)模式2下定時(shí)器1溢出速率的計(jì)算公式如下：溢出

7、速率＝（計(jì)數(shù)速率）(256－TH1)（2）上式中的“計(jì)數(shù)速率”與所使用的晶體振蕩器頻率有關(guān)，在51芯片中定時(shí)器啟動(dòng)后會(huì)在每一個(gè)機(jī)器周期使定時(shí)寄存器TH的值增加一，一個(gè)機(jī)器周期等于十二個(gè)振蕩周期，所以可以得知51芯片的計(jì)數(shù)速率為晶體振蕩器頻率的112，一個(gè)12M的晶振用在51芯片上，那么51的計(jì)數(shù)速率就為1M。通常用11.0592M晶體是為了得到標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)誤差的波特率。如我們要得到9600的波特率，晶振為11.0592M和12M，定時(shí)器1為

8、模式2，SMOD設(shè)為1，分別看看那所要求的TH1為何值。代入公式：11.0592M9600＝(232)((11.0592M12)(256TH1))TH1＝25012M9600＝(232)((12M12)(256TH1))TH1≈249.49上面的計(jì)算可以看出使用12M晶體的時(shí)候計(jì)算出來(lái)的TH1不為整數(shù)，而TH1的值只能取整數(shù)，這樣它就會(huì)有一定的誤差存在不能產(chǎn)生精確的9600波特率。本次設(shè)計(jì)中為了得到精確地波特率，采用的晶振頻率為11.0