雙機(jī)串行通信課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　本科學(xué)年論文</b></p><p>　　學(xué) 院 物理電子工程學(xué)院 </p><p>　　專 業(yè) 電子信息工程 </p><p>　　年 級(jí) 2008級(jí)

2、 </p><p>　　姓 名 </p><p>　　論文題目 雙機(jī)串行通信課程設(shè)計(jì) </p><p>　　指導(dǎo)教師 職稱 副教授 <

3、;/p><p>　　成 績(jī) </p><p>　　2011年 06 月 12</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要2</b></p><p&g

4、t;<b>　　關(guān)鍵詞2</b></p><p>　　Abstract2</p><p>　　Key Words1</p><p><b>　　引言1</b></p><p>　　1.串行通信的概述3</p><p><b>　　2. 總體設(shè)計(jì)2<

5、/b></p><p>　　2.1.設(shè)計(jì)要求2</p><p>　　2.2.設(shè)計(jì)方案2</p><p>　　2.3.硬件設(shè)計(jì)3</p><p>　　2.4．軟件設(shè)計(jì)6</p><p>　　2.5.整體電路設(shè)計(jì)6</p><p><b>　　3.聯(lián)合調(diào)試7</b&

6、gt;</p><p><b>　　結(jié)論7</b></p><p><b>　　致謝7</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)8</b></p><p><b>　　附錄8</b></p><p>　　雙機(jī)串行通信課程

7、設(shè)計(jì)</p><p>　　摘 要：介紹了單片機(jī)輸入輸出設(shè)計(jì)的方法以及單片機(jī)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的串行通信。本設(shè)計(jì)以AT89C52為核心，以發(fā)光二極管和按鍵為外圍，用軟件控制硬件，能夠?qū)崿F(xiàn)按鍵控制將單片機(jī)1的數(shù)據(jù)傳輸?shù)搅硪黄瑔纹瑱C(jī)2中的串行同步通訊。本設(shè)計(jì)給出了硬件結(jié)構(gòu)的組成圖以及程序設(shè)計(jì)，很好的完成了軟硬件的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了預(yù)期的功能。而且本系統(tǒng)運(yùn)行安全，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，應(yīng)用范圍廣，所以可以通過(guò)擴(kuò)展而達(dá)到實(shí)際的應(yīng)用。<

8、/p><p>　　關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)；串行通信；AT89C52</p><p>　　Dual machine serial communication course design</p><p>　　Abstract: The article introduced single-chip import and export design methodology betwee

9、n single-chips through serial communications. This design take AT89C52 as a core, take LED and the button as the auxiliary periphery electric circuit, with the software control hardware, can realize button control chip w

10、ill data transmission of 1 to another piece of single chip the serial synchronous communication 2 . This design has given the hardware architecture constitutional diagram as well as the progra</p><p>　　Key W

11、ords: single-chip；serial communication；AT89C52</p><p><b>　　引言</b></p><p>　　串行通信技術(shù)長(zhǎng)久以來(lái)一直穩(wěn)定地應(yīng)用在IT和工業(yè)通信領(lǐng)域。隨著多微機(jī)系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的普及，計(jì)算機(jī)的通信功能將越來(lái)越重要。而如今，計(jì)算機(jī)串行通信發(fā)展的更是日新月異。</p><p&g

12、t;　　IT網(wǎng)絡(luò)和工業(yè)控制自動(dòng)化正進(jìn)入到一個(gè)全新的應(yīng)用發(fā)展階段[1]?，F(xiàn)在，人們可以在任何地方的銀行ATM機(jī)器上取錢，可以在許多商場(chǎng)進(jìn)行信用卡消費(fèi)；交通警察可以通過(guò)監(jiān)視器掌控超速車輛的車牌號(hào)、了解道路交通的擁塞狀況；氣象學(xué)家可以通過(guò)衛(wèi)星獲取無(wú)人值守地區(qū)的氣象數(shù)據(jù)資料通過(guò)TCP/IP技術(shù)，越來(lái)越多的應(yīng)用將工業(yè)控制的距離延展到更廣闊的范圍[1]。與此同時(shí)，隨著工業(yè)以太網(wǎng)的發(fā)展，自動(dòng)化的工業(yè)控制數(shù)據(jù)采集點(diǎn)與企業(yè)的商用信息管理網(wǎng)絡(luò)無(wú)縫地連接起來(lái)

13、，讓人們真正生活在一個(gè)一體化的網(wǎng)絡(luò)世界中。單片機(jī)技術(shù)作為計(jì)算機(jī)技術(shù)的一個(gè)重要分支，更是廣泛的應(yīng)用于工業(yè)控制、智能化儀表、家用電器、設(shè)置電子玩具等各個(gè)領(lǐng)域。且由于單片機(jī)體積小，系統(tǒng)運(yùn)行可靠，數(shù)據(jù)采集方便靈活，成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，因此在通信中發(fā)揮著越來(lái)越大的作用。在一些相對(duì)較復(fù)雜的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，僅僅一個(gè)單片機(jī)資源是不夠的，往往需要兩個(gè)或多個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)協(xié)同工作。本文就單片機(jī)之間進(jìn)行串行通信，給出了硬件結(jié)構(gòu)以及軟件的設(shè)計(jì)方法。有興趣的讀者可以根

14、據(jù)自己的需要來(lái)擴(kuò)展從而得到自己需要的系統(tǒng)。</p><p><b>　　1.串行通信的概述</b></p><p>　　隨著通信的發(fā)展的日新月異，單片機(jī)在通信方面的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)尤其是單片微型機(jī)技術(shù)的發(fā)展，人們已越來(lái)越多地采用單片機(jī)來(lái)對(duì)一些工業(yè)控制系統(tǒng)中如溫度、流量和壓力等參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)和控制。對(duì)于單片機(jī)之間的串行通信的投資者也認(rèn)識(shí)到未來(lái)的商機(jī)無(wú)限，其

15、未來(lái)市場(chǎng)也是很大的。</p><p><b>　　2. 總體設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　2.1.設(shè)計(jì)要求</b></p><p>　　兩片單片機(jī)之間進(jìn)行串行通信，發(fā)送端將字符循環(huán)發(fā)送到接收端，并通過(guò)發(fā)光二極管在接收端顯示。</p><p><b>　　2.2.設(shè)計(jì)方案<

16、/b></p><p>　　本次設(shè)計(jì)，對(duì)于兩片AT89C52，采用RS232進(jìn)行雙機(jī)通信。發(fā)送方的數(shù)據(jù)由串行口TXD段輸出，經(jīng)過(guò)電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232將TTL電平轉(zhuǎn)換為RS232電平輸出，經(jīng)過(guò)傳輸線將信號(hào)傳送到接收端。接收方也使用MAX232芯片進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換后，信號(hào)到達(dá)接收方串行口的接收端。接受方接收后，通過(guò)發(fā)光二極管的狀態(tài)顯示接收的信息。為提高抗干擾能力，還可以在輸入輸出端加光耦合進(jìn)行光電隔離。<

17、/p><p>　　軟件部分，通過(guò)通信協(xié)議進(jìn)行發(fā)送接收，甲機(jī)只發(fā)送，乙機(jī)只接收，當(dāng)按鍵K接通一次，甲機(jī)先送字符‘A’給乙機(jī)，當(dāng)LED-RED亮了且不停閃爍，表明乙機(jī)已經(jīng)接收字符‘A’成功，按鍵K二次接通，甲機(jī)發(fā)送字符‘B’，當(dāng)LED-RED滅，LED-GREEN亮，表明乙機(jī)接收‘B’字符成功，按鍵第三次接通，LED-RED和LED-GREEN同時(shí)亮，且不停閃爍，表明乙級(jí)接收‘A’‘B’字符成功，按鍵接通第四次，兩燈都滅

18、，說(shuō)明甲機(jī)不發(fā)送信息。再次案件，則上面過(guò)程循環(huán)實(shí)現(xiàn)。</p><p><b>　　2.3.硬件設(shè)計(jì)</b></p><p>　　2.3.1單片機(jī)AT89C52</p><p>　　圖1 AT89C52</p><p>　　計(jì)算機(jī)與外界的信息交換稱為通信，常用的通信方式有兩種：并行通信和串行通信。AT89C52單片機(jī)和51

19、單片機(jī)一樣都是用4個(gè)接口與外界進(jìn)行數(shù)據(jù)輸入與數(shù)據(jù)輸出就是并行通信，并行通信的特點(diǎn)是控制簡(jiǎn)單、傳輸信號(hào)速度快，但由于傳輸線較多，長(zhǎng)距離傳送時(shí)成本高，且接受雙方的各位同時(shí)接受存在困難，故適用于近距離傳輸。串行通信的特點(diǎn)是只用兩條信號(hào)線（一條信號(hào)線，再加一條地線作為信號(hào)回路）即可完成通信，成本低，且可以利用電話網(wǎng)等現(xiàn)成的設(shè)備，傳輸?shù)木嚯x較遠(yuǎn)，但數(shù)據(jù)的傳送控制比并行通信復(fù)雜。</p><p>　　單片機(jī)AT89C52的串

20、行接口是一個(gè)全雙工的接口，它可以作為UART（通用異步接受和發(fā)送器）用，也可以作為同步移位寄存器用。單片機(jī)AT89C52串行接口的結(jié)構(gòu)如下：</p><p>　?。?）數(shù)據(jù)緩沖器（SBUF）</p><p>　　接受或發(fā)送的數(shù)據(jù)都要先送到SBUF緩存。有兩個(gè)，一個(gè)緩存，另一個(gè)接受，用同一直接地址99H,發(fā)送時(shí)用指令將數(shù)據(jù)送到SBUF即可啟動(dòng)發(fā)送；接收時(shí)用指令將SBUF中接收到的數(shù)據(jù)取出。&

21、lt;/p><p>　?。?）串行控制寄存器（PCON）</p><p>　　SCON用于串行通信方式的選擇，收發(fā)控制及狀態(tài)指示，各位含義如下：</p><p>　　SM0,SM1:串行接口工作方式選擇位，這兩位組合成00，01，10，11對(duì)應(yīng)于工作方式0、1、2、3共四種。串行接口工作方式特點(diǎn)見下表</p><p>　　SM2：多機(jī)通信控制位。

22、主要用于方式2和方式3。當(dāng)接收機(jī)的SM2=1時(shí)可以利用收到的RB8來(lái)控制是否激活RI。當(dāng)SM2=0時(shí)，不論收到的RB8是0或1，均可以使收到的數(shù)據(jù)進(jìn)入SBUF，并激活RI?？刂芐M2，可以實(shí)現(xiàn)多級(jí)通信。</p><p>　　REN：允許串行接收位。軟件置1允許接收；軟件置0禁止接收。</p><p>　　TB8：方式2或3時(shí)，TB8為要發(fā)送的第9位數(shù)據(jù)，根據(jù)需要由軟件置1或清0。</

23、p><p>　　RB8：在方式2或3時(shí)，RB8位接收到的第9位數(shù)據(jù)，實(shí)際為主機(jī)發(fā)送的第9位數(shù)據(jù)TB8，使從機(jī)根據(jù)這一位來(lái)判斷主機(jī)發(fā)送的時(shí)呼叫地址還是要傳送的數(shù)據(jù)。</p><p>　　TI：發(fā)送中斷標(biāo)志。在方式0時(shí)，當(dāng)串行發(fā)送第8位數(shù)據(jù)結(jié)束時(shí)，或在其他方式，串行發(fā)送停止位的開始時(shí)，由內(nèi)部置1，向CPU發(fā)送中斷請(qǐng)求。必須要軟件清零后才能繼續(xù)發(fā)送。</p><p>　　RI

24、：接收中斷標(biāo)志。接收完一幀數(shù)據(jù)后由硬件自動(dòng)置位，并申請(qǐng)中斷。必須要軟件清零后才能繼續(xù)接收。</p><p>　　SMOD：波特率倍增位。在串行口方式1，方式2，方式3時(shí)，波特率與SMOD有關(guān)，當(dāng)SMOD=1時(shí)，波特率提高一倍，復(fù)位時(shí)SMOD=0。</p><p><b>　?。?）波特率發(fā)生器</b></p><p>　　波特率發(fā)生器用來(lái)控制串

25、行通信的數(shù)據(jù)傳輸速率的，單片機(jī)AT89C52用定時(shí)器T1作為波特率發(fā)生器，T1設(shè)置在定時(shí)方式。波特率時(shí)用來(lái)表示串行通信數(shù)據(jù)傳輸快慢程度的物理量，定義為每秒鐘傳送的數(shù)據(jù)位數(shù)。</p><p>　　（4）電源控制寄存器PCON</p><p>　　功能寄存器SCON（98H）和電源控制寄存器PCON（97H）即可[8]。</p><p>　　串行控制寄存器SCON是一個(gè)

26、特殊功能寄存器，用以設(shè)定串行口的工作方式、發(fā)送/接收控制以及設(shè)置控制狀態(tài)標(biāo)志。字節(jié)地址為98H，可進(jìn)行位尋址，其格式為</p><p>　　7 6 5 4 3 2 1 0</p><p><b>　　字節(jié)地址：98H</b></p><p><b>　?。?）波特率計(jì)算</b>

27、;</p><p>　　當(dāng)定時(shí)器T1工作在定時(shí)方式的時(shí)候，定時(shí)器T1溢出率=（T1計(jì)數(shù)率）/（產(chǎn)生溢出所需機(jī)器周期）。由于是定時(shí)方式，T1計(jì)數(shù)率= fORC/12。產(chǎn)生溢出所需機(jī)器周期數(shù)=模M-計(jì)數(shù)初值X。</p><p>　　2.3.2.MAX232芯片</p><p>　　用AT89C52串行接口通信，如果兩片AT89C52單片機(jī)之間的距離很近（不超過(guò)5m），可

28、以采用直接將兩臺(tái)AT89C52單片機(jī)的串行接口直接相連，利用其自身的TTL電平（0-5V）直接傳輸數(shù)據(jù)信息。如果傳輸距離較遠(yuǎn)（超過(guò)5m），由于傳輸線的阻抗與分布電容，會(huì)產(chǎn)生電平損耗和波形畸變，以至于檢測(cè)不出數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)出錯(cuò)。此時(shí)可利用 RS232標(biāo)準(zhǔn)總線接口，將單片機(jī)輸出的TTL電平轉(zhuǎn)換為RS232標(biāo)準(zhǔn)電平（邏輯1為-15—-5V；邏輯0為+5-—+15V）。用RS232可將傳輸距離提高到15m，如果想遠(yuǎn)距離傳輸，可以采用RS422或者R

29、S485。</p><p>　　電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232是美信公司（MAXIM）生產(chǎn)，專用于進(jìn)行將TTL電平轉(zhuǎn)換為RS232電平的芯片，MAX232內(nèi)部有泵電源，能將+5V電源電壓在芯片內(nèi)提高到RS232電平所需的+10V或者-10V電平。</p><p>　　圖2.電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232</p><p><b>　　2.4．軟件設(shè)計(jì)</b>

30、</p><p>　　通過(guò)通信協(xié)議進(jìn)行發(fā)送接收，甲機(jī)先送字符給乙機(jī)，通過(guò)不同的發(fā)光二極管的狀態(tài)來(lái)判斷傳遞的信息。另用一延時(shí)程序來(lái)實(shí)現(xiàn)LED的閃爍從而表明信息的一直傳送狀態(tài)和速度。設(shè)計(jì)的程序見附錄。</p><p>　　2.5.整體電路設(shè)計(jì)</p><p>　　最終設(shè)計(jì)電路如下圖3所示，甲機(jī)的數(shù)據(jù)由串行口TXD段輸出，經(jīng)過(guò)電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232將TTL電平轉(zhuǎn)換為RS

31、232電平輸出，經(jīng)過(guò)傳輸線將信號(hào)傳送到接收端。乙機(jī)也使用MAX232芯片進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換后，信號(hào)到達(dá)乙機(jī)串行口的接收端。乙機(jī)接收后，通過(guò)發(fā)光二極管狀態(tài)不同顯示接收的信息。</p><p>　　圖3甲乙機(jī)串行通信</p><p><b>　　3.聯(lián)合調(diào)試</b></p><p>　　在protues上描繪出電路的接線圖，然后進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)。首先使用K

32、eilC將編寫完成的程序編譯生成HEX文件，將HEX文件加載到兩片單片機(jī)中，進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，可以看到，甲乙單片機(jī)顯示了出來(lái)信息傳遞的整個(gè)過(guò)程。</p><p><b>　　結(jié)論</b></p><p>　　本系統(tǒng)充分考慮了串行通信的特點(diǎn)，基于先進(jìn)的單片機(jī)技術(shù)，采用AT89C52單片機(jī)為核心的實(shí)時(shí)控制，同時(shí)加載有延時(shí)功能的實(shí)現(xiàn).試驗(yàn)證明，本系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)的傳輸有著很高的可靠性

33、和穩(wěn)定性，有很大的拓展范圍和發(fā)展空間。</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　衷心感謝我的指導(dǎo)教師xx，這次課程設(shè)計(jì)是基于xx老師擔(dān)任的專業(yè)課的學(xué)習(xí)加之xx老師的熱心指導(dǎo)和幫助而完成的。導(dǎo)師淵博的知識(shí)、開闊的思路、高度的責(zé)任感與嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)作風(fēng)更是我學(xué)習(xí)的典范，在此向?qū)熤乱宰畛绺叩木匆夂妥钫\(chéng)摯的感謝！</p><p>　

34、　感謝我班同學(xué)，在單片機(jī)模擬仿真方面給我給了我很多的幫助和支持，在課程設(shè)計(jì)方面也提出了不少寶貴的意見。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 惠曉實(shí)，王凱航，陸舟，等．一種基于web技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]．計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究，2000，17(1)：84～86．</p><p>　　[2] 強(qiáng)文久，元章，雯

35、榮．?dāng)?shù)學(xué)分析的基本概念與方法[M]．北京：高等教育出版社，1989：153～167．</p><p>　　[3] 詹東風(fēng)．中國(guó)漆樹酶分離制備及反映功能研究[D]．武漢大學(xué)博士學(xué)位論文，1998：81～89．</p><p>　　[4] Wayne C. The toxins of cyan bacteria[J]. Scientific American, 1994, 270(1): 78

36、～86. </p><p>　　[5] Buchberger B, Collins G E, Computer Algebra Symbolic and Algebraic Computation[M]. New York: Springer Versa, 1998: 58～76. </p><p><b>　　附錄</b></p><p>&

37、lt;b>　　程序：甲機(jī)</b></p><p>　　#include<reg52.h></p><p>　　#include"delay.h"</p><p>　　sbit LED1=P2^0;</p><p>　　sbit LED2=P2^1;</p><p>　　

38、sbit K1=P1^0;</p><p>　　void putc_to_yi(unsigned char c)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　SBUF=c;</b></p><p>　　while(TI==0);</p><p><

39、;b>　　TI=0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void main()</p><p><b>　　{</b></p><p>　　unsigned char num;</p><p>　　SCON=0x40;<

40、;/p><p>　　TMOD=0x20;</p><p>　　PCON=0x00;</p><p><b>　　TH1=0xfd;</b></p><p><b>　　TL1=0xfd;</b></p><p><b>　　TI=0;</b></p&g

41、t;<p><b>　　TR1=1;</b></p><p><b>　　while(1)</b></p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　if(K1==0)</b></p><p><b>　　{<

42、;/b></p><p>　　while(K1==0);</p><p>　　num=(num+1)%4;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　switch(num)</p><p><b>　　{</b></p><p>

43、;　　case 0: LED1=LED2=1;break;</p><p>　　case 1: putc_to_yi('A');</p><p>　　LED1=~LED1;LED2=1;break;</p><p>　　case 2: putc_to_yi('B');</p><p>　　LED2=~LED2;

44、LED1=1;break;</p><p>　　case 3: putc_to_yi('C');</p><p>　　LED1=~LED1;LED2=LED1;break;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　delayms(100);</p><p>&l

45、t;b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　乙機(jī)</b></p><p>　　#include<reg52.h></p><p>　　#include"delay.h"</p><p

46、>　　sbit LED1=P1^0;</p><p>　　sbit LED2=P1^1;</p><p>　　void main()</p><p><b>　　{</b></p><p>　　SCON=0x50;</p><p>　　TMOD=0x20;</p><p&

47、gt;　　PCON=0x00;</p><p><b>　　TH1=0xfd;</b></p><p><b>　　TL1=0xfd;</b></p><p><b>　　RI=0;</b></p><p><b>　　TR1=1;</b></p&g

48、t;<p>　　LED1=LED2=1;</p><p><b>　　while(1)</b></p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　if(RI)</b></p><p><b>　　{</b></p>

49、;<p><b>　　RI=0;</b></p><p>　　switch(SBUF)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　case 'A': LED1=~LED1;LED2=1;break;</p><p>　　case 'B'

50、: LED2=~LED2;LED1=1;break;</p><p>　　case 'C': LED1=~LED1;LED2=LED1;break;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　else LED1=LED2=1;

51、</p><p>　　delayms(100);</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　延時(shí)</b></p><p>　　#include "delay.h"<

52、;/p><p>　　void delayms(unsigned char xms) //延時(shí)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　unsigned char i,j;</p><p>　　for(i=xms;i>0;i--)</p><p>　　for(j

53、=110;j>0;j--);</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　延時(shí)頭文件</b></p><p>　　#ifndef DELAY_H</p><p>　　#define DELAY_H</p><p>　　void delayms(u