单片机与PC之间的串行通讯毕业论文.doc

毕业设计（论文）题 目单片机与PC之间的串行通讯 系 （院）计算机科学技术系专 业通信工程班 级2008级2班学生姓名 学 号2008110311指导教师 职 称讲师二一二年五月二十日独 创 声 明本人郑重声明：所呈交的毕业设计(论文)，是本人在指导老师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本设计（论文）不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。本声明的法律后果由本人承担。 作者签名: 二 年 月 日毕业设计（论文）使用授权声明本人完全了解滨州学院关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定。本人愿意按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版，同意学校保存学位论文的印刷本和电子版，或采用影印、数字化或其它复制手段保存设计（论文）；同意学校在不以营利为目的的前提下，建立目录检索与阅览服务系统，公布设计（论文）的部分或全部内容，允许他人依法合理使用。（保密论文在解密后遵守此规定）作者签名: 二 年 月 日单片机与PC之间的串行通讯摘 要随着计算机技术的发展，特别是单片机技术的迅猛发展，单片机被广泛应用于大量工业控制系统。单片机拥有占有空间小，价格低廉，开发应用程序容易的优势，可用于恶劣的工业环境中，单片机的数据采集和现场控制能力被广泛应用于分布式控制系统中。但因为单片机的计算能力是有限的，而且用它也很难进行复杂的数据处理，因此这就要求我们往往在具有繁多功能的控制系统中采用上，下位机系统，单片机被使用为下位机系统采集数据和控制设备，而使用PC机为上位机系统处理复杂数据和控制单片机。当今，在大量解决通信系统通信受阻的常用方案中，通过PC机自带的RS-232串行通讯端口与外设实现通讯这一方案备受人们的青睐。故由上知，实现单片机与PC机之间的串行通讯具有重要的意义。 本论文设计详细介绍了使单片机与PC机之间能够进行串行通讯的软件和硬件的实现。在硬件设计中，通过RS-232串行通讯端口将单片机与PC机相互连接，PC机把数据传输至单片机系统，单片机系统会将这一传输数据显示在LED数码管上；在软件设计中，利用Visual Basic6.0中的MSComm串行通讯控件来编写PC机的串口通讯程序。在对此设计正确测试后，证明我们的设计能够实现单片机与PC机之间的串行通讯。关键词：单片机；串行通讯；RS-232；Visual Basic6.0；MsCommSerial Communication between SCM and PCAbstractWith the development of computer technology, especially the rapid development of the SCM technology, SCM has been widely used in industrial control systems. The SCM has the advantage of possession of a small space, low price, easy to develop applications that can be used in harsh industrial environments, data acquisition and site control capabilities of the microcontroller is widely used in distributed control systems. Single-chip computing power is limited, and it is difficult to use it for complex data processing, so this is often used in the control system has a range of functions, the controller system, the microcontroller is used for the next bit machine system data acquisition and control equipment, using a PC as the host computer system to handle complex data and control SCM. Today, a large number of commonly used programs address communication system communication disruption, comes via a RS-232 serial communication interface with peripherals, communication of this program much people of all ages. Therefore, by the Sounds, the communication between the SCM and PC has an important significance.The design details of this paper between the SCM and PC serial communications software and hardware implementations. SCM and PC through the RS-232 serial communications port in the hardware design of interconnected PC machine data transfer to the SCM system, SCM system will transmit data is displayed on the LED digital tube; in software design, MSComm communication control in Visual Basic 6.0 to write the PC's serial port communication program. This design the right tests to demonstrate that our design can achieve serial communication between SCM and PC.Key words：SCM；Serial Communication；RS-232；VB6.0；MSComm目 录第一章 绪论11.1 本课题的目的和意义11.2 本课题的国内外研究现状11.3 此次设计的工作内容2第二章 串行通讯基础知识32.1 串口通讯的理论基础32.1.1 并行接口与串行接口32.2 RS-232串行通讯接口标准32.3 MSCOMM串行通讯控件42.3.1 MSComm串行通讯控件处理通讯的方式42.3.2 MSComm串行通讯控件的属性5第三章 课题总体设计与分析63.1 课题的可行性分析63.2 课题指标设计63.2.1 通讯协议的设计63.3 课题的硬件与软件的设计与分析63.4 课题功能分析7第四章 串行通讯的硬件电路设计84.1 单片机的选型及其简介84.2 串行接口的基本结构的认识84.3 电平转换芯片MAX232104.4 电路原理图11第五章 串行通讯程序设计145.1 PC机的串行通讯程序145.2 单片机的串行通讯程序17第六章 仿真调试与结果分析196.1 PROTUES仿真软件简介196.2 仿真结果分析19结语21参考文献22致谢23附录24第一章 绪论1.1 本课题的目的和意义现代信息网络技术的一个突出特点，是使所有的设备在工业控制系统相互连接，形成网络，在中央软件管理下，形成一个有机的整体。这种整体网络方式在现代工业控制系统中极其具有先进性，极大提高了工业设备生产效率，也很大程度上提高了系统的安全和可靠性。单片机技术经过20多年的发展，单片机自身的一些优势被当今人们所熟知，比如其性能稳定，成本低，功能强大等，以单片机为主的各种产品已被广泛使用。在单片机的输入和输出控制端，除了可以直接连接到键盘和计算机的液晶显示器外，通常都是通过串行端口和上位机PC实现通讯，这将能够实现远程控制。在单片机与PC机相互连接共同工作的场合中，人们普遍使用基于Windows平台的PC机作为上位机，这是因为其界面友好，编程和操作相对容易，为研究单片机与PC机之间的串行通讯提供了方便。故由以上两段内容得知，研究单片机与PC机之间的串行通讯对于人们的生活水平的提高，工业的迅猛发展等各方面都具有重大意义。1.2 本课题的国内外研究现状随着科学技术的发展，单片机技术已经历了近20年的发展，在过去20年的发展过程可以看出，凭借单片机技术开发的微处理器（MPU）和超大规模集成电路为其发展拉动了广泛的应用范围。单片机已被广泛应用于工业控制，用以完成各项规定任务，实现集中管理。但另外一面，由于单片机的计算能力有限，很难处理复杂的数据，因此在具有繁多功能的控制系统中，普遍采用采用上，下位机系统，单片机被使用为下位机系统用来采集数据和控制设备，而使用PC为上位机系统来处理复杂数据和控制单片机。这两者的结合，使单片机的应用不只是限制于自动监测或控制，而是进一步呈现出全面且多点的发展趋势，具有更好更光明的前景，是今天电子领域的重要组成部分。当前，在国内与国外，对于PC机与单片机的控制系统，人们通常把PC机视为上位机，单片机则被视为下位机，在这种上下位机控制系统中，人与PC机之间的信息交流通常是通过软件得以实现的，而单片机与PC机之间的信息互动则是以串行通讯模式来维持的，由于被控对象的不同，单片机系统会对此做出相应的配置，即配置前后向信息通道，由PC机对其进行监督，指挥，收集工作状态信息等。1.3 此次设计的工作内容标准51系列单片机都有串行通讯接口，其工作方式为全双工模式，通过此串行通讯接口，可以行之有效地与PC机和其他单片机系统取得数据通讯，串口在单片机系统中有着举足轻重的地位，单片机采集的实时数据正是通过串口才传输至计算机，而计算机发布的控制命令也是经由串口方可实现对单片机系统的智能控制与管理。串口的这种作用，使各行各业的人们可以充分享有计算机强大的数据处理和管理功能以及单片机系统的数据采集和设备控制的优势，使系统趋于完美，强大，工作效率更加高效。在以上分析的基础上，本次设计的工作内容有，介绍单片机与PC机之间的通信模式和RS-232串行通讯协议（也就是常用的串行通讯标准），随后设计本课题的串行通讯软件程序和硬件，最后通过PROTUES仿真软件对单片机的显示模块进行仿真调试。第二章 串行通讯基础知识2.1 串口通讯的理论基础当今，计算机通常都有一个或多个串行端口，如COM1，COM2，COM3以上端口是外部设备和计算机之间实现数据传输和沟通的重要渠道。串行通讯是指利用数据信号线，接地线，控制线这三种信号线来实现通讯外围设备和计算机之间数据传输的一种通讯方式。目前，比较流行的两种接口方式就是并行接口与串行接口。2.1.1 并行接口与串行接口并行接口是在同一时间内通过平行线发送8位数据，数据传输速率大大被提升。但是在并行传输过程中，由于传输线路长度不断加长，会导致传输中多次发生码误，因此，并行传输主要应用于近距离数据传输，如连接打印机的端口。目前，D形接头（25针）成为并行接口的主流。串行接口是一个标准的计算机接口，PC机一般至少有两个串行口COM1，COM2。其数据和控制信息像排队一样在传输线路上传输，所以相比较并口，串口能够进行长距离信息传输。在各种连接器中，D形连接器（9针）为串行端口使用的主要连接器1。因为CPU和接口之间通信模式为并行传输模式，接口和外设之间的通信模式则为串行传输模式，所以要通过转换电路（通用异步收发器UART）的转换功能，把串口中的串行模式转换为并行模式，并行模式则转换为串行模式。2.2 RS-232串行通讯接口标准RS是英语“Recommendation Standard”的简写，232为标识号，包括一个主通道和一个辅助通道，RS-232是现在PC机和通信行业最广泛使用的串行接口，RS-232被定义为在低速的串行通讯中增加通讯距离的单端标准，在通讯中，RS-232标准适合的数据传输速率限于20000比特/秒，RS-232采用不平衡传输模式，即所谓单端通讯，在DTE（数据终端设备）与DCE（数据通讯设备）之间建立接口标准是提出并建立RS-232串行接口标准的最初目的，RS-232大多采用25针的D形连接器，但由于在进行异步通讯时，9个信号就已够用，因此RS-232还可以采用9针的D形连接器。RS-232的逻辑电平，电器特性，还有一些信号线所具备的某些作用：RXD的说明：高电平（逻辑状态为1）为-5V-15V，低电平（逻辑状态为0）为+5+15V，与之相同的还有TXD；RTS的说明：控制线，信号有效（接通，状态：ON即开启，正电压）情况下，电平为+5V+15V，信号无效情况下，（断开，状态：OFF即关闭，负电压）电平为-5V-15V，与之相同的还有CTS，DSR，DTR及DCD。对于RS-232而言，传输电平的绝对值超过3V的时候，电路能够行而有效地检查出来，范围在-5V+5V之间或在-15V以下或在+15V以上的电压则被认为无价值，因此，正常工作电压范围必须在±（315）V之间4-6。由上面所述知，RS-232以电压的正负来表示其逻辑状态，而TTL则以电平的高低来表示其逻辑状态，这两者规定有所不同。当与计算机接口或终端的TTL相连时，必须变换RS-232与TTL电路这两者之间的电平和逻辑关系。2.3 MSComm串行通讯控件MSComm串行通讯控件，是由微软公司开发的一种ActiveX控件，它对Windows串行通讯编程能够起到简化作用，MSComm串行通讯控件提供了一系列标准通讯命令的接口，允许建立一个串行连接，可以连接到其他通讯设备（如调制解调器），您还可以发送命令，交换数据，监测和应对并处理发生在通讯中的各种错误和事件，从而可以用它来创建一个全双工的，事件驱动的，高效的，实用的通讯程序，它提供给串行接口的应用程序发送和接收数据一种简单方法，使应用程序实现串行通讯的作用2，因此，通过对此控件进行编程操作，可以很容易地实现串行通讯。2.3.1 MSComm串行通讯控件处理通信的方式主要有两种通讯处理模式被MSComm串行通讯控件的通讯处理所采纳，它们分别是事件驱动模式与查询模式，后者实质上仍为前者。事件驱动模式，是一个功能强大的串口处理方式。这样，一些通讯事件可以被MSComm串行通讯控件的OnComm事件捕获并被其处理，OnComm事件还可以用来检查和处理通讯错误。在OnComm事件处理函数中，可以添加自己编写的代码，这一优点，使程序反应灵敏，可靠，稳定。查询模式，即在实现每个重要的程序功能后，用户可以检测CommEvent属性的值，以达到检测事件和通讯错误的目的，其实质仍然是事件驱动模式8。2.3.2 MSComm串行通讯控件的属性MSComm串行通讯控件具备不少重要属性，常用属性功能如下：（1）CommPort的属性：设置并返回通讯端口号；（2）Input的属性：返回并删除接收缓冲区中的数据流；（3）Output的属性：往传输缓冲区中写数据流；（4）PortOpen的属性：设置且返回通讯端口的状态（开或关）；（5）Settings的属性：设置并返回奇偶校验，波特率，停止位参数及数据位；（6）InputLen的属性：明确被Input属性读取的字符个数，设定InputLen为0时，则Input属性读取缓冲区中的全部数据；（7）InputMode的属性：明确被Input属性读取的数据属于哪一种类型，设定InputMode为ComInputModeText时，Input属性通过一个Variant返回文本数据，设置为ComInputModeBinary时，Input属性通过一个Variant返回一个进制数为2的数据数组14。第三章 课题总体设计与分析3.1 课题的可行性分析通过网络查找与课题相关的资料，书籍，在初步研究有关课题资料后，确定课题的硬件，软件设计能达到本课题设计的目标，课题具有可行性。3.2 课题指标设计3.2.1 通讯协议的设计硬件接口：单片机输出的TTL电平经电平转换芯片转换成为RS-232信号再与PC机相连接；字符格式设定为1位起始位，8位数据位，1位停止位；通信波特率设定为9600比特/每秒；差错校验设定为无奇偶校验。3.3 课题的硬件与软件的设计与分析在对硬件电路的设计中，通过3线制式的数据通讯硬件，采用软件握手模式，单片机和PC机的串口3脚（TXD，RXD，GND）相互连接，交叉连接PC和单片机TXD（发送数据线）和RXD（接收数据线），直接连接它们的GND（地线）。这样硬件电路设计被简化，目的实现更为容易3，13。但RS-232是用正负电压来表示逻辑状态的，而TTL是以高低电平表示逻辑状态的，这两者规定有所不同，为了能够同计算机接口或终端的TTL器件连接，此次设计使用MAX232（电平转换芯片）实现在RS-232与TTL电路之间进行电平和逻辑关系的变换。软件设计涉及到两部分内容：一是利用VB6.0的MSComm（串行通讯控件）来编写PC机的串口通讯程序，二是对单片机的编程，则采用汇编语言（这一语言更适于单片机的硬件）来编写通讯程序和数据处理程序。VB（Visual Basic）具有简单易学，易懂，高效的优点，是一种应用软件开发工具，其设计方法面向对象，用户界面友好，编程效率高以及强大的数据处理和驱动底层硬件功能已被大量用户所使用，深受好评。在本设计中，使用Visual Basic来编写PC机的通讯程序，用汇编语言来编写单片机程序2。3.4 课题功能分析单片机以低空间占有率，适合的价格，稳定的性能著称，单片机的数据采集和现场控制被广泛应用于分布式控制系统中。但因为单片机的计算能力是有限的，也很难进行复杂的数据处理，而PC机能够处理复杂数据和控制单片机，所以常常结合这两者各自具有的优势将这二者结合，由于TTL电平为单片机输入、输出电平，而RS-232串行接口则为PC机的串口标准，两者电平和逻辑状态都不一致，因此涉及到单片机与PC机的串行数据通讯时候，必须进行电平和逻辑状态的转换，然后由PC机把通讯数据请求发出，单片机接收数据并作出反应，并在LED数码管上动态显示。在不断地摸索，探究与学习中，所选课题的功能有下面几个方面：1.确定单片机与PC机串行通讯的设计；2.串行通讯接口标准采用RS-232；3.采用3线制式串行通讯硬件电路，选用MAX232（电平转换芯片）转换单片机的TTL电平与RS-232的电平；4.PC机的串口通讯程序采用Visual Basic6.0的MSComm（串行通讯控件）来编写，单片机通讯程序和数据处理程序采用适于单片机硬件系统的汇编语言编写。第四章 串行通讯的硬件电路设计4.1单片机的选型及其简介采集，处理数据的能力，消耗功率低，工作时产热量低等原则来确定我们优先选择的单片机的机型。基于这一原则，美国公司ATMEL生产制造的AT89C51单片机作为此次设计的单片机机型，其具有低电压，高性能的特点，内置4KB PEROM（可擦写的只读程序存储器）和128bytes RAM（随机存取存储器），片上内置8位CPU（中央处理单元）和Flash存储单元，是一种CMOS8位微控制器芯片，具有强大的功能7。 ATMEL公司采用高密度，非易失性存储器技术生产AT89C51，兼容标准MCS-51指令系统，AT89C51单片机有着广阔的应用范围和市场，具备在各种控制领域中可灵活运用的特点。AT89C51有如下性能参数：对MCS-51指令系统完美兼容，具有可重擦写Flash闪速存储器（4kB）和内部RAM（128×8字节），可擦写周期为一个单位（以一千为一个单位），同时具有可编程I/O口线（32个），中断优先级（2个），三级加密程序存储器（0Hz-24MHz），中断源（6个），定时/计数器（16位，2个），全双工异步串行口（1个），低功耗空闲和掉电模式，全静态操作10。4.2 串行接口的基本结构的认识经串行接口，能够与外围设备进行串行通讯是单片机串行接口的作用。AT89C51单片机由CPU（中央处理器），ROM（程序存储器），RAM（数据存储器），定时器，计数器，并行接口，串行接口，中断系统，数据总线，地址总线和控制总线等构成，如图4.1所示，通过引脚RXD（P3.0串行口数据接收端）和引脚TXD（P3.1串行口数据发送端），串行接口与外围设备实现串行通讯，其引脚配置如图4.2所示。图4.1 AT89C51功能框图图4.2 AT89C51引脚配置串行接口是一种特殊的寻址寄存器，有两个各自独立的发送缓冲区和接收缓冲区的物理空间，即发送缓冲器与接收缓冲器，能实现全双工通讯，这两个寄存器有相同的地址，即99H。把数据写入发送缓冲器，就可以发送数据，然后读出接收缓冲器中的数据就可作为接收数据。由此可见单片机的串行数据传输原理比较简单。在接收模式下，经引脚RXD，输入串行通讯数据，构成一个从移位寄存器到接收寄存器的双缓冲串行通讯数据接收结构，这种帧中的重叠错误不会再发生。在发送模式下，经TXD引脚，串行数据发出，相比接收模式，此模式下，CPU工作积极，传输电路不需要双缓冲结构，不会出现重叠帧错误，发送数据速率提高。4.3 电平转换芯片MAX232MAX232由MAXIM公司生产，包括一个双通道接收器/驱动器芯片，该芯片内部有一个电源电压转换器，输入+5 V电源电压后可转换为RS-232输出电平，即实现了TTL和RS-232的电平与逻辑状态的转换，MAX232拥有简单的硬件接口，图4.3所示为电平转换芯片MAX232引脚配置：图4.3 电平换芯片MAX232引脚配置MAX232的引脚主要为5个部分。进行电压匹配和电源去耦的5个外接电容，11和10引脚（TTL电平的输入引脚）连接单片机的TXD输出端口，12和9引脚（TTL电平的输出引脚）连接单片机的RXD输出端口，13和8引脚（两路RS-232电平的输入引脚）连接RS-232的TXD的输出端口，4和7引脚（两路RS-232电平的输出引脚）连接RS-232的RXD的输出端口1。通过MAX232的TTL和RS-232的输入/输出端口，实现了TTL和RS-232的电平与逻辑状态的转换，以下仅说明关键的各引脚的连接。连接单片机的TXD，TTL串口输入信号的MAX232的TTL电平输入引脚即MAX232的11引脚，连接单片机的RXD、TTL串口输入信号的MAX232的TTL电平输出引脚即MAX232的12引脚，连接RS-232的RXD，RS-232的串口输入信号的MAX232的RS-232电平输出引脚即MAX232的14引脚，连接RS-232的TXD，连接RS-232的串口输出信号的MAX232的RS-232电平输入引脚即MAX232的13引脚9。4.4 电路原理图本节需要做的工作有设计单片机系统，选择外围功能模块，分配I / O端口，选择通讯线路，设计模拟量输入和输出电路等。在此阶段，使用PROTUES软件，该软件除具有其他EDA工具软件的仿真功能外，还可以模拟单片机和外围设备，小到原理图布局，代码调试，大到单片机及外围电路设备协同仿真，都可以应用PROTUES软件来完成，是当今模拟单片机和外围设备的最佳工具，为制作硬件电路图提供方便。左击PROTUES的原理图编辑器的ISIS，依次左击工具栏中的“库”“原件/符号”， 输入关键字至启动的窗口中，然后查询，比如查询关键字AT89C52，得到图4.4。图4.4 查询AT89C52后的界面 遵循上面步骤，分别查询单片机AT89C51， MAX232，晶振等，每个部件查询完毕后,用鼠标左击选中部件移动到编辑区的恰当的空白之处。为了连接移动结束后的编辑区的各组成部分，再左击“终端模式”的总线，接地以及电源，得到完整电路原理图4.5。图4.5 单片机与PC机的串行通讯电路原理图电路原理图中各组成部分以及部分元件的作用分别是:单片机AT89C51；复位按钮BUTTON，起着电路复位功能；f=12MHz（f为频率）的晶振CRYSTAL，f=12MHZ（f为频率）有利于设定波特率；电容CAP；电阻RES；发光二极管LED；PC机的串口1COM1，电平转换芯片MAX232，用于统一PC机的RS-232与单片机的TTl之间的电平逻辑状态。其原理是：利用MAX232（电平转换芯片）的电平转换功能，实现统一单片机的TTL与PC机的RS-232的电平逻辑状态。在现实中，PC机和单片机AT89C51上分别拥有属于RS-232的通讯接口和串行通讯接口，PC机与MAX232（电平转换芯片）之间通过双头D型9针RS-232相互连接在一起，再把MAX232与AT89C51单片机相连接在一起，当把以上三者连接在一起后，单片机与PC机之间的串行通讯就被建立了。从图4.5可以看出，硬件电路原理图由单片机AT89C51，MAX232（电平转换芯片），PC机串口1COM1，LED（发光二级管）以及硬件电路必备的其他一些部件（如电阻，电容等）连接在一起构成。单片机AT89C51的11引脚TXD，10引脚RXD分别与MAX232的11引脚T1IN，12引脚R1OUT相互连接，MAX232的13引脚R1IN，11引脚T1OUT则与RS-232的2引脚,3引脚相互连接，RS-232的引脚5接于地面，在这里选定f=12MHz（f为频率）的CRYSTAL（晶振），这是因为f=12MHZ（f为频率）有利于设定波特率，4个电容（取值为1F/50V）作为MAX232外部电路部件，图中LED（发光二级管）可显示文字，图像，数字0-9，字母AF，LED（发光二极管）的电流大小I=5毫安培，电势大小为U=2伏特，其电阻大小为600欧姆，与LED（发光二级管）管脚相连接的是两个74LS245芯片，即它们一种比较常用LED（发光二级管）驱动芯片，能进行双方向的数据传送，是一种8路同相三态双向总线收发器，常常用它来驱动LED（发光二级管），另外一些设备等，74LS245（U3部分）的引脚B0B7分别相应与LED（发光二级管）的管脚ADP相连，引脚A0A7则对应与单片机AT89C51的引脚2128相连，另一个74LS245（U4部分）的引脚B0B5依次与LED（发光二级管）的管脚61相连，引脚A0A5则与单片机AT89C51的引脚3239对应相连，图中左下角部分是单片机外围电路，包括晶振电路以及复位电路，该复位电路在工作的时侯能够引导单片机的复位，启动单片机时，单片机的引脚RST处于高电平状态，同时，C7（电容）得以充电，致使RST高电平缓缓变为低电平，CRYSTAL（晶振）为12MHz时，C7电容值取10F，单片机的两个引脚XTAL1和XTAL2外接的是f=12MHz（f为频率）的晶振电路，这是因为f=12MHZ有利于设定波特率，晶振电路中的两个30pF的电容具有稳定晶体电路频率和迅速使晶体电路起振的作用11-13。第五章 串行通讯程序设计5.1 PC机的串行通讯程序只有硬件而无软件支持的的单片机系统无法正常工作，必须拥有软件实现驱动与控制，方可作为一个整体运作。汇编语言经常被用于单片机系统的软件设计，这是因为其更接近于单片机的硬件，PC机的软件则常常应用Visual Basic来编写。PC机的串行通讯程序设计包括创建项目文件，加入MSComm(串口通讯控件)，设计窗体界面三方面。首先创建项目文件，双击VB6.0的应用程序图标后，出现VB6.0窗口，并随后紧接着弹出名为New Project的对话框，如图5.1所示，在出现的对话框中选择左上角的带有New字样的选项卡，双击New下面的Standard.EXE，程序开发窗口被建立，选择file中下拉菜单中的Save Project选项，保存文件。图5.1 创建项目文件然后再添加MSComm(串行通讯控件)，首先将MSComm（串行通讯控件）添加到控件工具栏上，在控件工具栏上，点击鼠标右键，这时出现对话框，选择对话框中的Components，出现名为Components的对话框，如图5.2所示，点击Components对话框中的Controls选项，选择Microsoft Comm Control 6.0（鼠标右击小方框，打钩），再右击对话框下面的确定选项把MSComm（串行通讯控件）添加至控件工具栏。图5.2 加入MSComm（串行通讯控件）最后进行窗体界面的设计，窗体具有初始化应用程序，设置串行端口，输入各种发送数据，表明当前使用的通讯端口及各通讯端口的信息等功能，将需要的控件添加至窗体中，可看到图5.3所示的窗体界面。图5.4所示为单片机与PC机串口通讯应用界面的程序流程图。图5.3 加入MSComm控件后的窗体应答超时开始准备发送数据数据完整性验证设置打开串行端口应答？发送通讯发送数据通讯结束图5.4 应用界面代码程序流程图5.2 单片机的串行通讯程序PC通信和数据动态显示，都需要单片机程序来完成，在此课题设计中，使用PROTUES集成开发环境，单片机串行通讯程序设计则使用更加接近于硬件电路的汇编语言来完成，应该使程序具备的功能是：单片机接收数据并显示于数码管和LED灯上，一方面，显示数据，另一方面，还发送数据。实现单片机的串行通讯的汇编语言程序如下：ORG0000 AJMPMAIN ORG0100HMAIN: MOVSP, #06H MOVSCON,#50H /8位UART(1 START ,8 DATA ,1 STOP),允许接受 MOVTMOD,#20H /T1工作方式2 MOVTH1, #0FDH MOVTL1, #0FDH SETBTR1KEY:MOVA, #0FFHMOVP0, AMOVA, P0JNBACC.0, KEY0JNBACC.1, KEY1 AJMPMAINKEY0:MOVP1, #0FFHK0:JBRI,KK /是否接收到数据，有则跳至KKSJMPK0KK:MOVA,SBUF /将接收到的数据保存到累加器MOVP1,A /输出至P1CLRRI /清除RISJMPK0RETKEY1:MOVP2, #0FFHK01: JBRI,KK1 /是否接收到数据，有则跳至KKSJMPK01KK1: MOVA,SBUF /将接收到的数据保存到累加器MOVP2,A /输出至P2CLRRI /清除RISJMPK0RETEND第六章 仿真调试与结果分析6.1 PROTUES仿真软件简介PROTUES是一种EDA工具，由英国的Labcenter电子公司发行。该软件除具有其他EDA工具软件的仿真功能外，还可以模拟单片机和外围设备，是当今模拟单片机和外围设备的最佳工具。PROTUES软件在全世界范围内都很有名，小到原理图布局，代码调试，大到单片机及外围电路设备协同仿真，1键开关的PCB设计，方便快捷，真正实现从概念理解到实际产品的飞跃，目前世界上也仅有此款软件能够做到把电路设备仿真软件，PCB设计软件及虚拟仿真软件三者合为一体。在编译时，它也是兼容各种各样的编译器，如IAR，MPLAB等编译器15。6.2 仿真结果分析先进行PC机的串行通讯仿真分析，首先点击“开始”按钮，PC机的串行通讯界面启动，在“发送数据”文本框中输入要发送的数字或数字串（串长度限于16以内），然后点击文本框后面的“发送”选项，最后右击界面最下面退出选项，界面关闭。若上述步骤都能正常完成，说明PC的串行通讯程序被正常执行。如图6.1所示： 图6.1 PC机的串行通讯程序运行结果然后再进行单片机的串行通讯仿真分析，利用PROTUES仿真软件，能对单片机实现仿真测试，为了正常显示单片机系统仿真结果，在初始化显示缓冲区前和后，添加附录中最后面的测试程序。修改mov datanum3处的数值3（1到16之间任一个数），以观察不同数量的数据显示结果，这里用三个数据作为例子，左击鼠标勾选仿真器设置目标文件生成.Hex文件，然后用wave对源程序进行编辑与编译，完成编译后，下载.hex文件至AT89C51，左击Play选项，经过一段时间后，前后分别得到图6.2和图6.3的仿真结果。从最后的结果来看，设计的单片机系统可以动态显示接收到的数据，实现了单片机与PC机之间的串行通讯。图6.2 开始时的仿真结果图图6.3 一段时间后的仿真结果结论本次论文设计详细明了地论述与设计了单片机与PC机之间的串行通讯，单片机采用AT89C51，它是一种4KB的FPEROMFlash Programmable 和 Erasable Read Only Memory（闪烁可擦除可编程只读存储器），具有低电压，高性能的优点，同时也是一种CMOS 8位微处理器。该器件采用ATMEL公司的高密度非易失性存储器技术制造的，兼容工业标准MCS-51指令集和输出管脚。AT89C51工作效率极高，因此其使用前景是相当广泛和光明，正因为如此，我们需要了解它与PC机的通信。主要讨论的内容归纳如下：1.单片机在现实生活中的使用情况和在某些环境领域的应用，市场前景和未来发展趋势，也对整体设计有所介绍。2.详细概述单片机的功能，应用及特性，各部件的发展，使每个部件工作原理都可以被人们理解，这样方便读者一目了然，使读者更容易明白单片机与PC之间串行通信的原理