单片机课程设计基于单片机的双机之间的串联通信.doc

单片机系统课 程 设 计成绩评定表设计课题 基于单片机的双机之间的串联通信 学院名称 ： 电气工程学院 学生姓名 ： 学 号 ： 指导教师 ： 设计地点 ： 设计时间 ： 指导教师意见：成绩: 签名： 年 月 日单片机系统课 程 设 计课程设计名称： 基于单片机的双机之间的串联通信 专 业 班 级 ： 学 生 姓 名 ： 学 号 ： 指 导 教 师 ： 课程设计地点： 课程设计时间： 单片机系统 课程设计任务书学生姓名 专业班级学号题 目课题性质工程设计课题来源自拟指导教师主要内容（参数）双机间串联通信发送的步骤：1、 波特率的选定，可选的波特率有1200、2400、4800、9600bit/s2、 串行口方式的确定3、 初值的设置4、 数据的发送与接收任务要求（进度）第1-2天：熟悉课程设计任务及要求，查阅技术资料，确定设计方案。第3-4天：按照确定的方案设计单元电路。要求画出单元电路图，元件及元件参数选择要有依据，各单元电路的设计要有详细论述。第5-6天：软件设计，编写程序。第7-8天：实验室调试。第9-10天：撰写课程设计报告。要求内容完整、图表清晰、文理流畅、格式规范、方案合理、设计正确，篇幅不少于6000字。主要参考资料1 高峰.单片微型计算机原理与接口技术.科学出版社，20072 马丽.焦永梅.单片机仿真实验系统.石家庄铁道大学四方学院，2011审查意见系（教研室）主任签字： 年 月 日 目 录一. 设计目的4二. 串行口及其扩展简介4三设计要求5四硬件电路设计8五流程图设计10六程序设计12七设计小结17八参考文献17双机之间的串行通信设计一、设计目的1、了解串行通信的工作原理2、了解键盘设定的工作原理3、掌握80C51的定时器1计数器1的编程4、掌握电路板的实物焊接随着电子技术的飞速发展，单片机也步如一个新的时代，越来越多的功能各异的单片机为我们的设计提供了许多新的方法与思路。 对于莫一些场合，比如：复杂的后台运算及通信与高实时性前台控制系统、软件资源消耗大的系统、功能强大的低消耗系统、加密系统等等。如果合理使用多种不同类型的单片机组合设计，可以得到极高灵活性与性能价格比，因此，多种异型单片机系统设计渐渐成为一种新的思路，单片机技术作为计算机技术的一个重要分支,由于单片机体积小,系统运行可靠,数据采集方便灵活,成本低廉等优点,在通信中发挥着越来越重要的作用。但能在一些相对复杂的单片机应用系统中,仅仅一个单片机资源是不够的,往往需要两个或多个单片机系统协同工作。这就对单片机通信提出了很高要求。二、串行口及其扩展简介1.串行通信的基本特征是数据逐位顺序进行传送2.全双工制式是指通信双方均设有发送器和接收器，并且信道划分为发送信道和接收信道，因此全双工制式可实现甲乙双方同时发送和接收数据，发送时能接收，接收时也能发送3.串行通信的传送速率用于说明数据传送的快慢. “波特率”表示每秒种传输离散信号事件的个数，或每秒信号电平的变化次数，单位为band（波特）。 “比特率”是指每秒传送二进制数据的位数，单位为比特/秒，记作bits/s或b/s或bps。 在二进制的情况下，波特率与比特率数值相等4. SM01、SM10，选择方式2； (SMO=0、SM1=0，选择方式0 SMO=0、SM1=1，选择方式1 SM0=1、SM1=1,选择方式3)由TXD引脚发送数据。 由RXD引脚接收数据。方式2波特率: 波特率=(2SMOD /64) * fosc(方式0波特率:波特率=1/12fosc 方式1和方式3波特率=2SMOD/32*T1溢出率 其中SMOD是任意设置的，为0或1） 三、设计要求1.两片单片机利用串行口进行串行通信：串行通信的波特率可从键盘进行设定，可选的波特率为1200、2400、4800和9600bit/s。串行口工作方式为方式1的全双工串行通信。2. 两个单片机之间进行通讯波特率的设定，最终归结到对定时计数器T1计数初值TH1、TL1进行设定。故本题目本质上是通过键盘扫描得到设定的波特率，从而载入相应的T1计数初值TH1、TL1实现的。3、要求发送方读入按键值，发送到接收方，接收方接受数据并显示在数码管上。 发送过程：发送时，当一个数据写入发送缓冲器SBUF，串行口即把11位数据从RXD端送出，发送完置中断标志TI为1，并申请中断，通知CPU可以发送下一个数据。 接收过程：先置位REN为1，使串行口处于允许接收状态，同时还要将RI清0。若SM2=1，只有接收到的第9位数据为1时，接收到的数据才有效，若SM2=0无论接收到的第9位是1还是0，接收到的数据均无效。3.1单片机AT89C51AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROMFalsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。3.2 LED数码管 LED数码管（LED Segment Displays）是由8个发光二极管构成。按照一定的图形及排列封转在一起的显示器件。其中7个LED构成7笔字形，1个LED构成小数点（固有时成为八段数码管）LED数码管有两大类，一类是共阴极接法，另一类是共阳极接法，共阴极就是7段的显示字码共用一个电源的负极，是高电平点亮，共阳极就是7段的显示字码共用一个电源的正极，是低电平点亮。只要控制其中各段LED的亮灭即可显示相应的数字、字母或符号。该图中可显示4位数字。3.3 74HC573 74HC573的输入是和标准CMOS输出兼容的；加上拉电阻，他们能和LS/ALSTTL输出兼容。 当锁存使能端为高时，这些器件的锁存对于数据是透明的（也就是说输出同步）。当锁存使能变低时，符合建立时间和保持时间的数据会被锁存。 输出能直接接到CMOS，NMOS和TTL接口上 操作电压范围：2.0V6.0V 低输入电流：1.0uA CMOS器件的高噪声抵抗特性 四、硬件电路设计4.1所需元件序号名称数量1540P zip座17串口接口113MAX232芯片112USB接口1C1、C2晶振电容22p251、AVR复位按钮2Y1晶振座3孔J16复位跳线插针3针RP147排阻白发红电源跳线针复位电阻单独按键输出口双排针×针外围电容1UF自锁按钮复位电容电源指示灯电阻限流电阻指示灯绿发绿电源滤波电容4.2硬件电路连接五、流程图设计5.1主机主程序 5.2键盘扫描子程序开始开始 列置零设置串行口通讯方式及波特率零下一列读行状态无有非零确定行值检测键盘输入读入键值确定键码串行口发送键码 查表键盘输入选择波特率保存输入内容返回结束5.3从机主程序 5.4数码管显示子程序开始开始送段码位码地址设置串行口通讯方式及其波特率0显示十位RI=?1延时读入数据保存数码管显示送段码位码地址选择波特率结束显示个位延时 返回六、程序设计如下：主机ORG 0000HAJMP STARTORG 0030HSTART: MOV TMOD, #20H MOV SCON, #40H CLR ES MOV PCON, #00H MOV B, #0FAH CLR ET1 CLR TI SETB TR1AGAIN1： MOV A, B MOV TH1，A MOV TL1，AAGAIN2： LCALL JIAN MOV A, 33H MOV SBUF, A JNB TI, $ CLR TIAJMP HEHE: CJNE A, #0F3H, LP1 MOV B, #0F3H AJMP AGAIN1LP1: CJNE A, #0FAH, LP2 MOV B, #0FAH, AJMP AGAIN1LP2: CJNE A, #0FDH, LP3 MOV B, #0FDH AJMP AGAIN1LP3: CJNE A, #0FEH, AGAIN2 MOV B, #0FEH AJMP AGAIN1JIAN: PUSH ACC PUSH PSW PUSH B CLR C MOV 20H,#00HSMJP: SETB C MOV A, #11011111B MOV R4, A MOV R5, #00H MOV R7, #4HMAIN1: MOV DPTR,#8002H MOV A, R4 MOVX DPTR, A MOV DPTR, #8001H MOVX A, DPTR ORL A, #0F0H CPL A JNZ ZJH DJNZ R7, JZZ AJMP SMJPJZZ: MOV A, R4 RRC A MOV R4, A INC R5 AJMP MAIN1ZJH: CJNE A, #01H, AAA CLR C AJMP HHW0AAA: CJNE A, #02H, BBB CLR C AJMP HHW1BBB: CJNE A, #04H, STEP2 CLR C AJMP HHW2STEP2： CJNE A, #08H, OVER AJMP HHW3HHW0： MOV A, R5 AJMP XSHHW1: MOV A, #4H ADD A, R5 AJMP XSHHW2： MOV A, #08H ADD A, R5 AJMP XSHHW3: MOV A, #0CH ADD A, R5 AJMP XSXS: RL A MOV DPTR, #TABLEB JMP A+DPTROVER: AJMP SMJPJPCL: JB 00H, XGSX AJMP SMJPXGSX: JB 02H, XGSXSW MOV 34H, A JNB 02H, SMJPXGSXSW: JB 04H, ZHDJS MOV 35H, A MOV A, 34H SWAP AORL A, 35HMOV 33H, AJNB 04H, SMJPZHDJS: POP B POP PSW POP ACCJS: RETTABLEB: AJMP KEY0 AJMP KEY1 AJMP KEY2 AJMP KEY3 AJMP KEY4 AJMP KEY5 AJMP KEY6 AJMP KEY7 AJMP KEY8 AJMP KEY9 AJMP KEYA AJMP KEYB AJMP KEYC AJMP KEYD AJMP KEYE AJMP KEYFKEY0: SETB 00H AJMP JPCLKEY1: MOV A, #01H AJMP JPCLKEY2: SETB 02H AJMP JPCLKEY3: MOV A, #03H AJMP JPCLKEY4: SETB 04H AJMP JPCLKEY5: MOV A, #05H AJMP JPCLKEY6: MOV A, #06H AJMP JPCLKEY7: MOV A, #07H AJMP JPCLKEY8: MOV A, #08H AJMP JPCLKEY9: MOV A, #09H AJMP JPCLKEYA: MOV A, #0AH AJMP JPCLKEYB: MOV A, #0BH AJMP JPCLKEYC: MOV A, #0CH AJMP JPCLKEYD: MOV A, #0DH AJMP JPCLKEYE: MOV A, #0EH AJMP JPCLKEYF: MOV A, #0FH AJMP JPCL 从机 ORG 0000H AJMP START ORG 0030HSTART: MOV TMOD, #20H CLR ES MOV SCON, #50H MOV B, #0FAH CLR ET1 CLR RI SETB TR1AGAIN1: MOV A, B MOV TH1, A MOV LL1, AAGAIN2: JNB RI, $ CLR RI MOV A, SBUF MOV 40H, A ANL A, #0F0H SWAP A MOV 42H, A MOV A, 40H ANL A, #0FH MOV 41H, ALL: LCALL XIAN MOV A, 40H CJNE A, #0F3H, LP1 MOV B, #0F3H AJMP AGAIN1LP1: CJNE A, #0FAH, LP2 MOV B, #0FAH, AJMP AGAIN1LP2: CJNE A, #0FDH, LP3 MOV B, #0FDH AJMP AGAIN1LP3: CJNE A, #0FEH, AGAIN2 MOV B, #0FEH AJMP AGAIN1XIAN: MOV A, 42H MOV DPTR, #TABLE MOVC A, A+DPTR MOV DPTR, #8004H MOVX DPTR, A MOV DPTR, #8002H MOV A, #02H MOVX DPTR, A ACALL DELAY MOV A, 41H MOV DPTR, #TABLE MOVC A, A+DPTR MOV DPTR, #8004H MOVX DPTR, A MOV DPTR, #8002H MOV A, #01H MOVX DPTR, A ACALL DELAY RETDELAY: MOV R7，#0FFHMOVE: DJNZ R7, MOVE RETTABLE: DB 3FH, 06H, 5BH, 4FH, 66H, 6DH, 7DH, 07H, 7FH, 6FH, 77H, 7CH, DB 39H, 5EH, 79H, 71H, 73H, 3EH, 31H, 6EH, 76H, 38H 七、设计总结： 经过繁忙而又紧张的课程设计，终于顺利的完成了设计任务。虽然在这段时间里每天都那么繁忙，但是在这忙碌的过程中却得到了许多收获。 经过课程设计，在查阅资料的过程中，更加牢靠的掌握了单片机的程序设计，了解了单片机串行通信的基本知识，对于以后的学习和工作都有很大的益处。 在学习的过程中，也遇到了一些困难，比如一开始的时候使用AD绘制电路图时，由于不熟悉导致了磕磕绊绊；还有就是因为发送端和接收端的通信协议没有做好，导致数据不能正确的传输，在解决问题的过程中，对于通信协议的实现有了更深刻的认识。 通过这次课程设计，锻炼了自己独立思考的能力，也提高了团结协作的能力。八、参考文献：1 高峰.单片微型计算机原理与接口技术.科学出版社，20072 马丽.焦永梅.单片机仿真实验系统.石家庄铁道大学四方学院，2011