基于java串口通信的具体应用毕业设计答辩.ppt

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1、LOGO,7.4,6.8,0,8.2,8.4,9.2,11.4,0,11.4,由Nordri（）设计提供,由 Nordri设计提供,串口通信的具体应用,目录,本课题选取的目的及意义本次设计的主要工作串行通信理论的有关概念几种常用串行总线协议及方案选取串口通信系统实现,P2,本课题选取的目的及意义,P3,由于计算机工业自动控制和检测系统越来越多地采用集总分散系统，而主从式是其中最为普遍的一种方式。51单片机由于其出色的性能和便宜的价格，目前仍然是国内用的最为广泛的8位单片机类型，因此选取基于51单片机的主从通信系统的设计与实现这个课题是十分有意义的。通过这个课题，不仅对51单片机有了一个比较系统

2、的认识与了解，还可以将所学习的单片机和C语言的有关知识应用到具体的实际中去。同时，通过本次课题，还可以对主从通信有一个大体上的认识了解。通过查找资料，可以学习到各种各样的主从通信的方法，也可以通过对比学习到具体实际情况下各种方法的具体应用。随着计算机系统的应用和微机网络的发展,通信功能越来越显的重要。通信既包括计算机与外部设备之间，也包括计算机和计算机之间的信息交换。由于串行通信是在一根传输线上一位一位的传送信息,所用的传输线少,并且可以借助现成的电话网进行信息传送，因此，特别适合于远距离传输。,本次设计的主要工作,本次毕业设计的主要工作是设计出一个PC模拟串口通信系统。实现基于主从总线的数据

3、传送，除了实现主机与从机间的数据传送外，还实现从机到从机的数据传送的功能。为了方便起见，先设计一个一主两从的通信系统，画出系统的硬件原理图，并且在此原理图的基础上设计出软件实现此功能。至于更加复杂的主从式多机系统的设计与实现可以在此系统的基础上进行扩展实现。在本次主从式通信系统的设计与实现过程中，首先要做的工作是设计出一个主从式通信系统的硬件原理框图，然后在此原理框图的基础上进行具体的硬件电路设计，在设计过程中要充分考滤到可能出现的问题，然后找出合理的方法解决。在已设计好了的硬件电路的基础上再进行具体的软件编写，满足任务书上主从式通信系统的功能要求。在编写程序代码的过程中，要了解串口通信的原理

4、，并且能通过串口进行正确的数据传送。再者，为了对整个系统进行有效的，规范的管理，使之能够正确通信，必须设计出一个通信协议进行管理。同时通信协议也对主从机之间的接收/发送数据流程有了直观的规定。,P4,串行通信理论的有关概念,2.1 通信 不同的独立系统利用线路互相交换数据便是通信，而构成整个通信的线路称为网络。1.通信范畴 通信的主要目的是将数据从一端发送到另一端，以实现数据的交换。计算机与设备间的数据交换，计算机与计算机间的数据传输都属于通信的范畴。一个完整的通信系统包括发送端、接收端、转换数据的接口及发送数据的实际信道或媒体。2.通信的种类通常通信的形式可以分为两种，一种为并行数据通信，另

5、一种则为串行数据通信。两种不同的通信模式如图2-1所示。,P5,串行通信理论的有关概念,P6,由图1可知，并行数据通信一次的传输量为8个位(1个字节)，而串行数据通信则是一次只传输1位。,串行通信理论的有关概念,并行数据通信是指数据的各位同时进行传送的通信方式。其优点是传送速度快；缺点是数据有多少位，就需要多少根传送线。串行数据通信是指数据是一位一位顺序传送的通信方式，它的突出优点是只需一对传送线，这样就大大降低了传送成本，特别适应于远距离通信；其缺点是传送速度较低。假设并行传送N位数据所需时间为T，那么串行传送的时间至少为N*T。2.2 通信参数双方为了可以进行通信，必须要遵守一定的通信规则

6、，这个共同的规则就是通信端口的初始化。通信端口的初始化有以下几项必须设置：数据的传输效率 数据的发送单位 起始位及停止位 校捡位的检查,P7,串行通信理论的有关概念,2.3 工作模式 数据传输查模式有单工、半双工、全双工。传输方式如图2-2所示：,P8,串行通信理论的有关概念,不同的工作模式可以应用在不同的地方，也各有其优点。就串行通信而言，RS-232使用的是全双工的模式。2.4 同步通信与异步通信 异步通信是指通信的发送与接收设备使用各自的时钟控制数据的发送和接收过程。为使双方的收发协调，要求发送和接收设备的时钟尽可能一致。异步通信以字符（构成的帧）为单位进行传输，字符与字符之间的间隙（时

7、间间隔）也是任意的，但每个字符中的各位是以固定的时间传送的。原理图如图2-3所示。,P9,串行通信理论的有关概念,P10,串行通信理论的有关概念,P11,同步通信时要建立发送方时钟对接收方时钟的直接控制，使双方达到完全同步。,几种常用串行总线协议及方案选取,3.1 IIC总线传输协议 IIC总线是PHLIPS公司推出的一种串行总线，是具备多主机系统所需的包括总线裁决和高低速器件同步功能的高性能串行总线。IIC总线只有两根双向信号线。一根是数据线SDA，另一根是时钟线SCL。3.2 SPI总线传输协议 SPI的通信原理非常简单，它以主从方式工作，这种模式通常有一个主设备和多个从设备。3.3 串口

8、通信传输协议 由于本次设计的题目是基于8051单片机的主从式通信系统的设计，因此有关串口通信的原理的介绍都是围绕51单片机讲解的。MCS-51单片机内部有一个全双工的串行通信口，即串行接收和发送缓冲器(SBUF)，这两个在物理上独立的接发送器，既可以接收数据也可以发送数据。但接收缓冲器只能读出不能写入，而发送缓冲器刚只能写入不能读出。,P12,几种常用串行总线协议及方案选取,3.4 方案选取 就三种数据传输协议的方式来看，串口通信是这三种方式中最为简单也是最好实现通信方式的一种。因为MCS-51单片机内部有一个全双工的串行通信口，而一般的51单片机不带IIC总线接口和SPI总线接口。要想使用这

9、两种传输方式进行数据传输的话，必须要使用软件模拟。而且主机从机要是都是51单片机的话，实现起来的难度就会非常的大。另外，虽然IIC和SPI比UART更加强大，但是在技术上也在更麻烦一些。同时IIC的抗干扰能力较弱，一般用于同一板卡上芯片之间的通信，较少用于远距离传输。所以无论是从设计的难易程序来考虑，还是从本次设计的实际情况来看，采用串口通信的方式实现51单片机的主从式通信是最合适不过的了，除了实现主机与从机间的串口数据传送外，还实现从机到从机的串口数据传送的功能,P13,串口通信系统实现,串口通信系统的设计不仅包括系统的发送端和接收端的界面设计，还包括基于界面设计上的代码的编写。另外还包括对

10、虚拟串口软件的使用。本文首先设计出软件界面，然后再编写出了相应的代码。4.1 发送端系统设计 关于PC串口通信系统的发送端系统设计的原理框图是很容易的。首先，系统创建一个监听事件，当用户点击发送数据时，系统将从发送端界面获取到需要发送的字符串，然后系统将获取到字符串发送到指定的串口中。发送端界面如下4-1：,P14,串口通信系统实现,P15,串口通信系统实现,当用户输入待发送的字符串，点击发送数据，即将数据通过指定串口发送成功。界面如下4-2：,P16,串口通信系统实现,4.2 接收端系统设计 接收端系统的设计实现逻辑如下：首先系统创建一个监听事件，等监听到指定串口中有数据时，系统获取到数据，

11、显示到接受端界面上。界面如下：,P17,串口通信系统实现,接受到数据的界面如下：,P18,串口通信系统实现,4.3 虚拟串口软件的设计 本系统是模拟串口通信软件的实现，即让一台电脑上的两个串口通信。而虚拟串口软件可让两个串口虚拟连接起来，实现两个串口通信。虚拟串口软件如下：,P19,由Nordri（）设计提供,由 Nordri设计提供,谢谢各位,本论文的写作从开题、搜集资料、分析设计到最后成文，历时三个月。其间，得到了许多老师、同学及亲友的各种帮助。在此，我衷心地感谢他们。首先，我要感谢我的指导老师。在论文的开题、大纲确立和最后的成文过程中，老师悉心指导并帮助我，使论文得以完成。老师严谨的冶学态度、忘我的工作作风和强烈的敬业精神鼓舞着我不断前进。再次，我要感谢所有同学们，在完成毕业设计期间，我们进行过一次次的学习交流和有益的探讨，不仅使我学到许多东西，而且还使我们结下了深厚的友谊。再一次衷心地感谢我和导师和其他所有帮助过我的老师和同学！,LOGO,