单片机单片机课程设计双机串行通信e.docx

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1、单片机单片机课程设计双机串行通信e长 春 大 学 目录 摘要2 英文摘要3 一 总体设计4 1 设计要求4 2 设计方案4 二 硬件设计4 1 51单片机串行通信功能 4 2 MAX232芯片6 3 整体电路设计7 三 软件设计8 1 串行通信软件实现8 2 程序流程图8 四 联合调试11 五 设计小节11 六 附录12 1 主机发送程序12 2 重机接受程序13 3 系统电路图 16 共 16 页 第 1 页 长 春 大 学 摘要 串行通信是单片机的一个重要应用。本次课程设计就是要利用单片机来完成一个系统，实现双片单片机串行通信。通信的结果实用数码管进行显示，数码管采用查表方式显示。两个单片

2、机之间采用RS232进行双机通信。在通信过程中，使用通信协议进行通信。 关键词：51单片机，串行通信，接口 共 16 页 第 2 页 长 春 大 学 Abstract Serial communication is an important application of single chip. This course is designed to using single chip computer to complete a system, the realization biplate microcontroller serial communication. Communication

3、 results and practical to display, digital digital tube pipe, adopting look-up table display. Two microcontroller between adopt RS232 for dual-computer communications. In communication process, USES communication protocol to communicate. Key words: 51 SCM, serial communication, interface 共 16 页 第 3

4、页 长 春 大 学 一、总体设计 1.设计要求： 两片单片机之间进行串行通信，发送端将0f循环发送到接收端，并在接收端显示。 2.设计方案： 本次设计，对于两片89C51，采用RS232进行双机通信。发送方的数据由串行口TXD段输出，经过电平转换芯片MAX232将TTL电平转换为RS232电平输出，经过传输线将信号传送到接收端。接收方也使用MAX232芯片进行电平转换后，信号到达接收方串行口的接收端。接受方接收后，在数码管上显示接收的信息。为提高抗干扰能力，还可以在输入输出端加光耦合进行光电隔离。 软件部分，通过通信协议进行发送接收，主机先送AAH给从机，当从机接收到AAH后，向主机回答BBH

5、。主机收到BBH后就把数码表TAB16中的10个数据送给从机，并发送检验和。从机收到16个数据并计算接收到数据的检验和，与主机发送来的检验和进行比较，若检验和相同则发送00H给主机；否则发送FFH给主机，重新接受。从机收到16个正确数据后送到一个数码管显示。 二、硬件设计 1.51单片机串行通信功能 图1.AT89C51 计算机与外界的信息交换称为通信，常用的通信方式有两种：并行通信和串行通信。51共 16 页 第 4 页 长 春 大 学 单片机用4个接口与外界进行数据输入与数据输出就是并行通信，并行通信的特点是传输信号的速度快，但所用的信号线较多，成本高，传输的距离较近。串行通信的特点是只用

6、两条信号线即可完成通信，成本低，传输的距离较远。 51单片机的串行接口是一个全双工的接口，它可以作为UART用，也可以作为同步移位寄存器用。51单片机串行接口的结构如下： 数据缓冲器 接受或发送的数据都要先送到SBUF缓存。有两个，一个缓存，另一个接受，用同一直接地址99H,发送时用指令将数据送到SBUF即可启动发送；接收时用指令将SBUF中接收到的数据取出。 串行控制寄存器 SCON用于串行通信方式的选择，收发控制及状态指示，各位含义如下： SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI SM0,SM1:串行接口工作方式选择位，这两位组合成00，01，10，11对应于工作方式0、

7、1、2、3。串行接口工作方式特点见下表 SM0 0 0 1 1 SM1 0 1 0 1 工作方式 0 1 2 3 功能 8位同步移位寄存器 fORC/12 10位异步串行通信 11位异步串行通信 11位异步串行通信 可变 /32） SM2：多机通信控制位。 REN：接收允许控制位。软件置1允许接收；软件置0禁止接收。 TB8：方式2或3时，TB8为要发送的第9位数据，根据需要由软件置1或清0。 RB9：在方式2或3时，RB8位接收到的第9位数据，实际为主机发送的第9位数据TB8，使从机根据这一位来判断主机发送的时呼叫地址还是要传送的数据。 TI：发送中断标志。发送完一帧数据后由硬件自动置位，并

8、申请中断。必须要软件清零后才能继续发送。 RI：接收中断标志。接收完一帧数据后由硬件自动置位，并申请中断。必须要软件清零后才能继续接收。 共 16 页 第 5 页 长 春 大 学 输入移位寄存器 接收的数据先串行进入输入移位寄存器，8位数据全移入后，再并行送入接收SBUF中。 波特率发生器 波特率发生器用来控制串行通信的数据传输速率的，51系列单片机用定时器T1作为波特率发生器，T1设置在定时方式。波特率时用来表示串行通信数据传输快慢程度的物理量，定义为每秒钟传送的数据位数。 电源控制寄存器PCON 其最高位为SMOD。 波特率计算 当定时器T1工作在定时方式的时候，定时器T1溢出率=/。由于

9、是定时方式，T1计数率= fORC/12。产生溢出所需机器周期数=模M-计数初值X。 2.MAX232芯片 用8051串行接口通信，如果两台8051单片机之间的距离很近，可以采用直接将两台8051单片机的串行接口直接相连，利用其自身的TTL电平直接传输数据信息。如果传输距离较远，由于传输线的阻抗与分布电容，会产生电平损耗和波形畸变，以至于检测不出数据或数据出错。此时可利用 RS232标准总线接口，将单片机输出的TTL电平转换为RS232标准电平。用RS232可将传输距离提高到15m，如果想远距离传输，可以采用RS422或者RS485。 电平转换芯片MAX232是美信公司生产，专用于进行将TTL

10、电平转换为RS232电平的芯片，MAX232内部有泵电源，能将+5V电源电压在芯片内提高到RS232电平所需的+10V或者-10V电平。 共 16 页 第 6 页 长 春 大 学 图2.电平转换芯片MAX232 3.整体电路设计 最终设计电路如下图3所示，发送方的数据由串行口TXD段输出，经过电平转换芯片MAX232将TTL电平转换为RS232电平输出，经过传输线将信号传送到接收端。接收方也使用MAX232芯片进行电平转换后，信号到达接收方串行口的接收端。接受方接收后，通过P1口在数码管上显示接收的信息。 图3.串行通信电路 共 16 页 第 7 页 长 春 大 学 三、软件设计 通过通信协议

11、进行发送接收，主机先送AAH给从机，当从机接收到AAH后，向主机回答BBH。主机收到BBH后就把数码表TAB16中的10个数据送给从机，并发送检验和。从机收到16个数据并计算接收到数据的检验和，与主机发送来的检验和进行比较，若检验和相同则发送00H给主机；否则发送FFH给主机，重新接受。从机收到16个正确数据后送到一个数码管显示。 1.串行通信软件实现 串行口工作于方式1；用定时器1产生9600bit/s的波特率，工作于方式2。 功能:将本机ROM中数码表TAB16中的16个数发送到从机,并保存在从机内部ROM中，从机收到这16个数据后送到一个数码管循环显示。 通信协议:主机首先发送连络信号(

12、AAH),从机接收到之后返回一个连络信号(BBH)表示从机已准备好接收。 通信过程使用第九位发送奇偶校验位。 从机接收到一个数据后，立即进行奇偶校验，若数据没有错误，则返回00H，否则返回FFH。 主机发送一个数据后，等待从机返回数据；若为00H，则继续发送下一个数据，若为FFH，则重新发送数据。 2.程序流程图 发送端程序流程图 共 16 页 第 8 页 长 春 大 学 主程序开始 程序初始化 主机发送AAH 从机是否回答BBH？ N 主机发送数据，检验和 输出完成？ N 清除标志位 接收方程序流程图 共 16 页 第 9 页 长 春 大 学 主程序开始 程序初始化 接收数据，计算检验和 N

13、 检验和相等？ 发送FFH， 重新接收 发送00H至主机 接收完成？ N 清除标志位 显示 共 16 页 第 10 页 长 春 大 学 四、 联合调试 在protues上进行仿真实验。首先使用KeilC将编写完成的程序编译生成HEX文件，将HEX文件烧录到两片单片机中，进行仿真实验，结果如下图所示，可以看到，接收端已将接受到的数据完整的显示了出来。 图4.仿真图 五、 设计小结 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的收获。 经过课程设计，在查阅资料的过程中，学习了基于单片机的C语言程序设计，了解了单片机串行通信的

14、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，比如开始的时候，由于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。 共 16 页 第 11 页 长 春 大 学 六、 附录 1. 主机发送程序 #include #define uchar unsigned char void init; void send; ucharTAB16 = 0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c

15、,0x39,0x5e,0x79,0x71; uchar i,sum; int j; main init; send; void init(void) EA=1; ES=1; TMOD=0x20; TH1=0xfd; TL1=0xfd; PCON=0x00; SCON=0x50; TR1=1; void send(void) do SBUF=0xaa; 共 16 页 第 12 页 长 春 大 学 while(!TI); TI=0; while(!RI); RI=0; while(SBUF0xbb)!=0); 2. 从机接收程序 #include #define uchar unsigned ch

16、ar #define uint unsigned int void delay(int ); void receive(void) ; do sum=0; for(i=0;i=15;i+) SBUF=TABi; sum+=TABi; while(!TI); TI=0; SBUF=sum; while(!TI); TI=0; while(!RI); RI=0; while(SBUF!=0); 共 16 页 第 13 页 长 春 大 学 void init(void); uchar i,sum; int j; ucharTAB16 = 0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0

17、x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71; void main init; receive; void init(void) EA=1; ES=1; TMOD=0x20; TH1=0xfd; TL1=0xfd; PCON=0x00; SCON=0x50; TR1=1; void delay(int x) int i,j; for(i=0;ix;i+) for(j=1;j=150;j+ ); void receive(void) uchar TABS16; do while(!RI);RI=0; 共 16 页 第 14 页 长 春 大 学

18、while(SBUF0xaa)!=0); SBUF=0xbb; while(!TI);TI=0; while(1) sum=0; for(i=0;i=15;i+) while(!RI);RI=0; TABSi=SBUF; sum+=TABSi; while(!RI);RI=0; if(SBUFsum)=0) SBUF=0x00; while(!TI); TI=0; break; else SBUF=0xff; while(!TI); TI=0; while(1) for(i=0;i=15;i+) P1=TABSi; delay(500); 共 16 页 第 15 页 长 春 大 学 3. 系统电路图 共 16 页 第 16 页