單片機課程設(shè)計-雙機串行通信.doc

單片機課程設(shè)計課題名稱：單片機雙機串口通信設(shè)計小組成員： 姓名 學(xué)號兩個單片機之間串行接口通信設(shè)計目錄一、實驗要求21、設(shè)計內(nèi)容2、設(shè)計要求二、實驗原理2三、實驗程序圖4四、實驗電路圖6五、實驗程序7六、Proteus仿真結(jié)果8七、實驗器材8八、總結(jié)8 2010/12/24 一、實驗要求1、設(shè)計內(nèi)容 1)用全雙共數(shù)據(jù)傳送法實現(xiàn)兩機互相通信。 2）完成雙機通信的設(shè)計制作及仿真。2、設(shè)計要求1）能本機顯示按鍵的數(shù)值。2）能向?qū)Ψ綑C發(fā)送按鍵的數(shù)。3）能接收對方機發(fā)送的數(shù)并顯示。4）發(fā)送數(shù)及按鍵用中斷實現(xiàn)。5）用串行口的全雙工方式通信。二、實驗原理（1）單片機串行接口通信功能圖AT89C51計算機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。51單片機用4個接口與外界進行數(shù)據(jù)輸入與數(shù)據(jù)輸出就是并行通信，并行通信的特點是傳輸信號的速度快，但所用的信號線較多，成本高，傳輸?shù)木嚯x較近。串行通信的特點是只用兩條信號線（一條信號線，再加一條地線作為信號回路）即可完成通信，成本低，傳輸?shù)木嚯x較遠。51單片機的串行接口是一個全雙工的接口，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。51單片機串行接口的結(jié)構(gòu)如下：（1）數(shù)據(jù)緩沖器（SBUF）接受或發(fā)送的數(shù)據(jù)都要先送到SBUF緩存。有兩個，一個緩存，另一個接受，用同一直接地址99H,發(fā)送時用指令將數(shù)據(jù)送到SBUF即可啟動發(fā)送；接收時用指令將SBUF中接收到的數(shù)據(jù)取出。（2）串行控制寄存器（PCON）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：SM0SM1SM2RENTB8RB8TIRISM0,SM1:串行接口工作方式選擇位，這兩位組合成00，01，10，11對應(yīng)于工作方式0、1、2、3。串行接口工作方式特點見下表SM0SM1工作方式功能波特率 0008位同步移位寄存器（用于I/O擴展）fORC/1201110位異步串行通信（UART）可變（T1溢出率*2SMOD/32）10211位異步串行通信（UART）fORC/64或fORC/3211311位異步串行通信（UART）可變（T1溢出率*2SMOD/32）SM2：多機通信控制位。REN：接收允許控制位。軟件置1允許接收；軟件置0禁止接收。TB8：方式2或3時，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。RB9：在方式2或3時，RB8位接收到的第9位數(shù)據(jù)，實際為主機發(fā)送的第9位數(shù)據(jù)TB8，使從機根據(jù)這一位來判斷主機發(fā)送的時呼叫地址還是要傳送的數(shù)據(jù)。TI：發(fā)送中斷標志。發(fā)送完一幀數(shù)據(jù)后由硬件自動置位，并申請中斷。必須要軟件清零后才能繼續(xù)發(fā)送。RI：接收中斷標志。接收完一幀數(shù)據(jù)后由硬件自動置位，并申請中斷。必須要軟件清零后才能繼續(xù)接收。（3）輸入移位寄存器接收的數(shù)據(jù)先串行進入輸入移位寄存器，8位數(shù)據(jù)全移入后，再并行送入接收SBUF中。（4）波特率發(fā)生器波特率發(fā)生器用來控制串行通信的數(shù)據(jù)傳輸速率的，51系列單片機用定時器T1作為波特率發(fā)生器，T1設(shè)置在定時方式。波特率時用來表示串行通信數(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)。（5）電源控制寄存器PCON其最高位為SMOD。（6）波特率計算當定時器T1工作在定時方式的時候，定時器T1溢出率=（T1計數(shù)率）/（產(chǎn)生溢出所需機器周期）。由于是定時方式，T1計數(shù)率= fORC/12。產(chǎn)生溢出所需機器周期數(shù)=模M-計數(shù)初值X。（2）MAX232芯片圖MAX232引腳圖MAX232 芯片其內(nèi)部有一個電源電壓變換器，可以將輸入+5V的電壓變換成RS-232C輸出電平所需的12V電壓。所以采用這種芯片來實現(xiàn)接口電路特別方便，只需單一的+5V電源即可。 MAX232芯片的引腳結(jié)構(gòu)如下圖所示。其中管腳16(C1+、V+、C1-、C2+、C2-、V-)用于電源電壓轉(zhuǎn)換，只要在外部接入相應(yīng)的電解電容即可；管腳710和管腳1114構(gòu)成兩組TTL信號電平與RS-232信號電平的轉(zhuǎn)換電路，對應(yīng)管腳可直接與單片機串行口的TTL電平引腳相連。三、實驗框圖 （1）發(fā)送端流程圖主程序開始從機是否回答B(yǎng)BH？程序初始化主機發(fā)送AAHN主機發(fā)送數(shù)據(jù)和檢驗輸出完成？N清除標志位（2）接收端流程圖主程序開始檢驗和相等？程序初始化接收數(shù)據(jù)，計算檢驗和N發(fā)送00H至主機接收完成？N清除標志位發(fā)送FFH，重新接收顯示說明：兩個單片機不分主從機，任何一個單片機均可作為發(fā)送端或接收端，這里為了便于理解而設(shè)置主從機一說。四、實驗電路圖LOGICSTATE 邏輯狀態(tài) 用鼠標點擊,可改變該方框連接位置的邏輯狀態(tài)五、實驗程序#include#define uchar unsigned char#define uint unsigned int#define duan P1#define dis P2void main()uchar key_in=0xff; /I/O口作輸入時，檢測外設(shè)狀態(tài)，允許輸出高電平TMOD=0x20; /設(shè)置為定時器1方式2 TH1=0xfd; /裝初值，波特率設(shè)為9600 TL1=0Xfd;EA=1; /開總中斷 ET1=1; /允許定時器1中斷 TR1=1; /開啟定時器1中斷 SCON=0x50; /串口控制寄存器設(shè)置，方式1、開串口接收。SM0=0;SM1=1;REN=1;ES=1; /開串口中斷 while(1) if(key_in != duan)key_in=duan;SBUF=key_in; /發(fā)送數(shù)據(jù) while(!TI); /等待數(shù)據(jù)發(fā)送，由TI判斷發(fā)送是否結(jié)束 TI=0;void chuankou() interrupt 4/串口中斷函數(shù) dis=SBUF; /接收數(shù)據(jù) RI=0; /RI由軟件清零；八、實驗器材2個AT89C51MAX232芯片2個LCD串口連接線七、總結(jié)本次設(shè)計采用兩片AT89C51單片機實現(xiàn)信息的串行通信，設(shè)計過程中，從雙機通信背景的了解，到89C51單片機具體功能的了解，到串行通信的原理的熟悉，到掌握具體串行通信在雙機之間的實現(xiàn)；從硬件電路設(shè)計到程序編寫；從硬件調(diào)試到軟件模擬實現(xiàn)等。發(fā)送方的數(shù)據(jù)由串行口TXD斷輸出，經(jīng)過傳輸線將信號傳送到接收端。接收方接收電平信號，對于接口電路，短距離傳送，減少抗干擾作用，如果短離遠雙機串口中可以連接電平轉(zhuǎn)換器常用芯片RS232，在此不再敘述。設(shè)計中，收獲不少東西，也遇到了不少的問題。首先，在完成單片機課程學(xué)習(xí)任務(wù)后，對內(nèi)容的掌握不夠，缺乏靈活運用的能力，對于知識的擴展也存在一定的問題，因此，面對設(shè)計課題，無法系統(tǒng)地進行設(shè)計思路的擬定。其次，理解不能更好的聯(lián)系實踐，在鞏固和學(xué)習(xí)硬件知識的同時，用軟件控制協(xié)調(diào)硬件實現(xiàn)現(xiàn)實功能，通過硬件完成軟件的功能等方面的融會貫通，取得了一定的效果。再次，硬件設(shè)計過程中，串行通信方式的選擇，波特率的計算，在查詢方式與中斷方式進行串行通信。對于芯片的選擇，軟件編寫時，對于某些指令的功能，功能模塊的連接，芯片地址選擇等都遇到了很大的障礙，在老師與同學(xué)幫助和自己查閱資料得到了解決，與此同時，了解了不少的問題。并掌握了KEIL的使用和程序調(diào)試，以及PROTUES單片機模擬仿真軟件的使用，大大提高了學(xué)習(xí)效率。通過本次課程設(shè)計，不僅使理論知識得到了實踐，有效鞏固了知識。同時對于單片機發(fā)展歷史、強大功