根據(jù)51單片機(jī)的雙機(jī)串行通信

1、河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校2015-2016學(xué)年第1通信實(shí)訓(xùn)報(bào)告系別：電子通信工程系 班級： XXXXXX學(xué)號(hào):13XXXXXXXXX姓名:XXXXXXX2015年12月基于51單片機(jī)的雙機(jī)串行通信摘要：串行通信是單片機(jī)的一個(gè)重要應(yīng)用，本次課程設(shè)計(jì)就是要利用單片機(jī)來 完成一個(gè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)爽片單片機(jī)床航通信，通信的結(jié)果使用數(shù)碼管進(jìn)行顯示，數(shù) 碼管采用查表方式顯示，兩個(gè)單片機(jī)之間采用RS-232進(jìn)行雙擊通信。在通信過 程中，使用通信協(xié)議進(jìn)行通信。關(guān)鍵字：通信雙機(jī)、總體設(shè)計(jì)1設(shè)計(jì)目的1. 通過設(shè)計(jì)相關(guān)模塊充分熟悉51單片機(jī)的最小系統(tǒng)的組成和原理;2. 通過軟件仿真熟悉keil和Proteus的配合使用；3.

2、 通過軟件編程熟悉51的C51編程規(guī)范；4. 通過實(shí)際的硬件電路搭設(shè)提高實(shí)際動(dòng)手能力。2. 設(shè)計(jì)要求:兩片單片機(jī)之間進(jìn)行串行通信，A機(jī)將0x06發(fā)送給B機(jī)，在B機(jī)的數(shù)碼管上靜態(tài)顯示1 , B機(jī)將O-f動(dòng)態(tài)循環(huán)發(fā)送到A機(jī)，并在其數(shù)碼管上顯示。3. 設(shè)計(jì)方案:軟件部分，通過通信協(xié)議進(jìn)行發(fā)送接收,A機(jī)先送0x06（B機(jī)數(shù)碼管顯示1）給B機(jī)（B機(jī)靜態(tài)顯示），當(dāng)從機(jī)接收到后,向B機(jī)發(fā)送代表0-f的數(shù)碼管編碼數(shù)組。B收到0x06后就把數(shù)碼表TAB16中的數(shù)據(jù)送給從機(jī)。、硬件設(shè)計(jì)1.51單片機(jī)串行通信功能計(jì)算機(jī)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(jī)用4個(gè)接口與外界進(jìn)

3、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(diǎn)是傳輸信號(hào)的速度快，但所用的信號(hào)線較多，成本高，傳輸?shù)木?離較近。串行通信的特點(diǎn)是只用兩條信號(hào)線 （一條信號(hào)線，再加一條地線作為信 號(hào)回路）即可完成通信，成本低，傳輸?shù)木嚯x較遠(yuǎn)。51單片機(jī)的串行接口是一個(gè)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(jī)串行接口的結(jié)構(gòu)如下:K7AL1PO OMiOO PO.lAi&t r'O.2WM?XTAL2PO.：3AP0po.iA*rflpo.e/A»RSIPO./AtLjJpjnjAflP2.imsFZiWIUpsepiP2.3

4、M11RLEP? 4/A1 ?UaP?P期"P1.UI 叱IMHKUPl 1"1皿口PI .2Pl ：3P3 .ZflMrOH：； jnfjTrP1.-1P3.1fT0PI耳P3 5iT-pl.ePl 7PS.&ywF"PT 7就廠U1,1£_AlBUtSI .e1525=3 2-42衛(wèi)-Tilrl .2品衛(wèi) 二2 鼻2上 1-11 1-T -圖 1.AT89C51(52 )（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(gè)，一個(gè)緩存，另一個(gè)接受,用同一直接地址99H,發(fā)送時(shí)用指令將數(shù)據(jù)送到 SBUF即可啟動(dòng)發(fā)送；接收

5、時(shí)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(diǎn)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(kuò)展）foRC/1201110位異步串行通信（UART）可變（T1 溢出率*2 SMOD /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

6、 溢出率*2 SMOD /32 )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(shí)，TB8為要發(fā)送的第9位數(shù)據(jù)，根據(jù)需要由軟件置1SM2 :多機(jī)通信控制位?；蚯? 0RB9:在方式2或3時(shí)，RB8位接收到的第9位數(shù)據(jù)，實(shí)際為主機(jī)發(fā)送的第9位數(shù)據(jù)TB8，使從機(jī)根據(jù)這一位來判斷主機(jī)發(fā)送的時(shí)呼叫地址還是要傳送 的數(shù)據(jù)。TI :發(fā)送中斷標(biāo)志。發(fā)送完一幀數(shù)據(jù)后由硬件自動(dòng)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(biāo)志。接收完一幀數(shù)據(jù)后由硬件自動(dòng)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(jìn)入輸入移位寄存器，8

7、位數(shù)據(jù)全移入后，再并行送入接 收 SBUF 中0（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(jī)用定時(shí)器T1作為波特率發(fā)生器，T1設(shè)置在定時(shí)方式。波特率時(shí)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(jì)算當(dāng)定時(shí)器T1工作在定時(shí)方式的時(shí)候，定時(shí)器 T1溢出率=(T1計(jì)數(shù)率)/(產(chǎn)生溢出所需機(jī)器周期)。由于是定時(shí)方式，T1計(jì)數(shù)率=foRc/12。產(chǎn)生溢出所需機(jī)器周期數(shù)=模M-計(jì)數(shù)初值X 02.整體電路設(shè)計(jì)最終設(shè)計(jì)電路如下圖3所示，發(fā)送方的數(shù)據(jù)由串行口 TXD段輸出，經(jīng)過傳輸線將信號(hào)

8、傳送到接收端。信號(hào)到達(dá)接收方串行口的接收端。接受方接收后，通過P1 口在數(shù)碼管上顯示接收的信息。.OWDC1WD1.2/AD2.3XADG.4/AM.5/AD5 .6/ADe 7ZAD7PD.O/ADOPO 1/AD1 PO 2/AD2PQ .3/AD3P0.4/AD4 PO/ADS po.e/ADeP0.7/AD7*2.O/Ae »2.1/A9 煌膽1。'.4IA12!5jyki3!7/A1SP2 0/AS P21/A3P2.2/A10P2.3/A11P2.4/A12P2.5/A13P2.e/Al4P2.7/A15.1JTXD.2/ihiTO .SylNT?*3.4zro*

9、3.5ni S.6W?巾1_J2 ._J2 . LJi . 工.4 .P3 0/RXD P31JXP P3.2J1NT0 P3.3/1NtTP3.4/T0P3.5ZT1P3左進(jìn)P3.7/RDflTfW req圖3.串行通信電路、軟件設(shè)計(jì)(1)串行口工作于方式1 ;用定時(shí)器1產(chǎn)生9600bit/s的波特率，工作于方式2。(2)功能:將本機(jī)ROM中數(shù)碼表TAB16中的16個(gè)數(shù)發(fā)送到從機(jī)，并保存在從機(jī)內(nèi)部ROM中，從機(jī)收到這16個(gè)數(shù)據(jù)后送到一個(gè)數(shù)碼管循環(huán)顯示。(3)通信協(xié)議:主機(jī)首先發(fā)送連絡(luò)信號(hào)從機(jī)接收到之后返回一個(gè)連絡(luò)信號(hào)表示從機(jī)已準(zhǔn)備好接收。四、聯(lián)合調(diào)試在Protues上進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)。首先使用K

10、eilC將編寫完成的程序編譯生成HEX文件，將HEX文件燒錄到兩片單片機(jī)中，進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如下圖所示,可以看到，接收端已將接受到的數(shù)據(jù)完整的顯示了出來。n «rPDX4a M 的 刑&£±PD.3JVZI pn屮hFD5 rnji/M "JCTpzira- UaO pajTTt fi*iP7?X-b m*U：12注:i；!IlliiSb外E：JS：1it-rasceirsMPrat-pj-rfTnP3-tfnraiWpBITaK a-i'ju-* tt 了可： Uai3 L*XI、 Him D專i> Bft'rtJT基迂

11、鉀或針d -*133WJ333TJ- 3 2f-l- MlT-H* 3- .1klAfUffT圖4.仿真圖:-穴 計(jì)帯幫一'"- 一 -IT1.仿真的過程中并沒有體現(xiàn)出單片機(jī)的最小系統(tǒng)的組成元素：時(shí)鐘電路和復(fù) 位電路，但是實(shí)際的硬件電路中這兩部分是必不可少的，此外，在實(shí)際測試中,程序是事先燒進(jìn)單片機(jī)里的，所以這里并沒有涉及到電平轉(zhuǎn)換的問題（max232芯片和串口的連接）。2.在數(shù)碼管的共陰極與地之間接三極管是為了放大數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)電流，讓數(shù) 碼管更加清楚的顯示數(shù)據(jù)。附：主要器件：兩個(gè)STC89C52RC晶振模塊：兩個(gè)11.0592M的晶振 四個(gè)30pf的電容復(fù)位模塊：兩個(gè)開關(guān)兩

12、個(gè)10uf的電容 兩個(gè)10K的電阻兩個(gè)1K的電阻 顯示模塊：兩個(gè)單顯共陰極數(shù)碼管兩個(gè)NPN型三極管五、程序清單1.A機(jī)程序#in cludevreg51.h> #in clude<absacc.h> sbit key=卩3八6;void sen drecieve();void mai n()P 1=0XFF;TMOD=0x20;/ 定時(shí)器1工作作方式2TH1=0XFD;TL1=0XFD;/ 波特率為 9600P CON=0X00;/波特率不加倍TR1=1;SCON=0X50;/串口工作方式為3，即11為可變波特率,/開啟允許串口接收中斷，多機(jī)通訊位 SM2置1（廣播）,TB8

13、置1（表示發(fā)送地址）/開發(fā)送及接受中斷EA=1;key=1;sen drecieve();void sen drecieve()SBUF=0X06;while(TI!=1);/等待數(shù)據(jù)發(fā)送完成，發(fā)送完則ti置1，否則為0TI=0;while(1)while(RI!=1);/等待接收數(shù)據(jù)完成RI=0;P 1=SBUF;/顯示B發(fā)送來的數(shù)據(jù)1. B機(jī)程序#in clude<reg51.h>#in cludevabsacc.h>void sen drecieve();sbit key=卩3八6;un sig nedcharcodeIed=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x

14、66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71;/ 共陰極，標(biāo)準(zhǔn)接法(a-hPX.0-PX.7)un sig ned int i;delay (un sig ned int z)un sig ned int x,y;for(x=z;z>0;z-)for(y=6000;y>0;y-);/50msvoid main()P1=0XFF;TMOD=0x20;/ 定時(shí)器1工作作方式2TH1=0XFD;TL1=0XFD;/ 波特率為 9600P CON=0X00;/波特率不加倍TR1=1;SCON=0X50;/串口工作方式為3

15、,即11為可變波特率,key=1;/開啟允許串口接收中斷，多機(jī)通訊位 SM2置1EA=1;delay(20);sen drecieveO;void sen drecieve()while(RI!=1);P 仁SBUF;RI=0;for(i=0;i<16;i+)SBUF=ledi;/向A發(fā)送信息while(TI!=1);/等待數(shù)據(jù)發(fā)送完成，發(fā)送完則ti置1,否則為0TI=0;delay(60); /3si=0;八、課設(shè)中遇到的問題及解決辦法:由于這次的課設(shè)內(nèi)容比較簡單，所以我們在軟件環(huán)節(jié)沒有沒遇到什么困難,在軟件仿真時(shí)也很順利，但是在最后焊接板子的時(shí)候，我們卻遇到了問題：數(shù)碼管的各管腳的排

16、列順序不是遵循一定的規(guī)律的，所以在焊接時(shí)要特別注意布局與 布線，在這個(gè)環(huán)節(jié)上我們花費(fèi)了嗎大半的時(shí)間。心得體會(huì):本次課程設(shè)計(jì)我的是雙機(jī)通信實(shí)驗(yàn)， 在開始的前兩天中，主要是通過查找資 料，或是在圖書館里查看書籍來學(xué)習(xí)有關(guān)雙機(jī)通信實(shí)驗(yàn)的基本要求和實(shí)驗(yàn)所需要 的器件，以及各實(shí)驗(yàn)器件所實(shí)現(xiàn)怎樣的功能。并且也學(xué)會(huì)了單片機(jī)的有關(guān)中斷設(shè)計(jì)的思想，由于制作雙機(jī)通信的課程設(shè) 計(jì)，所以在實(shí)驗(yàn)中需要用到兩片單片機(jī)作為主從機(jī)來控制信號(hào)的接受與發(fā)送。學(xué)習(xí)到了單片機(jī)在使用中斷的時(shí)候，如果有中斷申請的話，硬件電路會(huì)自動(dòng)把單 片機(jī)里接受發(fā)送中斷的TI和RI置1.這樣就表示單片機(jī)此時(shí)有外部中斷的申請, 必須開中斷來接受發(fā)送過來的

17、信號(hào)。 大概兩天的時(shí)間，我們就把初步的軟件程序 和硬件電路設(shè)計(jì)好了。并且在 PROTEUS的仿真器件中實(shí)現(xiàn)了硬件電路的連接,然后我們把PROTEUS的仿真硬件和51的程序下載到單片機(jī)中通過調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)硬 件和共同修改軟件程序最終實(shí)現(xiàn)了器件的仿真。接下來就是焊接電路的工作了，在完成了所有的焊接的時(shí)候，把程序下載到 單片機(jī)中后，發(fā)現(xiàn)了數(shù)碼管顯示的和預(yù)期設(shè)置的有些不同， 在經(jīng)過簡單的修改之 后,我們成功的完成了我們的實(shí)驗(yàn)作品。 在此次課程設(shè)計(jì)中我學(xué)習(xí)到了好多新的 知識(shí)，使受益匪淺。這次課程設(shè)計(jì)所用到的知識(shí)都是在自己理解的基礎(chǔ)之上，采用了一位動(dòng)態(tài)顯 示的數(shù)碼管，數(shù)碼管的工作原理；在硬件連接完成好以后進(jìn)行檢測，當(dāng)檢測所有的焊點(diǎn)都沒有問題后，讓單片機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)。用了C語言程序，實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)的要求。軟件編寫時(shí)，對于某些指令的功能，功能模塊的連接，等