51單片機與PC機通信資料

1、專業(yè)綜合實習報告專 業(yè)：電子信息工程年 級：2013級指導教師：學生：目錄一：實驗項目名稱二：前言三：項目內容及要求四：串口通信原理五：設計思路5.1 虛擬串口的設置5.2 下位機電路和程序設計5.3 串口通信仿真六：電路原理框圖七：相關硬件及配套軟件7.1 AT89C51 器件簡介7.2 COMPIN 簡介7.3 MAX232 器件簡介7.4 友善串口調試助手7.5 虛擬串口軟件Virtual Serial Port Driver 6.9八：程序設計九：proteus仿真調試十：總結十一：參考文獻：實驗項目名稱:基于 51 單片機的單片機與PC 機通信二：前言在國內外，以PC機作為上位機，單

2、片機作為下位機的控制系統(tǒng)中，PC機通常以軟件界面進行人機交互， 以串行通信方式與單片機進行積極交互， 而單片機 系統(tǒng)根據被控對象配置相應的前向，后向信息通道，工作時作為主控機測對象，作為被控機接受PC機監(jiān)督，指揮，定期或受命向上位機提供對象及本身的工作狀態(tài)信息。目前，隨著集成電路集成度的增加，電子計算機向微型化和超微型化方向發(fā)展， 微型計算機已成為導彈， 智能機器人， 人類宇宙和太空和太空奧妙復雜系統(tǒng)不可缺少的智能部件。 在一些工業(yè)控制中， 經常需要以多臺單片機作為下位機執(zhí)行對被控對象的直接控制，以一臺PC機為上位機完成復雜的數據處理，組成一種以集中管理、分散控制為特點的集散控制系統(tǒng)。為了提高

3、系統(tǒng)管理的先進性和安全性， 計算機工業(yè)自動控制和監(jiān)測系統(tǒng)越來越多地采用集總分算系統(tǒng)。較為常見的形式是由一臺做管理用的上位主計算機（主機）和一臺直接參與控制檢測的下位機（單片機）構成的主從式系統(tǒng)，主機和從機之間以通訊的方式來協(xié)調工作。 主機的作用一是要向從機發(fā)送各種命令及參數：二是要及時收集、整理和分析從機發(fā)回的數據，供進一步的決策和報表。從機被動地接受、 執(zhí)行主機發(fā)來的命令， 并且根據主機的要求向主機回傳相應煩人實時數據，報告其運行狀態(tài)。用串行總線技術可以使系統(tǒng)的硬件設計大大簡化、系統(tǒng)的體積減小、可靠性提高。同時，系統(tǒng)的更改和擴充極為容易。 MCS-51 系列單片機，由于內部帶有一個可用于異步

4、通訊的全雙工的穿行通訊接口， 陰齒可以很方便的構成一個主從式系統(tǒng)。串口是計算機上一種非常通用的設備通訊協(xié)議， 大多數計算機包容兩個基于RS232的串口。串口同時也是儀器儀表設備通過用的通訊協(xié)議，很多 GPIB兼容 的設備也帶有RS-232 口。 同時串口通訊協(xié)議也可以用于獲取遠程采集設備數據。所以， 深入的理解學習和研究串口通信相關知識是非常必要的。 此次畢業(yè)設計選題為“PC機與MCS-51單片機的串口通訊”，使用 51單片機來實現(xiàn)一個主從式的總線通訊系統(tǒng)。通過此次設計，對串口通訊的原理和應用融會貫通， 為以后的 時間工作儲備知識和研究方法。三.項目內容及要求基于51單片機，在相關軟件的輔助下

5、，建立起單片機與 PC機之間的通信 機制，使用proteus仿真軟件進行仿真，要求可從 PC機上發(fā)送數字及英文字母 出來，由單片機接收并在虛擬軟件顯示屏上顯現(xiàn)出來， 有開關控制數字或者是字 母的發(fā)送。四：串口通信原理單片機與外圍部件或設備的數據傳輸方式有并行通信和串行通信兩種方式， 本實驗主要通過串行通信方式進行單片機與 PC機之間的數據傳輸，故略去并行 通信方式的介紹。串行通信是指計算機主機與外設之間以及主機系統(tǒng)與主機系統(tǒng)之間數據的 串行傳送。使用一條數據線，將數據一位一位地依次傳輸，每一位數據占據一個 固定的時間長度。具只需要少數幾條線就可以在系統(tǒng)間交換信息， 特別適用于計 算機與計算機、

6、計算機與外設之間的遠距離通信。串口通信時，發(fā)送和接收到的每一個字符實際上都是一次一位的傳送的，每 一位為1或者為0o這種傳送方式具有方法簡單，靈活性強，可靠性高等特點， 同時需要的傳送線少，適于遠距離傳送。但是，由于數據是按位發(fā)送出去的，因 此這種數據傳送方式比并行通信速率低。串行通信又可以分為同步通信和異步通信兩種方式。同步通信是指同步通信是一種比特同步通信技術， 要求發(fā)收雙方具有同頻同 相的同步時鐘信號，只需在傳送報文的最前面附加特定的同步字符， 使發(fā)收雙方 建立同步，此后便在同步時鐘的控制下逐位發(fā)送 /接收。進行數據傳輸時，發(fā)送 和接收雙方要保持完全的同步，因此，要求接收和發(fā)送設備必須使

7、用同一時鐘。相對于同步通信，異步通信在發(fā)送字符時，所發(fā)送的字符之間的時隙可以是 任意的，當然，接收端必須時刻做好接收的準備 （如果接收端主機的電源都沒有 加上，那么發(fā)送端發(fā)送字符就沒有意義，因為接收端根本無法接收）。發(fā)送端可 以在任意時刻開始發(fā)送字符，因此必須在每一個字符的開始和結束的地方加上標 志，即加上開始位和停止位，以便使接收端能夠正確地將每一個字符接收下來。內部處理器在完成了相應的操作后， 通過一個回調的機制，以便通知發(fā)送端發(fā)送 的字符已經得到了回復。五.設計思路Pc機和單片機的串口通信系統(tǒng)的調試一般通過一根串口連接線把帶有軟件上位機的（Pc機）和下位機（即單片機）連接起來進行，用這種

8、調試用口通信程序 比較煩瑣。本文介紹一種用純軟件實現(xiàn) PC機和單片機串口通信的仿真的方法， 所有的調試都在一臺電腦上通過軟件完成。上位機由 Pc機代替，下位機由用 PROTEUS件設計的AT89C51片機仿真電路代替串口及連接通過由虛擬串口軟 Virtual Serial Port Driver 6.9進行連接。5.1 虛擬串口的設置安裝虛擬串口軟件 Virtual Serial Port Driver 6.9,然后打開，左邊上面的COM是電腦上實際的物理用口，下面是虛擬串口，在沒有設置前是空的。因為電腦最多有兩個物理用口，將圓圈里的串口改為COM l COM 3點擊Add pair, 這就表

9、示，利用這個軟件將計算機的串口 l和模擬串口 3聯(lián)接了起來，這兩個申 口可以進行通信了。Serial Port Driver 6,9 by Eltima SoftwarePort pars Optiors HelpSerial ports explorer聯(lián) Virteal Seri al Twrt Vrirerr FhrEical ports0 C0M1 曰,Manage ports Port access lit Custom pinoutVSPD by Eftima cam create viftual serial porte with any narnes you lik包 so y

10、ou aiie not limited to COMk names onljj. HotMevef, please make sure that progianits working 澗ilh these ports support custom port names.ipart's+i(3 com COM3|S| 0her_vTrtuaJ. port.sFirst port:3 M2Second port:COM4Add pair.川喻Fi俄port：L ecQind jori.no port selectedDelete pair no port selectedEnable st

11、rict baudrate emidationAll virtual serial pairs 洞 be removed froim your system, Please, make sure all ports are closed.Break line/Restore： connedtiofiDelete allFor help press Fl5.2 下位機電路和程序設計用Proteus6 . 9設計的仿真電路只用了幾個元器件。 由于兩個虛擬串口采用 相同的標準電平，因此電路中用來作，ITllL電平向RS232電平轉換的電路在仿 真電路中可以省略。單片機的實例程序用 Keil C51語

12、言編寫，用口接收數據采 用中斷的方式，發(fā)送數據采用外部中斷的方式，用按鈕開關控制數據的發(fā)送。5.3 串口通信仿真打開友善串口調試助手，修改串口為COM3波特率為9600,校驗位為None, 數據位8,停止位為1。用Proteus打開仿真電路文件，先設置AT89C51的屬性， 右擊選中AT89C5l,再用左鍵單擊AT89C51在出現(xiàn)的屬性對話框里點擊 Program File后的打開按鈕，找到自Keil源程序編譯好的.HE戲件后單擊打開，然后 在Clock Frequency后填寫12M單擊OK®下來打開用口 COMPIN勺屬性對話框， 在PhsicalPort 后選擇COMJ波特率為

13、9600,校驗位為None,數據位8,停止 位為l。設置好后，啟動仿真就可以實現(xiàn)電腦和單片機用口通信的仿真了。首先 演示一下單片機向計算機的串口發(fā)送數據。撥動開關向右撥，運行，按一下開關。虛擬串口終端最示單片機向計算機COMl發(fā)送的數據，而計算機的COMI已經和COM3目連，因軟件PROTEUSf止匕可以在COM敢到單片機發(fā)送給COMi的數據接著再演示一下計算機的出口向單片機發(fā)送數據。 撥動開關向左撥，在口調試助手中輸入想要發(fā)送的數據，點擊手動則字符串由COM發(fā)送給了計算機的COMI再由COM發(fā)送給單片機。單片機的程序里面有回顯功能，將接送給了 COMS此可以在COM的接受框內能夠接收到會顯得

14、字符串。E30派特率數據位校股位停止位None接收請直 ASCII閆動療顯示跋送顯示時間發(fā)送請晉 A3CTI 口重品.宓送10DO打開六.電路原理框圖RP12 2DXTAL1XTAL21 .2 R -I R副口加皿 PO.1fAD1 PD 2;AD2 P 口加AM P04TA04 加密皿 PQ.6/AM PD.7/AD7PWQf出B P2.1/A3P2 2J(A1O P23Mli P2 4JA12 P2 513 P2 BXM4 P2JXM1P3.DURXD RMTOD P3.2jtjfo" P3 3JWT1P3.VT0 PJ5H1 P3J6 破 P3 7而6OC51T1OJTRI O

15、UTR2OUTNV0C23ST2CUTR3NBAUDR4TE物0 DATASTS-S PMTY»NONE STCPBlTSi=|p_PORT-COM4Oauukate&mV_C&ATABIT5-6V PAEITY-NONEH n T七.相關硬件及配套軟件7.1 AT89C51器件簡介AT89C51 是一種帶 4K字節(jié) FLASHff儲器（FPERO）MFlash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓、高性能 CMOS的微處理器，俗稱單片 機。AT89C2051是一種帶2K字節(jié)閃存可編程可擦除只讀存儲器的單片機。

16、單片 機的可擦除只讀存儲器可以反復擦除 1000次。該器件采用ATMEH密度非易失 存儲器制造技術制造，與工業(yè)標準的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPUffi閃速存儲器組合在單個芯片中，ATMEL勺AT89C51是一種高效 微控制器，AT89C05促它的一種精簡版本。AT89C51片機為很多嵌入式控制系 統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。7.2 COMPIN 簡介COMD （ cluster communication port ）即串行通訊端口。微機上的 com口通常是9針，也有25針的接口，最大速率115200bps。通常用于連接鼠標（用 口）及通訊設備（如連接外置式

17、 MODEM行數據通訊或一些工廠的CNCM接口） 等。一般主板外部只有一個CO，機箱后面和并口一起的那個九孔輸出端（梯 形），就是COM口，COM4一般要從主板上插針引出。并口是最長的那個梯形 口。本實驗主要應用九針接口。7.3 MAX232器件簡介MAX23犯一種雙組驅動器/接收器，片內含有一個電容性電壓發(fā)生器以便在 單5V電源供電時提供EIA/TIA-232-E 電平。當用單片機和PC機通過串口進行通信，盡管單片機有串行通信的功能，但 單片機提供的信號電平和RS232的標準不一樣，因此要通過max232這種類似的 芯片進行電平轉換。TOP VIEWCl+ , | v+國 Cl-回 C24R

18、 02-國V*旦| 抑事叵 電H國Vcc714X1 jMMAX220MAX232M.W32AGD8+WT0-1WC2- MTAGf 心網iTER百4ODki2兩Pi."洸廿tiVTOtlOT VCl- VDL-AGE DOUBLER+W INPVT FC5主166 -WVT21NRS-23?OUTPUTSDIP/SOTTL/CMOS JOUTPUTS CAPACITANCE (mF)WWT-fit2 C3Cl需MAX您037 (133 033 0,33 Q33冊AX232A 口J 如 QJ O.t。一 1RS-232NPU73J5Di唱r3ms continued in the fu

19、li data $heet7.4 友善用口調試助手一個強大而穩(wěn)定的串口調試助手， 支持常用的110-921600bps波特率及自定 義波特率，波特率最高可支持 8000000 （串口硬件有關），可適應于非標準波特 率。支持串口自動識別，能設置校驗、數據位和停止位，能以ASCII碼或十六進制接收或發(fā)送任何數據或字符，可以任意設定自動發(fā)送周期，并能將接收數據保存成文本文件，能發(fā)送任意大小的文本文件。|7.5 虛擬串口軟件 Virtual Serial Port Driver 6.9 簡介該軟件安裝成功后可以虛擬出多個串口用于實驗，虛擬串口都是成對出現(xiàn)使用的，最大限度的方便了用戶數的需求。聲擬串口襄

20、動69 by耿川漢化該口選項超典Manage portsPort access Ji stCus-toin pinoutSerial ports explorerVirtual Serial Port DriverSP 口鏡夠創(chuàng)澧任何你想使用的端口號的虛概湍口師以你可以不©I:®:. ®!Physical portsVirtual porttC0M1'Q COM2iH COM3% COM4(O： C0M51n 8M6C0M7堂 COM3Other virtual ports受端口號CO®）的限制但是語確保你的程序支持這些端口號口C0M5COM10

21、no port selected no port sdeded使用精麗皮特率模擬 續(xù)路申嘶一重新悔復連接端口二一添加湍口刪除湍口所有由微端口將神全部刪除請 就（箭有端口此時都處竽關閉 狀志*重置湍口Pali C0M7 <-> COM3 created successfuFty八.程序設計注：本程序采用C語言編寫，程序如下：#include <reg52.h>#define uint unsigned int#define uchar unsigned charuchar Receive_Buffer101;uchar Buf_Index = 0;uchar code DSY_CODE二0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x