單片機(jī)IO口模擬串行實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信

1、目錄1設(shè)計(jì)任務(wù)與要求.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。1總體方案設(shè)計(jì).。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.1 2.1串行通信的方式設(shè)計(jì).。.。.。.。.。.。.。.。.。1 2。1。1并行I/O口.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.12。1。2通信的基本原理.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。22。1.3 89C51的串行口.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。5 2。1。4 用IO口模擬串口通信。.。.。.。.。.。.。.。.7 2。2 數(shù)碼管顯示設(shè)計(jì).。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。7 2。3 LED燈顯示

2、設(shè)計(jì).。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.8單元電路設(shè)計(jì).。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.8 3.1硬件設(shè)計(jì)。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.8 3.1.1復(fù)位電路設(shè)計(jì)。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.10 3.1。2時(shí)鐘電路。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。10 3.1。3 顯示電路設(shè)計(jì).。.。.。.。.。.。.。.。.。.。11 3.1.4電平轉(zhuǎn)換電路。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。12 3。2軟件設(shè)計(jì).。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。14 3.2.1 程序設(shè)計(jì)流程圖。.。.。.。.。.。.14 3.2。2

3、 單片機(jī)IO口模擬串口實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信的源程序.。.。.。154系統(tǒng)仿真.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.185收獲與體會(huì)。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.206參考文獻(xiàn).。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。21單片機(jī)IO口模擬串口實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信1設(shè)計(jì)任務(wù)與要求本設(shè)計(jì)為單片機(jī)IO口模擬串口實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信，它可以用單片機(jī)的IO口實(shí)現(xiàn)單片機(jī)RX和TX的功能.具體要求如下：用單片機(jī)的P3。4和P3。5分別模擬RX和TX的串行通信功能,能夠接收和發(fā)送數(shù)據(jù)。通過(guò)PC機(jī)的鍵盤輸入字符，并傳送給單片機(jī),由單片機(jī)接收后，發(fā)達(dá)給PC機(jī)，由PC機(jī)

4、加以顯示。單片機(jī)接收由鍵盤輸入的數(shù)據(jù)后，如果是數(shù)字，則由數(shù)碼管顯示，并由LED燈表示其ASCII碼，如果是其他字符，則由僅由LED燈顯示其ASCII碼.總體方案設(shè)計(jì)2.1串行通信的方式設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)要求用單片機(jī)的IO口來(lái)模擬串口的串行通信，因此有必要先簡(jiǎn)要介紹一下單片機(jī)的IO和通信的基本原理與串行口P3。0和P3。1.2。1。1并行I/O口MCS51單片機(jī)共有4個(gè)雙向的8位并行I/O端口（Port），分別記作P0-P3,共有32根口線，各口的每一位均由鎖存器、輸出驅(qū)動(dòng)器和輸入緩沖器所組成.實(shí)際上P0-P3已被歸入特殊功能寄存器之列.這四個(gè)口除了按字節(jié)尋址以外，還可以按位尋址.由于它們?cè)诮Y(jié)構(gòu)上有一些

5、差異,故各口的性質(zhì)和功能有一些差異。P0口是雙向8位三態(tài)I/O口，此口為地址總線(低8位)及數(shù)據(jù)總線分時(shí)復(fù)用口，可驅(qū)動(dòng)8個(gè)LS型TTL負(fù)載。P1口是8位準(zhǔn)雙向I/O口，可驅(qū)動(dòng)4個(gè)LS 型負(fù)載。P2口是8位準(zhǔn)雙向I/O口,與地址總線（高8位）復(fù)用，可驅(qū)動(dòng)4個(gè)LS型TTL負(fù)載。P3口是8位準(zhǔn)雙向I/O口,是雙功能復(fù)用口，可驅(qū)動(dòng)4個(gè)LS型TTL負(fù)載。P1口、P2口、P3口各I/O口線片內(nèi)均有固定的上拉電阻，當(dāng)這3個(gè)準(zhǔn)雙向I/O口做輸入口使用時(shí)，要向該口先寫(xiě)“1，另外準(zhǔn)雙向I/O口無(wú)高阻的“浮空”狀態(tài)，故稱為雙向三態(tài)I/O 口。2。1。2通信的基本原理串行通信只用一位數(shù)據(jù)線傳送數(shù)據(jù)的位信號(hào)，即使加上幾

6、條通信聯(lián)絡(luò)控制線，也用不了很多電纜線.因此串行通信適合遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳送.,如大型主機(jī)與其遠(yuǎn)程終端之間、處于兩地的計(jì)算機(jī)之間采用串行通信就非常經(jīng)濟(jì)。當(dāng)然串行通信要求有轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)格式、時(shí)間控制等邏輯電路,這些電路目前已被集成在大規(guī)模集成電路（稱為可編程串行通信控制器)，使用很方便.通信方式有兩種：并行通信和串行通信。通常根據(jù)傳送的的距離決定采用哪種通信方式。例如，在IBMPC機(jī)與外部設(shè)備(如打印機(jī)等）通信時(shí)，距離小于30m，則可采用并行通信方式,當(dāng)距離大于30m時(shí),則要采用串行通信方式。89C51單片機(jī)具有并行和串行兩種基本通信方式。并行通信是指數(shù)據(jù)的各位同時(shí)進(jìn)行傳送（發(fā)送或接收）的通信方式。其優(yōu)點(diǎn)是

7、傳送速度高；缺點(diǎn)是數(shù)據(jù)有多少位，就需要多少根傳送線。例如,89C51單片機(jī)與打印機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳送就屬于并行通信。圖1所示為89C51單片機(jī)與外設(shè)之間8位數(shù)據(jù)并行通信的連接方法。并行通信在位數(shù)多、傳送距離又遠(yuǎn)時(shí)就不太合適了。 圖1 兩種通信方式連接串行通信指數(shù)據(jù)是一位一位按順序傳送的通信方式。它的突出優(yōu)點(diǎn)是只需一對(duì)傳輸線(利用電話線就可以作為傳輸線），這樣大大降低了傳送成本,特別適用于遠(yuǎn)距離通信；其缺點(diǎn)是傳送速度較低。假設(shè)并行傳送N位數(shù)據(jù)所需時(shí)間為T,那么串行傳送的時(shí)間至少為NT,實(shí)際上問(wèn)題總是大于NT的，圖1(b)所示為串行通信方式的連接方法.串行通信的傳送方式通常有3種：?jiǎn)蜗颍ɑ颍﹩喂づ渲茫?/p>

8、只允許數(shù)據(jù)向一個(gè)方向傳送；半雙向（或半雙工）配置，允許數(shù)據(jù)向兩個(gè)方向中的任一方向傳送,但每次只能有一個(gè)站點(diǎn)發(fā)送;全雙向（或全工）配置，允許同時(shí)雙向傳送數(shù)據(jù)，因此,全雙工配置是一對(duì)單向配置，它要求兩端的通信設(shè)備都有完整和獨(dú)立的發(fā)送和接收能力。串行通信有兩種基本的通信方式：異步通信和同步通信。異步通信在異步通信中，數(shù)據(jù)是一幀一幀(包括一個(gè)字符代碼或一字節(jié)數(shù)據(jù)）傳送的，第一幀的數(shù)據(jù)格式如圖2所示.在幀格式中，一個(gè)字符由4部分組成：起始位、數(shù)據(jù)位、奇偶校驗(yàn)位和停止位。首先是一個(gè)起始位(0),然后是58位數(shù)據(jù) （規(guī)定低位在前,高位在后),接下來(lái)是奇偶校驗(yàn)位（可省略），最后是停止位（1）。起始位（0)信號(hào)

9、只占一位，用來(lái)通知接收設(shè)備一個(gè)待接收的字符開(kāi)始到達(dá)。線路上在不傳送字符時(shí)應(yīng)保持為1.接收端不斷檢測(cè)線路的狀態(tài)，若連續(xù)為1以后又測(cè)到一個(gè)0，就知道發(fā)來(lái)一個(gè)新字符，應(yīng)馬上準(zhǔn)備接收。字符的起始位還被用作同步接收端的時(shí)鐘，以保證以后的接收能正確進(jìn)行。起始位后面緊接著是數(shù)據(jù)位,它可以 5位（D0D4）、6位、7位或8位(D0D7)。奇偶校驗(yàn)（D8）只占一位，但在字符中也可以規(guī)定不用奇偶校驗(yàn)位,則這一位就可以省去。也可用這一位（1/0）來(lái)確定這一幀中的字符所代表信息的性質(zhì)（地址/數(shù)據(jù)等）。停止位用來(lái)表征字符的結(jié)束，它一定是高電位（邏輯1)。停止位可以是1位、1。5位或2位.接收端收到停止位后，知道上一字符

10、已傳送完畢,同時(shí)也為接收下一個(gè)字符作好準(zhǔn)備-只發(fā)再接收到0，就是新字符的起始位.若停止位以后不是緊接著傳送下一個(gè)字符，則使線路電平保持為高電平（邏輯1）。圖2（a）表示一個(gè)字符緊接一個(gè)字符傳送的情況,上一個(gè)字符的停止位和下一個(gè)字符的起始位是緊鄰的；圖2（b）則是兩個(gè)字符間有空閑位的情況，空閑位為期不遠(yuǎn)，線路處于等待狀態(tài)。存在空閑位正是異步通信的特征之一。例如規(guī)定用ASCII編碼,字符為7位，加1個(gè)奇偶校驗(yàn)位、1個(gè)起始位、1個(gè)停止位,則一幀共10位。同步通信 同步通信中，在數(shù)據(jù)開(kāi)始傳送前用同步字符來(lái)指示（常約定12個(gè)），并由時(shí)鐘來(lái)實(shí)現(xiàn)發(fā)送端和接收端同步，即檢測(cè)到規(guī)定的同步字符后,下面就連續(xù)按順序

11、傳送數(shù)據(jù)，直到通信告一段落。同步傳送時(shí),字符與字符之間沒(méi)有間隙,也不用起始位和停止位，僅在數(shù)據(jù)塊開(kāi)始時(shí)用同步字符SYNC來(lái)指示.波特率 波特率，即數(shù)據(jù)傳送速率，表示每秒鐘傳送二進(jìn)制代碼的位數(shù)，它的單位是b/s。波特率對(duì)于CPU與外界的通信是很重要的。假設(shè)數(shù)據(jù)傳送速率是120字符/s，而每個(gè)字符格式包含1個(gè)代碼位（1個(gè)起始位、1個(gè)終位、8個(gè)數(shù)據(jù)位）。這時(shí)，傳送的波特率為： 10b字符120字符s1200bs每一位代碼的傳送時(shí)間Td為波特率的倒數(shù). Td1b（1200bs-1)0.833ms異步通信的傳送速率在50b/s-19200b/s之間，常用于計(jì)算機(jī)到終端機(jī)和打印機(jī)之間的通信、直通電報(bào)以及無(wú)

12、線電通信的數(shù)據(jù)發(fā)送等。 圖2 異步通信的一般數(shù)據(jù)格式串行通信協(xié)議: 通信協(xié)議是對(duì)數(shù)據(jù)傳送方式的規(guī)定，包括數(shù)據(jù)格式定義和數(shù)據(jù)位定義等。通信雙方必須遵守統(tǒng)一的通信協(xié)議.串行通信協(xié)議包括同步協(xié)議和異步協(xié)議兩種.在此只討論異步串行通信協(xié)議和異步串性協(xié)議規(guī)定的字符數(shù)據(jù)的傳送格式。（1)起始位通信線上沒(méi)有數(shù)據(jù)被傳送時(shí)處于邏輯1狀態(tài)。當(dāng)發(fā)送設(shè)備要發(fā)送一個(gè)字符數(shù)據(jù)時(shí)，首先發(fā)出一個(gè)邏輯0信號(hào),這個(gè)邏輯低電平就是起始位。起始位通過(guò)通信線傳向接收設(shè)備，接收設(shè)備檢測(cè)到這個(gè)邏輯低電平后，就開(kāi)始準(zhǔn)備接收數(shù)據(jù)位信號(hào)。起始位所起的作用就是設(shè)備同步，通信雙方必須在傳送數(shù)據(jù)位前協(xié)調(diào)同步.（2）數(shù)據(jù)位當(dāng)接收設(shè)備收到起始位后，緊接著

13、就會(huì)收到數(shù)據(jù)位。數(shù)據(jù)位的個(gè)數(shù)可以是5、6、7或8。IBM-PC中經(jīng)常采用7位或8位數(shù)據(jù)傳送，89C51串行口采用8位或9位數(shù)據(jù)傳送。這些數(shù)據(jù)位被接收到移位寄存器中，構(gòu)成傳送數(shù)據(jù)字符.在字符數(shù)據(jù)傳送過(guò)程中，數(shù)據(jù)位從最低有效位開(kāi)始發(fā)送，依次順序在接收設(shè)備中被轉(zhuǎn)換為并行數(shù)據(jù).（3）奇偶校驗(yàn)位數(shù)據(jù)位發(fā)送完之后，可以發(fā)送奇偶校驗(yàn)位。奇偶校驗(yàn)用于有限差錯(cuò)檢測(cè)，通信雙方需約定已知的奇偶校驗(yàn)方式。如果選擇偶校驗(yàn)，那么組成數(shù)據(jù)位和奇偶位的邏輯1的個(gè)數(shù)必須是偶數(shù)；如果選擇奇校驗(yàn),那么邏輯1的個(gè)數(shù)必須是奇數(shù)。（4）停止位約定 在奇偶位或數(shù)據(jù)位(當(dāng)無(wú)奇偶校驗(yàn)時(shí)）之后發(fā)送的是停止位。停止位是一個(gè)字符數(shù)據(jù)的結(jié)束標(biāo)志，可以

14、是1位，1。5位或2位的高電平。接收設(shè)備收到停止位之后,通信線路上便又恢復(fù)邏輯1狀態(tài)，直至下一個(gè)字符數(shù)據(jù)的起始位到來(lái)。（5）波特率設(shè)置 通信線上傳送的所有位信號(hào)都保持一致的信號(hào)持續(xù)時(shí)間，每一位的信號(hào)持續(xù)時(shí)間都由數(shù)據(jù)傳送速度確定，而傳送速度是以每秒多少個(gè)二進(jìn)制位來(lái)衡量的，這個(gè)速度叫波特率。如果數(shù)據(jù)以300個(gè)二進(jìn)制位每秒在通信線上傳送,那么傳送速度為300波特，通常記為300b/s。2.1。3 89C51的串行口89C51單片機(jī)除具有4個(gè)8位并行口外，還具有串行接口。此串行接口是一個(gè)全雙工串行通信接口,即能同時(shí)進(jìn)行串行發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。它可以作UATR（通用異步接收和發(fā)送器）用，也可以作同步移位寄存

15、器用。使用串行接口可以實(shí)現(xiàn)89C51單片機(jī)系統(tǒng)之間點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的單機(jī)通信和89C51與系統(tǒng)機(jī)（如IBM-PC機(jī)等）的單機(jī)或多機(jī)通信。通信和89C51與系統(tǒng)機(jī)（如IBMPC機(jī)等)的單機(jī)或多機(jī)通信。圖3 串行口內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖結(jié) 構(gòu)89C51通過(guò)引腳RXD（P3。0，串行數(shù)據(jù)接收端）和引腳TXD（P3.1,串行數(shù)據(jù)發(fā)送端)與外界進(jìn)行通信。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化示意圖如圖3所示.圖3中有兩個(gè)物理獨(dú)立的接收、發(fā)送緩沖器SBUF，它們占用同一低值99H，可同時(shí)發(fā)送、接收數(shù)據(jù)。發(fā)送緩沖器只能寫(xiě)入，不能讀出；接收緩沖器只能讀出，不能寫(xiě)入。串行發(fā)送與接收的速率與移位時(shí)鐘同步。89C51用定時(shí)器T1作為串行通信的波特率發(fā)生器,

16、T1溢出率經(jīng)2分頻（或不分頻）后又經(jīng)16分頻作為串行發(fā)送或接收的移位脈沖。移位脈沖的速率即是波特率。從圖中可看出，接收器是雙緩沖結(jié)構(gòu)，在前一個(gè)字節(jié)被從接收緩沖器SBUF讀出之前，第二個(gè)字節(jié)即開(kāi)始被接收（串行輸入至移位寄存器），但是，在第二個(gè)字節(jié)接收完畢而前一個(gè)字節(jié)CPU未讀取時(shí)，會(huì)丟失前一個(gè)字節(jié)。串行口的發(fā)送和接收都是以特殊功能寄存器SBUF的名義進(jìn)行讀或?qū)懙?。?dāng)向SBUF發(fā)“寫(xiě)命令時(shí)（執(zhí)行“MOV SBUF,A”指令），即是向發(fā)送緩沖器SBUF裝載并開(kāi)始由TXD引腳向外發(fā)送一幀數(shù)據(jù),發(fā)送完便使發(fā)送中斷標(biāo)志位TI=1。在滿足串行口接收中斷標(biāo)志位RI（SCON。0）=0的條件下，置允許接收位RE

17、N(SCON.4）=1就會(huì)接收一幀數(shù)據(jù)進(jìn)入移位寄存器,并裝載到接收SBUF中，同時(shí)使RI=1。當(dāng)發(fā)讀SBUF命令時(shí)（執(zhí)行“MOV A，SBUF”命令），便由接收緩沖器（SBUF)取出信息通過(guò)89C51內(nèi)部總線送CPU。 對(duì)于發(fā)送緩沖器，因?yàn)榘l(fā)送時(shí)CPU是主動(dòng)的，不會(huì)產(chǎn)生重疊錯(cuò)誤，一般不需要用雙緩沖器結(jié)構(gòu)來(lái)保持最大傳送速率。串行口控制字及控制寄存器89C51串行口是可編程接口,對(duì)它初始化編程只用兩個(gè)控制字分別寫(xiě)入特殊功能寄存器SCON（98H)和電源控制寄存器PCON（87H）中即可.2。1。4 用IO口模擬串口通信 IO口沒(méi)有89C51的串口結(jié)構(gòu)，因此IO不能自動(dòng)發(fā)送數(shù)據(jù)和接收數(shù)據(jù)，也沒(méi)有發(fā)送

18、中斷標(biāo)志和接收中斷標(biāo)志。而89C51串口還有T1計(jì)時(shí)器的參與，用來(lái)產(chǎn)生波特率。因此，需要在程序中模擬串口的通信方式以及定義數(shù)據(jù)的格式。模擬串口的通信方式采用方式1,即為10位為一幀數(shù)據(jù)接口，1個(gè)起始位、8位數(shù)據(jù)位（低位在前）和1位停止位,共10位。并且每位持續(xù)的時(shí)間為100us。先發(fā)送或接收起始位0，接著準(zhǔn)備發(fā)送或接收8位數(shù)據(jù)位，最后發(fā)送或接收停止位1。本設(shè)計(jì)中采用P3.4來(lái)模擬TX串口發(fā)送端口，用P3。5來(lái)模擬RX串口接收端口。因此發(fā)送的10位數(shù)據(jù)由P3。4送出，接收的10位數(shù)據(jù)由P3.5輸入,并等待CPU進(jìn)行處理。2.2 數(shù)碼管顯示設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)主要在于顯示，顯示由鍵盤輸入的字符的ASCII碼

19、，如果是數(shù)字，則由一位LED數(shù)據(jù)管顯示,并由LED燈顯示。若為其他的字符，僅由LED燈顯示。從鍵盤輸入字符通過(guò)軟件模擬或者通過(guò)PC機(jī)中附件中終端設(shè)備來(lái)顯示。輸入與顯示可以由C函數(shù)庫(kù)存中的函數(shù)printf和scanf來(lái)實(shí)現(xiàn)。單片機(jī)中通常使用7段LED構(gòu)成字型“8”，另外，還有一個(gè)小數(shù)點(diǎn)發(fā)光二極管，以顯示數(shù)字、符號(hào)及小數(shù)點(diǎn)。這種顯示器有共陰極和共陽(yáng)極兩種。發(fā)光二極管的陽(yáng)極連在一起的（公共端K0)稱為共陽(yáng)極顯示器，陰極連在一起的（公共端K0）稱為共陰極顯示器。一位顯示器由8個(gè)發(fā)光二極管組成,其中，7個(gè)發(fā)光二極管構(gòu)成字型“8”的各個(gè)筆劃a-g，另一個(gè)小數(shù)點(diǎn)為dp發(fā)光二極管。當(dāng)在某段發(fā)光二極管上施加一定

20、的正向電壓時(shí),該段筆劃即亮；不加電壓則暗.為了保護(hù)各段LED不被損壞，須外加限流電阻。以共陰極LED為例，各LED公共陰極K0接地。若向個(gè)控制端a、b、g、dp順次送入11100001信號(hào),則該顯示器顯示“7。”字型共陰極與共陽(yáng)極7段LED顯示數(shù)字09的編碼（a段為最低位，dp點(diǎn)為最高位）。如表1所示.表1 共陰極和共陽(yáng)極7段LED顯示字型編碼表顯示字符0123456789共陰極段選碼3F（B）06（36)5B（DB）4F(CF）66(F6）6D（FD）7D（FD）07（87）7F（FF）6F(EF）共陽(yáng)極段選碼C0（40)F9（79）A4（24）B0(30）99（19）92(12）82(02

21、）F8(78）80（00）90（10)LED顯示器有靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)顯示兩種方式。為了節(jié)省單片機(jī)的外部資源，采用動(dòng)態(tài)顯示技術(shù).但是，本設(shè)計(jì)只需要采用一位數(shù)碼管顯示ASCII碼，因此無(wú)須采用動(dòng)態(tài)顯示，因?yàn)镻口有鎖存器的功能，只要將待輸出的七段碼輸出到接數(shù)碼管的P口即可無(wú)須重復(fù)掃描.數(shù)碼管的顯示會(huì)維持到下一個(gè)七段碼輸出改變?yōu)橹埂?.3 LED燈顯示設(shè)計(jì)LED，即發(fā)光二極管，當(dāng)它的兩端正向?qū)〞r(shí)，電阻很小，有電流通過(guò)，當(dāng)加反向電壓時(shí)，電阻可以看成無(wú)窮大，無(wú)電流通過(guò)。因此它有普通二極管的功能,另外，它的另一個(gè)重要用途是將電信號(hào)變?yōu)楣庑盘?hào)，通過(guò)光纜傳輸，然后再用光電二極管接收驅(qū)動(dòng)一光電二極管。因此，發(fā)光二

22、極管有電平指示作用。在本設(shè)計(jì)中,將LED燈的負(fù)極接到P口，也是為了防止一上電就導(dǎo)通。若將正極接到P口，一上電復(fù)位，P口輸出即為高電平,LED導(dǎo)通，沒(méi)有對(duì)信號(hào)的指示作用。因此，必須將負(fù)極接到P口，然后正極通過(guò)一個(gè)限流電阻接到5V電源.當(dāng)P口輸出高電平時(shí)（包括復(fù)位的高電平），LED燈滅，當(dāng)P口輸出低電平時(shí),LED燈亮,指示輸出為低電平。單元電路設(shè)計(jì)3。1硬件設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)的總體硬件電路原理圖如下:圖4 設(shè)計(jì)的總體電路原理圖3.1。1復(fù)位電路設(shè)計(jì)MCS-51單片機(jī)的復(fù)位是由外部的復(fù)位電路來(lái)實(shí)現(xiàn)的.復(fù)位引腳RST通過(guò)一個(gè)斯密特觸發(fā)器與復(fù)位電路相連，斯密特觸發(fā)器用來(lái)抑制噪聲,在每個(gè)機(jī)器周期的S5P2，斯密

23、特觸發(fā)器的輸出電平由復(fù)位電路采樣一次，然后才能得到內(nèi)部復(fù)位操作所需要的信號(hào)。上電復(fù)位：上電復(fù)位電路是-種簡(jiǎn)單的復(fù)位電路，只要在RST復(fù)位引腳接一個(gè)電容到VCC,接一個(gè)電阻到地就可以了。上電復(fù)位是指在給系統(tǒng)上電時(shí)，復(fù)位電路通過(guò)電容加到RST復(fù)位引腳一個(gè)短暫的高電平信號(hào)，這個(gè)復(fù)位信號(hào)隨著VCC對(duì)電容的充電過(guò)程而回落，所以RST引腳復(fù)位的高電平維持時(shí)間取決于電容的充電時(shí)間.為了保證系統(tǒng)安全可靠的復(fù)位，RST引腳的高電平信號(hào)必須維持足夠長(zhǎng)的時(shí)間。電路圖如圖5所示。圖5 復(fù)位電路3。1。2時(shí)鐘電路時(shí)鐘是單片機(jī)的心臟,單片機(jī)各功能部件的運(yùn)行都是以時(shí)鐘頻率為基準(zhǔn),有條不紊的一拍一拍地工作.因此,時(shí)鐘頻率直接

24、影響單片機(jī)的速度，時(shí)鐘電路的質(zhì)量也直接影響單片機(jī)系統(tǒng)的穩(wěn)定性.常用的時(shí)鐘電路有兩種方式:一種是內(nèi)部時(shí)鐘方式，另一種為外部時(shí)鐘方式。本文用的是內(nèi)部時(shí)鐘方式。電路圖如圖6所示。 圖6 時(shí)鐘電路MCS51單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器，該高增益反向放大器的輸入端為芯片引腳XTAL1，輸出端為引腳XTAL2。這兩個(gè)引腳跨接石英晶體振蕩器和微調(diào)電容，就構(gòu)成一個(gè)穩(wěn)定的自激振蕩器。3。1。3 顯示電路設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)的顯示電路包括兩部分，即數(shù)碼管顯示部分和LED燈顯示部分。 數(shù)碼管顯示電路如圖7所示.圖7 數(shù)碼管顯示電路采用P0口作為段碼輸出端口，由于只有一位數(shù)碼管顯示，位選端可以直接接地，一直

25、處于選通狀態(tài)。另外,P0有特殊的物理結(jié)構(gòu),即漏極開(kāi)路電路,所以得在輸出端接上拉電阻，通過(guò)上拉電阻接到5V電源，上拉電阻一般采用1K大小。數(shù)碼管顯示子程序比較簡(jiǎn)單，只要通過(guò)查表找到對(duì)應(yīng)的七段碼,輸出到數(shù)碼管，就可以顯示出想要的符號(hào)或數(shù)字。如輸入的數(shù)字為9，經(jīng)過(guò)查找共陰極的七段碼表找到Dis_Table9，即0 x6f，將0 x6f，即01101111B對(duì)應(yīng)的dpgfedcba輸出到P0口，即gfdcba六段為高電平，顯示為亮，即顯示數(shù)字9.LED燈顯示電路如圖8所示.圖8 LED燈顯示電路LED燈顯示由P1口來(lái)完成，由于是低電平輸出有效，即燈滅才表示輸出的是高電平，因此不符合習(xí)慣，需要對(duì)將要輸出

26、的段碼進(jìn)行取反運(yùn)算.比如從鍵盤輸入數(shù)字7，ASCII碼為37，即00110111B，取反后,為11001000B，將此碼輸出到P1口，則P1。0、P1。1、P1。2和P1。4、P1。5亮，亮的位表示1，即顯示的是37。3。1.4電平轉(zhuǎn)換電路利用89C51單片機(jī)的串行口與PC機(jī)的串行口COM1或COM2進(jìn)行串行通信，將單片機(jī)采集的數(shù)據(jù)傳送到PC機(jī)中，由PC機(jī)的高級(jí)語(yǔ)言或數(shù)據(jù)庫(kù)語(yǔ)言對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理及統(tǒng)計(jì)等復(fù)雜處理；或者實(shí)現(xiàn)PC機(jī)對(duì)遠(yuǎn)程前沿單片機(jī)進(jìn)行控制。在實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)、計(jì)算機(jī)與外設(shè)間的串行通信時(shí),通常采用標(biāo)準(zhǔn)通信接口、這樣就能很方便地把各種計(jì)算機(jī)、外部設(shè)備、測(cè)量?jī)x器等有機(jī)地連接起來(lái)，進(jìn)行串行通

27、信.ELA RS232C是目前最常用的串行接口標(biāo)準(zhǔn),用于實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)之間、計(jì)算機(jī)與外設(shè)之間的數(shù)據(jù)通信.該標(biāo)準(zhǔn)的目的是定義數(shù)據(jù)終端設(shè)備（DTE）之間接口的電氣特性.一般的串行通信系統(tǒng)是指微機(jī)和調(diào)制解調(diào)器（modem）,如圖7-20。調(diào)制解調(diào)器叫數(shù)據(jù)電路終端設(shè)備（簡(jiǎn)稱DCE）。 RS232C提供了單片機(jī)與單片機(jī)、單片機(jī)與PC機(jī)間串行數(shù)據(jù)通信的標(biāo)準(zhǔn)接口。通信距離可達(dá)到 15 m。為了保證二進(jìn)制數(shù)據(jù)能夠正確傳送，設(shè)備控制準(zhǔn)確完成，有必要使所用的信號(hào)電平保持一致。為滿足此要求，RS232C標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了數(shù)據(jù)和控制信號(hào)的電壓范圍.由于RS232C是在TTL集成電路之前研制的,所以它的電平不是+5V和地，

28、而是采用負(fù)邏輯，規(guī)定+3V-15V之間的任意電壓表示邏輯0電平,3V15V之間的任意電壓表示邏輯1電平。本設(shè)計(jì)中采用MAX232芯片，電路如圖9所示。圖9 電路轉(zhuǎn)換電路圖此電路圖中，從MAX232芯片中兩路發(fā)送接收中任選擇一路作為接口。應(yīng)注意其發(fā)送、接收的引腳要對(duì)應(yīng).如果使T1 IN接單片機(jī)的發(fā)送端TXD，也就是T0，則PC機(jī)的RS232的接收端RXD一定要對(duì)應(yīng)接T1 OUT引腳.同時(shí)，R1 OUT接單片機(jī)的RXD引腳,PC機(jī)的RS-232的發(fā)送端TXD對(duì)應(yīng)妝R1 IN引腳。 3.2 軟件設(shè)計(jì) 3.2。1 程序設(shè)計(jì)流程圖.發(fā)送字符串1和2初始化四個(gè)P口由PC機(jī)顯示字符串1和字符串2，并準(zhǔn)備接收

29、數(shù)據(jù)接收PC機(jī)鍵盤輸入的數(shù)據(jù)在P1口用LED顯示接收到的字符的ASCII碼用數(shù)碼管顯示數(shù)字字符接收到的字符為數(shù)字？發(fā)送字符到PC機(jī)，并由PC機(jī)顯示發(fā)送換行字符接收到回車鍵開(kāi)始圖10 程序設(shè)計(jì)流程圖 本設(shè)計(jì)的主要程序部分是發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，即發(fā)送和接收10位數(shù)據(jù)。在數(shù)據(jù)發(fā)送和接收時(shí),關(guān)鍵在于延時(shí)，延時(shí)的長(zhǎng)短決定了波特率，即數(shù)據(jù)傳送的速率.識(shí)別此數(shù)據(jù)傳送完和是否開(kāi)始傳送的標(biāo)志是起始位和停止位.因此在發(fā)送數(shù)據(jù)前要發(fā)送起始位0，然后再發(fā)送8位數(shù)據(jù)，最后發(fā)送1位停止位。接收時(shí),是否是新的數(shù)據(jù),即是否決定接收數(shù)據(jù)，得判定是否為起始位0，接收完后，再判定接收的是否為停止位1。 3.2。2 單片機(jī)IO口模擬串口

30、實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信的源程序單片機(jī)IO口模擬串口實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信的源程序如下：#include include intrins。htypedef unsigned char uchar;typedef unsigned int uint；#define DISPLAY P0 #define LED P1 sbit TX = P34;sbit RX = P35；uchar code Dis_Table =0 x3F，0 x06，0 x5B,0 x4F,0 x66，0 x6D，0 x7D，0 x07， 0 x7F,0 x6F,0 x77，0 x7C,0 x39，0 x5e，0 x79,0 x71; /0 xe

31、d,0 x88，0 xb5,0 xb9,0 xd8，0 x79，0 x7d,0 xa8,0 xfd，0 xf9；uchar Buf=0；uchar temp;bit Flag=0；void DelayMs(uint t) uchar i； while（t-) for（i = 0; i 112； i+); void Uart_Delay（) uchar t = 7；while（t)_nop_（); void Intial（) P1 = 0 xFF; P2 = 0 xFF； P0 = 0 x00； P3 = 0 xFF;void IOsend_char( unsigned char ch ） unsigned char h， da , temp; da = ch； TX = 0; Uart_Delay（); for（ h = 0； h = 0 x30 &