實(shí)驗(yàn)六 串口通信+實(shí)驗(yàn)報(bào)告

實(shí)驗(yàn)六串口通信實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)報(bào)告姓名：學(xué)號(hào)：一、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容USB供電及自動(dòng)下載原理圖如圖7-1所示，CH340G實(shí)現(xiàn)串口轉(zhuǎn)USB原理圖如圖7-2所示。自行編制程：實(shí)現(xiàn)以下功能：串口調(diào)試助手向單片機(jī)發(fā)送控制碼，單片機(jī)向PC回送控制碼，并按表7-1實(shí)現(xiàn)控制功能。要求串口配置用ConfigUART()函數(shù)實(shí)現(xiàn)，注意從串口接收到的數(shù)據(jù)是ASCII碼還是16進(jìn)制數(shù)。蜂鳴器連接原理圖如圖7-3所示。表7-1控制功能表控制碼控制功能0熄滅1LED從上往-卜循環(huán)2LED從下往上循環(huán)3LED閃爍4蜂鳴器響圖7-1USB供電及自動(dòng)下載原理圖圖7-2串口轉(zhuǎn)USB原理圖圖 7-3蜂鳴器連接原理圖二、相關(guān)知識(shí)1、請(qǐng)說明矗中所用的串口通信協(xié)議。UART通信協(xié)議。是異步串口通信協(xié)議的一種，工作原理是將傳輸數(shù)據(jù)的每個(gè)字符一位接?位地傳輸，它能將要傳輸?shù)馁Y料在串行通信與并行通信之間加以轉(zhuǎn)換，能夠靈活地與外部設(shè)備進(jìn)行全雙工數(shù)據(jù)交換。1）起始位當(dāng)未有數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)，數(shù)據(jù)線處于邏輯“1”狀態(tài)；先發(fā)出一個(gè)邏輯“0”信號(hào)，表示開始傳輸字符。2）數(shù)據(jù)位緊接著起始位之后。資料位的個(gè)數(shù)可以是4、5、6、7、8等，構(gòu)成一個(gè)字符。通常采用ASCII碼。從最低位開始傳送，靠時(shí)鐘定位。3）奇偶校驗(yàn)位資料為加上這一位后，使得“1”的位數(shù)應(yīng)為偶數(shù)（偶校驗(yàn)）或奇數(shù)（奇校驗(yàn)），以此來校驗(yàn)資料傳送的正確性。4）停止位它是一個(gè)字符數(shù)據(jù)的結(jié)束標(biāo)志。可以是1位、1.5位、2位的高電平。由于數(shù)據(jù)是在傳輸線上定時(shí)的，并且每一個(gè)設(shè)備有其自己的時(shí)鐘，很可能在通信中兩臺(tái)設(shè)備間出現(xiàn)了小小的不同步。因此停止位不僅僅是表示傳輸?shù)慕Y(jié)束，并且提供計(jì)算機(jī)校正時(shí)鐘同步的機(jī)會(huì)。適用于停止位的位數(shù)越多，不同時(shí)鐘同步的容忍程度越大，但是數(shù)據(jù)傳輸率同時(shí)也越慢。5）空閑位或起始位處于邏輯“1”狀態(tài)，表示當(dāng)前線路上沒有資料傳送，進(jìn)入空閑狀態(tài)。處于邏輯“0”狀態(tài)，表示開始傳送下一數(shù)據(jù)段。6）波特率表示每秒鐘傳送的碼元符號(hào)的個(gè)數(shù)，是衡量數(shù)據(jù)傳送速率的指標(biāo)，它用單位時(shí)間內(nèi)載波調(diào)制狀態(tài)改變的次數(shù)來表示。常用的波特率有:9600、115200等時(shí)間間隔計(jì)算：1秒除以波特率得出的時(shí)間，例如，波特率為9600的時(shí)間間隔為1s/9600（波特率）=104uso7）接口接口通過兩個(gè)引腳從外部連接到其它設(shè)備。任何USART雙向通信均需要至少兩個(gè)引腳：接收數(shù)據(jù)輸入引腳（RX）和發(fā)送數(shù)據(jù)引腳輸出（TX）：RX：接收數(shù)據(jù)輸入引腳就是串行數(shù)據(jù)輸入引腳。過采樣技術(shù)可區(qū)分有效輸入數(shù)據(jù)和噪聲，從而用于恢復(fù)數(shù)據(jù)。TX：發(fā)送數(shù)據(jù)輸出引腳。如果關(guān)閉發(fā)送器，該輸出引腳模式由其I/O端II配置決定。如果使能了發(fā)送器但沒有待發(fā)送的數(shù)據(jù)，則TX引腳處于高電平。在單線和智能卡模式下，該"0用于發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。2、串口初始化包含哪些？串行□初始化，主要是設(shè)置產(chǎn)生波特率的定時(shí)器口、串行口控制和中斷控制。具體步驟如下：（1）配置串行口為方式1（編程SCON寄存器）。（2）配置T1為方式2,即自動(dòng)重裝模式（編程TMOD寄存器）。（3）根據(jù)波特率計(jì)算或查表T1的初值,裝載TH1、TL1,如果有需要可以使用PCON進(jìn)行波特率加倍。（4）啟動(dòng)T1（編程TCON中的TR1位）。另外，串行門在中斷方式工作時(shí)，還要進(jìn)行中斷設(shè)置（編程IE、IP寄存器）。3、串口通信中波特率如何進(jìn)行設(shè)置？通過軟件可設(shè)置單片機(jī)傳行口的工作方式，其中方式0和方式2的波特率是固定的，方式1和方式3的波特率是可變的。串口可變的波特率需要由定時(shí)器產(chǎn)生，對(duì)于STC89C52單片機(jī)來講，這個(gè)波特率發(fā)生器只能由定時(shí)器T1或定時(shí)器T2實(shí)現(xiàn)，而不能由定時(shí)器TO實(shí)現(xiàn)。如果用定時(shí)器T2,需要配置額外的寄存器，默認(rèn)是使用定時(shí)器T1的。使用定時(shí)器門作為波特率發(fā)生器，方式1下的波特率發(fā)生器必須使用定時(shí)器口的方式2,也就是自動(dòng)重裝載模式當(dāng)T1作為波特率發(fā)生器時(shí)，方式1和方式3的波特率為TITI溢出率=晶振值

12x(256-THD可推導(dǎo)出當(dāng)SMOD=0時(shí)，定時(shí)器重載值的計(jì)算公式為TH1=TL1=256-晶振值

TH1=TL1=256-晶振值

12x2xl6x波特率和波特率有關(guān)的還有一個(gè)寄存器，是電源管理寄存器PCON,它的最高位SMOD可以把波特率提高一倍，也就是說PCON1=0x80,計(jì)算公式可寫TH1=TL1=256-晶振值TH1=TL1=256-晶振值12xl6x波特率4、串口通信四種工作方式有何區(qū)別？方式0是同步移位寄存器方式（通常用于擴(kuò)展10口），波特率固定；方式I是10位異步收發(fā)器（8位數(shù)據(jù)），波特率可變；方式2是11位異步收發(fā)器（9位數(shù)據(jù)），波特率固定；方式3是11位異步收發(fā)器（9位數(shù)據(jù)），波特率可變。三二硬件電路此實(shí)驗(yàn)中除了USB轉(zhuǎn)串口電路、發(fā)光二極管電路還有蜂鳴器電路，請(qǐng)蜂鳴器電路有哪兩種？圖7-3屬于哪種，并簡(jiǎn)單分析此電路如何工作？請(qǐng)畫出另一種控制蜂鳴器的電路。蜂鳴器分為兩類。1、有源蜂鳴器；2、無源蜂鳴器有源蜂鳴器比較簡(jiǎn)單，只要有電流通過，蜂鳴器就會(huì)發(fā)聲。一般改變不了音調(diào)和音量。無源蜂鳴器要給?定頻率的脈沖信號(hào)，蜂鳴器才會(huì)發(fā)出聲音。對(duì)于無源蜂鳴器只要改變頻率就可以改變蜂鳴器的音調(diào)、改變占空比就可以改變聲音的大小。此電路中P44口置低電平，三極管導(dǎo)通，5V電壓加到蜂鳴器上，蜂鳴器響。四、程序設(shè)計(jì)蜂鳴器控制程序及注釋：if(RI)(RI=O;SendByte('4')；whilc(SBUF=='4')(BEEP=0;//P4A4口接低電平)P()=()Xff;}主程序及注釋：#include<reg52.h>#include"delay.h"#include"intrins.h"#include"datatype.h"voidConfigUART(uintl6baud);〃串口初始化voidSelectHC138(uint8channel);voidSendByte(uint8dal);〃發(fā)送一個(gè)字節(jié)voidmain()(SelectHCI38(0);ConfigUART(9600);while(l);voidSelectHC138(uint8channel)(switch(channel)(case0:PI=(PI&0xlf)|0x00;break;//發(fā)光二極管(LEDSO))voidSendByte(uint8dal)(SBUF=dat;while(!TI);TI=0;voidConfigUART(uint16baud)(SCON=OX5();〃8位數(shù)據(jù)，可變波特率TMOD&=OXOF;〃設(shè)定定時(shí)器1為16位自動(dòng)重裝方式TMOD|=0X20;TH1=256-(11059200/12/32)/baud;TL1=TH1;〃設(shè)定定時(shí)器初值ETI=0; 〃靜止定時(shí)器I中斷TR1=1;ES=1;〃打開串口中斷EA=1;voidIntcrruptLJART(void)interrupt4(switch(SBUF){case'O':if(RI){BEEP=1;RI=0;SendByte('O');PO二OXFF;)break;case'I':if(RI){RI=0;PO=OX7f;BEEP=1;SendByte('r);while(SBUF==T)(delay_ms(100);PO=_cror_(PO,I);break;if(RI)(RI=0;P0=0XFE;BEEP=1;SendByte('2');while(SBUF=='2')(delay_ms(100);PO=_crol_(PO,l);break;if(RI)(RI=O;BEEP=1;SendByte('3');while(SBUF==3)(PO=OXFF;delay_ms(100);P0=0X00;delay_ms(100);break;case'4':if(RD(RI=0;SendByte('4');while(SBUF==4)(BEEP=0;)P0=0Xff;break;)}其它自定義頭文件程序及注釋：datatype.h文件#ifndefDATA_TYPE_H#defineDATA_TYPE_Htypedefbit_bool;//布爾型變量typcdcfunsignedcharuint8;//無符號(hào)8位整型變量typedefsignedcharint8;//有符號(hào)8位整型變量typedefunsignedshortuintl6;//無符號(hào)16位整型變量typedefsignedshortinti6;//有符號(hào)16位整型變量typedefunsignedintuint32;//無符號(hào)32位整型變量typedefunsignedlongintuinl64;//無符號(hào)64位整型變量typedefsignedintint32;//有符號(hào)32位整型變量typedeffloatfp32;//單精度浮點(diǎn)數(shù)(32位長(zhǎng)度)typedefdoublefp64;〃雙精度浮點(diǎn)數(shù)(64位長(zhǎng)度)#endifdelay.c文件#include"delay.h"〃延時(shí)tus函數(shù)voidDelay_us(uint8t)(while(t-);I//延時(shí)Ims函數(shù)voidDelay_ms(uint8t){unsignedinti,j;for(i=0;i<t;i++)for(j=0;j<113;j++);delay.h文件#ifndefDELAY_H#defineDELAY.H#include"datatype.h"voidDelay_us(uint8t);voidDelay_ms(uint8t);#endif四、思考題修改程序，能把串口接收到控制碼顯示到數(shù)碼管上。(選做)(說明只需展示修改部分的程序)voidIntcrruptUART(void)interrupt4(switch(SBUF)|case'O':if(RI)|RI=0;SendByte('O');LedScan(O,SMG_duanma[O]);)break;caseT:if(RI)(RI=0;ScndByteCl');LedScan(O,SMG_duanma[1]);}break;if(RI)(RI=0;SendByte('2');LedScan(O,SMGduanma⑵)；break;if(RI)(RI=O;SendByte('3');LcdScan(0,SMG_duanma[3]);)break;case4:if(RI)(RI=O;SendByte('4'