單片機應用項目化教程 教案 6.1 雙機通信實驗指導書及例程

任務6-1雙機通信實驗實驗概述使用兩臺單片機來進行數(shù)據(jù)通信，并用數(shù)碼管顯示出來。實驗目的1、理解8051串口工作原理；2、熟悉兩個8051全雙工通信的概念與應用。實驗預習要求1、了解定時器的控制方法；2、學習雙機通信的原理。實驗原理兩臺單片機進行雙機通信，接口電路如下圖所示。兩臺單片機的發(fā)送端TXD與接收端RXD交錯相連，地線相連。硬件線路正確連線后，還需要編寫雙方的通信程序，遵守雙方的約定，以及雙方的數(shù)據(jù)幀格式、波特率等必須一致。圖：雙機異步通信接口電路單片機串行口在方式1、方式2、方式3下，均能實現(xiàn)雙機通信，本實驗是使用方式1。方式2、方式3既可以用于雙機通信，也可以用于多機通信。數(shù)據(jù)發(fā)送：當數(shù)據(jù)寫入發(fā)送緩沖器SUBF，發(fā)送緩沖器自動啟動，數(shù)據(jù)由TXD輸出。發(fā)送完一幀數(shù)據(jù)后，T1置1。通過查詢或者中斷方式，了解T1的狀態(tài)，T1只能由軟件復位。數(shù)據(jù)接收：當REN=1時，單片機串口允許接收數(shù)據(jù)。串行口采樣引腳RXD從1跳變到0，并得到確認起始位后，就開始接收一幀數(shù)據(jù)。當接收完一幀數(shù)據(jù)，RI置1，可通過查詢或中斷方式了解RI的狀態(tài)，RI也只能由軟件復位。單片機雙機通信是通過設置SCON、IE、TMOD、PCON、等SFR實現(xiàn)的。SCON：SM0、SM1可設置為01、10、11中的任一種，SM2設置為0。圖：串行口控制寄存器IE：中斷允許寄存器。如下圖所示圖：中斷使能寄存器（IE）詳細的控制方法可以查閱數(shù)據(jù)手冊。Proteus使用的元器件AT89C52//51單片機。BUTTON//按鍵,用于最小系統(tǒng)復位。CAP//電容，用于搭建復位電路。CAP-ELEC//電解電容，用于搭建復位電路。CRYSTAL//晶振,給單片機提供時鐘信號。RES//電阻。74LS21//雙4輸入與門。7SEG-COM-AN-GEN//共陽數(shù)碼管。KEYPAD-PHONE//矩陣鍵盤。實驗要求使用Proteus進行仿真實驗，由矩陣鍵盤、共陽數(shù)碼管，獨立按鍵輸入和串口組成雙機通訊的基本單元，實驗雙機的數(shù)據(jù)交互。硬件連接圖1.硬件電路圖：4*4矩陣鍵盤圖：8位共陽數(shù)碼管圖：8位獨立按鍵2.硬件連接表MCU1-AT89S524*4矩陣鍵盤8位共陽數(shù)碼管8位獨立按鍵MCU2-AT89S52P10~P13R1~R4P14~P17C1~C4P32INTP00~P07SA~SHP20~P27C0~C7P33K1P30(RXD)P31(TXD)P31(TXD)P30(RXD)3.Proteus仿真圖圖：Proteus仿真圖實驗程序#include"reg51.h"#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedint#defineoutkP1#defineout1P0#defineout2P2ucharcodeseg[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0xff};ucharkey,send,rec;ucharscan(void);voiddelayms(uint);voidmain(void){TMOD=0X20;//設置定時器1工作在方式2TH1=0XF2;TL1=0XF2;TR1=1;SCON=0X50;//串口工作在方式1，REN=1允許接收數(shù)據(jù)PCON=0X00;//波特率不加倍EA=1;ES=1;EX1=1;EX0=1;while(1) { outk=0x07; out1=seg[send]; out2=seg[rec]; }}ucharscan(void){uchark=10,m,n,in;delayms(10);outk=0x07;if((outk&0x07)!=0x07) { for(m=0;m<3;m++) { outk=~(0x01<<(m+3)); for(n=0;n<3;n++) { in=outk; in=in>>n; if((in&0x01)==0) { if((in&0x01)==0){k=n+m*3;break;} } } if(k!=10)break; } }return(k);}voiddelayms(uintj){uchari;for(;j>0;j--) {i=250; while(--i); i=249; while(--i); }}voidext0()interrupt0{EX0=0;key=scan();if(key!=10)send=key+1;EX0=1;}voidext1()interrupt2{ES=0;;SBUF=send;while(!TI);TI=0;ES=1;}voidcom()interrupt4{RI=0;rec=SBUF;}實驗步驟1、打開Proteus8環(huán)境，在快捷工具欄中點擊源代碼按紐，然后在菜單欄選擇系統(tǒng)-編譯器配置。找到Keilfor8051，點擊下載，下載完成后點擊OK退出。2、點擊源碼選擇新建工程，出現(xiàn)新固件項目對話框，在系列一欄中選擇8051，在控制器一欄選擇AT89C52，編譯器一欄中選擇Keilfor8051,然后點擊確定，新工程創(chuàng)建完成。3、然后在工程對話框下，右鍵單擊AT89C52,在出現(xiàn)的下拉列表中選中工程設置，將工程選項下EmbedFiles后的勾選去掉，然后點擊確定完成工程設置。4、在快捷工具欄中的下拉列菜單Debug/Release/配置選項中，選擇Release。5、將需要編譯的程序代碼輸入到main.c文件中，輸入好程序代碼后，然后在工程中，右鍵單擊AT89C52,在出現(xiàn)的下拉列表中選中構(gòu)建工程，編譯完成返回LINK/LOCATERUNCOMPLETE.0WARNING(S),0ERROR(S)編譯成功。表示工程編譯成功。6、編譯成功后，切換到原理圖狀態(tài)下點擊運行按紐，可通過人機接口觀察程序的仿真結(jié)果。7、連接ISP下載器一端到USB接口，另一端連到目標板。打開實驗臺電源，參考產(chǎn)品說明書中的ISP下載軟件使用方法對程序進行下載。8、接下來大家就可以按照硬件連接表連線了，然后測試程序，觀察實驗現(xiàn)象，理解程序，最后自己修改程序提高編程能力。實驗現(xiàn)象點擊開始仿真后，在矩陣鍵盤按下“0~9”會在相應的數(shù)碼管上顯示數(shù)字。當按下SW1的時候，兩臺單片機交換數(shù)碼管上的數(shù)字，并用另外的數(shù)碼管顯示出來。圖：實驗現(xiàn)象實驗總結(jié)本實驗在Proteus工作平臺上進行仿真時，在矩陣鍵盤按下“0~9”會在相應的數(shù)碼管上顯示數(shù)字。當按下SW1的時候，兩臺單片機交換數(shù)碼管上的數(shù)字，并用另外的數(shù)碼管顯示出來。voidext0()interrupt0{EX0=0;key=scan();if(key!=10)send=key+1;EX0=1;}voidext1()interrupt2{ES=0;;SBUF=send;while(!TI);TI=0;ES=1;}voidcom()interrupt4{RI=0;rec=SBUF;}上面這段函數(shù)是實驗里的3段中斷服務函數(shù)。ext0()interrupt0函數(shù)的中斷源是外部中斷0，即P32,P32連接到74LS21上。當矩陣鍵盤有按鍵按下的時候，進入該終端服務函數(shù)，讀取按鍵值并傳給數(shù)碼管顯示。ext1()interru