基于串口通信的字符终端的设计(27页).doc

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1、-基于串口通信的字符终端的设计-第 20 页本科毕业设计论文 题 目 基于串口通信的字符终端的设计 系别名称 电子信息工程 0 专业名称 电子信息工程 0 学生姓名 * 班 级 122902 学 号 * 指导教师 * 毕业时间 2013年6月 0设计论文毕业 任务书一、题目 基于串口通信的字符显示终端的设计二、基本内容及重点（1）查阅串行通信相关方面的资料，掌握关于串行通信的软、硬件设计； （2）制定出适用于数据采集系统的，通用的，易于实现的串行通信协议； （3）根据制定的通信协议，设计出下位机串行通信模块； （4）根据制定的通信协议，利用编程语言设计动态链接库文件； （5）通过设计一个可视化

2、界面来对单片机程序和动态链接库文件进行调试和验证，并进行改善； （6）资料的整理以及各种说明文档的撰写。 附加初步总体结构图At89s52单片机Lcd 1602显示计算机终端MAX232电平转换电路 按键 设计总体构思图（1）硬件设计通过ALtium Designer设计串口通信硬件电路，制作全部电路PCB及所有的元器件的焊接。（2）软件设计通过keil软件编写相关程序并进行调试。三 、预期达到的成果（1）运行于计算机上的程序可通过动态链接文件对单片机进行数据访问和传送； （2）单片机机串行通信模块具有通用性和可移植性，可以通过简单的设置和改变而嵌入到其它数据采集系统中；（3）串行通信协议具有

3、稳定性、通用性和可实现性。四、存在的问题及拟采取的解决措施1.usb不能正常通信，可能存在的问题？ 1、电路焊接错误2、程序编写不正确，如：中断未开启。2.usb通信正常，但显示出现乱码？ 初步诊断应该是程序逻辑不正确。五、进度安排 12-3周 接受并熟悉任务书，查阅有关书籍、资料，上网查寻相关网站，获取所需的信息。2. 4周 根据要求，消化资料，确定思路和总体技术方案，学习Protel软件,提供初稿审核，编写开题报告。3. 5-13周 根据第二阶段的设计，进入具体实施阶段，进行硬件电路设计，和软件设计。并不断改进。4. 14-15周 对各阶段的工作整理，完成毕业设计论文撰写及修改。5. 15

4、-16周 准备及完成毕业设计答辩六、参考文献和书目 1 王伟 郑金奎 MCS_51单片机主从式多机系统实时通讯的实现.西南自动化研究所，1998年第3期2 陈永真.全国大学生电子设计竞赛试题精解选.北京：电子工业出版社， 3 张传新 徐少杰 PC机与MCS_51单片机主从多机通信控制程序的研究.伊图里河分局研究所，铁路计算机应用第5卷第2期.学生 _ 指导教师 _ 系主任 _基于串口通信的字符显示终端的设计摘 要随着计算机技术尤其是单片微型机技术的发展，人们已越来越多地采用单片机来对一些工业控制系统中如温度、流量和压力等参数进行检测和控制。51单片机是一种集CPU，RAM，FLASH ROM，

5、I/O接口和定时中断系统于一体的微型计算机。只要有外加电源和晶体振荡器就可以独立完成对数字信号的算术运算，逻辑控制，串行通信等功能。由于单片机具有体积小，重量轻，功耗低，功能强，价格低，可靠性好等诸多优点，因而在仪器仪表，家用电器，数据采集等一些嵌入式控制领域被广泛应用。 当需要处理较复杂数据或需要对多个采集数据进行综合处理以及需要进行集散控制时，单片机的算术运算和逻辑运算能力显的不足，这时往往需要借助计算机系统。将单片机采集的数据通过串行口传给PC机，由PC机高级语言或数据库语言进行处理，或者实现PC机对远程单片机进行控制。因此，实现单片机与PC机之间的远程通信更具有实际意义。关键词：单片机

6、、PC机、发送数据、接收数据 串行通信ABSTRACT With computer technology, especially the single-chip microcomputer technology development, it has been increasingly used microcontroller to some industrial control systems such as temperature, flow and pressure parameters to detect and control. 51 is a set of single-chip

7、CPU, RAM, FLASH ROM, I / O interfaces, and timer interrupt system in one of the micro-computer. As long as the external power source and the crystal oscillator can be done independently of the digital signal arithmetic, logic control, serial communication and other functions. Since the microcontroll

8、er with a small size, light weight, low power consumption, powerful, low price, good reliability, and many other advantages, which in the instrumentation, home appliances, data acquisition, and some areas have been widely used in embedded control. When you need to deal with more complex data, or the

9、 need for more comprehensive data collection process and the need for distributed control, the microcontroller arithmetic and logic operations noticeable lack of ability, then often require the use of computer systems. The microcontroller data collected through the serial port to the PC machine, hig

10、h-level language, or by the PC database language processing, or achieve PC remote microprocessor control. Therefore, SCM and remote communication between PC has more practical significance.Keywords: microcontroller, PC, send data, receive data ,serial communication目 录摘 要I绪 论2第一章 设计总体介绍31.1单片机的发展阶段31

11、.2单片机的发展趋势31.3单片机的应用模式41.4单片机与PC串口间通讯设计的应用51.5设计内容及要求51.6串口通信原理5第二章 系统设计82.1硬件方案选择82.1.1单片机的选择82.1.2电平转换82.1.3单片机与pc机通信原理82.2软件方案选择92.2.1 PC机编程方案选择92.2.2 单片机编程方案选择92.3 总体方案选择102.4系统总体设计思路10第三章 单元硬件电路设计113.1硬件实现的过程113.1.1 单片机主要特性113.1.2 RS-232总线标准163.2 RS-232C接口电路173.2.1 、MAX232接口电路183.3 51单片机与PC机串行通

12、信电路19第四章 软件设计214.1 软件设计和硬件设计的关系214.2 Proteus中的仿真使用214.2.1 虚拟串口214.2.2 虚拟串口在Proteus中的使用244.2.3 在Proteus中实现单片机的串口调试功能284.2程序设计304.3、程序运行后的结果33第五章 结论34致 谢35参考文献36绪 论 计算机与计算机或计算机与终端之间的数据传送可以采用串行通讯和并行通讯二种方式。由于串行通讯方式具有使用线路少、成本低，特别是在远程传输时，避免了多条线路特性的不一致而被广泛采用。在串行通讯时，要求通讯双方都采用一个标准接口，使不同的设备可以方便地连接起来进行通讯。RS-23

13、2-C接口(又称EIARS-232-C)是目前最常用的一种串行通讯接口。它是在1970年由美国电子工业协会(EIA)联合贝尔系统、调制解调器厂家及计算机终端生产厂家共同制定的用于串行通讯的标准。它的全名是“数据终端设备(DTE)和数据通讯设备(DCE)之间串行二进制数据交换接口技术标准”该标准规定采用一个25个脚的DB25连接器，对连接器的每个引脚的信号内容加以规定，还对各种信号的电平加以规定。 随着计算机技术尤其是单片微型机技术的发展，人们已越来越多地采用单片机来对一些工业控制系统中如温度、流量和压力等参数进行检测和控制。PC机具有强大的监控和管理功能，而单片机则具有快速及灵活的控制特点，通

14、过PC机的RS-232串行接口与外部设备进行通信，是许多测控系统中常用的一种通信解决方案。因此如何实现PC机与单片机之间的通讯具有非常重要的现实意义。第一章 设计总体介绍1.1单片机的发展阶段51单片机的发展可分为以下4个阶段。1， 第一代：单片机探索阶段。主要有同通用CPU68XX系列和专用MCS-48系列的简单实例应用。2， 第二代：单片机完善阶段。具体表现在：面对对象，突出控制功能，专用CPU满足嵌入功能；寻址范围为8位或16位；规范的种线结构，有8位数据线，16位地址线及多功能异步串行接口（UART）；指令系统突出控制功。3， 第三代：微控制形成阶段。这一间段已形成系列产品：以8051

15、系列为代表，如8031，8031和8051等。4， 第四代：微控制器百花齐放。表现在：满足最低层电子技术的应用；大力发展专用型单片机，致力于提高单片机的综合品质。1.2单片机的发展趋势单片机的发展趋势可归为以下8个方面。1、 主流机型发展趋势。2、 全盘CMOS化趋势。3、 RISC体系结构的发展。4、 可刷新的FLASHROM成为主流供应状态，便于用户对系统软件进行升级和修改。5、 ISP及基于ISP的开发环境。6、 单片机的软件嵌入。7、 实现全面功耗管理。8、 推行串口扩展总线。单片机引脚图1-21.3单片机的应用模式 单片机应用系统是以单片机为核心构成计算机应用系统，是最具有代表性和使

16、用最广范的专用计算机应用系统。（1）单片机应用系统的结构。单片机应用系统的结构分3个层次。1.单片机：通常指应用系统主处理机，即所选择的单片机器件。2.单片机系统：指按照单片机的技术要求和嵌入对象的资源要求而构成的基本系统，如时钟电路、复位电路和扩展存储器等与单片机构成了单片机系统。3.单片机应用系统：指能满足嵌入对象要求的全部电路系统。在单片机系统的基础上加上面向对象的接口电路，如前向通道、后向通道、人机交互通道和串行通信口（RS232）以及应用程序等。1.4单片机与PC串口间通讯设计的应用 目前RS-232是PC与通信工业中应用最广泛的一种串行接口，其中EIA代表美国电子工业协会，RS代表

17、推荐标准，232是标识号。RS-232被定义为一种在低速率串行通信中增加通信距离的单端标准。RS-232采取不平衡传输方式，即单端通信。单片机之间的串口通信，当传输距离在1.5-15米之间时，可以采用RS-232通讯协议进行数据传输，基于RS-232电气特性的限制，只能实现一点对一点通信（既单机通信）。1.5设计内容及要求 在计算机控制系统中，不可避免的要采用多机进行通信。随着单片机在各个领域的广泛应用，利用51实验板等单片机系统与PC机RS232串口相连，实现双向数据通信。利用可视化程序设计编制串口调试软件，然后向串口发送“1”、“2”、“3”.“8”、“9”、“0”等字符，实验板收到数据后

18、通过lcd1602液晶显示出来，同时会向PC机反馈显示成功的确认信号，即在PC机串口调试软件的接收缓冲区内将显示“displayOK！”等字样。1.6串口通信原理 所谓串行通信是指外设和计算机间使用一根数据信号线,数据在一根数据信号线上按位进行传输，每一位数据都占据一个固定的时间长度。这种通信方式使用的数据线少，在远距离通信中可以节约通信成本，当然，其传输速度比并行传输慢。相比之下，由于高速率的要求，处于计算机内部的CPU与串口之间的通讯仍然采用并行的通讯方式，所以串行口的本质就是实现CPU与外围数据设备的数据格式转换（或者称为串并转换器），即当数据从外围设备输入计算机时，数据格式由位(bit

19、)转化为字节数据；反之，当计算机发送下行数据到外围设备时，串口又将字节数据转化为位数据。 串行端口的本质功能是作为CPU和串行设备间的编码转换器。当数据从CPU经过串行端口发送出去时，字节数据转换为串行的位。在接收数据时，串行的位被转换为字节数据。在Windows环境（WindowsNT、Win98、Windows2000）下，串口是系统资源的一部分。应用程序要使用串口进行通信，必须在使用之前向操作系统提出资源申请要求（打开串口），通信完成后必须释放资源（关闭串口）。 串口通信的概念非常简单，串口按位（bit）发送和接收字节。尽管比按字节（byte）的并行通信慢，但是串口可以在使用一根线发送数

20、据的同时用另一根线接收数据。它很简单并且能够实现远距离通信。比如IEEE488定义并行通行状态时，规定设备线总常不得超过20米，并且任意两个设备间的长度不得超过2米；而对于串口而言，长度可达1200米。典型的串口用于ASCII码字符的传输。通信使用3根线完成：（1）地线，（2）发送，（3）接收。由于串口通信是异步的，端口能够在一根线上发送数据同时在另一根线上接收数据。其他线用于握手，但是不是必须的。串口通信最重要的参数是波特率、数据位、停止位和奇偶校验。对于两个进行通行的端口，这些参数必须匹配：a，波特率：这是一个衡量通信速度的参数。它表示每秒钟传送的bit的个数。例如300波特表示每秒钟发送

21、300个bit。当我们提到时钟周期时，我们就是指波特率例如如果协议需要4800波特率，那么时钟是4800Hz。这意味着串口通信在数据线上的采样率为4800Hz。通常电话线的波特率为14400，28800和36600。波特率可以远远大于这些值，但是波特率和距离成反比。高波特率常常用于放置的很近的仪器间的通信，典型的例子就是GPIB设备的通信。b，数据位：这是衡量通信中实际数据位的参数。当计算机发送一个信息包，实际的数据不会是8位的，标准的值是5、7和8位。如何设置取决于你想传送的信息。比如，标准的ASCII码是0127（7位）。扩展的ASCII码是0255（8位）。如果数据使用简单的文本（标准A

22、SCII码），那么每个数据包使用7位数据。每个包是指一个字节，包括开始/停止位，数据位和奇偶校验位。由于实际数据位取决于通信协议的选取，术语“包”指任何通信的情况。c，停止位：用于表示单个包的最后一位。典型的值为1，1.5和2位。由于数据是在传输线上定时的，并且每一个设备有其自己的时钟，很可能在通信中两台设备间出现了小小的不同步。因此停止位不仅仅是表示传输的结束，并且提供计算机校正时钟同步的机会。适用于停止位的位数越多，不同时钟同步的容忍程度越大，但是数据传输率同时也越慢。d，奇偶校验位：在串口通信中一种简单的检错方式。有四种检错方式：偶、奇、高和低。当然没有校验位也是可以的。对于偶和奇校验的

23、情况，串口会设置校验位（数据位后面的一位），用一个值确保传输的数据有偶个或者奇个逻辑高位。例如，如果数据是011，那么对于偶校验，校验位为0，保证逻辑高的位数是偶数个。如果是奇校验，校验位位1，这样就有3个逻辑高位。高位和低位不真正的检查数据，简单置位逻辑高或者逻辑低校验。这样使得接收设备能够知道一个位的状态，有机会判断是否有噪声干扰了通信或者是否传输和接收数据是否不同步。第二章 系统设计2.1硬件方案选择2.1.1单片机的选择本设计采用的是AT89S52单片机，AT89S52是一种带8K字节闪存可编程可擦除只读存储器（FPEROMFlash Programmable and Erasable

24、 Read Only Memory）的低电压、高性能CMOS 8位微处理器，俗称单片机。它是一种高效微控制器，因为它更经济实惠，用起来灵活方便，而且习惯了用这种型号的单片机，所以选择AT89S52单片机。2.1.2电平转换本设计采用MAX232芯片进行电平转换，MAX232芯片是美信公司专门为电脑的RS232标准串口设计的接口电路,使用+5V单电源供电，它的作用就是完成TTL电平与RS232电平的转换。PC机的串行口采用的是标准的RS 232接口，单片机的串行口电平是TTL电平，而TTL电平特性与RS 232的电气特性不匹配，因此为了使单片机的串行口能与RS 232接口通信，必须将串行口的输入

25、/输出电平进行转换。通常用MAX232芯片来完成电平转换。2.1.3单片机与pc机通信原理MCS-51单片机有一个全双工的串行通讯口UART。利用其RXD和TXD与外界进行通信，其内部有2个物理上完全独立的接收、发送缓冲器SBUF，可同时发送和接收数据。所以单片机和PC机之间可以方便地进行串口通讯。单片机串口有3条引线：TXD(发送数据)、RXD(接收数据)和GND(信号地)。因此在通信距离较短时可采用零MODEM方式，简单三连线结构。PC机有两个标准的RS232串行口，其电平采用的是EIA电平，而MCS-51单片机的串行通信是由TXD(发送数据)和RXD(接收数据)来进行全双工通信的，它们的

26、电平是TTL电平；为了Pc机与MCS-51机之间能可靠地进行串行通信，需要用电平转换芯片，我们采用了MAXIM公司生产的专用芯片MAX232进行转换。电路如图所示。图2.2 MAX232工作原理图2.2软件方案选择2.2.1 PC机编程方案选择本设计采用VC6.0+来实现编程，上位机与单片机进行通信的程序编写可用VB、VC等软件。由于VB作为面向对象的编程工具不够完全，效率比VC低，提供的命令语言环境较弱，通过串口设备一次最多只能交换16B的数据，对较大数据量的传输存在很大的局限性，很难实现较为复杂的数据处理，VC6.0+是一种功能强大的面向对象的Windows编程开发平台。VC6.0的优点是

27、界面简洁，占用资源少，操作方便。所以本设计采用VC作为串口编程工具。2.2.2 单片机编程方案选择本设计单片机的编程选择C语言编写，因为它简洁紧凑、灵活方便、运算符丰富、数据结构丰富、C是结构式语言、C语法限制不太严格，程序设计自由度大、C语言允许直接访问物理地址，可以直接对硬件进行操作、C语言程序生成代码质量高，程序执行效率高，一般只比汇编程序生成的目标代码效率低1020%、C语言适用范围大，可移植性好C语言有一个突出的优点就是适合于多种操作系统, 如DOS、UNIX,也适用于多种机型。C语言具有绘图能力强，可移植性，并具备很强的数据处理能力，因此适于编写系统软件，三维，二维图形和动画它是数

28、值计算的高级语言。所以我选用C语言来编写此程序。2.3 总体方案选择温度传感器测量出来的温度值由单片机采集出来，然后单片机再将采集出的温度数据处理后，通过串行口发送给上位机。PC机MAX232AT89C5111图2.1总体设计方案流程图2.4系统总体设计思路 本文要求设计一个51单片机与PC串口间通讯系统的字符终端显示，实现单片机与PC机之间的远程通信。设计分发送和接收两大模块，发送部分通过硬件电路的引用。其中包括RS-232接口电路、MAX232接口电路，引用相应的管脚相连，并将相应的软件程序转入电路中，即可运行。当电路是相对独立时，可直接调速电路参数值，其影响和干扰就小。在满足发射和接收模

29、块的要求后可单独对控制进行调整，程序的编入，接收部分相应的结果即以实现，因此实现了PC机对远端单片机的控制。利用vc+编写上位机数据发送接收软件，作为给单片机发送数据或接收单片机发送数据的软件。用单片机设计好硬件电路，给单片机进行编程，从而是单片机能够接收pc机传送来的数据，并通过lcd1602液晶显示出来从而达到设计要求。第三章 单元硬件电路设计3.1硬件实现的过程 在实现单片机与PC机之间通信或单片机与单片机之间远程距离通信时通常采用标准串行总线通讯接口。比如RS-232C、RS-422、RS485等。在这些串行总线接口标准中，是在异步串行通信中应用最广的标准总线，它实用于短距离或带调制解

30、调器的通信场合。下面以RS-232标准串行总线接口为例，简单介绍单片机与PC机之间串行通信的硬件实现过程。3.1.1 单片机主要特性与MCS-51 兼容 4K字节可编程闪烁存储器 寿命：1000写/擦循环 数据保留时间：10年 全静态工作：0Hz-24MHz 三级程序存储器锁定 1288位内部RAM 32可编程I/O线 两个16位定时器/计数器 5个中断源 可编程串行通道 低功耗的闲置和掉电模式 片内振荡器和时钟电路单片机AT89C51的引脚说明：图3.1 AT89C51的引脚排列引脚描述：VCC：电源电压 GND：地P0口：P0口是一组8位漏极开路双向I/O口，即地址/数据总线复用口。作为输

31、出口时，每一个管脚都能够驱动8个TTL电路。当“1”被写入P0口时，每个管脚都能够作为高阻抗输入端。P0口还能够在访问外部数据存储器或程序存储器时，转换地址和数据总线复用，并在这时激活内部的上拉电阻。P0口在闪烁编程时，P0口接收指令，在程序校验时，输出指令，需要接电阻。P1口：P1口一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口，P1的输出缓冲级可驱动4个TTL电路。对端口写“1”，通过内部的电阻把端口拉到高电平，此时可作为输入口。因为内部有电阻，某个引脚被外部信号拉低时输出一个电流。闪烁编程时和程序校验时，P1口接收低8位地址。P2口：P2口是一个内部带有上拉电阻的8位双向I/O口，P2的输出缓冲级

32、可驱动4个TTL电路。对端口写“1”，通过内部的电阻把端口拉到高电平，此时，可作为输入口。因为内部有电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流。在访问外部程序存储器或16位地址的外部数据存储器时，P2口送出高8位地址数据。在访问8位地址的外部数据存储器时，P2口线上的内容在整个运行期间不变。闪烁编程或校验时，P2口接收高位地址和其它控制信号。P3口：P3口是一组带有内部电阻的8位双向I/O口，P3口输出缓冲故可驱动4个TTL电路。对P3口写如“1”时，它们被内部电阻拉到高电平并可作为输入端时，被外部拉低的P3口将用电阻输出电流。P3口除了作为一般的I/O口外，更重要的用途是它的第二功能，如下

33、表所示端口引脚第二功能P3.0RXDP3.1TXDP3.2INT0P3.3INT1P3.4T0P3.5T1P3.6WRP3.7RD表2.1 P3口第二功能P3口还接收一些用于闪烁存储器编程和程序校验的控制信号。RST：复位输入。当震荡器工作时，RET引脚出现两个机器周期以上的高电平将使单片机复位。ALE/：当访问外部程序存储器或数据存储器时，ALE输出脉冲用于锁存地址的低8位字节。即使不访问外部存储器，ALE以时钟震荡频率的1/16输出固定的正脉冲信号，因此它可对输出时钟或用于定时目的。要注意的是：每当访问外部数据存储器时将跳过一个ALE脉冲时，闪烁存储器编程时，这个引脚还用于输入编程脉冲。如

34、果必要，可对特殊寄存器区中的8EH单元的D0位置禁止ALE操作。这个位置后只有一条MOVX和MOVC指令ALE才会被应用。此外，这个引脚会微弱拉高，单片机执行外部程序时，应设置ALE无效。PSEN：程序储存允许输出是外部程序存储器的读选通信号，当AT89C51由外部程序存储器读取指令时，每个机器周期两次PSEN 有效，即输出两个脉冲。在此期间，当访问外部数据存储器时，这两次有效的PSEN 信号不出现。EA/VPP：外部访问允许。欲使中央处理器仅访问外部程序存储器，EA端必须保持低电平。需要注意的是：如果加密位LBI被编程，复位时内部会锁存EA端状态。如EA端为高电平，CPU则执行内部程序存储器

35、中的指令。闪烁存储器编程时，该引脚加上+12V的编程允许电压VPP，当然这必须是该器件是使用12V编程电压VPP。XTAL1：震荡器反相放大器及内部时钟发生器的输入端。XTAL2：震荡器反相放大器的输出端。时钟震荡器：AT89C51中有一个用于构成内部震荡器的高增益反相放大器，引脚XTAL1和XTAL2分别是该放大器的输入端和输出端。这个放大器与作为反馈元件的片外石英晶体或陶瓷谐振器一起构成自然震荡器。 外接石英晶体及电容C1，C2接在放大器的反馈回路中构成并联震荡电路。对外接电容C1，C2虽然没有十分严格的要求，但电容容量的大小会轻微影响震荡频率的高低、震荡器工作的稳定性、起振的难易程序及温

36、度稳定性。如果使用石英晶体，我们推荐电容使用30PF10PF，而如果使用陶瓷振荡器建议选择40PF10PF。用户也可以采用外部时钟。采用外部时钟的电路如图示。这种情况下，外部时钟脉冲接到XTAL1端，即内部时钟发生器的输入端，XTAL2则悬空。由于外部时钟信号是通过一个2分频触发器后作为内部时钟信号的，所以对外部时钟信号的占空比没有特殊要求，但最小高电平持续时间和最大的低电平持续时间应符合产品技术条件的要求。图3.2内部振荡电路 图3.3闲散节电模式AT89C51有两种可用软件编程的省电模式，它们是闲散模式和掉电工作模式。这两种方式是控制专用寄存器PCON中的PD和IDL位来实现的。PD是掉电

37、模式，当PD=1时，激活掉电工作模式，单片机进入掉电工作状态。IDL是闲散等待方式，当IDL=1，激活闲散工作状态，单片机进入睡眠状态。如需要同时进入两种工作模式，即PD和IDL同时为1，则先激活掉电模式。在闲散工作模式状态，中央处理器CPU保持睡眠状态，而所有片内的外设仍保持激活状态，这种方式由软件产生。此时，片内随机存取数据存储器和所有特殊功能寄存器的内容保持不变。闲散模式可由任何允许的中断请求或硬件复位终止。终止闲散工作模式的方法有两种，一是任何一条被允许中断的事件被激活，IDL被硬件清除，即刻终止闲散工作模式。程序会首先影响中断，进入中断服务程序，执行完中断服务程序，并紧随RETI指令

38、后，下一条要执行的指令就是使单片机进入闲散工作模式，那条指令后面的一条指令。二是通过硬件复位也可将闲散工作模式终止。需要注意的是：当由硬件复位来终止闲散工作模式时，中央处理器CPU通常是从激活空闲模式那条指令的下一条开始继续执行程序的，要完成内部复位操作，硬件复位脉冲要保持两个机器周期有效，在这种情况下，内部禁止中央处理器CPU访问片内RAM，而允许访问其他端口，为了避免可能对端口产生的意外写入：激活闲散模式的那条指令后面的一条指令不应是一条对端口或外部存储器的写入指令。掉电模式：在掉电模式下，振荡器停止工作，进入掉电模式的指令是最后一条被执行的指令，片内RAM和特殊功能寄存器的内容在中指掉电

39、模式前被冻结。退出掉电模式的唯一方法是硬件复位，复位后将从新定义全部特殊功能寄存器但不改变RAM中的内容，在VCC恢复到正常工作电平前，复位应无效切必须保持一定时间以使振荡器从新启动并稳定工作。模式程序存储器ALEP0P1P2P3闲散模式内部11数据数据数据数据闲散模式内部11浮空数据地址数据掉电模式外部00数据数据数据数据掉电模式外部00数据数据数据数据表2.2闲散和掉电模式外部引脚状态。程序存储器的加密AT89C51可使用对芯片上的三个加密位LB1，LB2，LB3进行编程（P）或不编程（U）得到如下表所示的功能：程序加密位保护类型1UUU没有程序保护功能2PUU禁止从外部程序存储器中执行M

40、OVC指令读取内部程序存储器的内容3PPU除上表功能外，还禁止程序校验4PPP除以上功能外，同时禁止外部执行表2.3程序存储器的加密当LB1被编程时，在复位期间，EA端的电平被锁存，如果单片机上电后一直没有复位，锁存起来的初始值是一个不确定数，这个不确定数会一直保存到真正复位位置。为了使单片机正常工作，被锁存的EA电平与这个引脚当前辑电平一致。机密位只能通过整片擦除的方法清除。3.1.2 RS-232总线标准RS-232C总线标准定义了25个引脚的连接器，各引脚的定义如表3-1所示。引脚定义（助记符）引脚定义（助记符）1保护地（PG）13辅助通道允许发送（SCTS）2发送数据（TXD）14辅助

41、通道发送数据（STXD）3接收数据（RXD）15发送时钟（TXC）4请求发送（RTS）16辅助通道接收数据（SRXD）5清除发送（CTS）17接受始钟(RXC)6数据准备好（DSR）18-7信号地（GND）19辅助通道请求发送（SRTS）8接收线路信号检测（DCD）20数据终端准备就绪(DTR)9-21信号质量检测10-22音响指示(RI)11-23数据信号速率选择12辅助通道接收信号检测（SDCD）24发送时钟(TXC)表3-1 RS-232信号引脚定义表3-1中定义的许多信号线是为通信业务联系或控制而设置的，在计算机串口通信中主要是用以下一些信号。（1） 数据传输信号：发送数据（TXD），

42、接收数据（RXD）（2） 调制解调器控制信号：请求发送（RTS），清除发送（CTS）（3） 地线：保护地（PG），信号地（GND）Rs-232 C总线的其他标准规定如下：（1） RS-232总线标准逻辑电平：+5-+15V表示逻辑“0”，-15、-5表示逻辑“1”，噪声容限为2V。（2） 标准数据传输速率：50b/s 、 75b/s、 110b/s、600b/s、 1200b/s 、 4800b/s 、9600 b/s 、 19200 b/s 3.2 RS-232C接口电路 当51单片机与PC机通过RS-232标准总线串行通信时，由于RS-232信号电平与51单片机信号电平不一致，因此，必须进

43、行信号电平转换。其常用的方法有两种，一种是采用运算放大器、晶体管、光电隔离器等器件组成的电路来实现，另一种是采用专门集成芯片来实现。下面以MAX232专门集成芯片为例来介绍接口电路的实现。3.2.1 、MAX232接口电路 MAX232芯片是MAXIM公司生产的具有两路接收器和驱动器的IC芯片，其内部有一个电源电压变换器，可以将输入+5V的电压变换成RS-232C输出电平所需的+/-12V的电压。在其内部同时也完成TTL信号电平和RS-232信号电平的转换。所以，采用此芯片实现接口电路只需单一的+5V电源就可以。MAX232芯片的引脚结构如图2-2所示。其中管脚1-6(C1+,V+,C1-,C

44、2+,C2-,V-)用于电源电压转换，只要在其内部接入相应电解电容即可：管脚7-10和管脚11-14.构成两组TTL信号电平与RS-232信号电平的转换电路，对应管脚可直接与单片机串行口的TTL电平引脚和PC机的RS-232电平引脚相连。具体连接可参看图2-3图3-2 MAX232引脚图3.3 51单片机与PC机串行通信电路 图3-3是由芯片MAX232实现51单片机与PC机串行通信的典型接线图。图中外接电解电容C1,C2,C3,C4用于电源电压变换，提高抗干扰能力，它们可以取相同数值电容1.0uF/16V.其值一般为0.1UF.选择任一组电平转换电路实行串行通信，如图中选Tlin, Rlou

45、t分别与51单片机的TXD，RXD 相连，Tlout ，Rlin分别与PC机中RS232 接口的RSD ， TSD相连，这种发送与接收的对应关系不能连错，则不能正常工作。图3-3 用MAX232实现串行通信接口电路图第四章 软件设计 鉴于单片机技术比较成熟，且开发过程中可以利用的资源和工具丰富、价格便宜、成本低。故设计用C语言对其编程并烧录到芯片内部，C语言表达和运算能力比较强，且具有很好的可移植性和硬件控制能力，程序可分为发射部分和接收部分。在51系列单片机中，波特率由定时/计数器T1自动产生，但在使用前。需对T1进行一些设置，才能得自己想要的波特率。我们通常在有串行通信的系统中选用11.0592MHz的晶振，为了使用方便采用9600Kbps的波特率，所以T1的初值应设置为TH1=0xFD,TL1=0xFD。4.1 软件设计和硬件设计的关系 为了满足设计的功能和指标的要求，我们必须在开始设计