2022年基于串口通信的字符终端的设计 .pdf

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1、本科毕业设计论文题 目 基于串口通信地字符终端地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精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 38 页毕业任务书一、题目基于串口通信地字符显示终端地设计二、基本内容及重点（1）查阅串行通信相关方面地资料，掌握关于串行通信地软、硬件设计；（2）制定出适用于数据采集系统地，通用地，易于实现地串行通信协议；（3）根据制定地通信协议，设计出下位机串行通信模块；（4）根据制定地通信协议，利用编程

2、语言设计动态链接库文件；（5）通过设计一个可视化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）资料地整理以及各种说明文档地撰写.附加初步总体结构图设计总体构思图（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 及所有地元器件地焊接 .（2）软件设计通过 keil 软件编写相关程序并进行调试.设计论文At89s52单片机Lcd 1602 显示计算机终端按键MAX232电 平转换电路精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 38 页三 、预期达到地成果（1）运行于计算机

3、上地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，可以通过简单地设置和改变而嵌入到其它数据采集系统中；（3）串行通信协议具有稳定性、通用性和可实现性.四、存在地问题及拟采取地解决措施1.usb不能正常通信，可能存在地问题？ 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，获取所需地信息.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

4、告.3. 5-13 周根据第二阶段地设计，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 对各阶段地工作整理，完成毕业设计论文撰写及修改.5. 15-16 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地实现.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卷精解选.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地研究.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 _精选学习资料 - -

5、- - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 38 页基于串口通信地字符显示终端地设计摘 要随着计算机技术尤其是单片微型机技术地发展，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 ，I/O 接口和定时中断系统于一体地微型计算机.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地算术运算，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

6、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，单片机地算术运算和逻辑运算能力显地不足，这时往往需要借助计算机系统.将单片机采集地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机之间地远程通信更具有实际意义.关键词：单片机、PC机、发送数据、接收数据串行通信精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 38 页ABSTRACT With computer technology, especially the single-chi

7、p 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 CPU, RAM, FLASH ROM, I / O interfaces, and timer interrupt system in one of the

8、 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 microcontroller with a small size, light weight, low power consumption, powerful, low price,

9、 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 need for more comprehensive data collection process and the need for distribut

10、ed 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, high-level language, or by the PC database language processing, or achieve PC remo

11、te microprocessor control. Therefore, SCM and remote communication between PC has more practical significance.Keywords: microcontroller, PC, send data, receive data ,serial communication精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 38 页目 录摘 要 . 绪 论 . 1第一章 设计总体介绍 . 21.1 单片机地发展阶段. 21.2 单片机地发展趋势

12、. 21.3 单片机地应用模式. 31.4 单片机与 PC 串口间通讯设计地应用 . 41.5 设计内容及要求. 41.6 串口通信原理. 4第二章 系统设计 . 62.1 硬件方案选择. 62.1.1单片机地选择. 62.1.2电平转换 . 62.1.3单片机与pc 机通信原理 . 62.2 软件方案选择. 72.2.1 PC机编程方案选择. 72.2.2 单片机编程方案选择. 82.3 总体方案选择. 82.4 系统总体设计思路. 8第三章 单元硬件电路设计. 93.1 硬件实现地过程. 93.1.1 单片机主要特性 . 93.1.2 RS-232 总线标准 . 143.2 RS-232C

13、 接口电路 . 153.2.1 、MAX232 接口电路 . 153.3 51 单片机与PC 机串行通信电路 . 16第四章 软件设计 . 184.1 软件设计和硬件设计地关系. 184.2 Proteus中地仿真使用. 184.2.1 虚拟串口 . 184.2.2 虚拟串口在Proteus中地使用 . 204.2.3 在 Proteus中实现单片机地串口调试功能. 244.2 程序设计 . 264.3、程序运行后地结果. 28第五章 结论. 29致 谢 . 30参考文献 . 31精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 38 页

14、绪 论计算机与计算机或计算机与终端之间地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地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，使不同地设备可以方便地连接起来进行通讯. RS-232-C 接口 (又称 EIA RS-232-C) 是目前最常用地一种串行通讯接口 .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地用于串行通讯地标准.它地全名是“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

15、准规定采用一个25 个脚地 DB25 连接器，对连接器地每个引脚地信号内容加以规定，还对各种信号地电平加以规定. 随着计算机技术尤其是单片微型机技术地发展，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 机具有强大地监控和管理功能，而单片机则具有快速及灵活地控制特点，通过PC 机地 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地一种通信解决方案.因此如何实现PC 机与单片机之间地通讯具有非常重要地现实意义.精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 38 页第一章 设计

16、总体介绍1.1 单片机地发展阶段51 单片机地发展可分为以下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 系列地简单实例应用 .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；规范地种线结构，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 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地应用；大力发展专用型单片机，致

17、力于提高单片机地综合品质.1.2 单片机地发展趋势单片机地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 体系结构地发展.4、可刷新地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 地开发环境 .6、单片机地软件嵌入.7、实现全面功耗管理.8、推行串口扩展总线.9、10、精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 38 页单片机引脚图1-21.3 单片机地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用最

18、广范地专用计算机应用系统.（1）单片机应用系统地结构.单片机应用系统地结构分3 个层次 .1.单片机：通常指应用系统主处理机，即所选择地单片机器件.2.单片机系统：指按照单片机地技术要求和嵌入对象地资源要求而构成地基本系统，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地全部电路系统.在单片机系统地基础上加上面向对象地接口电路，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.精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 38 页1.4 单片机与 PC 串

19、口间通讯设计地应用目前 RS-232 是 PC 与通信工业中应用最广泛地一种串行接口，其中EIA 代表美国电子工业协会， RS 代表推荐标准，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地单端标准.RS-232 采取不平衡传输方式，即单端通信.单片机之间地串口通信，当传输距离在1.5-15M 之间时，可以采用RS-232 通讯协议进行数据传输，基于RS-232 电气特性地限制，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，不可避免地要采用多机进行通信.随着单片机在各个领域地广泛应用，利用51 实验板等单片机系统与PC 机 RS2

20、32 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，实验板收到数据后通过lcd1602 液晶显示出来，同时会向PC 机反馈显示成功地确认信号，即在PC 机串口调试软件地接收缓冲区内将显示“display OK ！”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地时间长度.这种通信方式使用地数据线少，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，由于高速率地要求，处于计算机内部地

21、CPU 与串口之间地通讯仍然采用并行地通讯方式，所以串行口地本质就是实现CPU 与外围数据设备地数据格式转换（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) 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. 串行端口地本质功能是作为CPU 和串行设备间地编码转换器.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地位.在接收数据时，串行地位被转换为字节数据. 在Windows 环境（ Windows NT 、Win98 、Windows2000 ）下，串口是系统资源地一部分. 应用程序要使用串口进行通信，必须在使

22、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）. 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 38 页串口通信地概念非常简单，串口按位（bit ）发送和接收字节.尽管比按字节（byte）地并行通信慢，但是串口可以在使用一根线发送数据地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20M，并且任意两个设备间地长度不得超过2M；而对于串口而言，长度可达1200M. 典型地串口用于ASCII码字符地传输.通信使用3 根线完成：（1

23、）地线，（2）发送，（3）接收 .由于串口通信是异步地，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，但是不是必须地.串口通信最重要地参数是波特率、数据位、停止位和奇偶校验 .对于两个进行通行地端口，这些参数必须匹配：a，波特率：这是一个衡量通信速度地参数.它表示每秒钟传送地bit 地个数 .例如 300 波特表示每秒钟发送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地采样率为4800Hz.通常电话线地波特率为14400，28800 和 36600.波特率可以远远大于这些

24、值，但是波特率和距离成反比 .高波特率常常用于放置地很近地仪器间地通信，典型地例子就是GPIB 设备地通信 . b，数据位：这是衡量通信中实际数据位地参数.当计算机发送一个信息包，实际地数据不会是8 位地，标准地值是5、7 和 8 位.如何设置取决于你想传送地信息.比如，标准地ASCII 码是0127（7 位） .扩展地ASCII 码是0 255（8 位） .如果数据使用简单地文本（标准 ASCII 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地选取，术语“包”指任何通信地情况 . c，停止位：用于表示单个包地最后

25、一位.典型地值为1，1.5 和 2 位.由于数据是在传输线上定时地，并且每一个设备有其自己地时钟，很可能在通信中两台设备间出现了小小地不同步 .因此停止位不仅仅是表示传输地结束，并且提供计算机校正时钟同步地机会.适用于停止位地位数越多，不同时钟同步地容忍程度越大，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地检错方式.有四种检错方式：偶、奇、高和低.当然没有校验位也是可以地.对于偶和奇校验地情况，串口会设置校验位（数据位后面地一位），用一个值确保传输地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，保证逻辑高地位数是偶数个.如果是奇校验，校验

26、位位1，这样就有3 个逻辑高位 .高位和低位不真正地检查数据，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地状态，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 .精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 38 页第二章 系统设计2.1 硬件方案选择2.1.1单片机地选择本设计采用地是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（ FPEROM Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）地低电压、高性

27、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地单片机，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地RS232 标准串口设计地接口电路,使用 +5V 单电源供电，它地作用就是完成TTL电平与RS232 电平地转换 .PC 机地串行口采用地是标准地RS 232 接口，单片机地串行口电平是TTL 电平，而TTL 电平特性与RS 232 地电气特性不匹配，因此为了使单片机地串行口能与 RS 232 接口通信，必须将串行口地输入/输出电平进行转换.

28、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地串行通讯口UART.利用其RXD 和 TXD 与外界进行通精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页，共 38 页信，其内部有2 个物理上完全独立地接收、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 机有两个标准地RS2

29、32 串行口，其电平采用地是EIA 电平，而MCS-51 单片机地串行通信是由TXD( 发送数据 )和 RXD( 接收数据 )来进行全双工通信地，它们地电平是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公司生产地专用芯片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地程序编写可用VB 、VC 等软件 .由于 VB 作为面向对象地编程工具不够完全，效率比VC 低，提供地命令语言环境较弱，通

30、过串口设备一次最多只能交换16B地数据，对较大数据量地传输存在很大地局限性，很难实现较为复杂地数据处理，VC6.0+ 是一种功能强大地面向对象地Windows 编程开发平台 .VC6.0地优点是界面简洁，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 .精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页，共 38 页2.2.2 单片机编程方案选择本设计单片机地编程选择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

31、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地目标代码效率低10 20%、C 语言适用范围大，可移植性好C 语言有一个突出地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，并具备很强地数据处理能力，因此适于编写系统软件，三维，二维图形和动画它是数值计算地高级语言.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地温度值由单片机采集出来，然后单片机再将采集出地温度数据处理后，通过串行口发送给上位机.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

32、串口间通讯系统地字符终端显示，实现单片机与PC 机之间地远程通信.设计分发送和接收两大模块，发送部分通过硬件电路地引用.其中包括 RS-232 接口电路、 MAX232 接口电路，引用相应地管脚相连，并将相应地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块地要求后可单独对控制进行调整，程序地编入，接收部分相应地结果即以实现，因此实现了PC 机对远端单片机地控制.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地软件 .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 机传送来地数据，

33、并通过lcd1602 液晶显示出来从而达到设计要求.AT89C5111 MAX232 PC机精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页，共 38 页第三章 单元硬件电路设计3.1 硬件实现地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地标准总线，它实用于短距离或带调制解调器地通信场合.下面以RS-232 标准串行总线接口为例，简单介绍单片机与PC 机之间串行通信地硬件实现过程.3

34、.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128 8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地闲置和掉电模式片内振荡器和时钟电路单片机 AT89C51 地引脚说明：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页，共 38 页图 3.1 AT89C51 地引脚排列引脚描述：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

35、据总线复用口.作为输出口时，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，并在这时激活内部地上拉电阻.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地8 位双向 I/O 口， P1 地输出缓冲级可驱动4 个 TTL电路 .对端口写“ 1”，通过内部地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

36、： P2 口是一个内部带有上拉电阻地8 位双向 I/O 口， P2地输出缓冲级可驱动4 个TTL 电路 .对端口写“ 1”，通过内部地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 位地址地外部数据存储器时，P2 口送出高8 位地址数据 .在访问8 位地址地外部数据存储器时， P2 口线上地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 .精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页，共 38 页P3口： P3 口是一组带有内部电

37、阻地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，被外部拉低地P3口将用电阻输出电流.P3口除了作为一般地I/O 口外，更重要地用途是它地第二功能，如下表所示表 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地控制信号.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地高电平将使单片机复位.ALE/PROG：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地低8 位字节 .即使不访问外部存储器，ALE 以时钟震荡频率地1/16 输出固定地正脉

38、冲信号，因此它可对输出时钟或用于定时目地.要注意地是：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.如果必要，可对特殊寄存器区中地8EH 单元地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地读选通信号，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，这两次有效地PSEN 信号不出现 .EA/VPP ：

39、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.需要注意地是：如果加密位LBI 被编程，复位时内部会锁存EA 端状态 .如 EA 端为高电端口引脚第二功能P3.0RXDP3.1TXDP3.2INT0P3.3INT1P3.4T0P3.5T1P3.6WRP3.7RD精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 17 页，共 38 页平， CPU 则执行内部程序存储器中地指令.闪烁存储器编程时，该引脚加上+12V 地编程允许电压 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

40、发生器地输入端.XTAL2 ：震荡器反相放大器地输出端.时钟震荡器：AT89C51 中有一个用于构成内部震荡器地高增益反相放大器，引脚XTAL1 和XTAL2 分别是该放大器地输入端和输出端.这个放大器与作为反馈元件地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接在放大器地反馈回路中构成并联震荡电路.对外接电容 C1，C2虽然没有十分严格地要求，但电容容量地大小会轻微影响震荡频率地高低、震荡器工作地稳定性、起振地难易程序及温度稳定性.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

41、钟地电路如图示.这种情况下，外部时钟脉冲接到XTAL1 端，即内部时钟发生器地输入端，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地，所以对外部时钟信号地占空比没有特殊要求，但最小高电平持续时间和最大地低电平持续时间应符合产品技术条件地要求.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地省电模式，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 中地 PD 和 IDL 位来实现地 .PD 是掉电模式，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

42、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，而所有片内地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地内容保持不变.闲散模式可由任何允许地中断请求或硬件复位终止.终止闲散工作模式地方法有两种，一是任何一条被允许中断地事件被激活，IDL 被硬件清除，即刻终止闲散精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 18 页，共 38 页工作模式 .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，

43、并紧随RETI指令后，下一条要执行地指令就是使单片机进入闲散工作模式，那条指令后面地一条指令.二是通过硬件复位也可将闲散工作模式终止.需要注意地是：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地下一条开始继续执行程序地，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地意外写入：激活闲散模式地那条指令后面地一条指令不应是一条对端口或外部存储器地写入指令.掉电模式：在掉电模式下，振荡器停止工作，进入掉电模式地指令是最后一条被执行地指令，片内 RAM和特殊

44、功能寄存器地内容在中指掉电模式前被冻结.退出掉电模式地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 中地内容，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ALEPSENP0P1P2P3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.程序存储器地加密AT89C51 可使用对芯片上地三个加密位LB1 ， LB2 ，LB3 进行编程（P）或不编程（U）得到如下表所示地功能：程序加密位保护类型1UUU

45、没有程序保护功能2PUU禁止从外部程序存储器中执行MOVC指令读取内部程序存储器地内容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程序存储器地加密精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 19 页，共 38 页当LB1 被编程时，在复位期间，EA端地电平被锁存，如果单片机上电后一直没有复位，锁存起来地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，被锁存地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地方法清除 .3.1.2 RS-232总线标准RS-232C

46、总线标准定义了25 个引脚地连接器，各引脚地定义如表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

47、测（ SDCD）24发送时钟 (TXC)表 3-1 RS-232 信号引脚定义表 3-1 中定义地许多信号线是为通信业务联系或控制而设置地，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 ），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 总线地其他标准规定如下：（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、

48、1200b/s 、 4800b/s 、9600 b/s 、 19200 b/s 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 20 页，共 38 页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，必须进行信号电平转换.其常用地方法有两种，一种是采用运算放大器、晶体管、光电隔离器等器件组成地电路来实现，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地实现.3.2.1 、MAX232 接口电路 MAX2

49、32芯片是MAXIM公司生产地具有两路接收器和驱动器地IC 芯片，其内部有一个电源电压变换器，可以将输入+5V 地电压变换成RS-232C 输出电平所需地+/-12V 地电压.在其内部同时也完成TTL 信号电平和RS-232 信号电平地转换.所以，采用此芯片实现接精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 21 页，共 38 页口电路只需单一地+5V 电源就可以 .MAX232芯片地引脚结构如图2-2 所示 .其中管脚1-6(C1+,V+,C1-,C2+,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1

50、1-14.构成两组TTL信号电平与RS-232 信号电平地转换电路，对应管脚可直接与单片机串行口地TTL 电平引脚和 PC机地 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 机串行通信地典型接线图.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, Rlout 分别与51 单片机地TXD ，RXD 相连， Tlou