基于单片机的双机串行通信课程设计.pdf

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1、基于基于 A789C51A789C51 单片机的双机串行通信课程设计单片机的双机串行通信课程设计一、一、总体设计总体设计1 1 设计目的设计目的1.通过设计相关模块充分熟悉 A789C51 单片机的最小系统的组成和原理；2.通过软件仿真熟悉 keil 和 proteus 的配合使用；3.通过软件编程熟悉 A789C51 的 CA789C51 编程规范；4.通过实际的硬件电路搭设提高实际动手能力。2.2.设计要求：设计要求：两片单片机之间进行串行通信，A 机将 0 x06 发送给 B 机，在 B 机的数码管上静态显示 1，B 机将 0f 动态循环发送到 A 机，并在其数码管上显示。3.3.设计方

2、案：设计方案：软件部分，通过通信协议进行发送接收，A 机先送 0 x06(B 机数码管显示 1)给 B 机（B 机静态显示），当从机接收到后，向 B 机发送代表 0-f 的数码管编码数组。B 收到 0 x06 后就把数码表 TAB16中的数据送给从机。二、硬件设计二、硬件设计单片机串行通信功能单片机串行通信功能图（图（5252）计算机与外界的信息交换称为通信，常用的通信方式有两种：并行通信和串行通信。A789C51 单片机用 4 个接口与外界进行数据输入与数据输出就是并行通信，并行通信的特点是传输信号的速度快，但所用的信号线较多，成本高，传输的距离较近。串行通信的特点是只用两条信号线（一条信号

3、线，再加一条地线作为信号回路）即可完成通信，成本低，传输的距离较远。A789C51 单片机的串行接口是一个全双工的接口，它可以作为 UART（通用异步接受和发送器）用，也可以作为同步移位寄存器用。A789C51 单片机串行接口的结构如下：（1）数据缓冲器（SBUF）接受或发送的数据都要先送到 SBUF 缓存。有两个，一个缓存，另一个接受，用同一直接地址 99H,发送时用指令将数据送到 SBUF 即可启动发送；接收时用指令将 SBUF 中接收到的数据取出。（2）串行控制寄存器（PCON）SCON 用于串行通信方式的选择，收发控制及状态指示，各位含义如下：SM0SM1SM2RENTB8RB8TIR

4、ISM0,SM1:串行接口工作方式选择位，这两位组合成00，01，10，11对应于工作方式 0、1、2、3。串行接口工作方式特点见下表SM0SM1工作方式 000功能8 位同步移位寄存器（用于 I/O扩展）01110 位异步串行通信（UART）可 变（T1溢 出 率*2SMOD/32）11012311 位异步串行通信（UART）11 位异步串行通信（UART）fORC/64 或 fORC/32可 变（T1溢 出 率*2SMOD/32）SM2：多机通信控制位。REN：接收允许控制位。软件置 1 允许接收；软件置 0 禁止接收。TB8：方式2 或 3 时，TB8 为要发送的第 9 位数据，根据需要

5、由软件置1 或清 0。RB9：在方式2 或 3 时，RB8 位接收到的第 9 位数据，实际为主机发送的第 9 位数据 TB8，使从机根据这一位来判断主机发送的时呼叫地址还是要传送的数据。TI：发送中断标志。发送完一帧数据后由硬件自动置位，并申请中断。fORC/12波特率必须要软件清零后才能继续发送。RI：接收中断标志。接收完一帧数据后由硬件自动置位，并申请中断。必须要软件清零后才能继续接收。（3）输入移位寄存器接收的数据先串行进入输入移位寄存器，8 位数据全移入后，再并行送入接收 SBUF 中。（4）波特率发生器波特率发生器用来控制串行通信的数据传输速率的，A789C51 系列单片机用定时器

6、T1 作为波特率发生器，T1 设置在定时方式。波特率时用来表示串行通信数据传输快慢程度的物理量，定义为每秒钟传送的数据位数。（5）电源控制寄存器 PCON其最高位为 SMOD。（6）波特率计算当定时器 T1 工作在定时方式的时候，定时器 T1 溢出率=（T1 计数率）/（产生溢出所需机器周期）。由于是定时方式，T1 计数率=fORC/12。产生溢出所需机器周期数=模 M-计数初值 X。3.3.整体电路设计整体电路设计最终设计电路如下图 3 所示，发送方的数据由串行口 TXD 段输出，经过传输线将信号传送到接收端。信号到达接收方串行口的接收端。接受方接收后，通过 P1 口在数码管上显示接收的信息

7、。图图 3.3.串行通信电路串行通信电路三、软件设计三、软件设计（1）串行口工作于方式1；用定时器1 产生 9600bit/s 的波特率，工作于方式 2。（2）功能:将本机 ROM 中数码表 TAB16中的 16 个数发送到从机,并保存在从机内部 ROM 中，从机收到这 16 个数据后送到一个数码管循环显示。（3）通信协议:主机首先发送连络信号从机接收到之后返回一个连络信号表示从机已准备好接收。四、四、联合调试联合调试在 protues 上进行仿真实验。首先使用 KeilC 将编写完成的程序编译生成 HEX 文件，将 HEX 文件烧录到两片单片机中，进行仿真实验，结果如下图所示，可以看到，接收

8、端已将接受到的数据完整的显示了出来。图图 4.4.仿真图仿真图注：注：1.1.仿真的过程中并没有体现出单片机的最小系统的组成元素：仿真的过程中并没有体现出单片机的最小系统的组成元素：时钟电路和时钟电路和复位电路，但是实际的硬件电路中这两部分是必不可少的，此外，在实际复位电路，但是实际的硬件电路中这两部分是必不可少的，此外，在实际测试中，程序是事先烧进单片机里的，所以这里并没有涉及到电平转换的测试中，程序是事先烧进单片机里的，所以这里并没有涉及到电平转换的问题（问题（max232max232 芯片和串口的连接）芯片和串口的连接）。2.2.在数码管的共阴极与地之间接三极管是为了放大数码管的驱动电流

9、，让在数码管的共阴极与地之间接三极管是为了放大数码管的驱动电流，让数码管更加清楚的显示数据。数码管更加清楚的显示数据。附：主要器件：两个附：主要器件：两个 STC89C52RCSTC89C52RC晶振模块：两个的晶振晶振模块：两个的晶振四个四个 30pf30pf 的电容的电容复位模块：两个开关复位模块：两个开关两个两个 10uf10uf 的电容的电容两个两个 10K10K 的电阻的电阻两个两个 1K1K 的电阻的电阻显示模块：两个单显共阴极数码管显示模块：两个单显共阴极数码管两个两个 NPNNPN 型三极管型三极管五、五、程序清单程序清单1.1.A A 机程序机程序#include#inclu

10、desbit key=P36;void sendrecieve();void main()P1=0XFF;TMOD=0 x20;样就表示单片机此时有外部中断的申请，必须开中断来接受发送过来的信号。大概两天的时间，我们就把初步的软件程序和硬件电路设计好了。并且在 PROTEUS 的仿真器件中实现了硬件电路的连接，然后我们把 PROTEUS 的仿真硬件和 A789C51 的程序下载到单片机中通过调节实验硬件和共同修改软件程序最终实现了器件的仿真。接下来就是焊接电路的工作了，由另外的组员来实现大部分的硬件电路的焊接，从中我也学习帮忙，尽快完成我们的全部的设计内容。在完成了所有的焊接的时候，把程序下载

11、到单片机中后，发现了数码管显示的和预期设置的有些不同，在经过简单的修改之后，我们成功的完成了我们的实验作品。在此次课程设计中我学习到了好多新的知识以及通过了团队小组的合作受益匪浅。这次课程设计的题目比较简单，我们感觉自己完成的也比较好，至少所用到的知识都是在自己理解的基础之上，我们采用了一位动态显示的数码管，数码管的工作原理；我们在硬件连接完成好以后进行检测，当我们检测所有的焊点都没有问题后，让单片机发送数据。我们用了 C 语言程序，实现了实验的要求。通过两个星期的学习，我们在巩固和学习硬件知识的同时，用软件控制协调硬件实现现实功能，通过硬件完成软件的功能等方面的融会贯通，取得了一定的效果。软

12、件编写时，对于某些指令的功能，功能模块的连接，等都到了小问题，不过我们查阅资料得到了解决，与此同时，了解了不少的问题。?在这次设计中，我收获不少东西，也遇到了不少的问题。首先，在完成单片机课程学习任务后，对内容的掌握不够，缺乏灵活运用的能力，对于知识的扩展也存在一定的问题，因此，初面对设计课题，无法系统地进行设计思路的拟定。通过本次课程设计，不仅使理论知识得到了实践，有效巩固了知识。同时对于单片机发展历史、强大功能、应用领域以及系列知识得到了大概的系统认识，同时也初步了解了一个完整的系统开发的过程，对于创造思维的培养和开发能力的锻炼，本次设计，为此提供了一个很好的平台。负责硬件电路的搭建和测试与纠错。经过繁忙而又紧张的课程设计，终于顺利的完成了设计任务。虽然在这段时间里每天都那么繁忙，但是在这忙碌的过程中却得到了许多的收获。经过课程设计，在查阅资料的过程中，学习了基于单片机的 C 语言程序设计，了解了单片机串行通信的基本知识，对于以后的学习和工作都有很大的益处。在学习的过程中，也遇到了一些困难，比如开始的时候，由于发送端和接收端的通信协议没有做好，导致数据不能正确的传输，在解决问题的过程中，对于通信协议的实现有了深刻的认识。