单片机原理与应用课程设计-单片机点对多点数据传输.docVIP

信息与电气工程学院课程设计说明书（2006 /2007学年第 2 学期） 课程名称 ： 单片机原理与应用 题 目 ： 单片机点对多点数据传输 专业班级 ： 电气工程及其自动化 学生姓名 ： 袁xx 学 号： 0406111 指导教师 ： 赵x 设计周数 ： 3 设计成绩 ： 2007 年 7 月14 日目录1.课程设计目的 2.课程设计正文2.1 硬件方面设计2.1.1 基本数据传输引脚2.1.2 rs-232电气特性2.1.3 单片机串行口工作原理2.1.4串行口控制寄存器3. 主机程序流程及代码3.1主机程序流程3.2主机程序3.3主机原理图3.4从机程序流程及代码3.4.1从机程序流程图3.4.2从机程序3.4.3从机原理图4.课程设计总结5.参考文献6心得体会 1、课程设计目的通过单片机应用系统设计，使学生加深对单片机软、硬件系统的理解与掌握，熟悉单片机应用系统的设计方法和调试过程，使学生初步掌握单片机应用系统的硬件设计和软件设计，提高学生单片机应用系统的设计能力。本设计的功能是实现单片机之间点对多点的数据传输。系统使用一台主机和多台从机的连接方式，主机的rxd端与所有从机的txd端相连，主机的txd端与所有从机的rxd相连，主机发送的信号可被各从机接收，而各从机发送的信息则只能由主机接收。各从机之间需要相互通信，只能通过主机转发来进行。2、课程设计内容2.1.1、基本的数据传输引脚txd：数据发送引脚，串行数据从该引脚发出。rxd：数据接收引脚，串行数据由此输入。gnd：信号地线。在串行通信中最简单的通信只需连接这3根线。在微机与微机、微机与单片机、单片机与单片机之间，多采用这种连接方式，如图2.1.2、rs232电气特性rs232采用的是eia电平，其规定如下：“d”型9针插头引脚定义txd和rxd数据线上逻辑1（mark）时，电压为315v逻辑0（space）时，电压为315v在rts、cts、dsr、dtr、dcd等控制线上信号有效（接通，on状态，正电压）时，电压为315v信号无效（断开，off状态，负电压）时，电压为315v33v之间的电压无意义，低于15v或高于15v的电压也认为无意义，因此，实际工作时，应保证电平在(315)v之间。rs232的eia电平和ttl电平转换rs232的eia标准是以正负电压来表示逻辑状态，与ttl以高低电平表示逻辑状态的规定不同。因此，为了能够同计算机接口或终端的ttl器件连接，必须在eia电平和ttl电平之间进行电平转换。2.13 单片机串行口的工作原理串行通信中，甲机cpu向subf写入数据（mov subf，a），启动发送过程。a中的并行数据送入sbuf，在发送控制器的控制下，按设定的波特率，每来一个移位时钟，数据移出一位，由低位到高位的一位一位发送到电缆上，移出的数据位通过电缆线直达乙机。乙机按设定的波特率，每来一位移位时钟即移入一位，由低位到高位的一位一位移入到subf。一个移出，一个移进，很显然，如果两边的移位速度一致，甲移出的数据位正好被乙移进，就能完成数据的正确传送；如果不一致，必然会造成数据位的丢失。因此，两边的波特率必须一致。当甲机一帧数据发送完毕（或称发送缓冲器空），硬件置位发送中断标志位t1（scon.1）。该位可作为查询标志，如果设置为允许中断，将引起中断，甲机的cpu可发送一帧数据。作为接收方的乙机，需预先置位ren（scon.4），即允许接收，对方的数据按设定的波特率由低位到高位顺序进入乙机的移位寄存器。当一帧数据到齐（接收缓冲器满）后，硬件自动置位接收中断标志r1(scon.0)。该位可作为查询标志，如果设置为允许中断，将引起接收中断，乙机的cpu可通过读sbuf(mov a，sbuf)，将这帧数据读入，从而完成了一帧数据的传送。所需要的器件清单89c51 3个max232 3个c拨码开关 2个db-p 3个晶振片 5个 11.0592mhz 发光二极管 2个电阻 1k=1*个 10k=5个电容 22pf=6个 10uf=3个 1uf=10个 0.1uf=3个 1mf=15个 2.1.4串行口的控制寄存器串行接口的控制寄存器有两个，串行控制寄存器scon和能改变波特率的特殊功能寄存器pcon。sm0、sm1：串行口的方式选择位sm2：允许方式2和方式3的多机通信控制位。在方式2或方式3中，如sm2置为“1”，则接收到的第九位数据（rb8）为“0”时，不激活ri；在方式1中，如sm2置为“1”，则只有收到有效的停止位时才会激活ri；在方式0中，sm2应置为“0”。ren：允许串行接收位。由软件置“1”时，允许接收；由软件清零时，禁止接收。tb8：在方式2和方式3中，发送的第9位数据，需要时由软件置位或复位。rb8：在方式2和方式3中，接收到的第9位数据，在方式1时，如sm2=0，rb8是接收到的停止位。在方式0，不使用rb8。ti：发送中断标志，由硬件置“1”。在方式0时，串行发送第8位结束时置“1”；在其他方式时，串行口发送停止位时置“1”。ti必须由软件请“0”。ri：接收中断标志，由硬件置“1”。在方式0时，接收到第8位结束时置“1”；在其他方式时，接收到停止位时位“1”。ri必须由软件清“0”。3.1、主机的程序流程如图所示开始从 p2 口获取数据初始化发送地址帧等待从机应答应答信息相符？发送一个数据发送成功收到 2ah？ 结束nono等待从机应答3.2、主机程序代码如下。 ;主机start: mov scon ,#0d8h ;主机 mov tmod,#20h mov th1,#0fdh mov tl1,#0fdh setb tr1 ;设波特率fadizhi: mov a,#00h ; mov r0,a ;地址放在r0中 mov sbuf ,a jnb ti ,$ clr ti jnb ri,$ clr ri mov a,sbuf xrl a,#00h jnz fadizhi clr tb8fashuju: mov a,#05h ;发r1中的数据 mov sbuf,a jnb ti ,$ clr ti jnb ri ,$ clr ri mov a,sbuf xrl a,#2fh jnz fashuju ajmp start3.3、主机原理图3.4、从机程序流程及代码 本设计中虽然存在多个从机设备，但是它们除了本机地址的设置各不相同以外，其他硬件电路到软件设计都是相同的。3.4.1、 从机的程序流程如图所示。开始初始化，获取本机地址，关闭数码管sm2设为1，只接收地址帧地址符合？发送应答信号，内容为本机地址祯调用recvdata()函数接受数据 返回0ff？yesno返回0？ 点亮绿灯半秒钟yes3.4.2、从机程序如下：;从机start : mov scon ,#0f0h mov tmod,#20h mov th1,#0fdh mov tl1,#0fdh setb tr1 ;设波特率 clr p1.1 mov a,p2 mov r0,a ;地址在r0中shoudizhi: jnb ri,$ clr ri mov a,sbuf xrl a,r0 jnz shoudizhi clr sm2 mov sbuf,r0 ;发地址 jnb ti,$ clr tishoushuju: jnb ri,$ ;收数据 clr ri jb rb8,shoushuju mov a,#05h mov sbuf,a jnb ti,$ clr till: mov p2,#0fh lcall delay ajmp lldelay: mov r6,#0ffhdl: djnz r6,dl ret3.4.3、从机原理图四、课程设计总结 本设计为一点对多点的串行数据传输，使用51单片机在多机通信领域中的应用。本设计采用的是主从式结构，发送和接收数据均使用查询方式，因此属于半双工通信。 在设计时，应重点把握以下内容。（1） 单片机穿孔控制寄存器 scon 的 sm2 位在多机通信中的应用。（2） 如何设置地址帧，并通过地址来识别多个从设备。（3） 通过跳线设置硬件地址的小技巧。五、参考文献（1）胡汉才。单片机原理及其接口技术m。清华大学出版社。1996。（2）赵晓安，赵秀平，曹新国。计算机硬件技术基础教程mcs-51单片机原理及应用。天津大学出版社，2006，9（1）（3）马淑华。单片机原理及接口技术m。电子工业出版社。2005（4）李书华。单片机的应用。西安交通大学出版社。2003（5）王盼芬。单片机原理及其应用。电子工业出版社。2004（6）许士洁。单片机原理及其接口技术m，北京交通出版社，2003心得体会：这几周的实训，我发现了自己的不足和缺点，对课本知识掌握的不够 导致设计里的大部分工作都是在队友的帮助指导下完成的。单片机涉及的学科和思想十分广泛，单片机还锻炼了我们的逻辑能力与抽象思维能力，我们需要理解所有的指令，把代表指令的数字转化成实际演示出的效果，并且能够把这些指令有机的结合，在脑海中必须形成每一步的运行过程。一开始，我们在编写和操作上确实出现了一定的困难，随着课上的一次次操作，我们就不难发现它和数学中几何推理的异曲同工之妙，所以也在两个学科的结合中摸索出了方法。开始做电路板是问题不大。按部就班的照原理图焊接电路板，一步一步的来做。后期的测试部分搞的大家非常不愉快，做好的板子不能正确显示，曾几度放弃过，但还是考着大家的鼓励