课题十一 单片机与计算机通信.ppt

课题十一单片机串口通信 任务一PC机与单片机串行通信任务二单片机与单片机串行通信 课题十一单片机串口通信 任务一PC机与单片机串行通信单片机系统接收电脑PC机串口发过来的ASCII码 并在液晶LCD1602上显示出来 同时把收到的ASCII码回传给PC机串口 以验证串口接收 发送数据的正确性 图7 1单片机串行通信控制系统组成方框图 计算机串行通信基础 通信 并行通信与串行通信 并行通信 特点 传送控制简单 速度快 但传输线较多 成本高 串行通信 特点 传送控制复杂 速度慢 传输线少 成本低 异步通信与同步通信 收 发设备时钟独立 以字符 帧 为单位传输 1 1串行通信的基本概念 异步通信 异步通信帧格式 起始位 位 数据位 位 奇偶校验位 位 可无校验位 停止位 位 特点易于实现效率不高 同步通信 发 收时钟直接连接 效率高 板内元件间的SPI接口 串行通信的传输方向 单工 半双工 全双工 80C51有1个全双工串行口 信号的调制与解调 DTE 数据终端设备DCE 数据通信设备 调制解调器调制解调 串行通信的错误校验 奇偶校验 发送字符时 数据位尾随1位奇偶校验位 1或0 奇校验时 数据中 1 的个数与校验位 1 的个数之和应为奇数 偶校验时 数据中 1 的个数与校验位 1 的个数之和应为偶数 接收字符时 对 1 的个数进行校验 若发现不一致 则说明传输数据过程中出现了差错 代码和校验 发送方将所发数据块求和 或各字节异或 产生的校验和字节附加到数据块的末尾 接收方在接收数据时要对数据块 除校验字节外 求和 或各字节异或 将所得的结果与收到的 校验和 进行比较 相符则无差错 否则就认为传送过程出现了差错 传输速率与传输距离 传输速率 比特率 每秒钟传送的信息量 单位 位 秒 bps 波特率 每秒钟传送码元数目 单位 波特 Baud 基带传输 每个码元带有 1 或 0 这1bit信息 传码率与传信率相同 波特率和比特率是相同的 常用波特率为 2400 4800 9600 14 4K 19 2K等 传输距离与传输速率的关系 传输距离随波特率的增加而减小 1 2串行通信接口标准 RS 232C定义的是DTE与DCE间的接口标准 机械特性 DB 25 阳头 连接器 DB 9 阳头 连接器 阳头通常用于计算机侧 阴头用于连接线侧 功能特性 电气特性 RS 232C采用负逻辑电平 规定 3 25V 为逻辑 1 3 25V 为逻辑 0 3V 3V是未定义的过渡区 试比较 电平转换电路 如MAX232 过程特性 远程通信 需要调制解调器 近程通信 不需要调制解调器 无联络线方式联络线短接 伪连接 方式 RS 232C电平与TTL电平转换驱动电路 早期常用MC1488 MC1489 近期常用MAXM232 片内带有自升压电路仅需 5V电源内含2个发送器 2个接收器 采用RS 232C接口存在的问题 传输距离短 速率低通常不超过15米 速率20Kbps 有电平偏移RS 232收发共地 地电流会使电平偏移出现逻辑错误 抗干扰能力差RS 232常用单端输入 易混入干扰 故用大摆幅 新标准RS 485改善了传输特性 应用广泛 1 280C51单片机的串行口 1 2 180C51串行口的结构 1个全双工串口 通信或接口扩展 接收发送缓冲器逻辑同名 物理分开 接收双缓冲 1 2 280C51串行口的控制寄存器 串行口控制寄存器SCON SM0和SM1 工作方式选择位 SM2 多机通信控制位 SM2 1时 接收机处于地址帧筛选状态 若RB8 1 该地址帧信息可进入SBUF 并使RI为1 进而在中断服务中再进行地址号比较 若RB8 0 该帧不是地址帧 应丢掉 且保持RI 0 SM2 0时 接收机处于地址帧筛选被禁止状态 不论收到的RB8为0或1 均可以使收到的信息进入SBUF 并使RI 1 此时的RB8通常为校验位 REN 串行接收使能位 软件置1时 启动接收过程 TB8 多机方式发送的第9位 多机方式的地址 数据帧标志 也可作为奇偶校验位 RB8 多机方式接收的第9位 多机方式的地址 数据帧标志 也可作为奇偶校验位 TI 发送中断标志位 要由软件清0 RI 接收中断标志位 要由软件清0 电源控制寄存器PCON SMOD 波特率倍增位 在串行口方式1 方式2 方式3时 波特率与SMOD有关 当SMOD 1时 波特率提高一倍 复位时 SMOD 0 1 2 380C51串行口的工作方式 方式0 同步移位寄存器 用于扩展并行口 RXD 输入或输出引脚TXD 移位脉冲输出接收和方式都是8位波特率固定为 fosc 12 数据输出 CLR用于对74LS164清0 74LS164串口转并口程序 Led左移 include include defineuintunsignedint defineucharunsignedcharvoidDelay uintx uchari while x for i 0 i 120 i voidmain ucharc 0 x80 SCON 0 x00 TI 1 while 1 c crol c 1 SBUF c while TI 0 TI 0 Delay 400 数据输入 S L负脉冲将并行数据装入 高电平时启动单片机进行数据输入 74LS165并口转串口 开关模拟 include include include defineuintunsignedint defineucharunsignedcharsbitSPL P2 5 voidDelay uintx uchari while x for i 0 i 120 i voidmain SCON 0 x10 while 1 SPL 0 SPL 1 while RI 0 RI 0 P0 SBUF Delay 20 方式1 10位帧 用于双机通信 起始位 1位数据位 8位停止位 1位 串行发送 写SBUF启动发送过程 串行接收 置REN 1启动接收过程 方式2和方式3 11位帧 用于多机通信 起始位 1位数据位 9位停止位 1位 串行发送 写SBUF启动发送过程 串行接收 置REN 1启动接收过程 1 2 480C51波特率确定与初始化步骤 波特率的确定 波特率的计算 固定波特率 方式0波特率 fosc 12 方式2波特率 2SMOD 64 fosc 可变波特率 方式1波特率 2SMOD 32 T1溢出率 方式3波特率 2SMOD 32 T1溢出率 T1溢出率 fosc 12 256 TH1 波特率的选择 波特率要选择标称值 由于TH1的初值是整数 为了减小波特率计算误差 晶振频率要选为11 0592MHz 方式1和方式3波特率与TH1初值的对应关系 串行口初始化步骤 确定T1的工作方式 TMOD 计算T1的初值 装载TH1 TL1启动T1 置位TR1 确定串行口工作方式 SCON 串口中断设置 IE IP 1 3单片机与PC机间的通信 硬件连接 直接连接 交叉连接 图7 7串行通信模块与单片机的接口电路原理图 项目实践 图7 5MAX232芯片引脚图 图7 5MAX232芯片内部框图 1 算法设计编写单片机异步通信程序步骤如下 1 设置串口工作方式 此时需对串行控制器SCON中的SM0 SM1进行设置 PC机与单片机的通信中一般选择串口工作在方式1下 串行控制器SCON 98H 的格式如下所示 2 选择波特率发生器 选择定时器l或定时器2做为其波特率发生器 活动三 软件设计 3 设置定时器工作方式 当选择定时器1做为波特率发生器时 需设置其方式寄存器TMOD为计数方式并选择相应的工作方式 一般选择方式2以避免重装定时器初值 当选择定时器2做为波特率发生器时 需将T2CON设置为波特率发生器工作方式 4 设置波特率参数 影响波特率的参数有二 一是特殊寄存器PCON的SMOD位 另一个是相应定时器初值 5 允许串行中断 因在程序中我们一般采有中断接收方式 故应设EA l ES 1 6 允许接收数据 设置SCON中的REN为1 表示允许串行口接收数据 7 允许定时 计数器工作 此时开启定时 计数器 使其产生波特率 8 编写串行中断服务程序 当有数据到达串口时 系统将自动执行所编写的中断服务程序 9 收 发相应数据 注意的是发送操作完成需将T1清零 接收工作完成后需将R1清零 串口发送数据用单片机接收 includevoidmain REN 1 SM0 0 SM1 1 TMOD 0X20 TH1 0XFD TL1 0XFD TR1 1 if RI 1 P1 SBUF RI 0 2 程序设计 1 主程序设计主程序主要完成硬件初始化 子程序调用等功能 初始化首先调用LCD子程序 设置LCD的DDRAM地址 串口收发数据当串口接收到数据 则继续等待串口接收数据 若RI为1 表明串口成功接收数据 进入串口中断服务子程序 单片机接收数据 并将串口成功接收数据标志位RI清零 调用LCD显示接收数据子程序 在LCD上显示单片机从串口接收到的数据 主程序设计流程图如图7 5所示 项目实践 主程序设计流程图如图7 5所示 项目实践 图6 5主程序设计流程图 项目实践 2 串口接收发送数据中断服务子程序设计TI为0 把串口接收缓冲器SBUF中的数据写入串口接收数据单元RECDATA 再把该数据送到串口发送缓冲器SBUF中 传给PC机 置串口成功接收数据标志位TI为1 表明串口成功接收发送数据 最后中断子程序返回 串口收发数据 项目实践 include defineucharunsignedchar defineuintunsignedintsbitlcden P2 2 sbitlcdrs P2 0 sbitlcdrw P2 1 ucharnum shu recdata ucharcodetable recdata voiddelay uintz uintx y for x z x 0 x for y 110 y 0 y voidwrite com ucharcom lcdrs 0 P1 com delay 5 lcden 1 delay 5 lcden 0 voidinit lcden 0 write com 0 x38 write com 0 x0c write com 0 x0f write com 0 x06 write com 0 x01 voidwrite data uchardate lcdrs 1 P1 date delay 5 lcden 1 delay 5 lcden 0 voidmain lcdrw 0 init REN 1 SM0 0 SM1 1 TMOD 0X20 TH1 0XFD TL1 0XFD TR1 1 EA 1 ES 1 while 1 write com 0 x80 for num 0 num 8 num write data table num write com 0 x80 0 x40 write data shu voidck interrupt4 RI 0 shu SBUF SBUF shu 硬件连接 近程连接 直连 任务二单片机与单片机间的通信 远程连接 电平转换 电平转换器件与接线 单片机双机通信 甲机控制乙机LED闪烁 乙机控制甲机数码管甲机 include defineuintunsignedint defineucharunsignedcharsbitLED1 P1 0 sbitLED2 P1 3 sbitK1 P1 7 ucharOperation NO 0 ucharcodeDSY CODE 0 x3f 0 x06 0 x5b 0 x4f 0 x66 0 x6d 0 x7d 0 x07 0 x7f 0 x6f voidDelay uintx uchari while x for i 0 i 120 i voidputc to SerialPort ucharc SBUF c while TI 0 TI 0 voidmain LED1 LED2 1 P0 0 x00 SCON 0 x50 方式1 REN 1TMOD 0 x20 T1方式2PCON 0 x00 SMOD 0TH1 0 xfd TL1 0 xfd TI 0 RI 0 TR1 1 IE 0 x90 EA 1 ES 1while 1 Delay 100 if K1 0 while K1 0 Operation NO Operation NO 1 4 switch Operation NO case0 putc to SerialPort X LED1 LED2 1 break case1 putc to SerialPort A LED1 0 LED2 1 break case2 putc to SerialPort B LED2 0 LED1 1 break case3 putc to SerialPort C LED1 0 LED2 0 break voidSerial INT interrupt4 if RI RI 0 if SBUF 0 乙机 include defineuintunsignedint defineucharunsignedcharsbitLED1 P1 0 sbitLED2 P1 3 sbitK1 P1 7 ucharNumX 0 xff voidDelay uintx uchari while x for i 0 i 120 i voidmain LED1 LED2 1 SCON 0 x50