单片机课程设计-双机串行通信.doc

单片机课程设计课题名称：单片机双机串口通信设计小组成员： 姓名 学号两个单片机之间串行接口通信设计目录一、实验要求21、设计内容2、设计要求二、实验原理2三、实验程序图4四、实验电路图6五、实验程序7六、Proteus仿真结果8七、实验器材8八、总结8 2010/12/24 一、实验要求1、设计内容 1)用全双共数据传送法实现两机互相通信。 2）完成双机通信的设计制作及仿真。2、设计要求1）能本机显示按键的数值。2）能向对方机发送按键的数。3）能接收对方机发送的数并显示。4）发送数及按键用中断实现。5）用串行口的全双工方式通信。二、实验原理（1）单片机串行接口通信功能图AT89C51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。51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。51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。51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：SM0SM1SM2RENTB8RB8TIRISM0,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工作方式功能波特率 0008位同步移位寄存器（用于I/O扩展）fORC/1201110位异步串行通信（UART）可变（T1溢出率*2SMOD/32）10211位异步串行通信（UART）fORC/64或fORC/3211311位异步串行通信（UART）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。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，51系列单片机用定时器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。（2）MAX232芯片图MAX232引脚图MAX232 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电压。所以采用这种芯片来实现接口电路特别方便，只需单一的+5V电源即可。 MAX232芯片的引脚结构如下图所示。其中管脚16(C1+、V+、C1-、C2+、C2-、V-)用于电源电压转换，只要在外部接入相应的电解电容即可；管脚710和管脚1114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电平引脚相连。三、实验框图 （1）发送端流程图主程序开始从机是否回答BBH？程序初始化主机发送AAHN主机发送数据和检验输出完成？N清除标志位（2）接收端流程图主程序开始检验和相等？程序初始化接收数据，计算检验和N发送00H至主机接收完成？N清除标志位发送FFH，重新接收显示说明：两个单片机不分主从机，任何一个单片机均可作为发送端或接收端，这里为了便于理解而设置主从机一说。四、实验电路图LOGICSTATE 逻辑状态 用鼠标点击,可改变该方框连接位置的逻辑状态五、实验程序#include#define uchar unsigned char#define uint unsigned int#define duan P1#define dis P2void main()uchar key_in=0xff; /I/O口作输入时，检测外设状态，允许输出高电平TMOD=0x20; /设置为定时器1方式2 TH1=0xfd; /装初值，波特率设为9600 TL1=0Xfd;EA=1; /开总中断 ET1=1; /允许定时器1中断 TR1=1; /开启定时器1中断 SCON=0x50; /串口控制寄存器设置，方式1、开串口接收。SM0=0;SM1=1;REN=1;ES=1; /开串口中断 while(1) if(key_in != duan)key_in=duan;SBUF=key_in; /发送数据 while(!TI); /等待数据发送，由TI判断发送是否结束 TI=0;void chuankou() interrupt 4/串口中断函数 dis=SBUF; /接收数据 RI=0; /RI由软件清零；八、实验器材2个AT89C51MAX232芯片2个LCD串口连接线七、总结本次设计采用两片AT89C51单片机实现信息的串行通信，设计过程中，从双机通信背景的了解，到89C51单片机具体功能的了解，到串行通信的原理的熟悉，到掌握具体串行通信在双机之间的实现；从硬件电路设计到程序编写；从硬件调试到软件模拟实现等。发送方的数据由串行口TXD断输出，经过传输线将信号传送到接收端。接收方接收电平信号，对于接口电路，短距离传送，减少抗干扰作用，如果短离远双机串口中可以连接电平转换器常用芯片RS232，在此不再叙述。设计中，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，面对设计课题，无法系统地进行设计思路的拟定。其次，理解不能更好的联系实践，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。再次，硬件设计过程中，串行通信方式的选择，波特率的计算，在查询方式与中断方式进行串行通信。对于芯片的选择，软件编写时，对于某些指令的功能，功能模块的连接，芯片地址选择等都遇到了很大的障碍，在老师与同学帮助和自己查阅资料得到了解决，与此同时，了解了不少的问题。并掌握了KEIL的使用和程序调试，以及PROTUES单片机模拟仿真软件的使用，大大提高了学习效率。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