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单片机串行口的并行通信技术,毕业设计

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图 1 串 行 通 信 方 式 的 连 线 图第 5 期 ( 总 第 9 8 期 ) 机 械 管 理 开 发 2 0 0 7 年 1 0 月N o . 5 ( S U M N o . 9 8 ) M E C H A N I C A L M A N A G E M E N T A N D D E V E L O P M E N T O c t . 2 0 0 7作 者 简 介 : 彭 顺 , 男 , 1 9 8 1 年 生 , 中 北 大 学 在 读 硕 士 研 究 生 。1 串 行 通 信 和 并 行 通 信 概 述串 行 通 信 中 数 据 是 一 位 一 位 按 顺 序 传 送 的 通 信 方式 ( 见 图 1 ) , 优 点 是 只 需 一 对 传 输 线 , 硬 件 连 接 方 便 , 程序 设 计 简 单 易 行 , 适 合 长 距 离 通 信 , 有 一 定 的 纠 错 能 力等 。 但 是 串 行 通 信 时 要 设 置 串 行 通 信 协 议 ( 如 : 起 始 位 、挂 钩 ( 握 手 ) 信 号 约 定 、 波 特 率 设 置 、 数 据 位 、 停 止 位 约定 、 奇 偶 校 验 位 等 ) ; 而 且 单 片 机 与 P C 机 的 串 行 口 数 据必 须 一 一 对 等 , 否 则 不 能 传 输 。 再 者 , 串 行 传 输 速 度 慢 ,每 次 只 能 传 送 一 位 。并 行 通 信 中 数 据 的 各 位 是 同 时 进 行 传 送 ( 发 送 或接 收 ) 的 通 信 方 式 ( 见 图 2 ) 。 由 于 并 行 通 信 时 的 双 方 都是 T T L 电 平 , 所 以 P C 机 的 并 行 口 可 与 单 片 机 或 其 他 芯片 直 接 相 连 , 而 且 并 行 通 信 时 每 次 可 以 传 送 8 位 , 在 短距 离 ( 数 米 范 围 内 ) 传 输 过 程 中 , 与 串 行 通 信 相 比 , 传 输速 度 上 的 差 异 显 而 易 见 。单 片 机 的 串 行 口 是 最 常 用 的 端 口 , 对 于 存 在 两 个或 多 个 串 行 口 的 单 片 机 来 说 , 充 分 利 用 串 行 口 进 行 通信 是 非 常 重 要 的 。 本 文 将 介 绍 一 种 单 片 机 与 P C 机 并 行通 信 的 方 法 : 利 用 单 片 机 串 行 口 实 现 与 P C 机 的 并 行 通信 1 。2 利 用 单 片 机 串 行 口 实 现 与 P C 机 并 行 通 信单 片 机 的 芯 片 内 集 成 了 计 算 机 的 基 本 功 能 部 件 ,已 有 很 强 的 功 能 , 但 是 片 内 R O M 、 R A M 的 容 量 、 并 行 I / O端 口 、 定 时 器 及 中 断 源 等 内 部 资 源 还 是 有 限 的 , 这 就 需要 扩 展 I / O 口 线 。 再 者 , 外 部 设 备 与 单 片 机 在 运 行 速 度上 存 在 着 很 大 的 差 异 , 要 把 快 速 的 单 片 机 与 较 慢 速 的外 部 设 备 有 机 地 联 系 起 来 , 就 需 在 单 片 机 与 外 部 设 备之 间 建 立 缓 冲 桥 梁 , 以 使 二 者 匹 配 。单 片 机 的 串 行 接 口 是 全 双 工 串 行 通 信 接 口 , 即 能同 时 进 行 串 行 发 送 和 接 受 数 据 。 P C 机 的 并 行 口 为 标 准的 2 5 针 插 座 , 包 含 : 一 个 八 位 二 进 制 数 据 端 口 ( 地 址 为3 7 8 H ) , 一 个 输 入 控 制 端 口 ( 地 址 为 3 7 9 H ) , 一 个 输 出 控 制口 ( 地 址 为 3 7 A H ) 。要 使 单 片 机 串 行 口 实 现 并 行 通 信 , 其 原 理 是 : 将P C 机 传 过 来 的 并 行 数 据 转 换 成 串 行 数 据 , 送 入 单 片 机的 串 行 口 , 再 由 其 进 行 相 应 处 理 。 实 质 上 就 是 一 个 数 据的 串 并 、 并 串 的 转 换 过 程 , 即 如 何 把 要 发 送 的 并 行数 据 串 行 化 , 把 接 收 的 串 行 数 据 并 行 化 , 这 就 要 通 过 数据 输 出 、 输 入 接 口 的 扩 展 来 实 现 2 , 见 图 3 。单 片 机 串 行 口 的 并 行 通 信 技 术彭 顺 潘 玉 田( 中 北 大 学 动 力 机 械 系 山 西 太 原 0 3 0 0 5 1 )【 摘 要 】 串 行 通 信 是 单 片 机 与 P C 机 进 行 通 信 的 主 要 通 信 方 式 , 但 其 适 应 性 较 差 、 传 输 速 度 低 。 单 片 机 的 串 行 口 是最 常 用 的 端 口 , 对 于 存 在 两 个 或 多 个 串 行 口 的 单 片 机 来 说 , 充 分 利 用 串 行 口 进 行 通 信 是 非 常 重 要 的 。 故 以 常 见 的8 0 5 1 系 列 单 片 机 为 基 础 , 介 绍 了 通 过 串 行 口 实 现 与 P C 机 的 并 行 通 信 原 理 , 使 其 传 输 速 度 、 适 应 性 、 可 靠 性 均 有 所 提高 。【 关 键 词 】 单 片 机 ; 串 行 通 信 ; 并 行 通 信【 中 图 分 类 号 】 T P 3 6 8 . 1 【 文 献 标 识 码 】 A 【 文 章 编 号 】 1 0 0 3 - 7 7 3 X ( 2 0 0 7 ) 0 5 - 0 0 9 5 - 0 2图 2 并 行 通 信 方 式 的 连 线 图图 3 单 片 机 并 行 通 信 的 原 理 图9 5 nts第 5 期 ( 总 第 9 8 期 ) 机 械 管 理 开 发 2 0 0 7 年 1 0 月A n a l y s i s o f t h e C o n s t r u c t i o n o f 3 G M o b i l e C o m m u n i c a t i o nB u s i n e s s S u p p o r t S y s t e mP a n g Y a p i n g L i Y a n g j u n( N o r t h U n i v e r s i t y o f C h i n a , T i a y u a n 0 3 0 0 5 1 , S h a n x i , C h i n a ) A b s t r a c t T h e t h i r d g e n e r a t i o n m o b i l e c o m m u n i c a t i o n s y s t e m , w i t h s t r e n g t h c o m m u n i c a t i o n c a p a c i t y , m i x e d l a n g u a g e ,v i d e o a n d d a t a , p r o v i d e s r i c h m u l t i - m e d i a b u s i n e s s f o r p e o p l e . A l o n g w i t h m o r e n e w b u s i n e s s a p p e a r i n g , t h e h i g h e rr e q u i r e m e n t s a r e p u t f o r w a r d f o r b u s i n e s s d e v e l o p m e n t , b u s i n e s s m a n a g e m e n t a n d n e t w o r k s u p p o r t s y s t e m . T h i s p a p e ri n t r o d u c e s t h e b u s i n e s s s u p p o r t s y s t e m c o n s t r u c t i o n f a c i n g 3 G e r a . K e y w o r d s 3 G n e t w o r k ; B u s i n e s s s u p p o r t ; E x p e n s e c o u n t( 1 ) 输 出 接 口 电 路 扩 展 。 这 里 使 用 常 用 的 移 位 寄存 器 7 4 L S 1 6 4 与 单 片 机 的 R X D 口 构 成 输 出 接 口 电 路 。图 3 中 : Q A Q H 为 并 行 输 出 的 数 据 , 送 入 P C 机 并 行 口3 7 8 H 端 口 ( 接 收 数 据 的 8 个 数 据 位 ) ; 单 片 机 串 口 输 出 的数 据 从 A 输 入 ; 内 部 数 据 移 位 依 靠 时 钟 C L K 信 号 上 升 沿( 由 单 片 机 T X D 提 供 ) 控 制 。( 2 ) 输 入 接 口 电 路 扩 展 。 这 里 使 用 常 用 的 移 位 寄存 器 7 4 L S 1 6 5 与 单 片 机 的 R X D 口 构 成 输 入 接 口 电 路 。图 3 中 : Q A Q H 为 并 行 输 入 的 数 据 , 接 P C 机 并 行 口3 7 8 H 端 口 ( 接 收 数 据 的 8 个 数 据 位 ) ; 单 片 机 串 行 口 接收 的 数 据 ( R X D 端 口 ) 从 Q H 输 入 ; S H / L D 信 号 用 于 重 新装 载 数 据 ( 通 常 用 在 数 据 完 全 移 出 后 ) ; S E R 是 用 于 填 充数 据 移 出 后 的 空 位 的 逻 辑 电 平 信 号 ( 逻 辑 “ 1 ” 或 “ 0 ” ) ;内 部 数 据 移 位 依 靠 时 钟 C L K 信 号 ( 由 单 片 机 的 T X D 提供 ) 上 升 沿 控 制 。( 3 ) 相 关 软 硬 件 的 准 备 工 作 。 1 ) 输 入 输 出 控 制 端口 的 连 接 , 将 单 片 机 的 P 3 . 4 、 P 3 . 5 口 分 别 与 P C 机 并 行 口的 第 1 5 引 脚 、 第 1 6 引 脚 相 连 。 这 样 在 进 行 数 据 通 信 时 ,两 者 的 握 手 信 号 传 输 就 解 决 了 : 当 并 行 口 的 第 1 6 引 脚置 高 电 平 时 , 用 来 通 知 单 片 机 接 收 P C 机 已 准 备 就 绪 的数 据 , 单 片 机 收 到 以 后 就 可 进 行 相 应 控 制 , 接 收 数 据 ; 当单 片 机 接 收 完 数 据 时 , 会 置 P 3 . 4 为 高 电 平 并 被 3 7 9 H 的第 1 5 引 脚 接 收 , 于 是 P C 机 准 备 发 送 下 一 个 数 据 。 单 片 机向 P C 机 发 送 数 据 时 , 情 况 与 此 类 似 , 由 P 3 . 4 发 送 信 号 给P C 机 , 而 由 P 3 . 5 接 收 P C 机 发 送 过 来 的 信 号 2 。 2 ) 软 件 方面 , 由 于 是 用 串 行 口 进 行 并 行 通 信 , 因 此 就 不 能 将 串 行口 的 工 作 方 式 设 置 为 方 式 0 以 外 的 其 他 方 式 。 还 要 注 意此 时 串 行 口 的 波 特 率 固 定 为 单 片 机 外 接 晶 振 频 率 的1 / 1 2 。 3 ) 串 行 数 据 通 过 R X D 输 入 / 输 出 , T X D 用 于 发 送控 制 输 入 输 出 数 据 移 位 的 时 钟 脉 冲 。 收 发 的 数 据 为 8位 , 低 位 在 前 。 需 要 说 明 : 一 是 单 片 机 与 P C 机 并 行 口 要共 地 ; 二 是 由 于 并 行 通 信 存 在 应 答 信 号 ( 图 3 中 由 单 片 机的 P 3 . 4 、 P 3 . 5 实 现 此 功 能 ) , 所 以 不 会 出 现 R X D 端 口 数 据混 乱 的 情 况 。3 结 束 语目 前 , 单 片 机 的 应 用 越 来 越 广 泛 , 单 片 机 与 P C 机之 间 的 通 信 是 非 常 重 要 的 一 个 应 用 。 如 果 单 纯 从 实 现单 片 机 与 P C 机 的 并 行 通 信 的 角 度 来 说 , 将 P C 机 的 并 行口 对 应 引 脚 与 单 片 机 的 P 1 口 和 P 3 口 直 接 相 连 , 然 后 由软 件 上 实 现 即 可 。 但 对 众 多 的 外 部 设 备 , 单 片 机 的 外 部输 入 / 输 出 接 口 是 远 不 够 用 的 。 本 文 的 目 的 是 要 充 分 利用 单 片 机 的 串 口 资 源 实 现 与 P C 机 的 通 信 技 术 , 这 在 近距 离 数 据 传 输 中 具 有 重 要 的 实 用 意 义 。参 考 文 献 1 李 朝 青 . 单 片 机 原 理 及 接 口 技 术 M . 北 京 : 北 京 航 空 航 天 大学 出 版 社 , 1 9 9 9 . 2 穆 兰 . 单 片 微 型 计 算 机 原 理 及 接 口 技 术 M . 北 京 : 机 械 工业 出 版 社 , 1 9 9 6 .( 收 稿 日 期 : 2 0 0 6 - 0 9 - 1 8 )P a r a l l e l C o m m u n i c a t i o n T e c h n o l o g y w i t h S e r i a l I n t e r f a c eo f S i n g l e C h i p a n d P CP e n g S h u n P a n Y u t i a n( D e p a r t m e n t o f M e c h a n i c a l P o w e r , N o r t h U n i v e r s i t y o f C h i n a , T a i y u a n 0 3 0 0 5 1 , S h a n x i , C h i n a ) A b s t r a c t S e r i a l c o m m u n i c a t i o n h a s b e e n c o n s i d e r e d a s t h e m a i n w a y o f c o m m u n i c a t i o n b e t w e e n s i n g l e c h i p a n d P C ,b u t t h e p o o r a d a p t a b i l i t y a n d l o w v e l o c i t y a r e i t s d i s a d v a n t a g e s . F o r s i n g l e c h i p ,