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电气电子毕业设计论文
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毕业设计43单片机点对多点数据传输,电气电子毕业设计论文
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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 nts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 nts1、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、 RS 232 电气特性 RS 232 采 用 的 是 EIA 电 平 ， 其 规 定 如 下 ： nts “ 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 3 15V 逻辑 0（ SPACE）时，电压为 3 15V 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 3 15V 信号无效（断开， OFF状态，负电压）时，电压为 3 15V 3 3V 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 (3 15)V之间。 RS 232的 EIA电平和 TTL电平转换 RS 232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。 2.1 3 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nts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”。 ntsREN：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 等待从机应答 No 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？ NO nts 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 tb8 fashuju: 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 nts ajmp start 3.3、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。 nts YES NO YES 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？ 返回 0？ 点亮绿灯半秒钟 nts 3.4.2、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 ti shoushuju: jnb ri,$ ;收数据 clr ri jb rb8,shoushuju mov a,#05h mov sbuf,a jnb ti,$ clr ti ll: mov p2,#0fh nts lcall delay ajmp ll delay: mov r6,#0ffh dl: djnz r6,dl ret 3.4.3、 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。 nts（ 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
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