单片机双击串行通信C语言设计报告(含代码).doc

石家庄铁道大学四方学院石家庄铁道大学四方学院 集中实践报告书集中实践报告书 课题名称课题名称双机串行通信设计双机串行通信设计 姓姓 名名邢志杰邢志杰 学学 号号20127019 系 系 部部电气工程系电气工程系 专业班级专业班级方方 1210 4 指导教师指导教师马丽马丽 2015 年年 7 月月 3 日日 20122012 级级 单片机接口课程设计单片机接口课程设计 一 设计任务及要求 一 设计任务及要求 设计任务 设计任务 双机串行通信设计 设计要求 设计要求 1 两片单片机利用串行口进行串行通信 串行通信的波特率可从键盘进行设 定 可选的波特率为 1200 2400 4800 和 9600bit s 串行口工作方式为方式 1 的 全双工串行通信 2 两个单片机之间进行通讯波特率的设定 最终归结到对定时计数器 T1 计数 初值 TH1 TL1 进行设定 故本题目本质上是通过键盘扫描得到设定的波特率 从 而载入相应的 T1 计数初值 TH1 TL1 实现的 3 要求发送方读入按键值 发送到接收方 接收方接受数据并显示在数码管 上 4 要求做出实物 二 指导教师评语 二 指导教师评语 三 成绩三 成绩 指导教师签名 年 月 日 目 录 第 1 章 设计目的 1 第 2 章 设计要求 1 第 3 章 硬件电路设计 1 3 1 系统框图 1 3 2 STC89C52 单片机最小系统 2 3 3 按键电路 3 3 4 主电路设计 4 第 4 章 软件程序设计 4 4 1 主程序流程图 4 4 2 键盘扫描子程序流程图 5 4 3 从机主程序流程图 6 4 4 从机中断子程序流程图 7 4 5 程序调试 8 4 6 双机串行通信源程序 9 第 5 章 结论 13 参考文献 13 1 第 1 章 设计目的 1 1 设计目的 1 掌握单片机实际系统的开发步骤 2 了解串行通信的原理 了解数码管显示的工作原理 了解键盘扫描的 工作原理 对双机串行通信软件编程 调试 相关硬件设备的使用技能等方面 得到真正的实践机会 把软硬件结合 克服其中的种种问题 提高编程能力 第 2 章 设计要求 2 1 设计要求 1 两片单片机利用串行口进行串行通信 串行通信的波特率可从键盘进 行设定 可选的波特率为 1200 2400 4800 和 9600bit s 串行口工作方式为方 式 1 的全双工串行通信 2 两个单片机之间进行通讯波特率的设定 最终归结到对定时计数器 T1 计数初值 TH1 TL1 进行设定 故本题目本质上是通过键盘扫描得到设定的 波特率 从而载入相应的 T1 计数初值 TH1 TL1 实现的 3 要求发送方读入按键值 发送到接收方 接收方接受数据并显示在数 码管上 4 要求做出实物 第 3 章 硬件电路设计 3 1 系统框图 2 按键电路 单片机 1 AT89C5 2 单片机 2 AT89C5 2 显示电路 图 3 1 系统框图 3 2 STC89C52 单片机最小系统 89C52 共有四个八位的并行双向口 即有 32 根输入输出口线 各口的每一 位均由锁存器 输出驱动器和输入缓冲器组成 VCC 40 引脚 电源电压 VSS 20 引脚 接地 图 3 2 STC89C52 引脚图 P0 端口 P0 0 P0 7 39 32 引脚 P0 口是一个漏极开路的 8 位双向 I O 口 作为输出端口 每个引脚能驱动 8 个 TTL 负载 对端口 P0 写入 1 时 可 以作为高阻抗输入 在访问外部程序和数据存储器时 P0 口也可以提供低 8 位 地址和 8 位数据的复用总线 此时 P0 口内部上拉电阻有效 在 Flash ROM 编 程时 P0 端口接收指令字节 而在校验程序时 则输出指令字节 验证时 要 求外接上拉电阻 3 P1 端口 P1 0 P1 7 1 8 引脚 P1 口是一个带内部上拉电阻的 8 位双向 I O 口 P1 的输出缓冲器可驱动 吸收或者输出电流方式 4 个 TTL 输入 对 端口写入 1 时 通过内部的上拉电阻把端口拉到高电位 这是可用作输入口 P1 口作输入口使用时 因为有内部上拉电阻 那些被外部拉低的引脚会输出一 个电流 P1 口特点是输出锁存器 输出时没有条件 输入缓冲 输入时有条件 即需要先将该口设为输入状态 先输出 1 此外 P1 0 和 P1 1 还可以作为定时器 计数器 2 的外部技术输入 P1 0 T2 和定时器 计数器 2 的触发输入 P1 1 T2EX P3 口为准双向口 可以字节访问 也可以位访问 P3 0 RXD 串行输入口 P3 1 TXD 串行输出口 P3 2 INT0 外部中断 0 的请求 P3 3 INT1 外部中断 1 的请求 P3 4 T0 定时器 计数器 0 外部计数脉冲 P3 5 T1 定时器 计数器 1 外部计数脉冲 P3 6 WR 外部数据存储器写选通 P3 7 RD 外部数据存储器读选通 RST 9 引脚 复位输入 当输入连续两个机器周期以上高电平时为有效 用来完成单片机单片机的复位初始化操作 ALE 30 引脚 地址锁存控制信号 ALE 是访问外部程序存储器时 锁存低 8 位地址的输出脉冲 XTAL1 19 引脚 振荡器反相放大器和内部时钟发生电路的输入端 XTAL2 18 引脚 振荡器反相放大器的输入端 STC89C52 引脚图如图 3 2 所示 3 3 按键电路 4 图 3 3 按键电路图 本设计按键采用矩阵键盘 键盘连接主机的 P2 口 主机从矩阵键盘接收信 息 通过串行输出口输出到从机 从机从串行输入口接收信息并把信息显示在 数码管上 3 4 主电路设计 a a b b c c d d e e f f g g h h 0 0 1 1 2 2 3 3 5 5 6 6 a b c d e f g 4 4 7 7 P3P3 P3 P3 h P10 P11 P12 P13 4 5 6 7 3 2 1 0 P10 P11 P12 P13 D0 2 D1 3 D2 4 D3 5 D4 6 D5 7 D6 8 D7 9 Q0 19 Q1 18 Q2 17 Q3 16 Q4 15 Q5 14 Q6 13 Q7 12 LE 11 OE 1 U4 74HC573 S3S0 XTAL2 18 XTAL1 19 ALE 30 EA 31 PSEN 29 RST 9 P0 0 AD0 39 P0 1 AD1 38 P0 2 AD2 37 P0 3 AD3 36 P0 4 AD4 35 P0 5 AD5 34 P0 6 AD6 33 P0 7 AD7 32 P1 0 T2 1 P1 1 T2EX 2 P1 2 3 P1 3 4 P1 4 5 P1 5 6 P1 6 7 P1 7 8 P3 0 RXD 10 P3 1 TXD 11 P3 2 INT0 12 P3 3 INT1 13 P3 4 T0 14 P3 7 RD 17 P3 6 WR 16 P3 5 T1 15 P2 7 A15 28 P2 0 A8 21 P2 1 A9 22 P2 2 A10 23 P2 3 A11 24 P2 4 A12 25 P2 5 A13 26 P2 6 A14 27 U1 AT89C52 XTAL2 18 XTAL1 19 ALE 30 EA 31 PSEN 29 RST 9 P0 0 AD0 39 P0 1 AD1 38 P0 2 AD2 37 P0 3 AD3 36 P0 4 AD4 35 P0 5 AD5 34 P0 6 AD6 33 P0 7 AD7 32 P1 0 T2 1 P1 1 T2EX 2 P1 2 3 P1 3 4 P1 4 5 P1 5 6 P1 6 7 P1 7 8 P3 0 RXD 10 P3 1 TXD 11 P3 2 INT0 12 P3 3 INT1 13 P3 4 T0 14 P3 7 RD 17 P3 6 WR 16 P3 5 T1 15 P2 7 A15 28 P2 0 A8 21 P2 1 A9 22 P2 2 A10 23 P2 3 A11 24 P2 4 A12 25 P2 5 A13 26 P2 6 A14 27 U2 AT89C52 D0 2 D1 3 D2 4 D3 5 D4 6 D5 7 D6 8 D7 9 Q0 19 Q1 18 Q2 17 Q3 16 Q4 15 Q5 14 Q6 13 Q7 12 LE 11 OE 1 U3 74HC573 C1 33pF C2 33pF X1 CRYSTAL R1 10k C4 33pF C5 33pF X2 CRYSTAL R2 10k C6 10uF R3 10k C3 10uF 图 3 4 主电路图 第 4 章 软件程序设计 5 设计思路为 主机通过键盘扫描程序确认是否有键按下 若有键按下则将 按键号对应的显示代码发送给从机 并判断是否是波特率按键 若是则进行波 特率调整 若无键按下 则继续进行键盘扫描 从机主程序动态显示缓冲区内 的数据 中断子程序接收数据并判断是否是波特率按键所对应的显示代码 若 是则进行波特率调整 然后将数据保存到缓冲区 初始波特率都为 9600 4 1 主程序流程图 键盘连接到甲机的 P2 口 通过按键扫描确定键值 从机与主机通过串行输 入口 P3 0 和串行输出口 P3 1 相连接 实现两机之间的串行通信 开始 设置串行口工 作方式及波特 率 检测按键 确定按键号 并发送 波特率按键 调整波特率 Y Y N N 图4 1 主机主程序流程图 4 2 键盘扫描子程序流程图 6 矩阵式键盘扫描的方法常用的有两种 一种是逐列送0 依次读回行 另一 种为反转法 本程序采用前者 程序流程图如下 开始 P2 口列置 0 行 置 1 读回 P2 口 得键号 行值是否变化 调整行 列值 结束 Y N 图4 2 键盘扫描子程序流程图 4 3 从机主程序流程图 从机主程序动态显示缓冲区的4个数据 从机的 P1口经锁存器74HC573连 接数码管位码 P2口经锁存器74HC573连接数码管的段码 从机与主机通过串 行输入口 P3 0和串行输出口 P3 1相连接 利用中断来接收主机发来的数据 并 根据接收的数据来判断是否需要进行波特率调整 从机主程序流程图如下 7 开始 初始化 送段码 送位码 显示完 调整指针 Y N 图 4 3 从机主程序流程图 4 4 从机中断子程序流程图 8 开始 清接收标志位 RI 保存到缓冲区 波特率按键 调整波特率 中断返回 N Y 图 4 3 从机中断子程序流程图 4 5 程序调试 图 4 5 程序调试 9 4 6 双机串行通信源程序 程序调试软件 Keil uVision4 程序仿真软件 ISIS 即 Proteus 7 8sp2 双机串行通信主机程序源代码 程序名称 双机串行通信波特率可调主机程序 C语言 主机功能 通过键盘扫描得到键号并发送 同时判断是否是波特率按键 若是 则调整波特率 简要说明 主机P2口接4 4矩阵式键盘 高4位行 低4位列 其中0 4号按键分别代表4种不同波特率 1200 2400 4800 9600 初始波特率9600 编 写 邢志杰 QQ824997141 时 间 2015年07月02日 最后修改 2015年07月03日 include define uint unsigned int define uchar unsigned char int log 0 bot 0 log bot分别是按键标志位和波特率调整标志位 uchar temp num void delay uint z 延时函数 uint x y for x z x 0 x for y 110 y 0 y 按键扫描子函数 void keyscan P2 0 xf0 temp P2 temp if temp 0 xf0 delay 5 延时消抖 P2 0 xf0 二次读回 temp P2 10 temp if temp 0 xf0 log 1 有按键 P2 0 xfe temp P2 if temp 0 xfe switch temp case 0 xee num 0 bot 1 break bot 1表示是波特率按键 case 0 xde num 4 break case 0 xbe num 8 break case 0 x7e num 12 break P2 0 xfd temp P2 if temp 0 xfd switch temp case 0 xed num 1 bot 1 break bot 1表示是波特率按键 case 0 xdd num 5 break case 0 xbd num 9 break case 0 x7d num 13 break P2 0 xfb temp P2 if temp 0 xfb switch temp case 0 xeb num 2 bot 1 break bot 1表示是波特率按键 case 0 xdb num 6 break case 0 xbb num 10 break case 0 x7b num 14 break P2 0 xf7 temp P2 if temp 0 xf7 switch temp case 0 xe7 num 3 bot 1 break bot 1表示是波特率按键 case 0 xd7 num 7 break case 0 xb7 num 11 break case 0 x77 num 15 break 11 等待按键松开 P2 0 xf0 temp P2 temp while temp 0 xf0 temp P2 temp 主函数 void main TMOD 0 x20 设置定时器 1 为工作方式 2 TH1 0 xfd 装初值设置波特率 TL1 0 xfd TR1 1 打开定时器 1 SCON 0 x40 8位异步 while 1 keyscan if log 1 有键按下发送键号 SBUF num 发送按键号 while TI TI 0 清发送标志位 log 0 清按键标志位 if bot 1 是波特率按键进行波特率调整 switch num case 0 TH1 TL1 0 xe8 break 12 case 1 TH1 TL1 0 xf4 break case 2 TH1 TL1 0 xfa break case 3 TH1 TL1 0 xfd break bot 0 清波特率标志位 双机串行通信从机程序源代码 程序名称 双机串行通信波特率可调从机C语言程序 从机功能 主函数显示缓冲区数据 中断子函数接收主机发送的显示代码 同 时判断是否是波特率按键代码 若是则进行调整 简要说明 P1口接4个数码管位选端 P2口接段选端 数码管采用共阴极接法 编 写 邢志杰 时 间 2015年07月02日 最后修改 2015年07月03日 include define uint unsigned int define uchar unsigned char int i 1 uchar val 3 16 16 16 va uchar code table 0 x3f 0 x06 0 x5b 0 x4f 0 x66 0 x6d 0 x7d 0 x07 0 x7f 0 x6f 0 x77 0 x7c 0 x39 0 x5e 0 x79 0 x71 0 0 F共阴极数码管显示段码 0为全部熄灭 段码 void delay uint x 延时 uchar t while x for t 0 t 110 t void ser interrupt 4 无返回值 函数名ser 关键字 中断号4 RI 0 va SBUF val i va switch va 判断是否需进行波特率调整 13 case 0 TH1 TL1 0 xe8 val 0 va val 1 val 2 val 3 16 i 3 break case 1 TH1 TL1 0 xf4 val 0 va val 1 val 2 val 3 16 i 3 break case 2 TH1 TL1 0 xfa val 0 va val 1 val 2 val 3 16 i 3 break case 3 TH1 TL1 0 xfd val 0 va val 1 val 2 val 3 16 i 3 break default break i if i 4