单片机点对点数据传输PPT课件.ppt

基于单片机实现点对点对点数据传输 院 系 电气信息工程学院班级 自动化11 2姓名 学号 20110650 应用背景设计思路分析总体方案设计硬件设计软件设计总结 应用背景21世纪是全人类进入计算机时代的世纪 许多人不是在制造计算机便是在使用计算机 在使用计算机的人们中 只有从事嵌入式系统应用的人才真正地进入到计算机系统的内部软 硬件体系中 才能真正领会计算机的智能化本质并掌握智能化设计的知识 从学习单片机应用技术入手是当今培养计算机应用软 硬件技术人才的最佳之一 现代的单片机普遍具备通信接口 可以很方便地与计算机进行数据通信 为在计算机网络和通信设备间的应用提供了极好的物质条件 现在的通信设备基本上都实现了单片机智能控制 从手机 电话机 小型程控交换机 楼宇自动通信呼叫系统 列车无线通信 再到日常工作中随处可见的移动电话 集群移动通信 无线对讲机等 51单片机在控制本地的外围器件时 信息的交互是通过8位并行数据线进行的 但是在较大规模的现代控制系统中 单片机还需要控制远端的设备 需要实现单片机的通信 使用51单片机自带的串行通信模块 可以方便的实现单片机的串行通信 51单片机自身具有一个串行口 单片机之间的数据可以通过此串口实现 数据传输过程的本质是通信过程 是通信过程就需要通信协议 而应用单片机实现数据的传输 协议较为简单 较容易实现 两个单片机应用系统之间距离很短 那么可以采用两个80c51的串口直接实现相连的方法 而对于远距离的数据传输 我们可以采用RS 232接口实现 应用RS 232来延长数据的传输距离 设计思路分析 一 串行通信的原理在通信领域内 有两种数据通信方式 并行通信和串行通信 随着计算机网络化和微机分级分布式应用系统的发展 通信的功能越来越重要 通信是指计算机与外界的信息传输 既包括计算机与计算机之间的传输 也包括计算机与外部设备 如终端 打印机和磁盘等设备之间的传输 串行通信是指通信双方的数据一位一位地依次传输的通信方式 每一位数据占据一个固定的时间长度 其只需要少数几条线就可以在系统间交换信息 特别使用于计算机与计算机 计算机与外设之间的远距离通信 二 串行通信的方式串行通信的通信方式按照信号传送方向与时间的关系 可以分为单工 半双工和全双工三种方式 一 单工单工通信只支持信号在一个方向上传输 正向或反向 任何时候不能改变信号的传输方向 如图2 1 7所示 为保证正确传送数据信号 接收端要对接收的数据进行校验 若校验出错 则通过监控信道发送请求重发的信号 例如曾经风靡一时而现在又被淡化的寻呼机 二 半双工半双工通信允许信号在两个方向上传输 但某一时刻只允许信号在一个信道上单向传输 因此 半双工通信实际上是一种可切换方向的单工通信 如图2 1 8所示 传统的对讲机使用的就是半双工通信方式 三 全双工全双工通信允许数据同时在两个方向上传输 即有两个信道 因此允许同时进行双向传输 如图2 1 9所示 全双工通信是两个单工通信方式的结合 要求收发双方都有独立的接收和发送能力 全双工通信效率高 控制简单 但造价高 计算机之间的通信是全双工方式 例如电话线就是一个全双工的信道 三 串行通信传送方式串行通信又可分为同步通信和异步通信两种方式 一 所谓异步通信 是指数据传送以字符为单位 字符与字符间的传送是完全异步的 位与位之间的传送基本上是同步的 异步串行通信的特点可以概括为 二 所谓同步通信 是指数据传送是以数据块 一组字符 为单位 字符与字符之间 字符内部的位与位之间都同步 同步串行通信的特点可以概括为 四 RS 232标准介绍RS 232C是由美国电子工业协会 EIA 正式公布的 在异步串行通信中应用最广泛的标准总线 RS 232C标准最初是远程通信连接数据终端设备DTE DataTerminalEquipment 与数据通信设备DCE DataCommunicationEquipment 而制定的 RS 232C标准 协议 的全称是EIA RS 232标准 232是标识符 C代表RS 232的最新一次修改 1969年 在这之前 有过RS 232A RS 232B标准 它规定连接电缆和机械 电气特性 信号功能及传送过程 现在 计算机上的串行通信端口 RS 232 是标准配置端口 已经得到广泛应用 计算机上一般都有1 2个标准RS 232串口 即通道COM1和COM2 RS 232C接口最大传输速率为20Kbps 线缆最长为15米 RS 232C接口通常被用于将电脑信号输入控制 当通信距离较近时 可不需要Modem 通信双方可以直接连接 这种情况下 只需使用少数几根信号线 五 与RS 232C相匹配的连接器与RS 232C相匹配的连接器又DB 25 DB 15和DB 9三种 RS 232C有20跟线 使用DB 25连接器实现 其中除了用于全双工串行的两根信号外 标准还定义了若干捂手线 如DTR RTS CTS等 实际应用中这些捂手线都不必使用 后来为了简化的9芯DB 9连接器 如图所示 其引脚功能如表 接口电平转换如果连个51单片机系统之间的距离很短 可以通过将他们的自带串口直接相连的方法实现双机的通信 连接时注意要将一方的TXD和另一方的RXD引脚连接 如图如果通信距离较远 可以利用RS 232C接口延长通信距离 由于RS 232C标准规定的逻辑电平与TTL等数字电路的逻辑电平不兼容 因此二者之间必须将单片机的TTL电平和RS 232C标准电平转换 这需要在双方的单片机接口部分增加RS 232C电气转换接口 能够实现RS 232C电平转换的芯片有多种 这里就选用Maxim公司的MAX3232集成芯片 MAX3232是一款可以实现EIA 232接口的低功耗电平转换芯片 他有两路收发器 数据传输速率可保证在150kbps 具有较强的静电保护能力 总体方案结构框图 串口电平转换电路 串口电平转换电路 51单片机 51单片机 主要器件本设计的核心部件是单片机芯片和接口电平转换芯片 单片机芯片选用Atmel公司的AT89C52 接口电平转换芯片选用Maxim公司的MAX3232 其引脚的分布如图 电路原理图及说明一 MAX3232实现的接口电平转换电路原理图 本设计要实现单片机双方的数据传输 MAX3232具有两路收发器 这里只用了一路 其R1OUT T1IN分别和单片机的RXD P3 0 TXD P3 1 连接 而T1OUT和R1IN则通过DB 9连接器和数据传输的另一方连接 需要注意的是 是方在连接时 是依法的T1OUT和另一方的R1IN相连 即双方DB 9连接器的2 3脚交叉连接 二 单片机部分电路原理图 总电路图 图中单片机芯片AT89C52 它工作于11 059MHz 此时钟决定了串口输波特率的装置 单片机RXD和TXD和电平转换芯片MAX3232连接 他们是单片机的串行输入 输出信号 就实现点对点数据传输 这样的电路连接就可以完成要求了 但从整体考虑 还增加了P0端口的使用 其端口作用又两个 对于发送端 P0端口用于主机的数据采集 通过读取P0口的内容完成对发生数据的缓冲区的初始化 每隔100ms扫描一次 当扫描到00H 则表明读取完了 对于接收端 P0端口用于判断从机是否在工作状态 当扫描到P0端口为BB时 认为当前从机忙 向主机发送15H 软件设计主机的程序流程图 开始 从P 0口获取数据 发送呼叫信号24H 等待从机应答 从机准备收到00H 调用senddata 函数发送数据 等待从机应