详解一个电脑串口控制单片机驱动继电器的例子.doc

1、单片机部分电路图：此主题相关图片如下： 单片机源代码（asm格式）:;-;-;设置串行口 波特率9600;串行口设置MODE1，SM1=0，REN=1,SMOD=1;晶振11.0592,定时设置为0FDH;常用端口设置参数;FD 9600;FA 4800;F4 2400;E8 1200;-;*ORG 00HJMP STARTORG 23HJMP UARTORG 30HSTART: MOV SP,#70HMOV SCON,#50HMOV TMOD,#00100001B ;TIM1在模式2 TIM0在模式1MOV TH1,#0F4H ;设置定时时间SETB TR1 ;启动定时器1SETB ES ;允许串口中断SETB EA ;允许总中断MOV P0,#0 ;P0、P2输出低电平MOV P2,#0JMP $ ;等待状态;*;串行口中断;*UART: PUSH ACCPUSH PSWCLR ES ;关闭串行口中断MOV TH0,#HIGH(65536-65536)MOV TL0,#LOW(65536-65536)SETB TR0 ;开定时器0MOV 30H,#00 ;同步位MOV 31H,#00 ;数据1MOV 32H,#00 ;数据2MOV 33H,#00 ;结束位MOV R0,#30HREC: jbc tf0,FS ;接收时间是否超时？是则执行FSJNB RI,REC ;接收数据CLR RIMOV A,SBUFMOV R0,AINC R0JMP RECFS: CLR TR0 ;关定时器0;* CALL FUN ;解码并控制继电器SETB ES ;开串行口中断POP PSWPOP ACCRETI ;中断子程序返回;*;解码并控制继电器;下面的程序可以更简洁，但为了方便，展开来编制;*FUN: MOV A,#0AH ;判断第1字节即同步位CJNE A,30H,ERRMOV A,#0DH ;判断第4字节即结束位CJNE A,33H,ERR;*;第2字节即数据位1,代表继电器J1-8;第3字节即数据位2,代表继电器J9-16;*MOV A,31HMOV P0,AMOV A,32HMOV P2,ARET;*; 数据错误处理;* ERR:MOV 30H,#00 ;同步位MOV 31H,#00 ;数据1MOV 32H,#00 ;数据2MOV 33H,#00 ;结束位RETEND ;程序结束;-;-单片机源代码（asm格式）+电路图下载：点击浏览该文件电路图说明：这个电路非常典型，串行口（也称RS232）接口集成电路MAX232与单片机AT89S51引脚P3.0(RXD)P3.1(TXD)连接，构成与主机的通讯接口电路。AT89S51引脚P0、P2口连接达林顿管阵列驱动IC uln2803，通过它控制继电器动作。相关基础知识简要说明：1、串行口（也称RS232接口）是用途最广的一种通讯接口，一般电脑主机上都有这个接口，缺点是传输距离短，市场上也有很多USB-RS232 转换接口卖。*常用的通讯接口还有RS485、RS422、LPT打印接口、CAN总线接口、网卡接口等等，与RS232比较接近的通讯接口是RS485，它的通讯距离较远，广泛用于工业控制。2、串行口（也称RS232）接口集成电路MAX232，接口芯片种类繁多，MAX232只是其中的一种，可以说是串行接口集成电路的代表型号，图纸上一般都标MAX232，但实际使用时，可以选用更多兼容的芯片，其中一个理由，兼容芯片更便宜。3、达林顿管阵列驱动IC uln2803，TTL输入（0-5v），可以同时驱动8个继电器，内部不仅封装了达林顿管阵列，并且含有钳位二极管，连接继电器时，不需要再连接保护二极管，使用非常方便，因而用途广泛。相同功能的芯片有ULN2003，只是它只有7个输出口。内部电路如图所示：此主题相关图片如下： 接口IC ULN2083内部有反相缓冲器（参见技术手册），简单来说，输入高电平，输出为低电平；输入低电平，则输出高电平。51源程序详解：源程序主要分三个部分：初始化程序、串口中断程序、协议解析或叫解码程序。初始化程序：初始化是单片机通电后首先执行的一部分程序，主要是对单片机中的寄存器做一些必要的设置（即写入值）：、设置串口 波特率为9600串行口设置MODE1，SM1=0，REN=1,SMOD=1、由于电路上晶振采用11.0592（最常用）,定时器1设置初值为0FDH;常用串口波特率对应初值（11.0592晶振）;FD 9600;FA 4800;F4 2400;E8 12003、启动定时器1、允许串口中断、允许总中断相关代码：MOV SCON,#50HMOV TMOD,#00100001B ;TIM1在模式2 TIM0在模式1MOV TH1,#0F4H ;设置定时时间SETB TR1 ;启动定时器1SETB ES ;允许串口中断SETB EA ;允许总中断需要注意：1、波特率越高，通讯速度越快，但也更容易出错，一般来说，通讯距离短时，可以用较高的波特率，通讯距离长时，选用较低的波特率可使通讯更为可靠。2、硬件电路采用不同的晶振，波特率设置时初值是不同的，初值可由公式（）取得，通过计算你会发现有些晶振（如10M、12M）计算结果有余数，实质上就是波特率有误差，最终结果就是用了这个晶振的电路，在通讯时会出现无法通讯、数据错乱、时好时坏、误动作等等情况。因此，一般我们在用到串口的单片机电路中，如无特殊需要，一般晶振选用11.0592M、22.1184等。而在没有用到串口的电路中，一般晶振选用6M、12M、24M等，因为计算定时更简单，如6M时钟，周期=2us ;12M时钟，周期=1us ;24M时钟，周期=0.5us。3、提高波特率的方法有二种：将SM1设为1；或是换一个频率更高的晶振。由于接口IC ULN2083输入输出的反相特性，即输入为高电平，输出为低电平；输入为低电平，则输出为高电平。同时51单片机上电复位后，其引脚为高电平，这样会引起连接在P0、P2口的继电器全部得电吸合的情况，应此，初始化程序中应对端口作如下设置：相关代码：MOV P0,#0 ;P0、P2输出低电平MOV P2,#0由于本例中单片机在初始化后没有其它事情做，我们就让它没事歇着。相关代码： JMP $ ;自循环（等待状态）串口中断程序：串口接收数据流程图此主题相关图片如下： 串口接收定长或不定长数据的原理：（很多朋友没理解的）接收定长或不定长数据关键是要知道数据什么时候发送完毕。我们知道串口中传送数据是以位（BIT）来传送，通常串口设置为MODE1状态，MODE1状态收发数据是10个位，一个起始位，8个数据位（我们要传送的一个字节数据），1个停止位。如果波特率9600，请注意单位是BIT/S，也就是速度1秒钟9600位，换算一下，发送或接收10位需要1MS毫秒多一点。那么OK，对于不定长度数据，我们在每接收完1个字节数据后，开始设定时值如2 MS，并开启定时器，如果后面还有数据 ，则重新设定时值如2 MS，并开启定时器；如果后面没有数据了，超过2MS，即表示数据接收完毕了，下面可以对收到的数据处理了。对于指定长度的数据，我们可以设定全部数据接收完需要多长时间，在引起串口中断后（即准备接收第1个字节），开始设定时值如2 MS，并开启定时器，循环接收字节数据，如果超时，即表示数据接收完毕了，下面可以对收到的数据处理了。在本例中我们接收的是4个字节的定长数据，相关代码如下：MOV TH0,#HIGH(65536-65536)MOV TL0,#LOW(65536-65536)SETB TR0 ;开定时器0MOV 30H,#00 ;同步字节MOV 31H,#00 ;数据1MOV 32H,#00 ;数据2MOV 33H,#00 ;结束字节MOV R0,#30HREC: jbc tf0,FS ;接收时间是否超时？是则执行FSJNB RI,REC ;接收数据CLR RIMOV A,SBUFMOV R0,AINC R0JMP RECFS: CLR TR0 ;关定时器0;* CALL FUN ;解码并控制继电器如何定义通讯协议：通讯协议就是通讯各方的约定，没有固定的格式方法，由开发商自行定义。我们来看一个最简单的通讯协议：接收字节数据 功能00 继电器1开01 继电器1关02 继电器2开03 继电器2关。 。这个协议说明，单片机接收到1个数据如果是00H，则继电器1打开，依次类推。在实际使用时，由于各种干扰因素，往往会发生误动作的情况，因此通讯协议必须能抵挡各种干扰因素。为了得到可靠的通讯协议，我们常常在要发送的数据前加同步位，发送的数据后加结束位，以及加入校验字节等等方法。本例中我们确定如下的通讯协议：1、数据为4个字节，第1字节表示同步位，第2字节表示数据1，第3字节表示数据2，第4字节表示结束位。2、第1字节表示同步位，固定为0AH；第4字节表示结束位，固定为0DH。3、第2字节即数据1，8个位依次代表继电器1-8，位=1则继电器开，位=0则继电器关。4、第3字节即数据2，8个位依次代表继电器9-16，位=1则继电器开，位=0则继电器关。因此如果接收到数据0A01020D，首先判断第1字节是否=0AH，再判断第4字节是否=0DH，如果不同，则发生了错误，反之正确。第2字节=01H，表示继电器器1开，继电器2-8关；第3字节=02H，表示继电器10开，继电器9、11-16关。协议解析（解码）程序FUN: MOV A,#0AH ;判断第1字节即同步位CJNE A,30H,ERRMOV A,#0DH ;判断第4字节即结束位CJNE A,33H,ERR;*;第2字节即数据位1,代表继电器J1-8;第3字节即数据位2,代表继电器J9-16;*MOV A,31HMOV P0,AMOV A,32HMOV P2,ARET2、PC程序部分Microsoft Visual Studio 2005 Microsoft Visual Studio 2005 是基于NET的开发环境，你可以通过网络找到它，全部文件包括MSDN联机文档大概3.18G，Microsoft Visual Studio 2005 其实包括了VB.NETC#J#ASP等开发语言，我们用VB。NET。很多朋友提到VB，要说的是VB与VB。NET是不同的。几个理由：1、操作系统不断升级，越来越多的新特性需要。NET支持。2、VB。NET编程更简单，功能更强大。3、执行速度，以往大家总拿C与VB比较，认为C快，vb慢，NET平台下，C与vb 仅是描述语言不同，下层执行代码完全统一，没有速度区别。所以我建议使用。Microsoft Visual Studio 2005 安装过程我不说了。使用 Microsoft Visual Studio 2005 简单说一下：启动Microsoft Visual Studio 2005后，选VISUAL BASIC，点击 新建项目，选WINDOWS应用程序，输入项目名称，确定。添加代码 简单说一下，具体请参考相关书籍。如果你了解请跳过此段。要添加代码，我们首先要了解组件的属性、事件、方法。打个比方吧，我们买部汽车，一定要挑挑颜色吧，轮胎多宽，发动机排量等，这是汽车的属性；要让汽车跑起来，我们要踩油门，很显然，发生踩油门的事件时，汽车执行了开动的方法。PC串口发送数据通过串口发送数据的方式分文本和二进制。通常在自动化控制中用二进制发送方式。很多朋友搞不明白，其实很简单：1、文本方式Dim send As Byte()AxMSComm1.CommPort = 1 1 参数设置 设端口号AxMSComm1.Settings = 9600,n,8,1 设波特率AxMSComm1.PortOpen = True 打开端口AxMSComm1.Output = SENDAxMSComm1.PortOpen = False 关闭端口2、二进制方式Dim send As STRINGAxMSComm1.CommPort = 1 1 参数设置 设端口号AxMSComm1.Settings = 9600,n,8,1 设波特率AxMSComm1.PortOpen = True 打开端口AxMSComm1.Output = SENDAxMSComm1.PortOpen = False 关闭端口可以看到除了要发送的数据定义不同，其他完全相同。在本例中，我们要发送的数据包含起始、数据1、数据2、结尾共4个字节，如下：1、首先组合数据 buff = 0A + DATA1 + DATA2 + 0D2、文本转换为二进制数组Dim X As Integer = 1Dim Y As Integer = Len(buff)Dim z As Integer = 0 Dim SEND As Byte()ReDim SEND(Y / 2 - 1)While X YSEND(z) = Val(&H + (Mid(buff, X, 2)z += 1X += 2End While3、通过串口发送二进制数据 TryAxMSComm1.CommPort = 1 1 参数设置 设端口号AxMSComm1.Settings = 9600,n,8,1 设波特率AxMSComm1.PortOpen = True 打开端口AxMSComm1.Output = SENDAxMSComm1.PortOpen = False 关闭端口ToolStripStatusLabel1.Text = (发送成功！ + 端口 + Str(AxMSComm1.CommPort) + + 设置 + AxMSComm1.Settings) 显示状态Catch ex As ExceptionMsgBox(发送失败！端口可能被占用或是无效的端口