基于VB的单片机和PC机串口通信设计.doc

总成绩个性化教育系列工程设计报告设计题目基于VB的单片机与PC串口通信设计学 院 电气信息学院 专业班级 自动化081班 学生姓名 陈凯 学生学号 080802110 说 明1个性化教育周结束后，每个学生都必须认真撰写工程设计报告。通过撰写工程设计报告，系统地回顾和总结工程设计的全过程，将实践性教学的感性认识升华到一定的理论高度，从而提高个性化教育教学效果。2工程设计报告应包括：设计题目、设计说明书及总结、参考文献、附件等几部分。设计说明书及总结是报告的主体，该部分至少应包括：软、硬件设计；性能指标；调试说明；工程设计的收获与体会等几部分。3工程设计报告要求条理清晰，内容详尽，数据准确。字数不少于5000字。4工程设计报告的撰写是工程设计的重要组成部分，它是成绩评定的主要依据之一。学生在工程设计完成后需按指导教师要求提交合格的工程设计报告。不交工程设计报告者不得参加成绩评定。5工程设计报告至少应分：设计期间的工作表现和工程设计报告质量两部分，指导教师应分别按百分制评定成绩。各设计平台可根据需要添加其它评价内容。6工程设计各环节所占比例由各设计平台指导小组自行确定。7学生成绩评定表中的总成绩应为各环节分数与所占比例乘积的算术和。8封面成绩为五级分制成绩，量化标准按学校有关文件执行。9工程设计报告可打印也可下载格式后手写，工程设计报告完成后应按封面，说明，工程设计报告内容的顺序进行装订成册。10个性化教育周完成后将工程设计报告交学院教学办公室保存。学生成绩评定表序号内容指导教师成 绩所占比例总成绩1工作表现签字：2设计报告基于VB的单片机和PC机串口通信设计一、设计目的：1. 熟悉并掌握串口标准及通信原理。2. 掌握51单片机的串口编程。3. 熟悉上位机软件VB6.0的编程环境，能够应用其进行程序的编写和调试，掌握MSCOMM组件的设置方法。二、设计要求：1. 对四路模拟量进行AD采集，并将转换结果送1602液晶进行实时显示。2. 将采集结果通过串口发送给PC机，在上位机软件上进行数据的监控显示。3. PC机通过串口实现对单片机的DA控制。三、设计方案：1. ）硬件设计：（1） 系统总体框图：硬件设计主要包括以下几部分：单片机最小系统、液晶显示电路、A/D采集转换电路、串口电路部分。上 位 机单 片 机AD采集液晶显示串口通信DA输出图一：系统总体框图（2） .单元电路介绍：1、 单片机最小系统：本设计采用STC89C52单片机作为主控芯片，STC89C52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系统可编程Flash 存储器。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。 具有以下标准功能： 8k字节Flash，512字节RAM， 32 位I/O 口线，内置4KB EEPROM，MAX810复位电路，三个16 位 定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口。另外 STC89X52 可降至0Hz 静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU 停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。最高运作频率35Mhz，6T/12T可选。单片机最小系统主要包括晶振电路和复位电路，电路原理图如下图二所示：图二：单片机最小系统原理图2、 液晶显示电路部分：本设计采用LCD1602液晶作为显示器件，1602液晶也叫1602字符型液晶 它是一种专门用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块 它有若干个5X7或者5X11等点阵字符位组成，每个点阵字符位都可以显示一个字符。每位之间有一个点距的间隔 每行之间也有也有间隔 起到了字符间距和行间距的作用，正因为如此 所以他不能显示图形。1602LCD是指显示的内容为16X2,即可以显示两行，每行16个字符液晶模块（显示字符和数字）。目前市面上字符液晶绝大多数是基于HD44780液晶芯片的，控制原理是完全相同的，因此基于HD44780写的控制程序可以很方便地应用于市面上大部分的字符型液晶。 1602液晶显示电路如下图三所示：图三：LCD1602液晶显示电路3、 A/D采集转换电路：本设计采用PCF8591作为A/D采集转换主芯片，PCF8591是一个单片集成、单独供电、低功耗、8-bit CMOS数据获取器件。PCF8591具有4个模拟输入、1个模拟输出和1个串行I2C总线接口。PCF8591的3个地址引脚A0, A1和A2可用于硬件地址编程，允许在同个I2C总线上接入8个PCF8591器件，而无需额外的硬件。在PCF8591器件上输入输出的地址、控制和数据信号都是通过双线双向I2C总线以串行的方式进行传输。PCF8591的功能包括多路模拟输入、内置跟踪保持、8-bit模数转换和8-bit数模转换。PCF8591的最大转化速率由I2C总线的最大速率决定。PCF8591芯片引脚图及各个引脚功能定义如下所示：AIN0AIN3：模拟信号输入端。 A0A2：引脚地址端。 VDD、VSS：电源端。（2.56V） SDA、SCL：I2C 总线的数据线、时钟线。 OSC：外部时钟输入端，内部时钟输出端。 EXT：内部、外部时钟选择线，使用内部时钟时 EXT 接地。 AGND：模拟信号地。 AOUT：D/A 转换输出端。 VREF：基准电源端。A/D采集转换电路如下图四所示：图四：A/D采集转换电路注：AOUT为D/A输出端，P4为短路冒，当P4连接时可以通过LED亮度直接观察转换结果，当P4断开时，可以对转换结果进行测量统计。4、 串口部分电路本设计采用MAX232为主芯片实现串口通信信号转换，MAX232芯片是美信公司专门为电脑的RS-232标准串口设计的单电源电平转换芯片,使用+5v单电源供电。MAX232芯片引脚及定义如下所示：内部结构主要有三部分组成：第一部分是电荷泵电路。由1、2、3、4、5、6脚和4只电容构成。功能是产生+12v和-12v两个电源，提供给RS-232串口电平的需要。 第二部分是数据转换通道。由7、8、9、10、11、12、13、14脚构成两个数据通道。其中13脚（R1IN）、12脚（R1OUT）、11脚（T1IN）、14脚（T1OUT）为第一数据通道。8脚（R2IN）、9脚（R2OUT）、10脚（T2IN）、7脚（T2OUT）为第二数据通道。TTL/CMOS数据从T1IN、T2IN输入转换成RS-232数据从T1OUT、T2OUT送到电脑DB9插头；DB9插头的RS-232数据从R1IN、R2IN输入转换成TTL/CMOS数据后从R1OUT、R2OUT输出。 第三部分是供电。15脚GND、16脚VCC（+5v）。MAX232与串口连接图如下图五所示：图五：MAX232串口通信电路2. ）单片机程序设计（1）程序流程图：系统初始化转换结果送1602液晶显示启动AD转换 图五 系统总体流程图中断返回进入中断否进行DA转换是发送转换结果到PC机是否为传送标志？读取上位机发送数据图六：串口中断流程图（2） 程序清单：（见附录1）3. ）上位机程序：（1） MSCOMM组件的介绍： 1.MSComm的属性Commport：设置通讯所占用的串口号。如设成1（默认值），表示对Com1进行操作。2Setting：对串口通讯的相关参数。包括串口通讯的比特率，奇偶校验，数据位长度、停止位等。其默认值是“9600,N,8,1”，表示串口比特率是9600bit/s，不作奇偶校验，8位数据位，1个停止位。Portopen：设置串口状态，值为True时打开串口，值为False时关闭串口。Input：从输入寄存器读取数据，返回值为从串口读取的数据内容，同时输入寄存器将被清空。Ouput：发送数据到输出寄存器。InBufferCount：设置输入寄存器所存储的字符数，当将其值设为0时，则输入寄存器将被清空。InputMode：设置从输入寄存器中读取数据的形式。若值为0，则表示以文本形式读取；值为1，则表示以二进制形式读取。OutBufferCount：设置输出寄存器所存储的字符数，当将其值设为0时，则输出寄存器将被清空。RThreshold：设置在MSComm控件设置CommEvent属性为comEvReceive并产生OnComm事件之前要接受的字符数。CommEvent属性：返回最近的通讯事件或错误。通过对它具体属性值的查询，我们就可以获得通讯事件和通讯错误的完整信息。当其值是comEvReceive时表示接收到数据。2、MSComm的事件除了公共事件之外，MSComm只有一个OnComm事件。当CommEvent属性值变化时将发生OnComm事件，指示发生一个通讯事件或错误。当我们设置Rtheshold属性值为0时，将使得捕获comEvReceive事件无效。（2） VB程序清单：（见附录2）（3）VB程序界面四、心得体会通过本次设计，我对单片机控制有了更好的了解，对单片机的控制流程、指令的读取有了系统的认识，提高了自己的硬件调试能力。提高了综合运用所学知识的能力，对课本知识有了新的升华。并且在电路板焊接过程中增强了动手能力，对常见电子元器件有了更好的认识，了解了PCB制作过程中布线的规则以及注意事项，对以后的学习和工作有很大的帮助，为以后工作打下了坚实的基础。最后，感谢老师在百忙之中对我们的耐心指导！五、参考文献1 李华编. MCS-51系列单片机实用接口技