串口通信论文报告

串行通信课程总结串行通信课程总结主题：温度实时监测系统目录绪论21.1研究课题的目的和意义21.2国内外现状21.3本设计的目标32开发工具介绍42.1 keil简介42.2c版本概述43下位机设计53.1下位机的系统设计53.2下位机的程序设计53.3 DS18B20模块设计63.5串行模块设计94上位机设计124.1上位机系统概要124.2温度显示部124.3数据库存储部134.4温度曲线部145调试过程155.1下位机调试155.2上位机调试156系统总结17【参考文献】18绪论1.1研究课题的目的和意义实时测量温度在当今的自动控制领域尤为重要，例如电机运转时的温度上升直接影响其寿命和可靠性的液体混合加热，如果温度过高，则具有液体混合的效果。 因此，实时的温度监视就像人的眼睛一样，将眼睛看不见的温度转换为我们能看见的信号。 通过这个系统，我们可以简单地管理温度并作出相应的判断。最传统的实时监测温度系统是用温度计直接完成的。 随着科学技术的发展，电子温度计取代了传统的温度计，由MCU控制温度芯片，添加显示部件，构成了第二代温度监测系统。 随着PC的普及和远程监控的优势，产生了第三代温度监控系统。 第三代温度监测系统由MCU控制温度传感器，将收集到的温度数据实时传送给上位机，对上位机接收到的数据进行分析处理，最终返回结果的同时，由于上位机可以直接操作实物，因此获得了非接触式效果，大幅提高了效率，同时也提高了稳定性和可靠性。那么，对我们来说，实时温度监控系统的设计是掌握和巩固我们学到的知识，提高自己手动能力的重要方法。 通过设计，可以把握实时温度监测系统的精髓，大大提高能力，有助于今后的发展。1.2国内外现状目前，计算机硬件技术已向巨大化、小型化和个体化三个方向发展，单片机代表了计算机技术的一个发展方向，经历了4位机、8位机、16位机、32位机和64位机等一些发展阶段。单片机经过一些阶段发展，但从实际情况来看，如微机处理一样没有出现新的、可替换的局面也是单片机发展的一大特点。 第4位、第8位、第16位、第32位存在于市场，各有应用领域。 但是，各种单片机要求在传统的基础上采用新技术，提高性能，推出新产品，以满足市场的需求。 下图为电子工程师选择单片机的市场调查，8名单片机仍然是市场的主流产品，但32名单片机发展迅速。从单片机的30多年发展例行程序出发，单片机技术的发展以微处理器技术和超大规模集成电路技术的发展为新指导，系统地从SCM转向MCU，最后向SOC方向发展。 同时，单片机的速度越来越快，工作电压和功耗降低，引进了低噪声和可靠的技术，在原来的一次写入中，多次编程和在线仿真等。1.3本设计的目标(掌握PCF8563、DS18B20以及串行中断、计时器等模块知识，深化c语言语法，进一步熟悉单片机的编程方法。(掌握并简单开发C Build的一般使用。(了解使用ACCESS构建数据库和创建SQL的常见查询。(4)实现上位机的基本通信。2开发工具介绍2.1 keil介绍Keil C51是美国Keil Software公司生产的51系列兼容微型计算机c语言软件开发系统，与程序集相比，c语言在功能、结构、可读性、维护性方面具有明显优势，易于学习。 Keil提供了完整的开发方案，包括c编译器、宏组件、连接器、库管理和强仿真调试器，并通过集成开发环境(uVision )将这些部分组合在一起。 运行Keil软件需要WIN98、NT、WIN2000和WINXP等操作系统。 如果您使用c语言编程，Keil几乎是您的唯一选择，即使您不使用c语言而是使用汇编语言编程，集成环境也很方便，强大的软件模拟调试工具也会使您的工作倍增。2.2c版本概述C Builder是Borland公司发售的可视化综合开发工具。 C Builder提供了一个快速的可视化开发环境，只需轻松地将控件拖动到窗体、定义其属性和设置其外观，即可快速构建应用程序界面。C Builder完全封装了Windows通用功能。 内置100多个完全可扩展、可重复使用的控件，包括完全支持ActiveX控件。C Builder拥有专业的c开发环境提供的所有功能：快速、高效、灵活的编译器优化、分段连接、CPU透视、命令行实现了可视化的编程环境和强大的编程语言(c )的完美组合。C Builder优化的32位本机代码(Native Code )编译器基于Borland经过长期考验的编译技术，提供了一种高度安全、可靠、快速的编译优化方法，完全编译了原始机器代码在编译和连接过程中，C Builder会自动忽略未修改的源代码和未使用的函数，从而显着提高编译和连接速度。 C Builder的CPU透视工具有5个独立的面板，可从内部深入理解正在运行的程序。3下位机设计3.1下位机的系统设计构成该温度实时监视系统的基本硬件模块主要由5V电源、DS18B20温度传感器、PCF8563时钟芯片、串行、STC89C52和数字代码管构成。 这些模块都是比较的基础。 下位机系统的框图如下所示STC89C52PCF8563时钟芯片DS18B20温度传感器数字代码显示串行通信因为时间有限，所以这次没做板子。 这次使用以前的电装实习焊接的开发板，综合了之前使用的所有模块。3.2下位机的程序设计典型的单片机程序设计首先调试小模块的程序，然后封装，最后组合封装的各个模块，通过主函数直接调用并综合运行。 这次设计的想法是这样的。 其流程如下图所示开始初始化8563写入时间8563读取时间温度数据处理温度显示0.1S定时器向上位机发送数据序列中断了3.3 DS18B20模块设计DS18B20只有三个管脚，是典型的单线总线包。 因此，电路图也很简单，电源线和下划线都有数据线。 下面的图3.3.1图显示了它的电路图读写18B20需要严格的序列控制。 18B20的读写控制顺序图： 18B20写入1字节的顺序图如下所示18B20读取1字节的时序图基于该时序图，读取-写入单元18B20定义变量，然后降低音谱以控制延迟时间。 实际上，因为大部分的芯片都是通过看那个时序图来编制程序的，所以学习看时序图也是程序的必修课。 打包的18B20模块应包括以下部分18B20初始化读字节子程序写字节子程序18B20读取温度3.4 PCF8563模块设计PCF8563是低功耗CMOS实时时钟/日历芯片，其提供可编程时钟输出、中断输出和停电检测器，通过IC总线接口串行传输所有的地址和数据，并且是典型的IC总线芯片。PCF8563是DIP8封装，针脚图和针脚说明如下根据针脚图案，可以很容易地画出电路图。 电路图如下所示PCF8563的各种动作时序图如下所示IC总线的启动和停止条件PCF8563读取字节程序编写PCF8563字节程序读写IC程序必须注意时机的延迟时间是正确的，不能超出范围，SCL和SDA的优先顺序是明确的。 写入该程序时，首先根据时序图，写出1字节的读写和初始化等最小模块，然后，通过这些最小模块，写入读写日期等操作，最后封装到PCF8563.c文件中PCF8563程序的框图如下所示初始化PCF8563读一个字节写工作PCF8563读取日期PCF8563日3.5串行模块设计串行通信主要分为串行通信和并行通信，该系统利用串行通信。 串行通信传输的速率小于并行通信的速率，但是对于很少IO资源的MCU (例如单片机)来说能够节省许多IO端口是非常重要的。 串行端口的控制可通过内部的控制寄存器SCON进行设定，可设定动作方式、收发控制、状态标志。 下图为控制寄存器如上图所示，SM0、SM1是串行动作方式的选择位，根据它们的不同组合，可形成4个不同的动作方式。 请参照下图SM2 :多机器通信控制位仅在动作模式2和动作模式3下使用。REN :允许串行接收控制位，REN=1时允许接收。TB8 :传输D8位数据，在方案2和方案3的情况中，TB8是要传输的第9位数据。 在多机通信中，表示以TB8比特的状态由主机发送的是地址还是数据：将TB8=0设为数据，将TB8=1设为地址。RB8 :接收D8比特数据，并且对于方案2和方案3，所接收的第九比特数据可以是奇偶校验比特或地址帧或数据帧的标记。 在方案1的情况下，如果SM2=0，则RB8是接收到的停止比特。 在方式0的情况下，不使用RB8位。TI :传送中断标志位，在方案0的情况中，在已经完成发送数据的第八位或者通过另一方案传送了停止位之后，内部硬件设置TI并向CPU请求中断。 CPU在响应中断后必须在软件中清零。RI :接收中断标志位，在方式0的情况下，在接收数据的第8位结束后，或者在以其它方式接收到停止位的途中，内部硬件将RI定位并请求CPU请求中断。 同样，即使CPU响应中断，软件也必须清除0。串行通信基于以上几个参数来控制串行的操作状态。 首先初始化串行，关闭串行，然后将写入的数据放入SBUF，插入中断后，可以向上位机传送数据。 类似地，也可以定义数组变量，将SBUF的内容写入变量，从而接收来自上位机构的数据。在完整的串行软件包中，程序框图必须包含以下内容串行初始化发送字节程序接收字节程序发送字符串程序接收字符串程序使用51单片机，我们通常使用的串行RS232，包括MAX232芯片、9针串行和适当的电容器电阻。 那个硬件的概念图如下所示4上位机设计4.1上位机系统的概要此次上位机实现了温度的实时显示，查询历史温度，用曲线表示温度的变化趋势。 因此该系统主要分为温度显示部、数据库存储部、温度曲线部三个部分。 下图是完成的整个上位机的屏幕截图该系统在下位机上没有时间补正，与北京时间有一定的差别，因此在显示时间时可以直接取得电脑的时间。 当然，在数据库中存储有数据的情况下，是由下级设备传输的时间数据。 查询数据库时，由于无法同时存储数据库，因此在上位机中追加了“返回实时接收”功能。 该系统的上下游装置的串行通信协议是ffatemphtempleyeammondayhouminsec。4.2温度显示部温度显示是该系统最直观、最重要的任务。 这是因为能够在视觉上实时显示温度。 4.1节最后的上下机通信协议表明，要显示数据，首先可以接收下级机发来的数据。 因此，接收温度和时间等数据时，首先根据通信协议，判断接收字符串的前两个个数是否为FF、FA，如果是，则开始接收数据，接收的数据显示在接收数据的Memo中。 右图：从下位机送来的是16进制，我们必须将接收的数据进行十进制变换，然后变换成字符串，剪切排列的长度，添加温度符号，发送到相应的位置进行显示。 在这个位置完成了温度显示部。4.3数据库存储部数据库存储是该系统的重要部分，也是上位机的难点之一。 因为急，这次数据库只更改了老师课件的数据库，功能还不完善，查询数据库的范围很小。 部分数据库使用Access创建数据库，添加系统所需的ID，将三个控件ADOConnection、ADOQuery和DataSource添加到更高级的计算机c构建表单中，以显示数据库内容下图显示了使用Access创建的数据库由于数据库不能同时执行查询和添加数据操作，因此要在查询期间暂停对数据库的写入，查询发布数据库后继续记录数据，请单击DBGrid旁边的“返回实时接收”按钮。 要查看某个时间段的温度数据，请在右侧的提示框中输入相应格式的时间。 例如，要查询“2012年4月”的数据，只需在提示框中键入“2012年4月”等。 要查询更小范围的数据，例如2012年4月24日11时17分，请在提示符下输入2012年4月24日11:17。4.4温度曲线部分该系统在温度曲线中有实时温度曲线和历史温度曲线两部分。 实时温度曲线实时绘制