单片机串口通信毕业论文-精品

单片机串行通信毕业论文单片机串行通信毕业论文45目录摘要IAbstractII1简介11.1此主题选择的目的和意义11.2目前国内外研究现状21.3本文的主要任务32串行通信理论相关概念52.1通讯52.2通信参数62.3操作模式62.4同步通信和异步通信73选择一些常用的串行总线协议和模式83.1 IIC总线传输协议83.2 SPI总线传输协议113.3串行通信传输协议133.3.1 80C51单片机串行端口结构133.3.2 80C51串行端口控制寄存器133.3.3 80C51单片机串行端口工作方式143.4选择程序174主从通信系统设计184.1硬件原理图设计184.2软件编写195主从总线通信系统仿真226论文摘要24审计25参考文献26附录27摘要信息如果监视范围大或监视点多，则必须分散监视任务并集中管理监视结果。这称为分布式监视。分布式监视常用的通信之一是主从通信。本文介绍了以单片机为主机、两个单片机为从属小型主从总线通信系统的设计与实现。系统不仅实现了主从之间的通信，还实现了主从之间的通信。本文以主从通信系统的分析和设计为主线，首先理解串行通信理论的概念，由此引出了多个设备之间的串行通信模式，并提出了以总线方式并行运行多个RS-232的发送系统的方案。还介绍了单片机之间的串行通信设计。主从通信的程序由两部分组成，一部分是主机的串行通信程序，一部分是从串行通信程序。因此，设计了管理主从之间通信的协议。通信协议的设计主要解决了以下几个问题：1 .主从通信系统的设计通过通信协议进行管理，可以标准化主从之间的通信，以防止整个系统陷入混乱的通信。2.设计了主机向发送者发送通信的方式的命令格式、发送者向主机发送反馈命令的格式、通信握手以及发送/接收的具体处理流关键字：主从通信、多机通信、RS-232串行数据通信Abstractas large number of observation points are monitored simultaneous ly，Each of the tasks can be controlled through a distributed control system inthis thesis foused on analysis and design of a communication s plan for a distributed monitored control system。in the beginning the application backgro Undd and the layout of the devices are introducted，This leads to the serial communication mode betweetsCommunication protocol designed mainly to solve the following problems:first，For the master-slave Communication system Design managementKey words : master-slave mode，mul iple-computer communication，RS-232串行数据通信1简介为了提高系统管理的进步和安全性，计算机产业自动控制和检测系统采用了越来越多的集合分布式系统。更常见的形式包括用于管理目的的一台父主机(主机)和直接参与控制测试的多个从属(从属)系统，它们以主机和从属之间的通信方式协调作业。主机的作用是向从属进程发送各种命令和参数。二是及时收集、整理和分析机器发送的数据，以便进一步决策和报告。被动接收和执行主机发送的命令，并根据主机的要求将相应的实时数据返回给主机，从而报告运行状态1。1.1选择此主题的目的和意义主从系统是最常用的方法之一，因为计算机工业自动控制和检测系统的使用越来越多。选择基于51单片机的主从通信系统的设计和实现具有十分重要的意义，因为51单片机的出色性能和低成本仍然是国内应用最广泛的8位单片机类型。通过这个课题，不仅对51单片机的理解和理解，还可以将所学的单片机和c语言的知识应用到具体实际中。另外，通过此次课题，还可以获得对主从通信的大体理解。通过查找资料，可以学习各种主从通信方法，也可以通过比较，了解各种方法在实际情况下的具体应用。随着计算机系统的应用和计算机网络的发展通信功能变得越来越重要通信包括计算机与外部设备以及计算机与计算机之间的信息交换。串行通信是在一条传输线上一个接一个地传输信息，特别适合于远距离传输，因为使用的传输线较少，并且可以通过即时可用的电话网络传输信息。对于远离计算机的人员-机器交换设备和用于串行存储的外部设备(如终端、打印机、逻辑分析器、磁盘等)，串行交换数据也是很常见的。在使用多个微机处理器的分层分布式控制系统中，在实时控制和管理方面，通常在每个CPU之间进行串行通信。因此，串行接口是计算机应用系统中常用的接口。此次课题采用了利用串行通信实现主从总线通信系统的方式。因为使用串行总线技术大大简化了分布式整个系统的硬件设计，减少了系统的体积，提高了可靠性。同时，系统更改和扩展非常容易。MCS-51系列单片机内置全双工串行通信接口，可用于异步通信，便于配置主从多机系统。1.2当前国内外研究现状由于计算机工业自动控制和检测系统的使用越来越多，主从系统是最普遍的方法之一，各种主从总线通信系统的方法不断出现。更常用的是使用IIC总线传输协议设计的主从总线通信系统，以及使用SPI总线传输协议、USB协议和串行端口通信等设计的主从总线通信系统。主从总线通信系统使用多种方法，目前国内外一般根据实际情况，以不同的方法实现主从通信系统的功能。例如，如果设计了将数据传输到较小范围的主从通信系统，或者在板之间传输数据，或者所需的I/o端口较少，并且对数据不太需要抗干扰能力，则最好使用IIC总线传输协议2。IIC总线支持所有IC制造过程，PHILIPS和其他供应商提供了多种I2C兼容芯片。作为专利控制总线，IIC已成为世界范围内的行业标准。每个设备都有唯一的地址，并且可以是单个接收设备(例如，LCD驱动器)，也可以是接收设备或发送设备(例如，存储器)。发射器或接收器可以在主模式或从属模式下运行，具体取决于芯片是需要开始数据传输还是仅仅需要寻址。IIC是多主总线。也就是说，您可以通过多个连接的设备进行控制。默认I2C总线规格是20年前发布的，数据传输速率高达100 kb/秒，使用7位寻址。但是，由于数据传输速度和应用功能的迅速增加，I2C总线也已增强为10位寻址，以满足快速模式(400Kbits/s)、高速度和更大寻址空间的需要。IIC总线始终与先进技术同步，但保持向后兼容性。最近还添加了高速模式，速度为3.4 mbit/秒。IIC总线支持现有和未来的高速串行传输应用程序，如EEPROM和闪存。如果需要远距离数据传输，并且需要一定程度的数据传输抗干扰能力，则可以使用RS-422或RS-485协议设计主从通信系统。此外，USB协议是一种通常只有一台主机的相对快速灵活的总线传输方法，使用它设计的通信系统具有以下特点：(1)适用于广泛的复盖范围、数码相机、高速数据收集等多种设备；(2)支持热插拔，此过程由系统自动执行，无需用户干预。(3)菊花链星型总线结构，可同时连接多达127个外围设备：(4)3种速度模式：1.5Mbps、12Mbps和480Mbps，以满足各种外围设备的速度要求3。USB是以三种标准开发的：1996年发行的USB1.0、1998年发行的USB1.1，以及刚刚发行的最新标准USB2.0。这三个标准在数据传输速率方面存在最大的差异，在其他方面，当前USB2.0的总体性能和传输速率如何？USB数据线由两对电缆组成，一对电力线可以为USB设备提供5V电压，最大电流为500毫安。这个数字不大，但比没有好，可以满足一些功耗低的设备的要求。专用USB连接允许以USB 1.1的标准12Mbps(1.5MB/S)速度实现双机联网。但是，简单的数据交换不能说是真正的网络。主从总线通信系统(如MSP430微控制器主机或从系统)可以使用SPI总线传输协议设计，因为它具有支持SPI的片上串行通信接口。SPI是英语Serial Peripheral interface的缩写，顾名思义，它是串行外围设备接口。Motorola最初在MC68HCXX系列处理器上定义。SPI接口主要用于EEPROM、flash、实时时钟、AD转换器和数字信号处理器与数字信号解码器之间。SPI是高速、全双工、同步通信总线，只占用芯片针脚上的4条线，从而节省芯片上的针脚并在PCB布局中节省空间。这些简单方便的功能使通信协议(如AT91RM9200)集成到了越来越多的芯片中。串行外围设备接口SPI是同步串行接口，由于其强大的硬件功能，SPI相关软件相当简单，可以在MSP430微控制器上花费更多的时间处理其他任务。此时，系统的设计具有极低的功耗、丰富的片上外设、卓越的工作性能和方便灵活的优点4。1.3本文的主要工作这次毕业项目的主要工作是设计51 SCM总线主从通信系统。基于主从总线的数据传输不仅可以在主机和从主机之间传输数据，还可以从机器向从系统传输数据。为方便起见，设计了一级二级通信系统，绘制了系统的硬件结构图，并根据此原理图设计了软件实现此功能。更复杂主从多机系统的设计与实现可在此系统基础上进行扩展。在此次主从通信系统的设计和实现过程中，首先要做的是设计主从通信系统的硬件框图，然后基于该框图进行具体的硬件电路设计，充分测试设计过程中可能出现的问题，并找到合理的解决方案。根据设计的硬件电路进行特定的软件制作，满足委托书上主从通信系统的功能要求。在编写程序代码的过程中，必须理解串行通信原理，并能够通过串