单片机与PC机通信设计

1、-/目录摘要 简介 系统概述3.1单片机的发展3.2 MCS-51 系列单片机 四 单片机与 pc 通信实习设计4.1 单片机与 pc 通信设计介绍4.2 51 系列单片机的系统设计 五 软件设计5. 1系统软件设计5. 2单片机与PC机通信设计软件5. 3 流程图设计 六 硬件部分6.1 硬件设计6.2 主控制单片机6.3 LED 显示模块6.4 总体设计电路图6.5程序源七 结论 八参考资料正文很多公司都有51系51单片机是基础52系列的单片机一串行通信是计算机进行数据通信的一种主要方式之一,而单片机通信主要采一.摘要51单片机是对所有兼容In tel 8031指令系统的单片机的统称。该系

2、列 单片机的始祖是In tel的8031单片机，后来随着Flash rom技术的发展,8031 单片机取得了长足的进展，成为应用最广泛的8位单片机之一，其代表型号是ATME公司的AT89系列，它广泛应用于工业测控系统之中。 列的兼容机型推出，今后很长的一段时间内将占有大量市场。 入门的一个单片机，还是应用最广泛的一种。需要注意的是 般不具备自编程能力。用串行通信。这也就引导我们向这方面发展，以至有了单片机的双机通信，多机通信，单片机与PC机的通信等等关键字：单片机pc 通信显示串行二.实习简介实习内容:单片机与PC机通信设计a)查找资料学习单片机与PC机的通信原理;b)理解KST-51的串口通

3、信电路图;C)d)绘制PROTEL原理图;编制程序实现：将数字0-255从PC机的串口助手发送到单片机并用数码管显示。系统概述3.1 单片机的发展单片机也被称为微控制器，是因为他最早被应用在工业控制领域。，经历SCM MCU SOC三大阶段。(1)SC M即单片微型计算机阶段，主要是寻求最佳的单片形态嵌入式系统的最佳体系结构。“创新模式”获得成功，奠定了 SCM与通用计算机完全不同的发展道路。(2)MCU即微控制器阶段，主要的技术发展方向是：不断扩展满足嵌入式应用时，对象系统要求的各种外围电路与接口电路，突显其对象的智能化控制能力。(3)单片机是嵌入式系统的独立发展之路，向 MCI阶段发展的重

4、要因素，就 是寻求应用系统在芯片上的最大化解决；因此，专用单片机的发展自然形成了SOC化趋势。随着微电子技术、IC设计、EDAT具的发展，基于SOC勺单片机应用系统设计会有较大的发展。3.2 MCS-51系列单片机介绍单片机的全称是单片微型计算机。为了使用方便，它把组成计算机的主要功 能部件：中央处理器(CPU、数据存储器(RAM、程序存储器(ROM EPROME2PRO或FLASH、定时/计数器和各种输入/输出接口电路等都集成在一块半导体芯片上，构成了一个完整的计算机系统。与通用的计算机不同，单片机的指令 功能是按照工业控制的要求设计，因此它又被称为微控制器单片机也被称为微控制器(Micro

5、controler)，是因为它最早被用在工业控 制领域。单片机由芯片内仅有CPU的专用处理器发展而来。最早的设计理念是通 过将大量外围设备和CPU集成在一个芯片中，使计算机系统更小，更容易集成进 复杂的而对提及要求严格的控制设备当中。INTEL的Z80是最早按照这种思想设 计出的处理器，从此以后，单片机和专用处理器的发展便分道扬镳。单片机比专用处理器最适合应用于嵌入式系统，因此它得到了最多的应用。事实上单片机是世界上数量最多的计算机。 现代人类生活中所用的几乎每件电子 和机械产品中都会集成有单片机。手机、电话、计算器、家用电器、电子玩具、 掌上电脑以及鼠标等电脑配件中都配有 1-2部单片机。而

6、个人电脑中也会有为数不少的单片机在工作。汽车上一般配备 40多部单片机，复杂的工业控制系统上甚至可能有数百台单片机在同时工作！单片机的数量不仅远超过PC机和其他计算的综合，甚至比人类的数量还要多。四，单片机与pc通信实习设计4.1单片机与pc通信实验介绍单片机的数据通信由串行口来完成，定时器中的T1作为波特率发生器。38.同PC机一致，设波特率为9600波特，8位数据位，1位停止位，第9位作为地址 数据判断位。采用中断方式传送和接收数据。T1设置为工作方式2,串行口设置 为工作方式2,由到9位判断地址码或数据。当某台单片机与PC机发出的地址码 一致的时候，就发出应答信号给PC机，而其它三台不发

7、应答信号，这样在某一时 刻PC机只与一台单片机通信。PC机与单片机之间通常采用2种通信方式：并行通信和串行通信。并行通信是指将待发送数据的各位同时传送，串行通信则将数据一位一位地按顺序传送。并行通信虽然传输效率高，由于所需硬件设备复杂，不适于长距离通信，所以一 般只适用于要求实时性强，传送速率较高的控制系统中，实用面较窄；相比之下, 串行通信简单易实现，传输距离较长，所以已被广泛应用于各种工控系统中。串行通信分为同步通信和异步通信2种方式。同步通信是指通过在每个数据 块开始时的同步字符来实现收/发双方同步的一种数据传输方法，常用于信息量 大，速度要求高的场合；异步通信则规定了标准的字符数据传输

8、格式，即每一帧 信息由起始位、数据位、奇偶校验位和停止位组成。由于有冗余位，所以传送效 率不高，常用于信息量不大，速度较低的场合。在计算机测控系统中，由于串行 接口的标准化，一般采用异步串行通信方式，以提高其通用性。由于各种接口的 机械和电器特性有所差异，串行通信分为近程通信和远程通信。4.2 PC机同单片机通信存在的问题目前，51单片机同PC机的通信在大多数情况下仍然是使用 RS-232(DB-9)串口 作为通信接口实现的。而随着USB接 口技术的成熟和使用的普及，由于 USB接 口 有着一系列RS-232(DB-9)串口无法比拟的优点，RS-232(DB-9)串口正在逐步的为USE接口所替

9、代。而在现在的大多数笔记本电脑中，出于节省物理空间和用处不大等原因，RS-232(DB-9)串口已不再设置，这就约束了基于 RS-232(DB-9)串口与PC机联络的单片机设备的使用范围。4.2 USB通信的优点通过USB接口和RS-232(DB-9)的比较，不难发现：(1) USB接口支持即插即用和热插拔，而 RS-232(DB-9)串口不支持即插即用和热插拔，设备安装后需重启计算机方可使用。(2) USB接口的传输速率较快，可达 480Mbps(V2.0),而RS-232(DB-9)串口的最高速率仅为19200波特。 USB接口占用体积较小，插拔方便；而 RS-232（DB-9）串口的的插

10、拔需要使用改锥，且在机箱后操作，比较麻烦。五.软件设计5.1系统软件设计软件的设计除了满足设计功能外还必须要满足易读写，方便下载和编译。设计目标和硬件总体结构确定的情况下， 软件可以分为主程序，显示子程序，各种特效显示子程序，通信程序三个主要部分组成。软件的编写需要借助软件编辑器和编译软件，编译完成后还需要下载到单片机中执行。编写软件选择的是 c语言以及配套的编译软件 Keil uVision 。最后还要用单片机的下载器来把编写的程序下载到单片机中执行。5.2程序的编译步骤如下:运行keil软件新建工程 Project （new project ） 把工程保存为hzdz的工程名一一选择 CPU

11、Ateml-AT89C51）点击“确定”一一点击“否”建立一个文本文件（File-new）输入程序保存（save hzdz.c格式）在工程 source group1 上右击选择 add files to group source group1添加刚刚保存的文件一一编译源程序（工程菜单中的 build target ）生成.hex文件一一下载一一运行 STC-ISP.exe软件一一选择芯片类（STC89C52RC选择端口模式打开程序文件Dow nl oad下载调试。5.2 单片机与PC机通信设计软件療週试芒手VZ 2 For WIW/MT/ZOOO倖止豊亲A冒动淆空ri十六翻旻示惊壽5彌捌画I

12、 |C, 'iMDWA =豪粒选捧货送丈闸I还投尙透聲文律1发送文件I严tTo其麻序需垃填II战锦熾JS 0卄班割盘毘手动樹送I n目戴議世竊H職玮ais) 自衲期：阿也 pT AIWS ：. C0R3 effmi IK, 0.1 I W点击这里可以下载并运行这个串口调试软件， 这是一个绿色的软件，无需安 装，可以直接在当前位置运行这个软件。 软件界面如上图，我们先要设置一下串 口通讯的参数，将波特率调整为 9600,勾选十六进制显示。串口选择为 COM,当然将网站提供的51单片机实验板的串口也要和电脑的 COM连接，将烧写有以下程序的单片机插入单片机实验板的万能插座中，并接通51单片

13、机实验板的电源。Keil的设置Options fot Taigfit " T-arget 1"Devie( Toreet |cKt;utMid ATS9CS1Li 戢 inf C51| A51BLl Lofat( I SLSl Hisf M卅 |uuiiti(.s)Oal OHi l- 24Redd.CoJIe Son Size：ME pto卩uOpiftlPS Nmpr g Orctjp MH ffiifl-fliFFFITsri ilIis in BAlAStvt' 3u4IprcihRuiSfi MlRuiEpYMiRuP ClJc flUlkiJLg

14、3;tuLir -亠II = 1 .1- b気1Bulk irZ|1'ir -'1 WflDdiulMllff-cK| I 血h nan cryStetfiff-ckij Colt n imcry5.3流程图设计1仔总旨 >3.虚拟串口调试：单片机和 Proteus虚拟串口调试，就是我们不需要实际的串口进行调试，只需要用Protues加串口，在加串口调试助手就行了。写好单 片机串口程序加载到Protuse仿真里，这边串口调试助手就有反应。比如我们的C。也程序是单片机通过串口发送数据 C到电脑，然后串口调试助手就回接收到可以有单片机接收数据串口调试助手发送数据。八.硬件部分

15、6.1硬件设计单片机与pc通信系统具体设计主要由单片机系统，译码电路，显示驱动电 路，以及通信数据线等部分组成6.2主控制单片机本次设计使用的是AT89S51的最小系统电路，包括：电源、时钟脉冲、复位 电路和程序存储器设定电路，只是接受少量的数字和字符，不用外接存储扩展。时钟脉冲：AT89S51单片机的最高时钟脉冲频率已经达到了 24MHz它内部已经具备了振荡电路，只要在 AT89S51的两个引脚（即19、18脚）连接到简单的石英振荡晶体的2个管脚即可，同时晶体的2个管脚也要用30pF的电容耦合 到地。复位电路：89S51的复位引脚（RESET是第9脚，当此引脚连接高电平超 过2个机器周期，即

16、可产生复位的动作。以12MHz的时钟脉冲为例，每个时钟脉 冲为0.5卩S,两个机器周期为1卩S,因此，在第9脚上连接一个2卩S的高电平 脉冲，即可产生复位动作。最简单的就是只有一个电阻跟一个电容就可可靠复位 的电路，电阻一般选择10K,电容一般选择10卩F。程序存储器设定电路：MCS-51具有64kB程序存储器寻址空间，它是用于存放用户程序、数据和表格等信息。对于内部无ROM勺8031单片机，它的程序存储器必须外接，空间地址为64kB,此时单片机的端必须接地。强制 CPI从外部程序存储器读取程序。对于内部有 ROM勺8051等单片机，正常运行时，则需接高电平，使CPU先从内部的程序存储中读取程

17、序，当 PC值超过内部ROM勺容量 时，才会转向外部的程序存储器读取程序。默认采用内部程序存储器。6.3 LED显示模块LED显示屏可以显示变化的数字、文字、图形图像；不仅可以用于室内环境还可以用于室外环境，具有投影仪、电视墙、液晶显示屏无法比拟的优点。LED点阵显示系统中各模块的显示方式有静态和动态显示两种。静态显示原 理简单、控制方便，但硬件接线复杂，在实际应用中一般采用动态显示方式，动 态显示采用扫描的方式工作，由峰值较大的窄脉冲驱动，从上到下逐次不断地对 显示屏的各行进行选通，同时又向各列送出表示图形或文字信息的脉冲信号， 反 复循环以上操作，就可显示各种图形或文字信息。LED显示原理

18、为：本设计采用了 AT89C5仲片机作控制器,12MHz晶振,8X 8点阵共需要64个发光二极管组成，二极管的阳极接的是三极管的发射极，阴极通过P1 口接的是+5V的高电平，三极管的集电极接的是单片机的P0-P7 口，其中P0-P2接74HC138的 A0-A2 口，P3-P5分别接始能端口 E1、E2和E3,始能端是低电平有效，对38译码器的A0 A1和A2赋值就可实现相应二极管的行发光,若要使哪个二极管熄灭，可以给相应的 P1 口高电平.应用的是定时器TO的工作模式1。定时器的控制寄存器 TCON( 88H：TCONTF1 1 TR1 1 TF0TR0IE1IT1 1 IE0IT0TFO/

19、TF1:定时器0、定时器1溢出中断申请标志位:=0:定时器未溢出;=1:定时器溢出中断申请，进中断后自动清零。TR0/TR1:定时器运行启停控制位:=1:定时器停止运行;=1:定时器启动运行。定时器控制寄存器TCON(88H)TF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0TCONIT0/IT1:外部中断请求的触发方式选择位:=0:在INT0/INT1端申请中断的信号低电平触发;=1:在INT0/INT1端申请中断的信号负跳变触发。IE0/IE1:外部中断申请标志位:=0:没有外部中断申请;=1:有外部中断申请。中断允许寄存器IE(0A8H)IEEA 1ET2ESET1 1 EX1ET0EX0

20、EX0/EX1/ET0/ET1/ES位：分别是INT0/1,Timer0/1,串行口的中断允许控制位:=0时禁止中断;=1时允许中断。ET2:T2终端允许控制位:=0时禁止中断;=1时允许中断。EA:总的中断允许控制位:=0时禁止全部中断;=1时允许中断。6.4总体设计电路图(1)单片机电路图如下:PLQ1Fl Il.l5?l 54hNLLD5ZXLCB6BUZZ7SB02SBXD10111 ivaie12KD13刃014SCK15SDA16SCL1745634561SPl ornPOfft AMPi idPd 1ATMPi.2_r 5 丄"juj JLPQ.yAD2pijM jMA

21、DI?14M取0Pl 5n.5"./KD5Pl.«珈AD6Fl.7驹 7AD7PER工DP2.7/A15PS.ITXD?2.e.''A14pi 'jTNTOpi Si'All,pjimrPl 川AJ?P3TQP 23/AllPSJfTlP'2.2/AJOP MlVR他酒P2 0.ASFSEKTARSTAIZVCCXIALLGNDXTAE!40J0SICS9C5229EST r捕齐DE ；36 DB 3£ dbpJ4 DE 53S DB 632 U3/23 Kf±i457 Kf曲a25 Kii：25 3±a

22、2'4 細OiHl23 KerOud22 KnKXiG21 KnOu(439 DB 卩口匕用(2) 3 8译码器电路原理图如下:IS二hk圧9加:34567S4567S芝GO-/156.5程序源ORG OOOOHLJMP MAINORG 0023HLJMP CKFSORG 0100HMAIN:MOV SCON,#50HMOV TMOD,#20HMOV TH1,#0FDHMOV TL1,#0FDHSETB TR1SETB EASETB ESSJMP $ORG 0200HCKFS:JB RI,JSQLJSQL:CLR RIMOV A,SBUFMOV R1,AMOV B,#10DIV ABM

23、OV R2,AMOV A,BMOV DP TR,#0500H MOVC A,A+D PTRMOV P 1,#08HMOV P 0,AMOV R5,#100DEL5:DJNZ R5,DEL5MOV A,R2MOV B,#10DIV ABMOV R3,AMOV A,BMOV DPTR,#0500H MOVC A,A+DPTR MOV P1,#09HMOV P0,AMOV R5,#100DEL4:DJNZ R5,DEL4MOV A,R3MOV DPTR,#0500H MOVC A,A+DPTR MOV P1,#0AHMOV P0,AMOV R5,#100DEL6:DJNZ R5,DEL6 SJMP

24、CKFSRETIDELAY:MOV R7,#0AHDEL3:MOV R6,#0FFHDEL2:MOV R5,#0FFHDEL1:DJNZ R5,DEL1DJNZ R6,DEL2DJNZ R7,DEL3RETORG 0500HDB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90HEND七结论首先通过此次课程设计 ,让我们对所学的计算机控制技术理论知识更加熟悉了解,对理论学习时没有掌握牢固的一些知识以及一些在学习中存在的漏洞进行学习并加以弥补,也让我们明白学习一门课程就要认真地对待 ,掌握牢固 ,并要在实践中加以运用。只有能运用自如的知识才是属于自己的东西。 比较熟练, 在学习此软件过程中其次