大连海事大学毕业设计（一）

1、大连海事大学毕业设计一1引言1.1设计的目及意义一般的p与单片机之间的串行通信，需要单片机采集数据，然后用异步串行通讯方式传给p机。相对而言比拟的烦琐，而本文着重用vb具有面向对象的设计方法，友好的用户来讨论在vb环境下来实现p机与51单片机之间串行通讯的方法。实现起来要简捷方便。随着计算机系统的应用和微机网络的开展，各种控制设备之间的通信功能越来越显得重要。尤其是伴随着单片微型机技术的开展，人们已越来越多地采用单片机来对一些工业控制系统中如温度、流量和压力等参数进展检测和控制。在本系统中，下位机采用一片at89s51单片机，用于对发送的数据施行控制，为了实现对输入数据的接收，上位机采用便携式

2、p机，上、下位机之间通过ax232芯片实现串行数据通信。p机具有强大的监控和管理功能，而单片机那么具有快速及灵敏的控制特点，通过p机的rs-232串行接口与外部设备进展通信，是许多测控系统中常用的一种通信解决方案。本文将阐述在vb环境下p机与单片机之间实现串行通讯的软硬件方案。实现单片机与p机的互相通信。单片机局部由汇编语言实现，p机的通讯程序使用visualbasi编写，vb是irsft公司推出的inds应用程序开发工具，因其具有界面友好，编程简便等优点而受到广泛的使用，而且visualbasi6.0版本带有专门实现串行通讯的s控件。因此如何实现p机与单片机之间的通讯具有非常重要的现实意义。

3、利用vb6.0的事件驱动方式可以很方便地开发数据采集与监控系统，用单台p机可以测量和监控多路控制信号，整控制系统设计方便，对小型测控系统的设计具有很大的实用性。1.2设计实现的功能实现单片机与p机的互相通信。详细要求有以下两点:单片机发固定编好的代码，在用vb编好的界面上接收；在vb编好的界面上发送数字，在单片机板上的数码管上显示出来。2硬件设计方案为了实现p机与单片机之间的串行通信，我们首先要清楚理解整个系统所采用的原理图。原理图就象一根红线贯穿于整个系统设计，通过此图我们就能很清楚的看到系统所涉及的内容，然后鉴于此，我们将在以后的章节中依次对所牵涉的内容作详细的阐述。下面对原理图作一点说明

4、：从ax232芯片中的两路发送接收中任选一路作为接口，要注意其发送与接收引脚对应，否那么可能对器件或计算机串口造成永久性损坏。如选他t1in接单片机的发送端txd，那么p机、的rs232的接收端rd一定要对应接t1ut引脚。同时，r1ut接单片机的承受端rxd引脚，那么p机的rs232的发送端td一定要对应接r1in引脚。上图为采用ax232芯片接口的p机与51单片机串行通信接口原理图2.1at89s51单片机2.1.1at89s51单片机简介at89s51为atel所消费的可电气烧录清洗的8051相容单芯片，是一个低功耗，高性能s8位单片机，片内含4kbytesisp(in-systeprg

5、raable)的可反复擦写1000次的flash只读程序存储器，器件采用atel公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准s-51指令系统及8051引脚构造，芯片内集成了通用8位中央处理器和ispflash存储单元，功能强大的微型计算机的at89s51可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。at89s51具有如下特点：40个引脚，4kbytesflash片内程序存储器，128bytes的随机存取数据存储器ra，32个外部双向输入/输出i/口，5个中断优先级2层中断嵌套中断，2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，看门狗dt电路，片内时钟振荡器。2.1.2at89s51单片

6、机的功能at89s51主要功能列举如下：1为一般控制应用的8位单芯片2晶片内部具有时钟振荡器3内部程式存储器r为4kb4内部数据存储器ra为128b5外部程序存储器可扩大至64kb6外部数据存储器可扩大至64kb732条双向输入输出线，且每条均可以单独做i/的控制85个中断向量源92组独立的16位定时器101个全多工串行通信端口118751及8752单芯片具有数据保密的功能12单芯片提供位逻辑运算指令2.1.3at89s51各引脚功能介绍：v：at89s51电源正端输入，接+5v。vss：电源地端。xtal1：单芯片系统时钟的反相放大器输入端。xtal2：系统时钟的反相放大器输出端。reset

7、：at89s51的重置引脚，高电平动作。ea/vpp：存取外部程序代码，低电平动作。ale/prg：地址锁存器启用信号。psen：程序储存启用，通常这支脚是接到epr的e脚。prt0p0.0p0.7：端口0是一个8位宽的开路汲极pendrain双向输出入端口，共有8个位，p0.0表示位0，p0.1表示位1，依此类推。其他三个i/端口p1、p2、p3那么不具有此电路组态，而是内部有一提升电路，p0在当作i/用时可以推动8个ls的ttl负载。假如当ea引脚为低电平时即取用外部程序代码或数据存储器，p0就以多工方式提供地址总线a0a7及数据总线d0d7。prt2p2.0p2.7：端口2是具有内部提升

8、电路的双向i/端口，每一个引脚可以推动4个ls的ttl负载，假设将端口2的输出设为高电平时，此端口便能当成输入端口来使用。p2除了当作一般i/端口使用外，假设是在at89s51扩大外接程序存储器或数据存储器时，也提供地址总线的高字节a8a15，这个时候p2便不能当作i/来使用了。prt1p1.0p1.7：端口1也是具有内部提升电路的双向i/端口，其输出缓冲器可以推动4个lsttl负载，同样地假设将端口1的输出设为高电平，便是由此端口来输入数据。prt3p3.0p3.7：端口3也具有内部提升电路的双向i/端口，其输出缓冲器可以推动4个ttl负载，同时还多工具有其他的额外特殊功能，包括串行通信、外

9、部中断控制、计时计数控制及外部数据存储器内容的读取或写入控制等功能。其引脚分配如下：p3.0：rxd，串行通信输入。p3.1：txd，串行通信输出。p3.2：int0，外部中断0输入。p3.3：int1，外部中断1输入。p3.4：t0，计时计数器0输入。p3.5：t1，计时计数器1输入。p3.6：r：外部数据存储器的写入信号。p3.7：rd，外部数据存储器的读取信号。本系统所采用的at89s51芯片如下列图所示：2.1.4at89s51ispisp为在线编程接口。isp在线编程接口为89s51单片机提供了方便的在线编程方法，使用时将isp下载线一端与p并口相连接，一端与isp接口相连，使用is

10、p下载软件即可实现u在线编程。下载线插接说明：两排十针下载口，板图上都有一个小方框，为1号引角；下载线的凸口为正方向，凸口的右侧边的第一个插孔为1号引角，这一点一定要切记，不然的话程序下载不进去。本系统中所用at89s51isp原理图如下示:at89s51isp2.2串行通讯2.2.1串行通讯的概念串行通讯：一条信息的各位数据被逐位按顺序传送的通讯方式称为串行通讯。串行通讯的特点是：数据位传送，传送按位顺序进展，最少只需一根传输线即可完成，本钱低但传送速度慢。串行通讯的间隔 可以从几米到几千米。分类：根据信息的传送方向，串行通讯可以进一步分为单工、半双工和全双工三种。2.2.2rs-232串口

11、通讯原理rs-232是目前最常用的串行接口标准，用来实现计算机与计算机之间，计算机与外设之间的数据通信。rs-232串行接口总线适用于设备之间的通信间隔 不大于15米，传输速率最高为19.2kb/s的场合。rs-232标准规定的数据传输速率为50、75、100、150、300、600、1200、2400、4800、9600、和19200b/s。rs-232属单端信号传送，存在共地噪声和不能抑制的共模干扰等问题，因此一般用于短间隔 通信。1)rs-232接口信号一个完好的rs-232接口有22根线，采用标准的25芯连接器。2)rs-232典型应用用rs-232总线连接系统时，有近程通信方式和远程

12、通信方式之分。近程通信是指传输间隔 小于15米的通信，这时可以用rs-232电缆直接连接。15米以上的长间隔 通信，需要采用调制解调器。下列图a)是计算机与终端之间利用rs-232直接通信的最常用的穿插连线图。图中“发送数据与“接收数据是穿插相连的，使得两台设备都能正确地发送和接收。“数据终端变绪与“数据装置就绪两根线也是穿插相连的，使得两设备都能检测出对方是否已经准备好。在最简单的全双工系统中，公用发送数据、接收数据和信号地三根即可。对s-51单片机来说，利用rxd(串行数据接收端)线、txd(串行数据发送端)线以及一根地线，就可以构成符合rs-232接口标准的全双工串行通信口。(见图b)a

13、直接连接b最简单的rs-232数据通信连接3)rs-232接口电平转换rs-232是早期为促进公用 网络进展数据通信而制定的标准，其逻辑电平对地是对称的，完全与ttl、s逻辑电平不同。rs-232采用负逻辑，即：逻辑：-5v-15v。逻辑：+5v+15v。由于s-51采用ttl电平，假设用rs-232标准接口通信必须进展电平转换。目前rs-232与ttl电平转换最常用的集成电路芯片是传输线驱动器1488传输线接收器1489。其内部构造和引脚如下列图所示。1488可完成ttl电平到rs-232的电平转换，输入为ttl电平，输出为rs-232电平。其内部有个与非门和个反相器。采用12v或15v电源

14、供电。1489可完成由rs-232到ttl电平转换，输入为rs-232电平，输出为ttl电平。其内部有4个反相器，采用+5v电源供电。1489中每个反相器都有一个控制端，高电平有效，可作为rs-232操作的控制端。图d给出了rs-232接口电路原理图。rs-232电平转换芯片1488和1489(d)rs-232接口电路ax232芯片ax232芯片是美信公司专门为电脑的rs-232标准串口设计的接口电路,使用+5v单电源供电。它的内部构造根本可分三个局部；第一局部是电荷泵电路。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，提供应rs-232串口电平的需要。第二局

15、部是数据转换通道。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r1ut、11脚t1in、14脚t1ut为第一数据通道。8脚r2in、9脚r2ut、10脚t2in、7脚t2ut为第二数据通道。ttl/s数据从t1in、t2in输入转换成rs-232数据从t1ut、t2ut送到电脑dp9插头；dp9插头的rs-232数据从r1in、r2in输入转换成ttl/s数据后从r1ut、r2ut输出。第三局部就是供电。15脚dng、16脚v+5v。2.2.3串行接口控制串行接口的存放器有两个，即特殊功能存放器pn和sn。1pn中的波特率选择位pn是一个特殊功能存放

16、器如下列图所示，没有位寻址功能，字节地址为87h。其中d7位sd为波特率选择位。其他位均无意义。复位时的sd值为0。可用vpn。#80h或v87h，#80h指令使该位置1。当sd=1时，在串行接口方式1、2或3情况下，波特率进步一倍。d7d0pnsd波特率选择位|无定义位|2串行接口控制存放器sn特殊功能存放器sn用于定义串行接口的操作方式和控制它的某些功能。其字节地址为98h。存放器中各位内容如下：sn位d7d6d5d4d3d2d1d0位地址9f9e9d99b9a9998s0s1s2rentb8rb8tiris0，s1串行接口操作方式选择位。两个选择位对应于四种状态，所以串行接口能以四种方式工作。s2允许方式2和3的多机通信使能位。ren允许串行接收位。由软件置位或清0，使允许接收或制止接收。tb8是在方式2和3中要发送的第9位数据可按需要由软件置位或复位rb8是方式2和3中已接收到的第9位数据。ti发送中断标志。ri接收中断标志。串行接口工作方式串行接口的操作方式由s0、s1定义，编码和功能如下表所示串行接口方式选择s0s0方式功能说明波特率00移位存放器方式fs/120118位u