单片机与PC机串口通信实现正文[优选材料]

1、二类优质# 毕业设计（论文）毕业设计（论文） 课题: 单片机与单片机与 PC 机串口通信实现机串口通信实现 学生: 孙波 系部: 通信工程 班级: 通信 1301 学号: 2013120325 指导教师: 童华 装订交卷日期: 2016 年 x 月 x 日 装订顺序: （1）封面（2）毕业设计（论文）成绩评定记录（3）标题、中文摘要及 关键词（4）正文（5）附录（6）参考文献 二类优质# 毕业设计（论文）成绩评定记录表 注：1.此表适用于不参加毕业答辩学生的毕业设计（论文）成绩评定； 2.平时成绩占 40%、卷面评阅成绩占 60%，在上面的评分表中，可分别按 40 分、60 分来量化评分，二项

2、相加所得总分即为总评成绩，总评成绩请转换为优秀、良好、中等、 及格、不及格五等级计分。 教务处制 指导教师评语（包含学生在毕业实习期间的表现）: 成绩（平时成绩）: 指导教师签名： 年 月 日 评阅教师评语： 成绩（评阅成绩）: 指导教师签名： 年 月 日 总评成绩: 二类优质# 重重 庆庆 电电 子子 工工 程程 职职 业业 学学 院院 毕业设计（论文）开题报告毕业设计（论文）开题报告 系系 别别 通信工程通信工程 专专 业业 通信技术通信技术 班班 级级 通信通信 1301 学生姓名学生姓名 孙波孙波 学学 号号 2013120325 指导教师指导教师 童华童华 一、一、毕业设计的内容和意

3、义：毕业设计的内容和意义： 目前，随着计算机和微电子技术的高速发展，单片机在国民经 济的各个领域的智能化控制中得到了非常广泛的应用。单片机已成 为信息处理、物联网络、通信设备、工业控制、家用电器等各个领 域不可缺少的智能部件。在一些工业控制中，经常需要以单片机作 为下位机执行对被控对象的直接控制，以 PC 机为上位机完成复杂 的数据处理，组成主从式控制系统。 为了提高系统管理的先进性，计算机工业自动控制和监测系统 越来越多的采用主从式系统。较为常见的形式是由一台做管理用的 上位机计算机（主机）和一台直接参与控制检测的下位机单片机(从 机)构成的主从式系统，主机和从机之间以通讯的方式来协调工作。

4、 二类优质# 主机的作用一是向从机发送各种命令及参数；二是要及时收集、整 理和分析从机发回的数据，供进一步的决策。从机被动的接收、执 行主机发 来的命令，并且根据主机的要求回传相应的实时数据，报告其运行 状态。 主机和从机之间的通信大多采用串行总线通信。用串行总线技 术可以使系统的硬件设计大大简化、系统的体积减少、可靠性提高。 同时系统的更改和扩充极为容易。而 MCS-51 系列单片机由于内部 带有一个可用于异步通讯的全双工串行通讯接口，因此可以很方便 地构成一个主从式系统。 串行通讯接口是计算机上一种非常通用的设备通信协议。大多 数的计算机包含多个 USB 转 RS-232 的串行通讯接口。

5、RS-232 接口 在监视和控制系统中被普遍的应用，同时也是仪器仪表设备通用的 通信协议，很多的 GPIB 兼容的设备也带有 RS-232 接口。同时，串 口通信协议也可以用于获取远程采集设备的数据。所以深入的理解 和研究串口通信的相关知识是非常必要的。此次毕业设计的选题为 “单片机与 PC 机串口通信实现”，使用 51 系列的单片机来实现一个 主从式的串行通信系统。通过此次设计，可以对串口通信的原理和 应用融会贯通，为以后的实践工作储备知识和研究方法。 二、二、文献综述：文献综述： 随着计算机系统的应用和微型计算机的高速发展，通信功能显 二类优质# 得极为的重要。需采用一种低成本、可靠性高的

6、通信方式。由于串 行通信是在一根传输线上一位一位的传送信息，所用传输线少，并 且可以借助现成的通信网络进行信息传送，因此，特别适合于远距 离传输。对于那些与计算机相距不远的人-机交换设备和串行存储的 外部设备，如终端、串行打印机、外置调制解调器，绘图仪等，采 用串行交换数据也很普遍。在工业控制和管理方面，采用多台微型 计算机组成的控制系统中，各台微型计算机之间的通信一般都是采 用的串行方式。所以串行接口是微型计算机应用系统常用的接口。 而主从式串口总线通信则是串口通信的一种情况，在工业控制应用 领域非常的广泛。在此背景下，对串口通信原理和应用的研究是非 常必要的。 三、三、工作计划及方案论证：

7、工作计划及方案论证： 工作计划安排工作计划安排 2015.3.2-2015.3.9查阅文献、资料、期刊，确定论文题目。 2015.3.12-2015.3.15收集论文材料，总结报告。 2015.3.15-2015.3.23制定目录,并递交老师审核。 2015.3.23-2015.3.29写开题报告并递交老师审核。 2015.3.30-2015.4.5开始写论文正文，形成论文初稿。 2015.4.5-2015.4.10修改论文直到完成论文。 1.1.通过查阅文献，对收集资料的了解。 二类优质# 2.2.了解单片机历史及发展。 3.3.掌握单片机串口通信技术的理论知识和现今的应用。 4.4.搭建单

8、片机与 PC 机串口通信系统平台。 5.5.系统测试及结果。 6.6.完成毕业论文。 四、四、参考文献：参考文献： 1.童华、刘鹏、童建中.单片机应用技术基础项目式教程;北 京：电子工业出版社，2014.3. 2.谭浩强.C 程序设计;北京：清华大学出版社，2010.6. 3.孔维功.C51 单片机编程与应用M.北京：电子工业出版社， 2011. 4.王静霞.单片机应用技术（C 语言版）M.电子工业出版社， 2009. 5.侯正鹏.嵌入式 C 语言程序设计使用 MCS-51M.北京：人 民邮电出版社，2006：119，119. 五、五、指导教师意见：指导教师意见： 指导教师（签字） 日期： 六

9、、审查意见：六、审查意见： 二类优质# 教研室负责人（签字） 日期： 系部负责人：（签字） 日期： 二类优质# 目目 录录 【摘要摘要】.1 1 绪论绪论.1 1.1 系统开发背景系统开发背景.1 1.2 串行通信的意义串行通信的意义.2 2 系统设计系统设计.2 2.1 设计思路设计思路.2 2.2 系统组成及通信原理系统组成及通信原理.2 2.2.1 系统构成.2 2.2.2 通信原理及协议.2 3 硬件电路硬件电路.4 3.1 硬件设计思路硬件设计思路.4 3.2 STC89C52RC 单片机简介单片机简介.5 3.2.1 引脚及其功能.5 3.2.2 单片机外围电路.6 3.3 RS-

10、232C 接口电路接口电路.7 3.3.1 RS-232C 总线标准及其接口.7 3.3.2 MAX-232 接口电路.8 3.4 51 单片机与单片机与 PC 机串行通信电路机串行通信电路.8 3.5 LED 数字显示数字显示.9 4 软件设计软件设计.9 4.1 软件设计思路软件设计思路.9 4.2 程序设计程序设计.9 4.2.1 单片机通信程序流程图.9 5 proteus 仿真及结果仿真及结果.10 5.1 proteus 仿真仿真.10 5.2 运行结果运行结果.10 6 结论与展望结论与展望.11 6.1 结论结论.11 6.2 展望展望.11 致谢致谢.12 【参考文献参考文献

11、】.12 附录附录 1 实物图实物图.12 二类优质# 附录附录 2 程序程序.13 单片机与单片机与 PCPC 机串口通信实现机串口通信实现 【摘要摘要】 微机与单片机串行通信端口在系统控制的范畴中一直占据着及其重要的地 位，它不仅没有因为时代的进步而遭淘汰，反而在规格上越来越完善，应用也 越来越广泛。作为一种基本而又灵活方便的通信方式，串口通信被广泛应用于 PC 与 PC 或者 PC 与单片机之间的数据交换以及其他工业控制与自动控制中。本 次设计主要解决上位机与下位机之间的串行通信问题。 【关键词关键词】 单片机 PC 机发送数据 接收数据 串行通信 一、一、 绪论绪论 (一)、 系统开发

12、背景 自单片机出现至今，单片机技术已走过了 40 多年的发展路程。纵观 40 多 年来单片机发展历程可以看出，单片机技术的发展以微处理器(MPU)技术及超 大规模集成电路技术的发展为先导，以广泛的应用领域为拉动，表现出较微处 理器更具个性的发展趋势。与此同时在市场上以单片机为核心控制器的产品更 是层出不穷，各种家用电器、智能仪器仪表、医疗器械、机电一体化、实时工 业控制、交通领域无不用到单片机。从单片机的发展趋势来看，单片机控制技 术已成为电子设计技术及计算机技术不可缺少的一个重要部分。 在国内外，以 PC 机作为上位机，单片机作为下位机的控制系统，PC 机通 常以软件界面进行人机交互，以串口

13、通信方式与单片机进行积极交互，而单片 机作为被控机接受 PC 机监督，指挥，定期或受命向上位机提供对象及本身的 工作信息状态。 目前，随着集成电路集成度的增加，电子计算机向微型化和超微型化方向 发展，微型计算机已成为导弹，智能机器人，人类宇宙和太空和太空奥妙复杂 系统不可缺少的智能部件。在一些工业控制中，经常需要以多台单片机作为下 位机执行对被控对象的直接控制，以一台 PC 机为上位机完成复杂的数据处理， 组成主从式控制系统。 为了提高系统管理的先进性，计算机工业自动控制和监测系统越来越多的 采用主从式系统。较为常见的形式是由一台做管理用的上位机计算机（主机） 和一台直接参与控制检测的下位机单

14、片机(从机)构成的主从式系统，主机和从 机之间以通讯的方式来协调工作。主机的作用一是向从机发送各种命令及参数； 二是要及时收集、整理和分析从机发回的数据，供进一步的决策。从机被动的 接收、执行主机发来的命令，并且根据主机的要求回传相应的实时数据，报告 其运行状态。 主机和从机之间的通信大多采用串行总线通信。用串行总线技术可以使系 统的硬件设计大大简化、系统的体积减少、可靠性提高。同时系统的更改和扩 二类优质# 充极为容易。而 MCS-51 系列单片机由于内部带有一个可用于异步通讯的全双 工串行通讯接口，因此可以很方便地构成一个主从式系统。 串行通讯接口是计算机上一种非常通用的设备通信协议。大多

15、数的计算机 包含多个 USB 转 RS-232 的串行通讯接口。RS-232 接口在监视和控制系统中被 普遍的应用，同时也是仪器仪表设备通用的通信协议，很多的 GPIB 兼容的设 备也带有 RS-232 接口。同时，串口通信协议也可以用于获取远程采集设备的数 据。所以深入的理解和研究串口通信的相关知识是非常必要的。此次毕业设计 的选题为“单片机与 PC 机串口通信实现”，使用 51 系列的单片机来实现一个主 从式的串行通信系统。通过此次设计，可以对串口通信的原理和应用融会贯通， 为以后的实践工作储备知识和研究方法。 (二)、 串行通信的意义 串行通信对单片机应用系统中的相互通道而言意义重大，不

16、但可以实现将 单片机的数据传输到计算机端，而且也能实现计算机对单片机的控制。由于串 行通信是一种能把二进制数据按位传送的数据通信方式，它所需要的传输线条 数极少，接线简单，传输成本低，所以在较远距离的数据传输中，可以得到广 泛的应用。 二、二、 系统设计系统设计 (一)、 设计思路 本文设计一个 51 单片机与 PC 机串口通讯系统，实现单片机与 PC 机之间 的远程通信。设计分发送和接收两大模块，发送部分通过硬件电路的引用。其 中包括 MAX232 接口电路，RS-232 接口电路，引用相应的管脚相连，并将相 应的软件程序写入到硬件电路中，即可运行。在满足发射和接收模块的要求后 可单独对控制

17、进行调整。程序的编入，接收部分相应的结果即以实现，因此实 现了 PC 机对远端单片机的控制。 (二)、 系统组成及通信原理 1、 系统构成 为实现该系统的生成，主要包含两大模块，即单片机模块和通信模块。 1) 单片机模块 单片机模块中主要包括单片机、复位电路、晶振电路、电源电路。 2) 通信模块 通信模块中采用 MAX232 作为通信电平转换电路、实现 RS-232 的数据传 输，可以直接与 PC 进行通信。 2、 通信原理及协议 由于本设计解决的是串口的通讯问题，所以通信的基本原理是利用 MCS- 51 系列单片机内部的一个可编程全双工串行通信接口来实现单片机和 PC 机之 间的串口通信。该

18、串口如图 2.1 所示。它具有 UART（Universal Asynchronous Receiver Transmitter）的全部功能。该接口不仅可以同时进行数据的接收和发送 控制，采用全双工制式，也可作为一个同步移位寄存器使用。该串口有四种工 作方式，帧格式有 8 位、10 位、和 11 位，并能设置各种波特率及工作方式。 二类优质# 下面将对 MCS-51 单片机内部串行口的原理、组成结构、功能特点等进行介绍。 图 2.1 MCS-51 单片机串行口结构 1) 串行口数据缓冲器 SUBF 发送和接收电路主要由 SBUF 和一个移位寄存器构成。SBUF 是串行口缓 冲寄存器，包括发送寄

19、存器和接收寄存器。它们有相同名字和地址空间，但不 会出现冲突，因为它们两个一个只能被 CPU 读出数据，一个只能被 CPU 写入 数据。 2) 串行口控制寄存器 SCON 串行口控制寄存器 SCON 用于设置串行口的工作方式，监视串行口的工作 状态，控制发送和接收的状态。它是一个既可以字节寻址又可以寻址的 8 位特 殊功能寄存器。单元地址为 98H。SCON 的各位格式定义如表 2.2 所示，对各 位的含义说明如表 2.3 所示。 表 2.1 串行口控制寄存器 SCON 位序D7D6D5D4D3D2D1D1 位地址9FH9EH9DH9CH9BH9AH99H98H 位名SM0SM1SM2RENT

20、B8RB8TIRI 表 2.2 串行口的工作方式 SMO SM1 工作方式功能说明 0 00方式 0，8 位同步移位寄存器，其波特率为 fosc/12； 0 11方式 1，10 位 UART，其波特率为可变，由定时器控制； 1 02方式 2，11 位 UART，其波特率为 fosc/64 或 fosc/32； 二类优质# 1 13方式 3，11 位 UART，其波特率为可变，由定时器 控制。 3) 电源控制寄存器 PCON 主要是为 CHMOS 型单片机的电源控制而设置的专用寄存器，字节 地址为 87H，不可位寻址。 PCON 主要用于实现电源控制而设置的专用寄存器。 其格式如表 2.4 所示

21、。 表 2.3 电源控制寄存器 PCON 位序D7D6D5D4D3D2D1D0 位名SMOD-GF1GF0PDIDL 与串行口通信有关的只有 SMOD 位。即当 SMOD=1 时，则串行口的波特 率增加一倍。若 SMOD=0 时，波特率不加倍。系统复位时，SMOD=0。 4) 串行口的工作方式 工作方式 0（ 8 位移位寄存器 I/O 方式） 发送/接收过程：SBUF 中的串行数据由 RxD 逐位移出/移入（低位在先， 高位在后）；TxD 输出移位时钟，频率=fosc1/12；每送出/接收 8 位数据 TI/ RI 自动置 1；需要用软件清零 TI/ RI 。 注意：串行口在方式 0 下的工作

22、并非是一种同步通信方式，经常配合“串入 并出”“并入串出”移位寄存器一起使用，以达到扩展一个并行口的目的。 扩展 电路如下图 2.2 所示。 图 2.2 扩展电路 方式 1 （波特率可变的 10 位异步通信方式 ） 发送/接收数据的格式：一帧信息包括 1 个起始位 0，8 个数据位和 1 个停 止位 1。 方式 2（固定波特率的 11 位异步接收/发送方式） 发送/接收过程：方式 2 的接收/发送过程类似于方式 1，所不同的是它比方 式 1 增加了一位“第 9 位”数据(TB8/RB8)，用于“奇偶校验”。方式 2 常用于单片 机间通信。 方式 3（可变波特率的 11 位异步接收/发送方式）

23、二类优质# 方式 3 和方式 2 唯一的区别是波特率机制不同。 三、三、 硬件电路硬件电路 (一)、 硬件设计思路 根据设计要求，实现单片机与 PC 机通信。PC 机通过串口由串口调试助手 软件给单片机发送单个数据，单片机将接收到的数据通过数码管显示。 硬件设计由单片机最小系统，MAX232 电平转换电路，PC 机组成。单片机 采用 STC89C52RC，是整个的核心，它每秒向 PC 机发送单个数据；LED 显示 电路采用了 4 个八段 LED 数码管，PC 机通过串口由串口调试助手软件给单片 机发送单个数据，单片机将接收到的数据通过数码管显示。 硬件电路的设计框图，如图 3.1 所示。 图

24、3.1 硬件电路设计框图 本设计的主要硬件电路包括：单片机与 PC 机串行通信接口和 ISP 编程下 载电路，单片机外围电路，MAX232 电平转换等部分。 (二)、 STC89C52RC 单片机简介 STC89C52RC 单片机是宏晶科技推出的新一代高速、低功耗、超强抗干扰 的 CMOS 八位单片机。芯片使用经典的 MCS-51 内核，但做了很多的改进，内 部拥有灵巧的 8 位 CPU 和在系统可编程 Flash 存储器，使得芯片具有传统 51 单片机不具有的功能。 1、 引脚及其功能 1) 电源引脚 VCC：芯片电源，接+5V。 VSS：电源接地端。 2) 时钟引脚 XTAL1：片内放大器

25、输入端。 XTAL2：片内放大器输出端。 3) 专用控制端口 ALE/：地址锁存允许/片内 EPROM 编程脉冲 。PROG ALE 功能：用来锁存 P0 口送出的低 8 位地址。 功能：片内有 EPROM 的芯片，在 EPROM 编程期间，此引脚输入编PSEN 程脉冲。 ：外 ROM 读选通信号。 PSEN 主机（PC）串口从机（单片机）串口 口 数码管显示 电平转换电路 二类优质# RST/VPD：复位/备用电源。 RST（RESET）功能：复位信号输入端。 VPD 功能：在 VCC 掉电情况下，接备用电源。 /VDD:内外 ROM 选择/片内 EPROM 编程电源。 EA 功能：内外 R

26、OM 选择端。 EA VDD 功能：片内有 EPROM 的芯片，在 EPROM 编程期间，施加编程电源 VPP。 4) 输入/输出端口 STC80C52RC 共有 4 个 8 位并行 I/O 端口：P0、P1、P2、P3 口，共 32 个 引脚。 P0 口：P0 口为一个 8 位漏级开路双向 I/O 口，每脚可吸收 8TTL 门电流。 当 P1 口的管脚第一次写 1 时，被定义为高阻输入。P0 能够用于外部程序数据 存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在 FIASH 编程时，P0 口作为原 码输入口，当 FIASH 进行校验时，P0 输出原码，此时 P0 外部必须被拉高。 P1 口：P1

27、 口是一个内部提供上拉电阻的 8 位双向 I/O 口，P1 口缓冲器能 接收输出 4TTL 门电流。P1 口管脚写入 1 后，被内部上拉为高，可用作输入， P1 口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在 FLASH 编程和校验时，P1 口作为第八位地址接收。 P2 口：P2 口为一个内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口，P2 口缓冲器可接收， 输出 4 个 TTL 门电流，当 P2 口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作 为输入。并因此作为输入时，P2 口的管脚被外部拉低，将输出电流。P2 口当 用于外部程序存储器或 16 位地址外部数据存储器进行存取时，P2

28、口输出地址 的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存 储器进行读写时，P2 口输出其特殊功能寄存器的内容。P2 口在 FLASH 编程和 校验时接收高八位地址信号和控制信号。 P3 口：P3 口管脚是 8 个带内部上拉电阻的双向 I/O 口，可接收输出 4 个 TTL 门电流。当 P3 口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作 为输入，由于外部下拉为低电平，P3 口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘 故。P3 口还具有第二功能，用于特殊信号输入输出和控制信号（属控制总线）。 5) P3 口第二功能 P3.0 RXD：串行输入口。 P3.1 TXD

29、：串行输出口 。 P3.2 ：外部中断 0。 0INT P3.3 ：外部中断 1。 1INT P3.4 T0：定时计数器 0。 P3.5 T1：定时计数器 1。 P3.6 ：外部数据存储器写选通。 WR P3.7 : 外部数据存储器读选通。 RD 二类优质# 单片机是由 CPU、并行口、ROM、RAM、定时/计数器、串行口和中断系 统等组成部分，通过内部总线把各主要部件接为一体，其内部总线包括地址总 线、数据总线和控制总线。其中，地址总线的作用是在进行数据交换时提供地 址，CPU 通过它们将地址输出到存储器或 I/O 接口；数据总线的作用是在 CPU 与存储器或 I/O 接口之间，或存储器与外

30、设之间交换数据；控制总线包括 CPU 发出的控制信号线和外部送入 CPU 的应答信号线等。 2、 单片机外围电路 单片机外围电路包括晶振电路和复位电路，如图 3.1 所示。 晶振电路为单片机工作提供基本时钟，复位电路用于将单片机内部各电路 的状态恢复到初始值。 XTAL2 18 XTAL1 19 ALE 30 EA 31 PSEN 29 RST 9 P0.0/AD0 39 P0.1/AD1 38 P0.2/AD2 37 P0.3/AD3 36 P0.4/AD4 35 P0.5/AD5 34 P0.6/AD6 33 P0.7/AD7 32 P1.0 1 P1.1 2 P1.2 3 P1.3 4

31、P1.4 5 P1.5 6 P1.6 7 P1.7 8 P3.0/RXD 10 P3.1/TXD 11 P3.2/INT0 12 P3.3/INT1 13 P3.4/T0 14 P3.7/RD 17 P3.6/WR 16 P3.5/T1 15 P2.7/A15 28 P2.0/A8 21 P2.1/A9 22 P2.2/A10 23 P2.3/A11 24 P2.4/A12 25 P2.5/A13 26 P2.6/A14 27 U1 STC89C52RC R2 4.7k X1 CRYSTAL C1 10uF C2 30pF C3 30pF 图 3.1 STC89C52RC 最小系统电路 单片机

32、外围电路由复位电路、晶振电路组成。复位电路采用上电复位电路。 此电路能实现开机和单片机在运行时的复位，开机复位要求接通电源后，单片 机自动实现复位操作，开机瞬间单片机的 RST 引脚获得高电平，随着电容 C1 的充电 RST 的高电平将逐渐下降。RST 引脚的高电平只要能保持足够的时间， 单片机就可以进行复位操作。单片机内部有一振荡电路，只要在单片机的 XTAL1 和 XTAL2 引脚外接一石英晶体振荡器，就构成了自激振荡器并在单片 机内部产生了时钟脉冲信号，图中 C2 和 C3 的作用是稳定频率和快速起振，电 容值选为 30pF。 二类优质# (三)、 RS-232C 接口电路 在串行通讯时

33、，要求通讯双方都采用一个标准接口，使不同的设备可以方 便地连接起来进行通讯。RS-232C 是目前最常用的一种串行通讯接口。 1、 RS-232C 总线标准及其接口 在通信系统中，数据通信、计算机网络以及过程控制系统经常通过各自配 备的标准串行通信接口，再加上合适的通信电缆实现相互通信。在设计通信接 口时，必须遵循一定的标准，使各设备方便地进行串行通信。RS-232C 由美国 电子工艺协会(EIA)正式公布，是在异步串行通信中应用最广的总线标准接口。 RS-232C 现普遍用于计算机之间和计算机与外设之间的近端连接标准，其特点 是信号少，有多种数据传输可以选择，使用简单、方便。 RS-232C

34、 规定了自己的电器标准，由于它是在 TTL 电路之前研制的，因此 它的电平不是+5V 和地。而计算机接口或终端的电气标准是 TTL/CMOS 电平， 使得计算机或终端与 RS-232 通信接口的逻辑电平不兼容，需要实现电平转换。 MAX-232 芯片能够实现 RS-232C 电平的转换。 2、 MAX-232 接口电路 MAX-232 芯片是 MAXIM 公司生产的、包含两路接收器和驱动器的 IC 芯 片，适用于各种 EIA-232C 和 V.28/V.24 的通信接口。 MAX232 芯片的功能： MAX232 内部有一个电源电压变换器，可以把输入的+5V 电源电压变换成为 RS-232C

35、输出电平所需的10V 电压。所以，采用此芯片接口的串行通信系统只 需单一的+5V 电源就可以了。对于没有12V 电源的场合，其适应性更强。 Max232 是 TTL 电平与 RS232 电平相互转换的模块，其引脚封装图如图 3.2 所示。 T1IN 11 R1OUT 12 T2IN 10 R2OUT 9 T1OUT 14 R1IN 13 T2OUT 7 R2IN 8 C2+ 4 C2- 5 C1+ 1 C1- 3 VS+ 2 VS- 6 U3 MAX232 图 3.2 MAX-232 引脚功能 (四)、 51 单片机与 PC 机串行通信电路 单片机与 PC 机串行通信接口电路及编程下载电路如图

36、 3.3 所示。 二类优质# 图 3.3 串行通信电路 串行通信部分主要是由 MAX232 电平转换电路和 ISP 编程下载电路组成， 其原理是：MAX232 芯片把单片机引脚的 COMS 电平（05V）转换为 RS- 232C 电平（-12V+12V），AT89S52 单片机有一个全双工的串行通信口，而 PC 机有一个 RS232 的通信接口。只要用 RS232 D 型 9 针的引脚的双边母头接 到 PC 机上，而另一头和 MAX232 相连接，MAX232 的输出再和 STC89C52RC 相连就可以实现单片机和 PC 机的串行通信。 (五)、 LED 数字显示 根据设计要求可知，系统需要

37、显示数字，因此需用到 LED 数码管显示。硬 件电路图如图 3.4 所示，显示部分采用扫描显示模块，其中 P0 口控制段选，P1 口控制位选，利用 P2 口中的 4 个端口（即 P1.0、 P1.1 、P1.3 、P1.4）来控制 4 个 LED 数码管。 P00 P01 P02 P03 P04 P05 P06 P07 P10 P11 P12 P13 图 3.4 显示电路 二类优质# 四、四、 软件设计软件设计 (一)、 软件设计思路 软件需要解决的是 PC 机与单片机串行口通信，并把数据在 LED 上进行结 果的显示。软件程序功能模块由单片机的通信程序和 PC 的通信程序组成。 1、 单片机

38、部分软件设计思路： STC89C52RC 单片机的 P3.0 和 P3.1 口分别串行通信的接收和发送端，其 接口程序主要由发送子程序和接收子程序组成。通信速率 9600 bit /s，使用查询 方式。 2、 PC 机部分软件设计思路： PC 机有多种支持串行通信的软件，本次采用的通信程序是 “串口调试助手” 应用软件。 单片机的通信程序采用 Keil C51 集成开发环境编写，程序由主函数和串行 口终端函数组成，主函数主要完串行口的初始化、LED 的显示；串行口中断函 数主要完成进入串行口的中断服务程序、接收主机命令、控制 LED 显示状态等 任务。 (二)、 程序设计 1、 单片机通信程序

39、流程图 系统由 STC89C52RC 单片机作为中央控制器,控制各功能模块的正常工作及 数据的接收和处理。整个软件系统是这样来设计的：首先上位机编辑好源程序 再转换为相应的可执行的二进制代码文件由编程下载电路传送到单片机中存储。 主程序的流程图如图 4.1 所示。 二类优质# 图 4.1 主程序的流程图 五、五、 proteus 仿真及结果仿真及结果 (一)、 proteus 仿真 软件调试是利用仿真工具进行在线仿真测试，除发现和解决程序错误外， 也可以发现硬件故障。首先在 proteus 画出电路图，检查电路连通情况，无误 后单击芯片添加源程序的 HEX 文件。打开虚拟串口软件，建立 COM

40、1 和 COM2 为相互连接的一对端口，单击添加端口，完成端口添加。启动上位机软 件，端口选择 COM2，在发送数据的区域输入发送的字节，观察 proteus 数码管 的显示，并记录结果。 (二)、 运行结果 数据发送前 proteus 中 LED 数码管显示的数字全为 0，在发送数据区域输 入两个十六进制 0F0F 后发送， LED 数码管的显示为 0F0F，发送其它十六进 制数，LED 数码管能够正确显示。 接收 PC 发送的数据？ 初始化串口和波特率 初始化定时器 读 SUBF，RI 清零 数码管显示 结束 开始 二类优质# 六、六、 结论与展望结论与展望 (一)、 结论 本文介绍的应用

41、于单片机系统实现与 PC 机之间的串行通信接口，具有硬 件电路简单、成本低廉、编程方便、通信可靠性高的特点，实现了通信双方的 数据传送。 为期三个月的毕业设计结束了，关于本次毕业设计，感受颇多。总的来说 是可以的，富有成效的，尽管其中充满了艰辛与困难。但看到自己的成果时， 所有的艰辛与疲倦都抛到了九霄云外。另外一方面，在自己的亲身实践中，也 发现了自己的一些不足的地方，有待进一步提高与改善。此次毕业设计任务是 实现 PC 机与单片机之间的串口通信实现，在实际调试中遇到的种种问题使我 在设计与调试中学习到了许多知识。 在整个设计过程中，使用了多种硬件设备和软件工具，对它们的性能和特 点有了一定的

42、了解和认识。硬件如 STC89C52RC 单片机系统，电平转换器，数 码管等等；软件方面有 C 语言、Proteus 以及 Word 软件等等。 整个毕业设计过程是对自己大学三年所学知识归纳总结和应用，也就是把 理论知识用到实践之中去。让理论和实践相结合，以此产生实际的成果。而这 正是我们学习理论知识的目的之所在。理论和实践相结合的过程中，使我发现 了自身一些方面的不足，比如理论知识掌握得不够扎实。更为重要的一点是理 论和实践之间的差距很大。光有理论知识是不够的，还要有把理论知识灵活应 用到实践中去的能力，这一点有待进一步提高。这也是以后工作所必须的能力。 这一能力要在实践中逐渐培养，逐步积累

43、经验和深化，边工作边学习，做到活 到老学到老。这也是现代人所必须的一种工作和学习精神，同时这也是现代高 科技和信息社会的独有的特征，每个现代人都必须接受它。 设计过程是完善和自我总结的过程，发现问题，解决问题，进而完善整个 系统。对系统总体而言，必须考虑硬件系统与软件系统相协同的问题，还有它 们之间的接口问题，因为任何一个环节出了问题，整个系统将无法工作,这就要 求设计时考虑互相协同。考虑整体的协调性是否良好。这就要求设计工作时有 全局思想。除此之外，在整个设计与调试过程中要有信心和耐心，要持之以恒， 坚持不懈。要知道设计工作不是一天两天的事情，最需要的就是恒心与耐力， 不畏困难的精神。只要你

44、持之以恒，多查阅资料设计总会成功。在调试中不断 发现问题进而解决问题，这其本身就是对自己的一次锻炼，培养了自己独立思 考，动手解决问题的能力。从而从各个方面得到提高与完善自己，使自己的各 个方面提高到一个新的台阶，同时为以后的工作打下基础。 (二)、 展望 总的来说，任何一项新技术的出现及发展都是与人类生活相适应的。单片 机与 PC 机的串口通信技术的出现并非偶然，不会被时间长河淹没。 在数据处理和过程控制应用领域，上位机和下位机的主从工作方式就是使 用的串口通信方式，该技术得到了广泛的应用。我相信主从式串口通信技术会 在许多实时的工业控制和数据采集系统中出现，它能充分发挥硬件电路简单、 二类优质# 成本低廉、编程方便、通信可靠性高的特点。 同时该技术还存在一些不足，传输的速率