第19章 单片机应用系统设计.ppt

1、第19章 单片机应用系统设计,19.1 软件编译与调试 19.2 十字路口交通灯模拟控制器设计 19.3 单片机与PC机的串口通讯设计 19.4 语音报站系统设计,19.1 软件编译与调试,19.1.1 WAVE600 的使用 1建立新程序 1）选择菜单：文件|新建文件，如图19-1所示。 2）在出现的源程序窗口中输入所需编写的程序，如图19-2所示。 3）保存程序，选择菜单文件|保存文件，保存时文件名称必须带上后缀名“.ASM”，如图19-3所示。 4）建立新项目，选择菜单 ：文件|新建项目，如图19-4所示。 5）在弹出的窗口中，加入模块文件，选择刚才保存的文件jtxhd.asm，如图19

2、-5所示。,下一页,返回,19.1 软件编译与调试,6）加入包含文件，若没有包含文件，则可按取消键，此处按取消键。如图19-6所示。 7）保存项目。在保存项目对话框中输入项目名称，注意此处无须添加后缀名，软件会自动将后缀名设成“.PRJ”。按保存键将项目存在与你的源程序相同的文件夹下。如图19-7所示。 2调试程序 1）仿真器设置，选择菜单：设置|仿真器设置，在弹出的“仿真器设置”对话框中，按图19-8设置，选择“使用伟福软件模拟器”。点击“好”“好”结束仿真器设置。,上一页,下一页,返回,19.1 软件编译与调试,2）双击项目中JTXHD.ASM文件，选择菜单：项目|编译，出现编译信息见图1

3、9-9。 3）点击，或按F8,程序单步执行。即按一次执行一条指令。其他执行方法见图19-10。 4）在所需设置断点的指令上右键设置断点，如图19-11所示。设置断点的目的是使程序执行到该处，达到调试程序的目的。 5）查看结果，选择菜单：窗口|数据窗口|DATA，如图19-12、图19-13，其他窗口见图19-14所示。,上一页,下一页,返回,19.1 软件编译与调试,19.1.2 Keil C的使用 1建立工程 1）新建工程。点击Project菜单，选择弹出的下拉式菜单中的New Project如图19-15。接着弹出一个名为“Create New Project”的对话框，如图19-16，先

4、选择一个合适的文件夹准备来存放工程文件，如“C51” 是新建的文件夹。在“文件名”中输入您的第一个程序项目名称，这里我们用“test”，“保存”后的文件扩展名为uv2，这是KEIL uVision2项目文件扩展名。 2）选择单片机： Keil C51 提示选择CPU 器件。在这里我们选择Atmel公司的AT89S51。此时屏幕如图19-17所示。一个空的Keil C51 工程建立完毕。,上一页,下一页,返回,19.1 软件编译与调试,3）首先我们要在项目中创建新的程序文件或加入旧程序文件。点击图19-18中1的新建文件的快捷按钮，在2中出现一个名为“Text n”（其中n 表示序号）的文档，或

5、通过菜单File-New或快捷键Ctrl+N来实现。 点击图19-18中的3保存新建的程序，也可以用菜单File|Save或快捷键Ctrl+S进行保存。因是新文件所以保存时会弹出如图19-19的文件操作窗口，我们把第一个汇编语言编写的程序命名为test1.asm，保存在项目所在的目录中。注意：扩展名“.asm”不可省略。,上一页,下一页,返回,19.1 软件编译与调试,4）添加源程序文件到工程中。现在，一个空的源程序文件“test1.asm”已经建立，但是这个文件与刚才新建的工程之间并没有什么内在联系。我们需要把它添加到工程中去。单击Keil C51 软件左边项目工作窗口“Target 1”上

6、的“”，将其展开。然后右击“Source Group 1”文件夹，会弹出如图19-20所示的选择菜单。单击其中的“Add Files to Group Source Group 1”项，将弹出如图19-21所示的对话框。 请在文件类型下拉列表中选择Asm source file源文件，再选择刚刚保存的文件“test1.asm”，按ADD按钮（请不要多次点击“Add”按钮），最后按“Close”按钮，程序文件已加到项目中了。这时可以点击Source Group1文件夹图标左边的“+” 展开后查看。 5）输入程序（略）,上一页,下一页,返回,19.1 软件编译与调试,6）单击Keil C51 工具

7、栏的“ ”图标，弹出名为“Options for Target Target 1”的对话框。单击“Output”标签页，选中“Create HEX File”项，然后“确定”。参见图19-22。 7）编译程序图19-23中1、2、3都是编译按钮，不同是1是用于编译单个文件；2是编译当前项目，如果先前编译过一次之后文件没有做动编辑改动，这时再点击是不会再次重新编译的；3是重新编译，每点击一次均会再次编译链接一次，不管程序是否有改动。在3右边的是停止编译按钮，只有点击了前三个中的任一个，停止按钮才会生效。,上一页,下一页,返回,19.1 软件编译与调试,8）编译后的结果会生成Intel HEX 格

8、式的程序文件“test1.hex”，如图19-24。该文件可以被专门的芯片烧写工具（例如Top2004 编程器）载入并最终烧录到具体的芯片中。芯片安装到自己的电路板上，通电，就可以运行里面的程序了。 2调试程序 1）进入仿真状态 如果程序编译通过，就可以仿真了。在仿真之前，有一项参数最好配置一下，仍然按“ ”图标进入编译环境设置，如图19-25，找到“target”下的“Xtal (MHz)”项，填入合适的晶振频率，比如12。最后点击“确定”。进入仿真状态很简单，直接点击工具栏红色的“ ”图标。,上一页,下一页,返回,19.1 软件编译与调试,2）仿真窗口 （1）源程序窗口 Keil C51

9、调试界面的中间是源程序窗口。黄色箭头“ ”所指为当前即将执行的代码。以深灰色标记的程序行是可以执行的代码（当然，在调试过程中未必一定要去执行）。以浅灰色标记的程序行不可作为代码来执行，它们是注释、空行、标号或ROM 数据表。以绿色标记的程序行表示曾经执行过的代码。如图19-26所示。,上一页,下一页,返回,19.1 软件编译与调试,（2）寄存器窗口 Keil C51 调试界面的左边是寄存器窗口。8051 的工作寄存器（R0R7）和系统寄存器（a、b、sp、dptr、PC、psw）都列出来了。Value 栏显示的是寄存器的当前数值。如果在调试过程中某个寄存器的值有变化，则会用蓝色的背景标记。单击

10、psw 寄存器左边的“”，展开后还可以看到其每一位的情况。 （3）汇编窗口 单击工具栏的“ ”图标，源程序窗口会自动切换成汇编窗口。在汇编窗口里，我们可以看到每条指令的存储地址和编码等信息。再次单击“ ”，回到源程序窗口。,上一页,下一页,返回,19.1 软件编译与调试,（4）存储器窗口 单击工具栏的“ ”图标，将显示出存储器窗口。51 单片机的存储器分为多个不同的存储空间，如果要观察代码存储器，就在地址栏“Address:”内输入“C:地址”，例如：C:0080H；如果要观察外部数据存储器，就输入“X:地址”；如果要观察内部数据存储器，则可以输入“I:地址”。拖动存储器窗口右边的滚动条还可以

11、观察输入地址附近的存储单元。 存储器窗口有“Memory #1Memory #4”共4 个观察子窗，您可以用来分别观察代码存储器、内部数据存储器和外部数据存储器。 存储器的内容是可以修改的。用鼠标右击打算要修改的存储单元，选择“Modify Memory at ”项，弹出修改对话框，可以随意修改存储单元的内容。,上一页,下一页,返回,19.1 软件编译与调试,（5）变量观察和堆栈窗口 单击工具栏的“ ”图标，将显示变量观察和堆栈窗口（Watch 串口工作于工作方式0，既移位寄存器状态 SETB EA ；开总中断 SETB ET0 ；开定时器中断 SETB TR0 ；启动T0定时器 SETB I

12、T0 ；外中断0为脉冲触发方式 SETB IT1 ；外中断0为脉冲触发方式 MOV IP ,#05 ；外中断0，1为高优先级 SETB EX0 ；开外中断0 SETB EX1 ；开外中断1 外中断程序流程图见图19-44，定时中断程序和外中断0，1程序见源程序。,上一页,下一页,返回,19.2 十字路口交通灯模拟控制器设计,3串口工作方式设计 1）串口工作方式 串口有4种工作方式：方式0、1、2、3.由串口控制寄存器SCON和PCON控制。 SM0、SM1功能见表19-9，SM2: 0表示单机通讯， 1表示多机通讯，REN: O禁止接收，1允许接收，TB8：发送数据第9位，RB9: 接收数据第

13、9位，TI： 发送中断标志，RI： 接收中断标志。 （1）方式1：10位异步收发 方式1下，串行口位10位通用异步接口。发送或接收一帧数据信息为10位，包括1位起始位“0”、8位数据位、1位停止位“1”。,上一页,下一页,返回,19.2 十字路口交通灯模拟控制器设计,（2）方式2：11位异步收发方式。发送或接收一帧信息包括1位起始位“0”、8位数据位、1位可编程位、1位停止位“1”。 （3）方式3：11位异步收发。方式3为波特率可变的11位异步通信方式，除了波特率有所区别之外，其余方式都与方式2相同。 （4）方式0:在方式0下，串行口作同步移位寄存器用，以8位数据为一帧，先发送或接收最低位，每

14、个机器周期发送或接收一位，故其波特率固定为“fosc/12”。串行数据由RXD（P3.0）端输入或输出，同步移位脉冲由TXD（P3.1）端送出。这种方式常用于扩展I/O口。可以外接74165或者74164.,上一页,下一页,返回,19.2 十字路口交通灯模拟控制器设计,2）十字路口交通灯模拟控制器串口设计 本例设计串口工作于工作方式0，既同步移位寄存器状态 MOV SCON,#00H ；串口工作方式0 传送数据语句如下: MOV DPTR, #SEGTAB1 ；字形码09地址 MOV A,DIS_LB ；低位数据 MOVC A,A+DPTR ；查表 MOV SBUF,A ；发送数据 DL1:J

15、NB TI,DL1 ；查询是否发送完一个字节 CLR TI,上一页,下一页,返回,19.2 十字路口交通灯模拟控制器设计,4字形码 根据各管的接线形式，可分成共阴极型和共阳极型。给LED 数码管的七个发光二极管加不同的电平，二极管显示不同亮暗的组合就可以形成不同的字形，这种组合称之为字形码。下面以1为高电平，0 为低电平，给出字形码表。 5软件总流程图（见图19-45）,上一页,下一页,返回,19.2 十字路口交通灯模拟控制器设计,19.2.5 源程序清单 ；以下为共阳极LED，交通灯控制器源程序 DIS_LB EQU 32H ;时间数据高位 DIS_HB EQU 33H ;时间数据高位 E_

16、PASST EQU 30 ；东西方向绿灯通电时间 N_PASST EQU 20 ；南北方向绿灯通电时间 FLASHT EQU 5 ；黄灯闪烁时间 SECOND_F EQU 20H.0 ;定时1S标志 INT0_F EQU 20H.1 ; 外中断0标志位,上一页,下一页,返回,19.2 十字路口交通灯模拟控制器设计,INT1_F EQU 20H.1 ; 外中断1标志位 ORG 0000H AJMP MAIN ORG 0003H ;外中断0入口地址 LJMP INT_0 ;调至外中断0服务程序 ORG 000BH ;TO中断入口 AJMP T0_INT ; 调至T0服务程序 ORG 0013H ;

17、外中断1入口地址 LJMP INT_0 ;调至外中断1服务程序 ORG 0100H,上一页,下一页,返回,19.2 十字路口交通灯模拟控制器设计,MAIN: ;* ;初始化程序 MOV SP,#50H ;定时器T0工作于方式1，定时125MS，开起定时器0中断 MOV TMOD,#01 MOV TH0,#0BH MOV TL0,#0DCH,上一页,下一页,返回,19.2 十字路口交通灯模拟控制器设计,;串口工作于工作方式0，既移位寄存器状态 MOV SCON,#00H SETB EA ;；开总中断 SETB ET0 ;开定时器中断 SETB IT0 ;外中断0为脉冲触发方式 SETB IT1

18、; 外中断0为脉冲触发方式 MOV IP ,#05 ;外中断0，1为高优先级 SETB EX0 ;开外中断0 SETB EX1 ;开外中断1 ;*,上一页,下一页,返回,19.2 十字路口交通灯模拟控制器设计,MOV R2,#0 MOV 20H,#0 ;开始所有灯亮以便检测交通灯的好坏 ，亮一秒 MOV P1,#0FFH SETB TR0 ;开启定时 JNB SECOND_F,$ CLR SECOND_F ;*,上一页,下一页,返回,19.2 十字路口交通灯模拟控制器设计,T_LIGHT:MOV R3,#E_PASST F_STEP:MOV P1,#24H ;东西亮绿灯，南北亮红灯，即P1 M

19、OV A,R3 LCALL H_D ;调用十六-十进制程序 LCALL DIS ; 调用显示程序 JNB INT0_F ,LP11 AJMP F_STEP LP11: JNB INT1_F ,LP12 AJMP T_STEP LP12: JNB SECOND_F,$ ;显示上面数据1S CLR SECOND_F CJNE R3,#0,F_STEP ;变化显示数据,上一页,下一页,返回,19.2 十字路口交通灯模拟控制器设计,;* MOV R3,#FLASHT ;东西亮绿灯，南北闪烁黄灯 S_STEP:MOV A,R3 MOV P1,#22H LCALL H_D LCALL DIS JNB IN

20、T0_F ,LP21 ;是否第一次出现外中断0，是转东西亮绿灯，南北亮红灯 ， ;否则检测是否有外中断1信号第一次出现 AJMP F_STEP ;,上一页,下一页,返回,19.2 十字路口交通灯模拟控制器设计,LP21: JNB INT1_F, LP22 ; AJMP T_STEP ;外中断1第一次出现 转东西亮红灯，南北亮绿灯 LP22: JNB SECOND_F,$ CLR SECOND_F ;未出现外中断正常显示 CJNE R3,#0,LP1 AJMP T_STEP LP1: MOV P1,#02H MOV A,R3 LCALL H_D LCALL DIS JNB SECOND_F,$

21、CLR SECOND_F CJNE R3,#0,S_STEP,上一页,下一页,返回,19.2 十字路口交通灯模拟控制器设计,;* T_STEP:MOV R3,#N_PASST ;南北亮绿灯，东西亮红灯 LP2: MOV P1,#81H MOV A,R3 LCALL H_D LCALL DIS JNB INT0_F ,LP31 AJMP F_STEP LP31: JNB INT1_F, LP32 AJMP T_STEP LP32: JNB SECOND_F,$ CLR SECOND_F CJNE R3,#0,LP2,上一页,下一页,返回,19.2 十字路口交通灯模拟控制器设计,;* MOV R3

22、,#FLASHT ; 南北亮绿灯，东西闪烁黄灯 FORTH_STEP: MOV P1,#41H MOV A,R3 LCALL H_D LCALL DIS JNB INT0_F ,LP41 AJMP F_STEP LP41: JNB INT1_F ,LP42 AJMP T_STEP,上一页,下一页,返回,19.2 十字路口交通灯模拟控制器设计,LP42: JNB SECOND_F,$ CLR SECOND_F CJNE R3,#0,LP3 LJMP T_LIGHT LP3: MOV P1,#40H MOV A,R3 LCALL H_D LCALL DIS JNB SECOND_F, $ CLR

23、SECOND_F CJNE R3,#0,FORTH_STEP LJMP T_LIGHT,上一页,下一页,返回,19.2 十字路口交通灯模拟控制器设计,;* ;十六进制转换为十进制 H_D: MOV B,#10 DIV AB MOV DIS_HB,A JNZ LP5 MOV A,#10 LP5: MOV A,B MOV DIS_LB,A RET,上一页,下一页,返回,19.2 十字路口交通灯模拟控制器设计,;* ; 时间显示子程序， 显示两位十进制数，发光显示器共阳极, DIS:MOV R7,#2 MOV R0,#DIS_LB DL0:MOV A,R0 ADD A,#0BH MOVC A,A+P

24、C MOV SBUF,A,上一页,下一页,返回,19.2 十字路口交通灯模拟控制器设计,DL1:JNB TI,DL1 CLR TI INC R0 DJNZ R7,DL0 RET SEGTAB: DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H DB 6DH,7DH,07H,7FH,6FH ,00H ;* T0_INT: CLR TR0 MOV TH0,#0BH MOV TL0,#0DCH SETB TR0,上一页,下一页,返回,19.2 十字路口交通灯模拟控制器设计,INC R2 CJNE R2,#8,RETURN MOV R2,#0 SETB SECOND_F DEC R3 RETI INT_0

25、: CLR EX0 ; 关外中断 CLR EX1 JNB INT0_F, INT0LP1 ; 检测外中断0信号是否第一次，是则置位 CLR INT0_F ; 外中断0信号第二次出现，恢复数据，启动定时器0,上一页,下一页,返回,19.2 十字路口交通灯模拟控制器设计,MOV R3,40H ; SETB TR0 ; SETB EX1 ; 开外中断1 AJMP INT0LP2 ; INT0LP1: CLR TR0 ; 外中断0信号第一次出现，关定时器0 清1S标志位 CLR SECOND_F ; SETB INT0_F ; 置位外中断0标志位 MOV 40H,R3 ; 保存数据 MOV R3,#9

26、9 ; 送99S显示,上一页,下一页,返回,19.2 十字路口交通灯模拟控制器设计,INT0LP2: SETB EX0 ;开外中断0 RETI INT_1: CLR EX1 CLR EX0 JNB INT1_F ,INT1LP1 CLR INT1_F MOV R3,40H SETB TR0 SETB EX0 AJMP INT1LP2,上一页,下一页,返回,19.2 十字路口交通灯模拟控制器设计,INT1LP1: CLR TR0 CLR SECOND_F SETB INT1_F MOV 40H,R3 MOV R3,#99 INT1LP2: SETB EX1 RETURN: RETI END,上一

27、页,返回,19.3 单片机与PC机的串口通讯设计,19.3.1 设计任务 设计硬件电路以便单片机和PC 机的电平匹配，根据硬件电路设计软件实现单片机和PC 机的串行通讯。 19.3.2 设计目的 随着计算机技术的快速发展和广泛应用，上位机和下位机的主从工作方式更加为数据采集系统所采用，由于微机的分析处理能力较强，处理速度更快，而单片机则使用灵活方便，所以一般主机采用微机，从机采用单片机来构成主从多机工作模式。在实际应用中，在要求数据量大的应用场合，单片机往往难以胜任，而PC机着重发展海量高速数值运算技术，其控制能力是有限的。 这时使用多个单片机结合PC机组成分布式系统是一个比较好的解决方案，这

28、样单片机与PC机的数据通信技术就变得十分重要，本设计的主要目的就在于，实现单片机与PC机之间的串行通讯。因此必须熟悉单片机串行通讯技术，了解串行口的工作方式；熟悉串口中断技术；了解串口调试助手的使用；了解通讯协议,下一页,返回,19.3 单片机与PC机的串口通讯设计,19.3.3 硬件电路设计及工作原理 利用MAX232芯片完成单片机TTL电平到RS-232双向电平的转换，达到电平匹配，并通过规定单片机和PC机的通讯协议，实现单片机与PC机的串行通讯。 1相关知识一：单片机与PC串行通讯实现方法 1)利用MODEM实现单片机与PC间的远程通信（远距离通讯） 在单片机应用中，时常遇到与计算机通信

29、的情况。但在远距离（大于）通信时，必须用调制解调器。一般资料介绍的单片机与间连接至少要用个口。,上一页,下一页,返回,19.3 单片机与PC机的串口通讯设计,2)利用MAX232芯片实现单片机与PC间的通信（近距离通讯） 单片机和PC机的串行通信一般采用RS-232、RS-422或B3-485总线标准接口，也有采用非标准的20nnJL电流环的。为保证通信的可靠，在选择接口时必须注意：(1)通信的速率(2)通信距离(3)抗干扰能力(4)组网方式。 本书主要介绍采用RS-232接口与单片机通信的方法。 2相关知识二：RS232 通常 RS-232 接口以9个接脚 (DB-9) 或是25个接脚 (D

30、B-25) 的型态出现，一般个人计算机上会有两组 RS-232 接口，分别称为 COM1 和 COM2。,上一页,下一页,返回,19.3 单片机与PC机的串口通讯设计,（1）DB-25： PC和XT机采用DB-25型连接器。DB-25连接器定义了25根信号线，分为4组： 异步通信的9个电压信号（含信号地SG）2，3，4，5，6，7，8，20，22 20mA电流环信号 9个（12，13，14，15，16，17，19,23，24） 空6个（9，10，11，18，21，25） 保护地（PE）1个，作为设备接地端（1脚）,上一页,下一页,返回,19.3 单片机与PC机的串口通讯设计,（2）DB-9连接

31、器 在AT机及以后，不支持20mA电流环接口，使用DB-9连接器，作为提供多功能I/O卡或主板上COM1和COM2G两个串行接口的连接器。它只提供异步通信的9个信号。DB-25型连接器的引脚分配与DB-25型引脚信号完全不同。因此，若与配接DB-25型连接器的DCE设备连接，必须使用专门的电缆线。 电缆长度：在通信速率低于20kb/s时，RS-232C所直接连接的最大物理距离为15m（50英尺）。,上一页,下一页,返回,19.3 单片机与PC机的串口通讯设计,3相关知识三：TTL与RS232电平转换电路 RS-232规定的电平和一般微处理器的逻辑电平不一致，必须进行电平转换，实现逻辑电平转换可

32、以采用以下三种方式。 1)采用MCl488和MCl489芯片的转换接口 MCl488和MCl489芯片为早期的RS-232至TTL逻辑电平的转换芯片，不便之处是需要12V电压，并且功耗较大，不适合用于低功耗的系统。,上一页,下一页,返回,19.3 单片机与PC机的串口通讯设计,2)采用分立元件实现的转换接口 图19-46为采用分立元件实现的RS-232-TTL电平的转换接口电路，其特点是利用PC机的BS-232接口的脚信号出(也可用、脚)来供给负电源，FC机的、脚在非发送逻辑0电平时均为1电平(-10V左右)，其驱动能力为20mA，利用这个特性，用一个二极管和电解电容，即在电解电容上获取了RS

33、-232通信所需的负电源。该电路简单、功耗小，在没有专用芯片时不失为一种替代方法。,上一页,下一页,返回,19.3 单片机与PC机的串口通讯设计,3)采用MAX232芯片的转换接口（见图19-47） MAX232是MAXIM公司生产的，包含两路驱动器和接收器的RS-232转换芯片。芯片内部有一个电压转换器，可以把输入的+5v电压转换为RS-232接口所需的10V电压，尤其适用于没有12V的单电源系统。与此原理相同的芯片还有MAx202、AD公司的ADDtl01以及INl2只SIL公司的ICl232芯片。,上一页,下一页,返回,19.3 单片机与PC机的串口通讯设计,4相关知识四：串口通讯及通讯

34、协议 1）串口通信的概念非常简单，串口按位（bit）发送和接收字节。尽管比按字节（byte）的并行通信慢，但是串口可以在使用一根线发送数据的同时用另一根线接收。它很简单并且能够实远距离通信。比如IEEE488定义并行通行状态时，规定设备线总常不得超过20米，并且任意两个设备间的长度不得超过2米；而对于串口而言，长度可达1200米（RS485）。 典型地，串口用于ASCII码字符的传输。通信使用3根线完成：（1）地线（2）发送（3）接收。由于串口通信是异步的，端口能够在一根线上发送数据同时在另一根线上接收数据。其他线用于握手，但不是必须的。串口通信最重要的参数是波特率、数据位、停止位和奇偶校验。

35、,上一页,下一页,返回,19.3 单片机与PC机的串口通讯设计,2） 所谓通信协议是指通信双方的一种约定。约定包括对数据格式、同步方式、传送速度、传送步骤、检纠错方式以及控制字符定义等问题做出统一规定，通信双方必须共同遵守。因此，也叫做通信控制规程，或称传输控制规程。 5本书实例通讯协议的规定 本书以一个简单系统设计为例，介绍通讯协议，通过规定的通讯协议完成单片机与PC的通讯功能，实现PC对单片机的控制。为了简化设计，单片机不起控制作用，PC机也不作数据处理工作，单片机的控制功能用做加、减法模拟。另外上位机程序也不用编写，直接使用串口调试助手。,上一页,下一页,返回,19.3 单片机与PC机的

36、串口通讯设计,(1）系统结构：系统主要由单片机A，单片机B, PC机构成。单片机可完成加法、减法以便模拟控制功能。 (2) 系统任务： a: 区分单片机A、单片机B。 b: 启动单片机A、单片机B。 c: 使单片机A、单片机B停止工作。 d: 单片机根据接收的命令完成相应的工作 (3) 根据系统的任务要求，规定了下面通讯协议： 波特率：9600bps，起始位一位，数据位八位，停止位一位，无校验位 约定通讯格式见表19-11,上一页,下一页,返回,19.3 单片机与PC机的串口通讯设计,6相关知识五：串口调试助手的使用 下图19-48为串口调试助手的界面，下面简要介绍一下它的使用方法： 1）设置

37、串口参数 通过下拉菜单选择串口、波特率、奇偶校验、数据位数、停止位: （1）串口号选择：COM1COM4， 一般 PC有两个串口，与单片机连接的串口假设是COM2则在下拉菜单中选择COM2; (2)波特率选择：波特率有300、600、1200、2400、4800、9600、19200、38400、43000、56000、57600、115200可供选择，单片机软件设计的的串口波特率为9600，为了与单片机收发数据速度匹配，PC机选择9600。,上一页,下一页,返回,19.3 单片机与PC机的串口通讯设计,(3)校验位：由NONE、ODD、EVEN即无奇偶校验、奇校验、偶校验。主要用作简单检错，

38、出于简化设计的目的这里选择无奇偶校验NONE,对数据的正确性要求较高的场合，要设奇偶检验位，对数据的正确性要求非常高的场合，串口调试助手还不能满足要求，应该自己编制程序，对数据进行严格校验，纠错。 (4)数据位选择：8位、7位、6位 这就是要实际传送的数据位数。这里选择8位。 (5)停止位选择：1位、2位，这里选择1位,上一页,下一页,返回,19.3 单片机与PC机的串口通讯设计,2）接收区 接收数据：如果要按十六进制形式显示接收数据，将十六进制显示选项选中。如果接收ASCII码则十六进制不选,点击打开/关闭串口区中的打开串口按钮。此时状态指示灯亮. 显示接收数据的长度：因某些限制，显示接收数

39、据的文本不能太长，所以当显示文本长度快达到 62K 时会自动将显示文本删减到 32K，此时文本可保留 32K 的字符或约 10K 的十六进制数据显示。,上一页,下一页,返回,19.3 单片机与PC机的串口通讯设计,选中自动清空，则数据满接收框后数据清空。可以手动点击清除显示按钮，则此前显示区的数据全部清除。点击停止显示按钮，则数据停止显示，点击继续显示按钮，则数据从新开始显示， 点击保存显示数据可以把但前显示框的数据保存在默认的路径C:COMDATA，要更改保存路径点击更改就会出现下图对话框。选择保存数据的文件夹。界面见图19-49.,上一页,下一页,返回,19.3 单片机与PC机的串口通讯设

40、计,3）发送区 可以发送单字符串,多字符串(字符串序列)或直接在键盘上发送英文字符。有两种发送数据格式，一种是普通的字符串,另外一种是十六进制数据即 HEX 格式数据。发送 HEX 格式数据时要在字符串输入区中输入 HEX 格式字符串，并且要将相应区内的十六进制发送选项选中。 在发送输入框中输入12 34 AB CD FF 不选中十六机制，点击发送，则字符串12 34 AB CD FF发送出去，发送的数据为14字节。因为上述字符串中的1，其实是ASCII码1，用十六进制数31H表示，为一个字节。14字节数分别为4个数字、6个字母，4个空格键的ASCII码。12 34 AB CD FF字符串用十

41、六机制表示为31 32 20 33 34 20 41 42 20 43 44 20 45 46 20。见图19-50 串口调试助手界面3，发送、接收的字节数见TX RX 的值。,上一页,下一页,返回,19.3 单片机与PC机的串口通讯设计,4）状态栏：显示发送，接收数据的字节数。计数清零按钮，可以清零收发数据的字节数。状态栏和自动发送一个非常重要的用途是检测通讯是否出错，特别是在高速传送数据时的出错情况检测，例如以20MS的速度发送命令给单片机并要求单片机实时传送相应的数据回PC机，因此发送数据和接收数据应该有严格的比例关系，如果比值变化，说明出现数据丢失现象，应该检测硬件和软件。 7硬件电路

42、原理图 串口通讯原理如图19-51所示。,上一页,下一页,返回,19.3 单片机与PC机的串口通讯设计,19.3.4 串口通讯源程序清单 ;* S1_F EQU 20H.0 ;发送地址命令起始位 C_F EQU 20H.1 ;发送命令指令命令位 D_F EQU 20H.2 ;发送地址命令命令位 S2_F EQU 20H.3 ;发送命令指令起始位 FIN1_F EQU 20H.4 ;发送地址命令结束位 FIN2_F EQU 20H.5 ;发送命令指令起始位 COM_F EQU 20H.6 ;发送命令数据结束位 AD_F EQU 20H.7 ;发送加法命令位 SB_F EQU 21H.0 ;发送减

43、法命令位 SD_F EQU 21H.1 ;发送回送命令位 FDATA_F EQU 21H.2 ;发送数据命令第一位,上一页,下一页,返回,19.3 单片机与PC机的串口通讯设计,ADD_F EQU 21H.3 ;发送加法命令位 SEND_F EQU 21H.4 ;发送回送命令位 SUBB_F EQU 21H.5 ;发送减法命令位 A_F EQU 21H.6 ;发送地址A位 F_DATA EQU 40H ;要接收的数据高位 S_DATA EQU 41H ;要接收的数据低位位 J_DATA EQU 42H ;要发送运算结果高位,上一页,下一页,返回,19.3 单片机与PC机的串口通讯设计,;* O

44、RG 0000H LJMP START ORG 0023H ;串口中断入口地址 LJMP SERI_INT ;转串口中断程序 ORG 0100H START: MOV SP,#67H MOV 20H,#0 ;清零各存储单元 MOV 21H,#0 MOV F_DATA,#0 MOV S_DATA,#0 MOV J_DATA,#0,上一页,下一页,返回,19.3 单片机与PC机的串口通讯设计,;* ;初始化T1，串口 MOV TMOD,#20H ;定时器T1 自动重装载 MOV TL1,#0FDH ;波特率9600 MOV TH1,#0FDH MOV PCON ,#00H MOV SCON,#50

45、H ; 串口工作方式1 ; MOV SCON,#0F0H ;多机通讯，串口工作方式3 SETB EA ;开中断， SETB ES ;开串口中断， SETB TR1 ;启动定时器1，,上一页,下一页,返回,19.3 单片机与PC机的串口通讯设计,;* LP1:JNB ADD_F ,LP2; 根据接收的命令完成加法或减法工作 LCALL ADD_S ; 调用加法子程序 LP2:JNB SUBB_F,LP3 LCALL SUBB_S ; 调用减法子程序 LP3:JNB SEND_F,LP1 LCALL SEND_S ; 调用发送数据子程序 AJMP LP1 ;* CLR RS0 ;使用0组通用 寄存

46、器 CLR RS1,上一页,下一页,返回,19.3 单片机与PC机的串口通讯设计,;* ;串口中断服务程序 SERI_INT:JB RI,REC ; 接受数据 TRAN: CLR TI ;发送数据 INC R0 DJNZ R1,TRAN_NEXT ; 数据是否发送完 MOV 20H,#0 MOV 21H,#0 SINTOUT: RETI,上一页,下一页,返回,19.3 单片机与PC机的串口通讯设计,TRAN_NEXT:MOV SBUF,R0 ; 数据发送继续 AJMP SINTOUT REC:CLR RI ;接收数据 MOV A,SBUF JNB FIN2_F,LOOP21 JNB ADD_F

47、 ,LOOP22 JNB FDATA_F,LP11 MOV S_DATA,A CLR FDATA_F AJMP FIN,上一页,下一页,返回,19.3 单片机与PC机的串口通讯设计,LP11: MOV F_DATA,A LOOP22:JNB SUBB_F,LOOP23 JNB FDATA_F,LP12 MOV S_DATA,A CLR FDATA_F AJMP FIN LP12: MOV F_DATA,A LOOP23:JNB FDATA_F,LP13 MOV S_DATA,A CLR FDATA_F AJMP FIN,上一页,下一页,返回,19.3 单片机与PC机的串口通讯设计,LP13:

48、MOV F_DATA,A LOOP21:JNB FIN1_F,LOOP LJMP COMS LOOP: CJNE A ,#53H,LOOP1 ; 是否为地址指令S SETB S1_F ; 置位发送地址命令起始字 FIN: AJMP RETIFIN LOOP1: CJNE A,#44H,LOOP2 ;是否为地址命令D JNB S1_F, FIN1 SETB D_F ;置位发送地址命令字 AJMP FIN FIN1: CLR S1_F AJMP FIN,上一页,下一页,返回,19.3 单片机与PC机的串口通讯设计,LOOP2: CJNE A,#41H,LOOP3 ;是否为本机地址A JNB D_F

49、,FIN2 SETB A_F ; ; 置位发送地址A AJMP FIN FIN2: CLR S1_F CLR D_F AJMP FIN LOOP3: CJNE A,#21H,FIN3 ;是否为！ JNB A_F,FIN3 SETB FIN1_F ;置位发送地址命令结束字 AJMP FIN,上一页,下一页,返回,19.3 单片机与PC机的串口通讯设计,FIN3: CLR S1_F CLR D_F CLR A_F AJMP FIN COMS: CJNE A ,#53H,LOOP11 ; 是否为命令指令起始位S SETB S2_F ; 是置位命令指令起始位 AJMP RETIFIN LOOP11:J

50、NB S2_F,FIN11 CJNE A,#43H,LOOP12 ;是否为命令C SETB C_F ; 是置位命令指令命令位 AJMP FIN,上一页,下一页,返回,19.3 单片机与PC机的串口通讯设计,FIN11:CLR S2_F AJMP FIN LOOP12:JNB C_F,FIN12 CJNE A,#31H,LOOP13 ;是加法还是减法指令或数据回送指令 SETB AD_F ; 是置位命令指令加法位 SETB COM_F ; 是置位加法或减法命令或回送数据接收完 AJMP FIN FIN12:CLR S2_F CLR C_F AJMP FIN,上一页,下一页,返回,19.3 单片机

51、与PC机的串口通讯设计,LOOP13:CJNE A,#32H,LOOP14 ;是加法还是减法指令或数据回送指令 SETB SB_F ; 是置位命令指令减法位 SETB COM_F AJMP FIN LOOP14:CJNE A,#33H,LOOP15 ;是加法还是减法指令或数据回送指令 SETB SD_F ; 是置位回送数据位 SETB COM_F ; 是置位命令指令减法位 AJMP FIN,上一页,下一页,返回,19.3 单片机与PC机的串口通讯设计,LOOP15: JNB COM_F,FIN13 CJNE A,#21H,FIN13 ;是否为！ JNB AD_F,LOOP16 SETB ADD

52、_F ; 是置位加法命令接收完 SETB FIN2_F ; 是置位接收加法或减法或回送数据命令完成位 AJMP FIN LOOP16: JNB SB_F,LOOP17 SETB SUBB_F ; 是置位减法命令接收完 SETB FIN2_F ; 是置位接收加法或减法或回送数据命令完成位 AJMP FIN,上一页,下一页,返回,19.3 单片机与PC机的串口通讯设计,LOOP17: SETB SEND_F ; 是置位回送命令接收完 SETB FIN2_F ; 是置位接收加法或减法或回送数据命令完成位 AJMP FIN FIN13:CLR S2_F CLR C_F CLR AD_F CLR SB_

53、F CLR SD_F AJMP FIN,上一页,下一页,返回,19.3 单片机与PC机的串口通讯设计,RETIFIN:RETI ADD_S: JB FDATA_F,LP31 MOV A,S_DATA ADD A,F_DATA MOV J_DATA,A JC ERR MOV 43H,S_DATA MOV 44H,F_DATA MOV 45H,J_DATA LP31: RET ERR: MOV 43H,#45H MOV 44H,#52H MOV 45H,#52H AJMP LP31,上一页,下一页,返回,19.3 单片机与PC机的串口通讯设计,SUBB_S:JB FDATA_F,LP32 CLR

54、C MOV A,S_DATA SUBB A,F_DATA MOV J_DATA,A JC ERR MOV 43H,S_DATA MOV 44H,F_DATA MOV 45H,J_DATA LP32: RET SEND_S :MOV R0,#43H MOV R1,#3 MOV A,R0 MOV SBUF,A RET END,上一页,返回,19.4 语音报站系统设计,19.4.1 电路设计要求 为公交车设计语音报站系统要求电路有录、放功能。 19.4.2 电路设计目的 了解典型的语音芯片及其使用 了解单片机对语音芯片的控制,下一页,返回,19.4 语音报站系统设计,19.4.3 电路设计及工作原理

55、 1相关知识 1）ISD2500语音芯片 美国ISD公司的2500芯片，按录放时间60秒、75秒、90秒和120秒分成ISD2560、2575、2590和25120四个品种。ISD2500系列和1400系列语音电路一样，具有抗断电、音质好，使用方便等优点。它的最大特点在于片内EEPROM容量为480K(1400系列为128K)，所以录放时间长；有10个地址输入端(1400系列仅为8个)，寻址能力可达1024位；最多能分600段；设有OVF（溢出）端，便于多个器件级联。,上一页,下一页,返回,19.4 语音报站系统设计,(1)ISD2500 DIP封装图(见图19-52)及各引线端功能 (2) 操作模式 当最高位地址(MSB)A8、A9都为高电平时，地址端就作为操作模式选择端 （高电平有效）详情见表19-13. （3）分段录放音 2500系列最多可分为600段，只要在分段录/放音操作前(不少于300纳秒)，给地址A0A9赋值，录音及放音功能均从设定的起始地址开始，录音结束由停止键操作决定，芯片内部自动在该段的结束位置插入结束标志（EOM）；而放音时芯片遇到EOM标志即自动停止放音。,上一页,下一页,返回,19.4 语音报站系统设计,2500系列地址空间是这样分配的：地址0599作为分段用(见下表19-14)，地址600767未使用，地址7681023为工作