双机之间的串行通信设计.doc
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单片机原理与接口技术课程设计
单片机原理与接口技术课程设计任务书
学生姓名
专业班级
学号
题目
双机之间的串行通信设计
课题性质
工程设计
课题来源
自拟
指导教师
主要内容
（参数）
基于89C51的双机通信设计实现以下功能
1．用自发自收的方式，实现串行口的自检，当串口正常时，发光二极管亮，否则，灯不亮。
2．发送端将0~f循环发送到接收端，并在接收端显示。
3．通信的结果实用数码管进行显示，数码管采用查表方式显示。
4．两个单片机之间采用RS232进行双机通信
5．在通信过程中，使用通信协议进行通信。
任务要求
（进度）
第1-2天：
熟悉课程设计任务及要求，查阅技术资料，确定设计方案。
第3-4天：
按照确定的方案设计单元电路。
要求画出单元电路图，元件及元件参数选择要有依据，各单元电路的设计要有详细论述。
第5-6天：
软件设计，编写程序。
第7-8天：
实验室调试。
第9-10天：
撰写课程设计报告。
要求内容完整、图表清晰、文理流畅、格式规范、方案合理、设计正确，篇幅合理。
主要参考
资料
[1]张迎新．单片微型计算机原理、应用及接口技术（第2版）[M]．北京：
国防工业出版社，2004
[2]郭天祥.新概念51单片机C语言教程[M].北京:
电子工业出版社。
[3]阎石．数字电路技术基础（第五版）．北京：
高等教育出版社，2006
审查意见
系（教研室）主任签字：
年月日
2
单片机原理与接口技术课程设计
目录
1设计任务 4
1.1设计任务 4
1.2设计要求 4
2设计方案 4
2.1方案设计 4
2.2所需元件 5
2.3AT89C51 5
2.4MAX232 8
2.5整体电路 9
3.软件设计 9
3.1串行通信软件实现 9
3.2程序流程图 10
4.系统调试 13
5.总结 13
参考文献 14
附录 14
1主机发送程序 14
2从机接收程序 15
3系统电路图 17
18
1设计任务
1.1设计任务
利用单片机来完成双机之间的串行通信，两个单片机之间采用TTL来进行连接.
1.2设计要求
1.两片单片机利用串行口进行串行通信：
串行通信的波特率可从键盘进行设定，可选的波特率为1200、2400、4800和9600bit/s。
串行口工作方式为方式1的全双工串行通信。
2.两个单片机之间进行通讯波特率的设定，最终归结到对定时计数器T1计数初值TH1、TL1进行设定。
故本题目本质上是通过键盘扫描得到设定的波特率，从而载入相应的T1计数初值TH1、TL1实现的。
3、要求发送方读入按键值，发送到接收方，接收方接受数据并显示在数码管上。
2设计方案
2.1方案设计
本次设计，基于两片89C51，采用RS232进行双机通信。
发送方的数据由串行口TXD段输出，经过电平转换芯片MAX232将TTL电平转换为RS232电平输出，经过传输线将信号传送到接收端。
接收方也使用MAX232芯片进行电平转换后，信号到达接收方串行口的接收端。
接受方接收后，在数码管上显示接收的信息。
为提高抗干扰能力，还可以在输入输出端加光耦合进行光电隔离。
软件部分，通过通信协议进行发送接收，主机先送AAH给从机，当从机接收到AAH后，向主机回答BBH。
主机收到BBH后就把数码表TAB[16]中的10个数据送给从机，并发送和检验。
从机收到16个数据并计算接收到数据的检验和，与主机发送来的检验和进行比较，若检验和相同则发送00H给主机；否则发送FFH给主机，重新接受。
从机收到16个正确数据后送到一个数码管显示。
2.2所需元件
序号
名称
数量
15
40Pzip座
1
7
串口接口
1
13
MAX232芯片
1
12
USB接口
1
C1、C2
晶振电容22p
2
51、AVR
复位按钮
2
Y1
晶振座
3孔
J16
复位跳线插针
3针
RP1
4.7ｋ排阻
１
D1―D8
LED白发红
８
J10
LED电源跳线
２针
R9
10ｋ复位电阻
１
S17－S20
单独按键
４
输出口
双排针
２×18针
C9－C12
Max232外围电容1μＦ
４
POWER
自锁按钮
１
C13
复位电容10μＦ
１
R16
电源指示灯电阻１Ｋ
１
R1－R8
LED限流电阻１Ｋ
８
POWER指示灯
绿发绿LED
１
C8
电源滤波电容1000μ
１
2.3AT89C51
如图2.3AT89C51，AT89C51是一种带4K字节FLASH存储器（FPEROM—FlashProgrammableandErasableReadOnlyMemory）的低电压、高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。
AT89C2051是一种带2K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。
单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。
该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。
由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C2051是它的一种精简版本。
AT89C51单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。
图.2.3AT89C51
管脚说明
VCC：
供电电压。
GND：
接地。
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P0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/地址的低八位。
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外部必须接上拉电阻。
P1口：
P1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口作为低八位地址接收。
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。
这是由于内部上拉的缘故。
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口也可作为AT89C51的一些特殊功能口。
RST：
复位输入。
当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。
ALE/PROG：
当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的低位字节。
在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。
在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。
因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。
然而要注意的是：
每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。
如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。
此时，ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。
另外，该引脚被略微拉高。
如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。
/PSEN：
外部程序存储器的选通信号。
在由外部程序存储器取值期间，每个机器周期两次/PSEN有效。
但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。
/EA/VPP：
当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。
注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。
在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。
XTAL1：
反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。
XTAL2：
来自反向振荡器的输出。
2.4MAX232
如图2.4MAX232，MAX232芯片是美信（MAXIM）公司专为RS-232标准串口设计的单电源电平转换芯片，使用+5v单电源供电。
图2.4MAX232
管脚设计
第一部分是电荷泵电路。
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，提供给RS-232串口电平的需要。
第二部分是数据转换通道。
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（R1OUT）、11脚（T1IN）、14脚（T1OUT）为第一数据通道。
8脚（R2IN）、9脚（R2OUT）、10脚（T2IN）、7脚（T2OUT）为第二数据通道。
TTL/CMOS数据从11引脚（T1IN）、10引脚（T2IN）输入转换成RS-232数据从14脚（T1OUT）、7脚（T2OUT）送到电脑DB9插头；DB9插头的RS-232数据从13引脚（R1IN）、8引脚（R2IN）输入转换成TTL/CMOS数据后从12引脚（R1OUT）、9引脚（R2OUT）输出。
第三部分是供电。
15脚GND、16脚VCC（+5v）。
2.5整体电路
图2.5整体电路图
3.软件设计
3.1串行通信软件实现
通过通信协议进行发送接收，主机先送AAH给从机，当从机接收到AAH后，向主机回答BBH。
主机收到BBH后就把数码表TAB[16]中的16个数据送给从机，并发送和检验。
从机收到16个数据并计算接收到数据的检验和，与主机发送来的检验和进行比较，若检验和相同则发送00H给主机；否则发送FFH给主机，重新接受。
从机收到16个正确数据后送到一个数码管显示。
（1）串行口工作于方式1；用定时器1产生9600bit/s的波特率，工作于方式2。
（2）功能:
将本机ROM中数码表TAB[16]中的16个数发送到从机,并保存在从机内部ROM中，从机收到这16个数据后送到一个数码管循环显示。
（3）通信协议:
主机首先发送联络信号（AAH）,从机接收到之后返回一个联络信号（BBH）表示从机已准备好接收。
（4）通信过程使用第九位发送奇偶校验位。
（5）从机接收到一个数据后，立即进行奇偶校验，若数据没有错误，则返回00H，否则返回FFH。
（6）主机发送一个数据后，等待从机返回数据；若为00H，则继续发送下一个数据，若为FFH，则重新发送数据。
3.2程序流程图
（1）发送端程序流程图，如图3.2发送端程序流程图所示：
图3.2发送端程序流程图
（2）接收端程序流程图，如图3.2接收端程序流程图所示：
图3.2接收端程序流程图
4.系统调试
在Protues上进行仿真实验。
首先使用KeiuVsion2将编写完成的程序编译生成HEX文件，将HEX文件烧录到两片单片机中，进行仿真实验，结果如图4仿真实验图所示（由于电脑没有Protues，图片由Visio模拟），可以看到，接收端已将接收到的数据完整的显示出来。
图4仿真实验图
5.总结
经过这段时
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