2015年基于单片机串行通信发射机设计与实现Word格式文档下载.docx
《2015年基于单片机串行通信发射机设计与实现Word格式文档下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2015年基于单片机串行通信发射机设计与实现Word格式文档下载.docx（30页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
因此串行发射应用愈来愈广泛。
串行通信是指使用一条数据线，将数据一位一位地依次传输，每一位数据占据一个固定的时间长度。
其只需要少数几条线就可以在设备间交换信息，但传输速度较低。
故串行通信在低速率、长距离通信上非常适用。
而串行通信发射机是串行通信中极为重要的基础。
本设计中ADC0809将采集到的模拟信号转换成数字信号后传送至单片机，在单片机通过编程方式来增加CRC-8（8位循环冗余码校验）校验码以加强数据可靠性，最后单片机再把采集到的数据和校验码通过一个无线发送器以串行通信的方式发送出去。
本论文共分为六个章节。
第1章简要阐述了课题的研究背景及意义，并对串行通信发射机做了相关介绍；
第2章介绍了系统的任务分析和设计方案；
第3章主要介绍了系统的电路设计及所需设备及芯片；
第4章对串行通信发射机的软件部分做了详细论述,并给出软件设计流程；
第5章分析了系统测试过程及结果；
第6章总结了全文并对课题的发展前景做了展望。
关键词：
单片机；
CRC-8；
串行通信
Abstract
Inthecommunicationsfield，therearetwodatacommunicationmethod:
parallelcommunicationandserialcommunication.WiththecomputernetworkNetworkofdistributedapplicationsandcomputergradingsystem,thecommunicationsfunctionisincreasinglyimportant.Therefore,theserialtransmitmoreandmorewidely.Serialcommunicationusingadatacable,dataaonefollowedbytransfereverydataoccupya
fixedlengthoftime.Itonlytakesafewafewlinesyoucanexchangeinformationbetweendevices,butthelowtransmissionspeed.Serialcommunicationisidealforlow-rate,long-distancecommunication.Serialcommunicationstransmitterisanextremelyimportantfoundationoftheserialcommunication.
ADC0809analogsignalacquisitiontoconvertthedigitalsignalsenttothemicrocontroller,themicrocontrollerprogrammaticallytoincreaseCRC-8（8-bitcyclicredundancycheck）checksumtoenhancedatareliability,thefinalmicrocontrollerthencollectedthedataandcheckcodeserialcommunicationsentthroughawirelesstransmitter.
Thisthesisisdividedintosixchapters.Chapter1brieflydescribedtheresearchbackgroundandsignificance,andserialcommunicationtransmittersdo;
Chapter2describesthetaskanalysisanddesignofthesystem;
Chapter3introducesthecircuitdesignofthesystemandrequiredequipmentandchips;
Chapter4,thesoftwareportionoftheserialcommunicationtransmitterindetail,andgivesthesoftwaredesignprocess;
Chapter5analyzesthesystemtestprocessandresults;
Chapter6summarizesthefulltextanddesignduringtheharvestthesentiment.
KeyWords：
Singlechipmicrocomputer；
CRC-8；
Serialprogramming
目录
第1章选题背景和意义 1
第2章任务分析与方案设计 2
第3章电路设计 3
3.1电路连接仿真图 3
3.2MCS-51单片机 3
3.3A/D转换器 5
3.4无线发射电路设计 6
第4章软件设计 8
4.1ADC0809工作地址 8
4.2A/D转换 9
4.3CRC-8编码 10
4.3MCS-51单片机串行口结构与数据发送 11
4.4仿真代码 14
第5章系统调试 18
5.1系统软件调试 18
5.2系统仿真调试 19
5.3数据测试与误差分析 20
第6章总结 23
致谢 24
参考文献 25
第1章选题背景和意义
目前，单片机正朝着高性能和多品种方向发展，今后单片机的发展趋势将进一步向着CMOS化、低功耗化、低电压化、低噪声与高可靠性、大容量化、高性能化、小容量、低价格化、外围电路内装化和串行扩展技术。
随着半导体集成工艺的不断发展，单片机的集成度将更高、体积将更小和功能将更强，应用也会更广泛。
单片机已成为计算机发展和应用的一个重要方面，另一方面，单片机应用的重要意义还在于，它从根本上改变了传统的控制系统设计思想和设计方法。
从前必须由模拟电路或数字电路实现的大部分功能，现在已能通过单片机来实现了。
这种用软件代替硬件的控制技术也称为微控制技术，是对传统控制技术的一次革命。
串行通信是指使用一条数据线，将数据一位一位地依次传输，每一位数据占据一个固定的时间长度。
其只需要少数几条线就可以在系统间交换信息，特别使用于计算机与计算机、计算机与外设之间的远距离通信。
其特点如下：
传输线少、长距离传送时成本低、传输速率低.。
此次设计注重于对单片机串行发射的理论的理解，明白发射机的工作原理，以便以后单片机领域的开发和研制打下基础，提高自己的设计能力，培养创新能力，丰富自己的知识理论，做到理论和实际结合。
本课题的重要意义还在于能在进一步层次了解单片机的工作原理，内部结构和工作状态。
理解单片机的接口技术，中断技术，存储方式，时钟方式和控制方式，这样才能更好的利用单片机来做有效的设计。
第2章任务分析与方案设计
基于单片机的串行通信发射机系统的主要功能就是以单片机为控制芯片，把采集到的数据通过串行通信的方式进行传送。
本设计中数据采集器采用的是一个8通道8位线性模-数编码器ADC0809，给数据加CRC-8校验码则是采用编程的方式来实现的，发送方式采用了以无线传输的方式来传送串行数据的方法，故还需要设计一个无线发送电路。
这个系统有如下两个部分：
硬件电路部分有A/D转换器及接口电路、单片机的接口电路及A/D转换器与单片机的数据线、无线数据发射电路。
软件部分是A/D转换器的数据采集部分，用软件对A/D0809转换成的数据进行CRC-8编码，然后将采集到的八位数据和转换好的CRC-8编码作为一帧通过无线发送模块发送出去。
为了方便电路、程序的实时修改在本设计中全部采用仿真设计软件。
Proteus软件是英国Labcenterelectronics公司出版的EDA工具软件Proteus是唯一将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台，其处理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和
MSP430等。
在编译方面，它也支持IAR、Keil和MPLAB等多种编译器。
在本设计中采用Proteus来进行电路设计，采用Keil进来软件编写以及编译，最后将Keil编译出的程序文件跟Proteus进行联合仿真。
第3章电路设计
3.1电路连接仿真图
ADC0809跟MCS-51之间的数据交换采用并行传输方式，用MCS-51的P0口读ADC0809的数据，故只需用8条连线将P0.0～P0.7口分别与OUT1～OUT8连接即可，另外由于Proteus中没有MICRF102元件库，在本设计中就采用示波器来表示。
综合各芯片的引脚分布及功能特点，具体的电路连接图如图3.1所示。
图3.1电路连接仿真图
3.2MCS-51单片机
本系统采用MCS-51单片机，MCS是Intel公司单片机系列的符号。
Intel公司推出有MCS-48、MCS-51、MCS-96系列单片机。
其中MCS-51系列单片机典型机型包括51和52两个子系列。
在51子系列中，主要有8031、8051、875l三种机型，它们的指令系统与芯片引脚完全兼容，只是片内程序存储器有所不同。
MCS-51单片机的引脚图如图3.2所示。
各引脚功能如下：
图3.2单片机引脚图
（1）P0.0～P0.7：
P0口是一个8位双向I/O口。
在访问外部存储器（RAM
、ROM）和扩展的I/O口时分时进行工作。
在指令的前半周期，P0口作为地址总线的低8位，在指令的后半周期为8位的数据总线。
（2）P1.0～P1.7：
P1口是一个带有上拉电阻的8位双向I/O口。
（3）P2.0～P2.7：
P2口是一个带有上拉电阻的8位双向I/O口。
在访问外部存储器（RAM、ROM）和扩展的I/O口时，送出地址总线的高8位。
（4）P3.0～P3.7：
P3口是一个带有上拉电阻的8位双向I/O口在MCS-51单片机中，P3口是一个双功能口，其第一功能是作为通用I/O口，第二功能是作为特殊信号线使用。
（5）ALE（地址锁存控制信号）：
在系统扩展时，ALE用于控制把P
升级会员 