单片机与PC机通信Word文档下载推荐.docx

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最早的设计理念是通过将大量外围设备和CPU集成在一个芯片中，使计算机系统更小，更容易集成进复杂的而对体积要求严格的控制设备当中在很多方面单片机比专用处理器更适合应用于嵌入式系统，因此它得到了广泛的应用。

事实上单片机是世界上数量最多处理器，随着单片机家族的发展壮大，单片机和专用处理器的发展便分道扬镳。

单片机应用的重要意义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经能用单片机通过软件方法来实现。

而用单片机与PC机进行串口通信可以充分了解单片机的串口通信原理与实现过程,进一步深入学习单片机的控制过程及步骤。

1、设计目的及意义

（1）设计目的

1）掌握51系列单片机的基本硬件结构及工作原理；

2）掌握51系列单片机的汇编语言及基本程序设计方法；

3）学习并掌握使用51系列单片机开发控制系统的基本步骤及方法。

（2）设计意义

随着21世纪的到来，电子信息行业将是人类社会的高科技行业之一，设施现代化的基础，也是人类通往科技巅峰的直通路。

电子行业的发展从长远来看很重要，但最主要的还是科技问题。

现代人类生活中所用的几乎每件电子和机械产品中都会集成有单片机。

手机、电话、计算器、家用电器、电子玩具、掌上电脑以及鼠标等电脑配件中都配有1-2部单片机。

汽车上一般配备40多部单片机，复杂的工业控制系统上甚至可能有数百台单片机在同时工作！

单片机的数量不仅远超过PC机和其他计算的总和，甚至比人类的数量还要多。

单片机作为应用最广泛的控制系统之一，具有体积小，易于控制，价格便宜，安全可靠等等优良的性能而被广泛的关注。

无论是小到儿童玩具，到工业控制系统，大到航天航空系统的设计与操作之中，随处可见单片机的踪影。

大学电子专业，电气专业，通信等专业开设单片机课程，对人才的培养无疑是有着重大的意义的。

本次课程设计的题目是单片机与PC机通信，通过课程设计使学生更进一步掌握单片机原理与应用课程的有关知识，提高用C语言编程的能力，并将所学的内容加以综合；

通过查阅资料，了解所学知识的应用情况；

通过课程设计全面系统的了解单片机的设计方法及设计步骤，了解微机系统的基本组成及开发设计过程中需要注意的问题。

2、总体设计方案

图1组成电路

本设计采用STC89C52通过串口与单片机进行通信，本设计的基本思路通过串口向单片机发送数据，当单片机接到来自PC机的数据时,单片机产生中断，并将PC机传过来的数据送到P1口利用LED小灯进行显示。

（1）中央处理单元CPU

STC89C52是STC公司生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器。

STC89C52使用经典的MCS-51内核，但做了很多的改进使得芯片具有传统51单片机不具备的功能。

在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU 

和在系统可编程Flash，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。

具有以下标准功能：

8k字节Flash，512字节RAM，32位I/O口线，看门狗定时器，内置4KBEEPROM，MAX810复位电路，3个16位定时器/计数器，4个外部中断，一个7向量4级中断结构（兼容传统51的5向量2级中断结构），全双工串行口。

另外STC89X52可降至0Hz静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。

空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。

掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。

最高运作频率35MHz，6T/12T可选。

（2）存储器 

具有8K在系统可编程Flash存储器8K字节程序存储空间；

512字节数据存储空间；

内带2K字节EEPROM存储空间；

（3）RS232电路

RS-232是个人计算机上的通讯接口之一，RS-232-C标准是美国EIA与BELL等公司一起开发的，于1969年公布的通信协议。

它适合于数据传输速率在0～20000b/s范围内的通信。

通常RS-232接口以9个引脚（DB-9）或是25个引脚（DB-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。

本设计中使用的为9个引脚的接口线。

图2RS232接口示意图

联络控制信号线：

数据发送准备好（Datasetready-DSR）——有效时（ON）状态，表明MODEM处于可以使用的状态。

数据终端准备好（Dataterminalready-DTR）——有效时（ON）状态，表明数据终端可以使用。

这两个信号有时连到电源上，一上电就立即有效。

这两个设备状态信号有效，只表示设备本身可用，并不说明通信链路可以开始进行通信了，能否开始进行通信要由下面的控制信号决定。

请求发送（Requesttosend-RTS）——用来表示DTE请求DCE发送数据，即当终端准备要接收MODEM传来的数据时，使该信号有效（ON状态），请求MODEM发送数据。

它用来控制MODEM是否要进入发送状态。

允许发送（Cleartosend-CTS）——用来表示DCE准备好接收DTE发来的数据，是与请求发送信号RTS相应的信号。

当MODEM准备好接收终端传来的数据，并向前发送时，使该信号有效，通知终端开始沿发送数据线TxD发送数据。

这对RTS/CTS请求应答联络信号是用于半双工MODEM系统中发送方式和接收方式之间的切换。

在全双工系统中，因配置双向通道，故不需要RTS/CTS联络信号，使其变高。

接收线信号检出（ReceivedLinedetection-RLSD）——用来表示DCE已接通通信链路，告知DTE准备接收数据。

当本地的MODEM收到由通信链路另一端（远地）的MODEM送来的载波信号时，使RLSD信号有效，通知终端准备接收，并且由MODEM将接收下来的载波信号解调成数字量数据后，沿接收数据线RxD送到终端。

此线也叫做数据载波检出（DataCarrierdectection-DCD）线。

振铃指示（Ringing-RI）——当MODEM收到交换台送来的振铃呼叫信号时，使该信号有效（ON状态），通知终端，已被呼叫。

数据发送与接收线：

发送数据（Transmitteddata-TxD）——通过TxD终端将串行数据发送到MODEM，（DTE→DCE）。

接收数据（Receiveddata-RxD）——通过RxD线终端接收从MODEM发来的串行数据，（DCE→DTE）。

地线：

GND、Sig.GND——保护地和信号地，无方向。

上述控制信号线何时有效，何时无效的顺序表示了接口信号的传送过程。

例如，只有当DSR和DTR都处于有效（ON）状态时，才能在DTE和DCE之间进行传送操作。

若DTE要发送数据，则预先将DTR线置成有效（ON）状态，等CTS线上收到有效（ON）状态的回答后，才能在TxD线上发送串行数据。

这种顺序的规定对半双工的通信线路特别有用，因为半双工的通信才能确定DCE已由接收方向改为发送方向，这时线路才能开始发送。

（4）MAX232接口电路

MAX220–MAX249系列线驱动器/接收器，专为EIA/TIA-232E以及V.28/V.24通信接口设计，尤其是无法提供±

12V电源的应用。

这些器件特别适合电池供电系统，这是由于其低功耗关断模式可以将功耗减小到5uW以内。

MAX225、MAXX233、MAX235以及MAX245/MAX246/MAX247不需要外部元件，推荐用于印刷电路板面积有限的应用。

图3MAX232引脚图

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）。

符合所有的RS-232C技术标准；

只需要单一+5V电源供电；

片载电荷泵具有升压、电压极性反转能力，能够产生+10V和-10V电压V+、V-；

功耗低，典型供电电流5mA；

内部集成2个RS-232C驱动器；

高集成度，片外最低只需4个电容即可工作。

图4MAX232与RS232连接图

（5）单片机串口

STC89C52的串行口通过管脚TXD和管脚RXD与外界进行通信，其内部主要由两个物理上的独立的数据缓冲器SBUF、发送控制器、接收控制器、输入寄存器和输出门组成。

此外，还有一个SCON（串行控制寄存器）和一个波特率发生器T1。

它的结构框图如图七所示。

串行口控制寄存器SCON是一个可位寻址的专用寄存器，用来设定串行口的工作方式、控制串行口的接收/发送以及状态标志。

SCON的格式如下：

SM2：

允许方式2和方式3多机通信。

REN：

允许串行接收。

TB8：

在方式2和方式3时发送数据的第九位。

RB8：

在方式2和方式3时接收数据的第九位，在方式1时，若SM2=0，则RB8为接收到数据的停止位。

TI和RI：

发送和接收中断标志，表示是否发送完活接收到数据由硬件职位，软件清0。

电源控制器PCON主要是为了在CHMS型单片机上实现电源控制而设置的，其字节地址为87H，不能位寻址。

在HMOS型单片机中，PCON中除了做高位以外，其他都是虚设的。

只有最高位SMOD与串行口工作有关。

PCON的格式如下：

SMOD为串行口波特率倍增为，当SMOD=1时，串行口波特率加倍；

复位时，SMOD=0。

波特率的设定：

单片机定时器作为波特率发送器。

定时器1必须是工作方式2，即自动装载模式。

TL1作为8位计数器，TH1作为常数缓冲器。

当TL1计数溢出时，将TH1中常数送到TL0，使TL1再次从初值开始重新计数。

定时器1产生固定频率占空比是1：

1的脉冲，波特率可由设定时间常数确定。

波特率=定时器1的溢出率）×

1/32（或×

1/16）32和1/16选择由波特率选择寄存器PCON的第7位确定。

PCON﹒7=0是乘以1/32，PCON﹒1是乘以1/16。

256为定时器计数常数。

计数速度=fosc/12式中：

fosc是主振荡频率，选用6MHz.当波特率为1200时，TH1=TL1=0F3H。

（6）串口助手

图5串口助手界面

在选择使用时要与单片机串口线即RS232接口线所连接的电脑端口一致，如果不知道所连接的电脑端口，可进行如下操作来确定连接的端口：

首先在电脑桌面上找到计算机的图