单片机课程设计论文基于C++Builder的PC机与单片机之间的串口通信Word文档下载推荐.docx
《单片机课程设计论文基于C++Builder的PC机与单片机之间的串口通信Word文档下载推荐.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《单片机课程设计论文基于C++Builder的PC机与单片机之间的串口通信Word文档下载推荐.docx（32页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
图1
方式1是10位数据的异步通信口。
TXD为数据发送引脚，RXD为数据接收引脚，传送一帧数据的格式如图2所示。
其中1位起始位，8位数据位，1位停止位。
用软件置REN为1时，接收器以所选择波特率的16倍速率采样RXD引脚电平，检测到RXD引脚输入电平发生负跳变时，则说明起始位有效，将其移入输入移位寄存器，并开始接收这一帧信息的其余位。
接收过程中，数据从输入移位寄存器右边移入，起始位移至输入移位寄存器最左边时，控制电路进行最后一次移位。
当RI=0，且SM2=0（或接收到的停止位为1）时，将接收到的9位数据的前8位数据装入接收SBUF，第9位（停止位）进入RB8，并置RI=1，向CPU请求中断。
用单片机内部定时器1即T1，使其工作在方式2，作为波特率发生器。
图2
由于基于C++Builder的通信协议如图3所示，因此在程序编写时，需要在设置一个缓冲区来暂时存储单片机接收的来自PC机的一串字符串。
前导符
站号地址
功能码
数据长度
数据
结束符
校验码
##
AAAA
FF
LL
DDDD
@@
X
图3
2.硬件设计
51单片机有一个全双工的串行通讯口，所以单片机和电脑之间可以方便地进行串口通讯。
进行串行通讯时要满足一定的条件，比如电脑的串口是RS232电平的，而单片机的串口是TTL电平的，两者之间必须有一个电平转换电路，我们采用了专用芯片MAX232进行转换。
如图4所示。
图4
3.软件设计
如图4，PC机作为主机，80C51单片机作为从机（波特率为9600b/s）。
通信程序采用C语言编程。
这个程序的流程图如图5所示。
程序见下。
图5
3.1串口初始化
3.2从机（单片机）接收主机（PC机）发送来的数据帧
3.3从机发送数据帧给主机
（1）解析从机发送的数据帧（程序见附录3的voidsend（）部分）
（2）从机发送数据帧
3.4拓展部分
利用P1口连接的8个LED灯来显示C++Builder的十三个功能（见附录1）。
三、运行调试
1.硬件方面
（1）烧写程序时，已经上电了，可软件还是一直提示上电，反复上电也不行后，最终通过反复换串口，反复烧写上电解决了。
类似的还有只要进行烧写，烧写软件界面就会消失，也是通过上述方法解决。
（2）有时烧写时，忽略了相应的串口和波特率的选择甚至忘记打开串口助手的串口，发送数据后使得PC机的接收窗口中无显示。
（3）有时发送数据后接收窗口无显示，经过复位后，问题得以解决。
2.软件方面
编程时遇到的主要问题有四个：
（1）如何在C51单片机中存储接收的一个字符串数据帧。
如上所述，需要设置一个缓冲数组来接收主机发送的字符串数据帧。
程序见3.2。
（2）如何判断从机已经接收到完整的数据帧即结束接收。
设置一个标志位，如ucharfinish。
当finish=1时，表示接收结束。
（3）如何解析从机发送的数据帧。
对此，我前后采用了两种方法进行调试运行（以下程序仅为“查询功能”模块的代码）
方案一：
voidsend（）
{
if（host[6]=='
0'
）
{
switch（host[7]）
{
case'
:
//查询地址
TI=0;
SBUF='
#'
;
while（!
TI）;
SBUF='
SBUF=slave_addr[0];
SBUF=slave_addr[1];
SBUF=slave_addr[2];
SBUF=slave_addr[3];
4'
@'
x'
break;
｝
方案二：
voidsend_109（）
if（count_109==13）
{
if（（buf_109[3]=='
）&
&
（buf_109[3]=='
（buf_109[4]=='
（buf_109[5]=='
（buf_109[8]=='
（buf_109[9]=='
））
if（buf_109[6]=='
buf_109[7]=='
{
count_109=0;
load_109（"
##"
）;
load_109（&
slave_addr_109）;
0004"
@@X"
}
}//查询地址
方案一没有把通信协议表达完善，因此运行不成功。
方案二解决了通信协议部分，运行成功，而且代码长度较方案一更为简短。
（4）如何放置功能拓展部分的程序。
遵循着“中断中程序尽可能少些，一般放在主程序部分实现”的原则，对于我这次拓展的一点点功能（LED灯显示、报警蜂鸣器响，程序见3.4），我把标志位flag的设置放在了解析函数voidsend（）部分，将LED显示放在了主函数中。
起初我把蜂鸣器代码“RD=0”也放在解析函数中，效果失败，经过调试放在主函数中后，蜂鸣器响了起来。
四、总结与体会
每次课设后都会收获很多，这次也不例外。
平时编写代码的机会不多，因而这次课设显得比较棘手。
鉴于已经系统地学过C语言以及单片机中常用C的编写，程序的整体架构不存在多大问题。
因而主要问题在于各部分功能的实现。
首先针对于这次课设，必须先了解主机与从机之间的通信协议，才能正确地编写代码实现上述所说的“解析从机发送的数据帧”部分的功能。
这也是我在这次课设中的一个瓶颈。
幸运的是，在同学的帮助下顺利地解决了这个问题。
其次，对C语言数组、指针的娴熟运用，可以大大减短代码的编写，并能有效的解决数据帧的缓存发送问题。
然后，就是程序整体架构的排列。
这点在“运行调试”的软件方面的第四点提及。
最后，对Keil、烧写软件、串口调试助手以及试验箱的熟练使用也是这次课设成功的重要因素。
其间遇到的各种问题多亏有同学的帮助和老师周二晚上的集体辅导，促成了我们高效率地完成了这次课设，谢谢老师，谢谢大家！
其实，每件事情并没有想象中的那么难，只要自己多动手操作，知识掌握了，经验积累了，一切问题都可以迎刃而解！
五、参考文献
丁海军等编著.程序设计基础（C语言）.北京：
北京航空航天大学出版社，2009
田希晖，薛亮儒编著.C51单片机技术教程.北京：
人民邮电出版社，2007
六、附录
1.实验箱介绍
G部分电路为串口通讯部分。
U5PL2303HX构成了USB转URAT电路，即完成USB口转TTL串口电平。
U6MAX232构成了RS232转URAT电路，即完成RS232串口转TTL串口电平。
由于单片机只有一个串口，所以以上两部分通过双刀双掷开关切换使用，当实验板上S－COM开关按下时选择USB转URAT电路。
否则选RS232转URAT电路。
这部分电路可以完成PC机跟单片机的串行通讯，也可以完成两个单片机进行串行通讯。
D_RXD和D_TXD指示收和发线上是否有信号，当通信时可观察到二灯闪烁。
当选择USB转URAT电路时，PC机的USB口同时承担给实验板供电的任务。
A部分由一个8位琴健开关（U11）和8个LED（D00－D07）组成。
连在P1口上完成基本输入输出功能。
输入功能：
当某开关闭合后，对应P1口线上输入0，同时相应的LED点亮。
否则，对应P1口线上输入1，同时相应的LED熄灭。
例如：
第一位开关闭合，D10点亮，同时P1.0输入0。
LED可以做为开关是否闭合的直观指示。
输出功能：
当某开关打开时，对得用P1口线可以做为输出引脚使用。
当输出1时，相应的LED熄灭，当输出0时，相应的LED点亮。
当某开关闭合时，无法做输
出功能使用。
2.功能码介绍
2.1查询（读）功能码介绍
2.1.1查询地址
功能码00
数据帧
类型
备注
##00000000@@X
发送
查询时由于不知对方地址，使用“0000”地址
##AAAA0004AAAA@@X
正常返回
返回时从机用本机地址覆盖0000，并返回地址AAAA
##AAAA00011@@X
出错返回
校验错误
##AAAA00012@@X
格式错误（前导符、结束符）
##AAAA00013@@X
内容错误（数据超限等）
实例：
发送##00000000@@X
返回##123400041234@X
2.2.2查询量程上限
功能码：
01
##AAAA0100@@X
对方地址必须正确，否则不响应
##AAAA0104DDDD@@X
量程上限必须是4位整数，范围0001
--9999，例如0100,4250等
##AAAA01011@@X
##AAAA01012@@X
格式错误
##AAAA01013@@X
内容错误
2.2.3查询量程下限
02
##AAAA0200@@X
##AAAA0204DDDD@@X
量程下限必须是4位整数，范围0000
--9998，且必须比上限小
##AAAA02011@@X
##AAAA02012@@X
##AAAA02013@@X
2.2.4查询报警上限
03
##AAAA0300@@X
##AAAA0304DDDD@@X
报警上限必须是4位整数，范围0001
##AAAA03011@@X
##AAAA03012@@X
##AAAA03013@@X
2.2.5查询报警下限
04
##AAAA0400@@X
##AAAA0404DDDD@@X
报警下限必须是4位整数，范围0000
##AAAA04011@@X
##AAAA04012@@X
##AAAA04013@@X
2.2.5查询温度值
05
##AAAA0500@@X
##AAAA0507DDDD.DD@@X
温度范围0000.00—5000.00，例如0134.56
##AAAA05011@@X
##AAAA05012@@X
##AAAA05013@@X
2.2.5查询报警状态
06
##AAAA0600@@X
##AAAA0601D@@X
当D为5表示没有报警
当D为6表示正在报警
##AAAA06011@@X
##AAAA06012@@X
##AAAA06013@@X
2.2.5批量查询参数
07
##AAAA0700@@X
##AAAA0716DDDDDDDDDDDDDDDD@@X
共16位数据分别是量程上限、量程下限、报警上限、报警下限
##AAAA07011@@X
##AAAA07012@@X
##AAAA07013@@X
2.2设置（写）功能码介绍
2.2.1设置地址
功能码50
##AAAA5004BBBB@@X
AAAA为原地址，BBBB为新地址
##BBBB50010@@X
成功返回
##AAAA50011@@X
##AAAA50012@@X
##AAAA50013@@X
2.2.2设置量程上限
功能码51
##AAAA5104DDDD@@X
##AAAA51010@@X
##AAAA51011@@X
##AAAA51012@@X
##AAAA51013@@X
2.2.3设置量程下限
功能码52
##AAAA5204DDDD@@X
##AAAA52010@@X
##AAAA52011@@X
##AAAA52012@@X
##AAAA52013@@X
2.2.4设置报警上限
功能码53
##AAAA5304DDDD@@X
##AAAA53010@@X
##AAAA53011@@X
##AAAA53012@@X
##AAAA53013@@X
2.2.5设置量程下限
功能码54
##AAAA5404DDDD@@X
##BBBB54010@@X
##AAAA54011@@X
##AAAA54012@@X
##AAAA54013@@X
3.整个程序
#include<
AT89X51.H>
#defineucharunsignedchar
#defineuintunsignedint;
#definespeakRD;
//蜂鸣器
charbuf_109[30];
//用于单片机字符串数据的缓冲
charslave_addr_109[]="
1234"
charslave_lch_109[]="
5000"
charslave_lcl_109[]="
1000"
charslave_bj_109h_109[]="
9000"
charslave_bj_109l_109[]="
3000"
ucharcount_109=0;
//数据帧长度
ucharflag_109;
//标志点亮P１口连接的LED（已接高）
uintj_109;
voiddelay_109（）
//uintj_109;
for（j_109=0;
j_109<
32000;
j_109++）;
}
voidserial_109（）interrupt4
if（RI）
RI=0;
buf_109[count_109]=SBUF;
count_109++;
}
}
voidload_109（uchar*msg_109）
while（*msg_109!
=0）
SBUF=*msg_109;
while（!
TI=0;
msg_109++;
}
}//查询地
升级会员 