双机通讯实验报告.docx
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双机通讯实验报告
单片机实验报告
（自动化15级）
实验名称:
串行通讯实验
一、实验目的
1．掌握单片机串行口工作方式；
2．掌握双机通讯的接口电路设计及程序设计。
二、实验设备
1.PC机；
2．单片机最小系统教学实验模块；
3.数码管显示模块
三、实验内容
1．双机通信
由两套单片机试验装置（两个实验小组）共同完成该实验。
我们U1为甲机，U2为乙机。
甲机发送本机（学生本人）学号后8位给乙机，乙机接收该8位数据，并显示在8位数码管上。
电路如图1所示。
要求串行通信方式为方式1，波特率为2400bit/s,不加倍，单片机外部晶振频率为11.0592M。
图1双机通信原理示意图
附加要求：
乙机接收完毕后，将本机（乙机）的学号后8位发送回甲机，甲机显示在数码管上。
2.单片机与PC机通信
单片机向PC机发送数据。
单片机向PC机重复发送本机（学生本人）学号，发送波特率为1200，采用方式1，单片机外部晶振频率为11.0592M。
四、实验原理
4．1串行通讯的方式
在串行通讯中，有两种基本的通讯方式：
异步通讯，同步通讯。
异步串行通讯规定了字符数据的传送格式，既每个数据以相同的帧格式发送。
每个帧信息由起始位、数据位、奇偶校验位和停止位组成。
本实验主要学习异步通讯的实现方法。
在异步通讯中，每一个字符要用起始位和停止位作为字符开始和结束的标志，以至占用了时间。
所以在数据块传送时，为了提高通讯速度，常去掉这些标志，而采用同步通讯。
同步通讯不像异步通讯那样，靠起始位在每个字符数据开始时发送和接受同步。
而是通过同步字符在每个数据块传送开始时使收/发双方同步。
按照通讯方式，又可将数据传输线路分成三种：
单工方式、半双工方式、全双工方式。
（1）单工方式
在单工方式下，通讯线的一端联接发送器，另一端联接接收器，它们形成单向联接，只允许数据按照一个固定的方向传送。
（2）半双工方式
在半双工方式下，系统中的每个通讯设备都由一个发送器和一个接收器组成，通过收发开关接到通讯线路上，如图33-1所示。
在这种方式中，数据能从A站送到B站，也能从B站传送到A站，但是不能同时在二个方向上传送，即每次只能一个站发送，另一个站接收。
图2半双工通讯方式
图33-1中的收发开关并不是实际的物理开关，而是由软件控制的电子开关，由通讯线两端的半双工通讯协议进行功能切换。
（3）全双工（Full—duplex）方式
虽然半双工方式比单工方式灵活，但它的效率依然较低。
从发送方式切换到接收方式所需的时间一般大约为数毫秒，这么长的时间延迟在对时间较敏感的交互式应用（例如远程检测监视控制系统）中是无法容忍的。
重复线路切换所引起的延迟积累，正是半双工通信协议效率不高的主要原因。
半双工的这种缺点是可以避免的，而且方法很简单，即采用信道划分技术。
在图33-2的全双工连接中，不是交替发送和接收，而是可同时发送和接收。
全双工通讯系统的每一端都包含发送器和接收器，数据可同时在两个方向上传送。
图3全双工通讯方式
4．2单片机串行口工作方式
在静态数码管显示实验中，我们熟悉了单片机串口工作方式0；单片机串口还具有有3种工作方式。
如下表所示：
这3种工作方式，均用于串行异步通讯。
在异步串行通讯的一个字节的传送中，必须包括了起始位（0）和停止位
（1）。
除此之外，方式1具有8位（1个字节）的数据位（低位在先），方式2、3则除这8位之外，还具有一个可编程的第9位，这个第9位编程通常被编程为奇偶校验位。
我们将在下一个实验中用到它。
串口工作方式在特殊寄存器SCON中设置。
其中的SM0和SM1位确定了串口工作方式。
要使通讯双方能够通讯成功，必须具有相同的串口工作模式；REN为允许接收位，本实验中因为双方都要进行接收，因此REN也都应设为1。
TB8和RB8这里暂不涉及。
利用以下语句来设置SCON:
MOVSCON,#50H
4．3波特率的设置
在异步串口通讯中，一个很重要的工作就是进行串口波特率的设置。
波特率是指串口通讯中每秒传送的位数，单位为BPS，它反映了串行口通讯的速度；同时，通讯双方的速度必须一致，才能够顺利进行通讯。
在串口工作方式1、3中，传送波特率都是可变的。
单片机内部通过定时器T1来提供发送与接收缓存器的内部移位时钟。
也就是说，要确定串行通讯的波特率，必须对T1进行相关设置。
51单片机系统对此时T1的设置有以下固定的规定：
（１）必须工作在定时器状态；
（２）必须工作在“8位自动重载”工作模式；
这必须在特殊寄存器TMOD中进行设置。
关于TMOD的详细内容，我们在实验十七已经讲过。
可以利用以下语句来设置TMOD:
MOVTMOD,#20H
除了对TMOD的设置外，还必须设置定时器T1的定时值，也就是保存在TH1中的8位重载值。
这直接影响到波特率的大小：
它通过以下公式进行计算：
其中的SMOD为特殊寄存器PCON的最高位。
当它置1时，可以将波特率增大1倍。
在双机通讯中，只要双方的波特率一致就能够完成通讯了；但是，在标准的异步通讯协议中，只有几种波特是适用的。
例如1200bps，2400bps，4800bps，9600bps……等等。
而通过这个公式可以看出，并不是所有的晶振频率都能够得到准确的上述波特率。
比如采用12MHz晶振，代入公式进行运算，就无法得到4800bps的准确波特率（TH1必须为小数了）。
在这种情况下，过去人们都使用软件补偿的方法，尽量得到准确的波特率；而现在，市场上有很多通讯专用的晶振，例如3.6864MHz、11.0592MHz……的晶振，都能够直接得到准确的波特率。
因此在进行本实验时，必须使用通讯专用晶振（如果使用仿真器，则设置为使用仿真头的外接晶振，并将11.0592M的晶振插入仿真头。
当波特率已经确定，就可以反向推导出TH1的取自大小，例如，在本次实验中，我们要求波特率为4800bps，在晶振采用11.0592MHz的情况下，推出TH1＝0F4H。
五、实验步骤
1．参考图1并进行电路设计，画出电路图，并用导线正确连接两套装置的单片机最小系统实验模块，并连接最小系统模块与数码管显示模块。
2．照实验要求编写程序流程图，然后编写程序，对编写的程序进行仿真调试，直至通讯成功。
六、实验报告
1．在该实验中，单片机串行口工作在什么工作方式下？
说明该工作方式的特点。
工作在工作方式1。
8位数据通讯，波特率可变。
2．波特率是什么？
怎样设置单片机串口通讯的波特率？
如果实验要求通讯波特率为4800bps，怎样修改程序？
特率是指串口通讯中每秒传送的位数，单位为BPS，它反映了串行口通讯的速度。
单片机内部通过定时器T1来提供发送与接收缓存器的内部移位时钟。
必须工作在定时器状态；必须工作在“8位自动重载”工作模式。
3．详细说明本次实验采用的通讯协议。
甲机发送本机（学生本人）学号后8位给乙机，乙机接收该8位数据，并显示在8位数码管上。
乙机接收完毕后，将本机（乙机）的学号后8位发送回甲机，甲机显示在数码管上。
4．给针对实验要求编写本机的程序流程图、程序清单并给予适当注释，并说明合作单片机（合作同学）。
这里有两个程序，一个是先接受，一个是先发送。
#include
#defineucharunsignedchar
voidinit（void）;
voidsend（void）;
voiddelay（unsignedinti）;
ucharxuehao[8]={6,6,6,6,6,6,6};
voidmain（void）
{
init（）;
send（）;
while
（1）;
}
voidinit（void）
{
TMOD=0x20;
TH1=0xfd;
TL1=0xfd;
SCON=0x50;
PCON=0x00;
TR1=1;
}
voidsend（void）
{
uchari;
do
{
delay（200）;
SBUF=0xaa;
while（TI==0）;TI=0;
while（RI==0）;RI=0;
}while（SBUF!
=0xbb）;
//----------------------------------?
?
?
?
?
delay（80）;
for（i=0;i<=7;i++）
{
SBUF=xuehao[i];
while（TI==0）;TI=0;
delay（5）;
}
SBUF=9;
delay（10）;
}
///////////////////////////////////////////////////////////
voiddelay（unsignedinti）
{
unsignedcharj;
for（;i>0;i--）
for（j=0;j<125;j++）
{;}
}
#include
#defineucharunsignedchar
voidinit（void）;
voidreceive（void）;
voiddelay（unsignedinti）;
voiddisplay（ucharA,ucharB）;
voidduanxuan（ucharc）;
ucharxuehao[8]={0};
voidmain（void）
{
init（）;
receive（）;
while
（1）
{
display（1,xuehao[0]）;
delay（3）;
P0=0x00;
display（2,xuehao[1]）;
delay（3）;
P0=0x00;
display（3,xuehao[2]）;
delay（3）;
P0=0x00;
display（4,xuehao[3]）;
delay（3）;
P0=0x00;
display（5,xuehao[4]）;
delay（3）;
P0=0x00;
display（6,xuehao[5]）;
delay（3）;
P0=0x00;
display（7,xuehao[6]）;
delay（3）;
P0=0x00;
display（8,xuehao[7]）;
delay（3）;
P0=0x00;
}
//
}
voidinit（void）
{
P0M1=0X00;
P0M0=0Xff;
P2M1=0x00;
P2M0=0xff;
TMOD=0x20;
TH1=0xfd;
TL1=0xfd;
SCON=0x50;
PCON=0x00;
TR1=1;
}
voidreceive（void）
{
ucharenpty;
ucharj=0;
do
{
while（RI==0）;RI=0;
}while（SBUF!
=0xaa）;
SBUF=0xbb;
while（TI==0）;TI=0;
enpty=SBUF;//while（RI==0）;RI=0;
//-------------------------------?
?
delay（10）;
for（j=0;j<=7;j++）
{
xuehao[j]=SBUF;
while（RI==0）;RI=0;
}
}
////////////////////////////////////////?
?
?
?
//////////////////////////////////////////////////
voiddisplay（ucharA,ucharB）
{
ucharcodeinfo[12]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,//
0xff,
0xbf};//-
duanxuan（A）;
switch（B）
{
case0:
P0=~info[0];
break;
case1:
P0=~info[1];
break;
case2:
P0=~info[2];
break;
case3:
P0=~info[3];
break;
case4:
P0=~info[4];
break;
case5:
P0=~info[5];
break;
case6:
P0=~info[6];
break;
case7:
P0=~info[7];
break;
case8:
P0=~info[8];
break;
case9:
P0=~info[9];
break;
case10:
P0=~info[10];
break;
case11:
P0=~info[11];
break;
}
}
voidduanxuan（ucharc）
{
switch（c）
{
case1:
P2=0x01;
break;
case2:
P2=0x02;
break;
case3:
P2=0x04;
break;
case4:
P2=0x08;
break;
case5:
P2=0x10;
break;
case6:
P2=0x20;
break;
case7:
P2=0x40;
break;
case8:
P2=0x80;
break;
default:
break;
}
}
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
voiddelay（unsignedinti）
{
unsignedcharj;
for（;i>0;i--）
for（j=0;j<125;j++）
{;}
}
5．实验心得。
（必须）
.。
。
。
。
。
。
。
。
。
。
。
。
。
。
。
。
。
。
。
。
。
。
。
。
6．附能说明实验原理的实验照片。
（必须）
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