双机之间的串行通信设计.doc

1、 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0f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

2、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41.1设计任务41.2 设计要求42设计方

3、案42.1方案设计42.2 所需元件52.3 AT89C5152.4 MAX23282.5 整体电路93.软件设计93.1串行通信软件实现93.2 程序流程图104.系统调试135.总结13参考文献14附录141主机发送程序142从机接收程序153系统电路图17181 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，

4、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

5、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TAB16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1540P zip座17串口接口113MAX232芯片112USB接口1C1、C2晶振电容22p251、AVR复位按钮2Y1晶振座3孔J16复位跳线插针3针RP14.7排阻D1D8LED白发红J10LED电源跳

6、线针R910复位电阻S17S20单独按键输出口双排针18针C9C12Max232外围电容1POWER自锁按钮C13复位电容10R16电源指示灯电阻R1R8LED限流电阻POWER指示灯绿发绿LEDC8电源滤波电容10002.3 AT89C51如图2.3 AT89C51，AT89C51是一种带4K字节FLASH存储器（FPEROMFlash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压、高性能CMOS 8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

7、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.2.3 AT89C51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，

8、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

9、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

10、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/PS

11、EN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。2.4 MAX232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 2.4 MAX232管脚设计第一部分是电荷泵电路。由1、2

12、、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

13、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TAB16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；

14、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TAB16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Kei uVsion 2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