单片机双机通信课程设计报告.docx

1、单片机双机通信课程设计报告1.题目设计要求.42.系统的组成及工作原理.42.1系统组成42.1工作原理.42.3双机通讯的方案选择.53.器件的功能及作用.6 3.1硬件设计6 3.2电气设置8 3.3DB-9连接器.84.系统硬件设计.105.软件设计.116.系统仿真调试.187.设计体会和收获.188.參考资料.191.题目设计要求：甲乙两机串口双向通信设计要求：利用51单片机，RS232芯片，LED灯，数码管进行双机通信设计。甲机可按键控制乙机的LED显示；乙机可按键控制甲机的数码管显示。完成以下设计环节： 1）使用Altium Desinger开发工具，设计电路原理图。 2）使用U

2、vision2开发平台，采用C语言或汇编语言设计软件程序。 3）使用PROTEUS仿真软件，设计仿真原理图并运行软件程序，完成系统仿真。 2.系统的组成及工作原理 2.1系统组成 图2.1 总体框图 2.2工作原理双机通信系统通过甲乙单片机的串行口来实现数据的收发。甲单片机通过开关电路来启动发送程序，甲机当开关按下时向乙机发送一个数据，乙机上蜂咛器发出声音提示有数据发送过来，乙机通过接收中断来接收和开关判断是否接收甲机发送过来的数据，并通过编写好的数据代码在8个发光二极管上显示主机发送过来的数据。乙单片机通过开关电路来启动发送程序，乙机给甲机发送一数据，甲机上蜂咛器发出声音提示有数据发送过来，

3、甲机通过接收中断来接收和开关判断是否接收乙机发送过来的数据，并通过编写好的数据代码在8个发光二极管上显示乙机发送过来的数据。 2.3 双机通讯的方案选择 设计方案： 该系统采用主从共两片AT89C52单片机来实现上位机对下位机的控制，由于是近距离的双机通信，我们采用单片机直接交叉连接的方式，上位机发送的数据由串行口TXD端输出，直接由下位机的串行口数据接收端RXD接收。需要注意的是一定要保证主从机相同的数据传输速率，即要求设置相同的波特率。电路分为数码管显示模块，指示模块、以及单片机工作的基本复位、晶振模块。 甲机由3个数码管，4个独立键盘开关，1个蜂咛器组成。 乙机由8个发光二极管，一个蜂咛

4、器，1个数字温度传感器DS18B20组成。 单片机上最基本的两个电路： 复位电路（图2.2）和晶振电路（图2.3）图2.2图2.33.器件的功能及作用3.1 硬件设计 3.1.1 AT89C52和RS23说明 At89c52单片机内部有1个功能很强大的全双工串行口，可以同时发送和接收数据。串行口的内部有数据接收缓冲器和数据发送缓冲器，数据接收缓冲器只能读出不能写入，数据发送缓冲器只能写入不能读出，这两个数据缓冲器都是用SBUF来表示，地址都是99H，CPU对特殊功能寄存器SBUF执行写操作就将数据写入发送缓冲器，对SBUF执行度操作就是读出接收缓冲器中的内容。特殊功能寄存器SCON参访串行口的

5、控制状态信号，串行口用T1或者T2作为波特率发生器（发送和接收时钟），特殊功能寄存器PCON的最高位SMOD为串行口波特率的倍率控制位。SCON：串行口控制寄存器寄存器地址98H，位寻址9FH98H。位地址9F9E9D9C9B9A9998位符号SM0SM1SM2RENTB8RB8TIRISM0、SM1：串行口工作方式选择位SM2：多机通信控制位REN：允许/禁止串行口接收的控制位TB8：在方式2和方式3中，是被发送的第9位数据，可根据需要由软件置1或清零，也可以作为奇偶校验位，在方式1中是停止位。RB8：在方式2和方式3中，是被接收的第9位数据（来自第TB8位）；在方式中，RB8收到的是停止位

6、，在方式0中不用。TI串行口发送中断请求标志位: 当发送完一帧串行数据后，由硬件置1；在转 向中断服务程序后，用软件清0。RI串行口接收中断请求标志位: 当接收完一帧串行数据后，由硬件置1；在转 向中断服务程序后，用软件清0。SM0、SM1：串行口工作方式选择位，其组合含义如下所示： PCON的D7位作为串行波特率系数SMOD控制位，PCON不可位寻址，其地址为87H，当SMOD=1时，波特率加倍。SMOD在PCON中的位置如下所示： RS232近程通讯总线适合于数据传输速率在020000b/s范围内的通信，由于通行设备厂商都生产与RS-232C制式兼容的通信设备，因此，它作为一种标准，目前已

7、在微机通信接口中广泛采用。如图3.1所示： 图3.1 DB93.2 电气特性EIA-RS-232C对电器特性、逻辑电平和各种信号线功能都作了规定。在TxD和RxD上：逻辑1(MARK)=-3V-15V逻辑0(SPACE)=+315V在RTS、CTS、DSR、DTR和DCD等控制线上：信号有效（接通，ON状态，正电压）+3V+15V信号无效（断开，OFF状态，负电压）=-3V-15V RS232C与TTL转换：EIA-RS-232C是用正负电压来表示逻辑状态，与TTL以高低电平表示逻辑状态的规定不同。因此，为了能够同计算机接口或终端的TTL器件连接，必须在EIA-RS-232C与TTL电路之间进

8、行电平和逻辑关系的变换。 最大直接传输距离说明：RS-232C标准规定，若不使用MODEM，在码元畸变小于4%的情况下，DTE和DCE之间最大传输距离为15m（50英尺。3.3 DB-9连接器使用DB-9连接器，作为提供多功能I/O卡或主板上COM1和COM2两个串行接口的连接器。它只提供异步通信的9个信号。DB-25型连接器的引脚分配与DB-25型引脚信号完全不同。因此，若与配接DB-25型连接器的DCE设备连接，必须使用专门的电缆线。最大直接传输距离说明：RS-232C标准规定，若不使用MODEM，在码元畸变小于4%的情况下，DTE和DCE之间最大传输距离为15m（50英尺）。 用RS-2

9、32总线连接系统有近程通讯方式和远程通讯方式两种，近程通讯是指传输距离小于15米的通讯，可以用RS-232 电缆直接连接。15米以上的长距离通讯，需要采用调制调解器。 当计算机与终端之间利用RS-232作近程连接时，有几根线实现交换连接。本次实验不需要检测数据等信号状态的 RS-232是异步通讯中最广泛的标准总线，适用于数据中端设备（DTE）和数据通讯设备（DCE）之间的接口。在微机通讯中，通常使用 的RS-232接口信号是九根引脚。如图3：各引脚功能如下：引脚号符号方向功能1DCD输入载波检测2RXD输入接收数据3TXD输出发送数据4DTR输出数据终端就绪5GND信号地6DSR输入数据装置就

10、绪7RTS输出请求发送8CTS输入清除发送9RI输入振铃指示 图3.2 DB9管脚说明 用RS-232总线连接系统有近程通讯方式和远程通讯方式两种，近程通讯是指传输距离小于15米的通讯，可以用RS-232 电缆直接连接。15米以上的长距离通讯，需要采用调制调解器。 计算机和终端用RS-232连接的交叉图4如下，图中“发送数据”与“接收数据”是交叉相连的，是得两台设备都能正常的发送和接收。 图3.3 通讯连接 数据发送与接收线： 发送数据(TxD)通过TxD终端将串行数据发送到MODEM。 接收数据(RxD)通过RxD线终端接收从MODEM发来的串行数据。4.系统硬件设计线路原理图5. 软件设计

11、本系统的软件设计流程图。系统设计代码分为以下几个部分：初始化串行、发送数据、接收数据、键盘输入、数值转换、LED显示，数码管显示，用keil编译。甲机程序设计框图（图5.1）：开始 图5.1甲程序设计框图甲机程序：/-甲机程序代码-#include#define uint unsigned int#define uchar unsigned charsbit led1=P10;sbit led2=P13;sbit key=P17;/-共阳极数码管段码-uchar code table=0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99, 0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90,0xff

12、;uchar num;/-延时-void delay(uint z) uint x,y; for(x=z;x0;x-) for(y=110;y0;y-);/-串行口发送函数-void transfer(uchar c) SBUF=c; while(TI=0); TI=0;void main() num=0; P0=0x00; SCON=0x50; /串行口工作在方式1，既可以发送数据，也可以接收数据 TMOD=0x20; /定时器T1工作在方式2 PCON=0x00; TH1=(256-253)/32; TL1=(256-253)%32; RI=0; TI=0; TR1=1; IE=0x90;

13、 /串行口中断打开 while(1) if(key=0) while(key=0); num=(num+1)%4; switch(num) case 0: transfer(D); led1=1; led2=1; break; case 1: transfer(A); led1=0; led2=1; break; case 2: transfer(B); led1=1; led2=0; break; case 3: transfer(C); led1=0; led2=0; break;/ delay(100); void recieve() interrupt 4 if(RI=1) RI=0;

14、 P0=tableSBUF; 乙机程序设计框图（图5.2）： 图5.2乙机设计框图乙机程序：/-乙机程序代码-#include#define uint unsigned int#define uchar unsigned charsbit led1=P10;sbit led2=P13;sbit key=P17;uchar num=10;void delay(uint z) uint x,y; for(x=z;x0;x-) for(y=110;y0;y-);void main() SCON=0x50; TMOD=0x20; PCON=0x00; TH1=(256-253)/32; TL1=(25

15、6-253)%32; RI=0; TI=0; TR1=1; IE=0x90; led1=led2=1; while(1) if(key=0) while(key=0); num=(num+1)%11; SBUF=num; while(TI=0); TI=0; void recieve() interrupt 4 if(RI=1) RI=0; switch(SBUF) case A: led1=0; led2=1; break; case B: led1=1; led2=0; break; case C: led1=0; led2=0; break; case D: led1=1; led2=1

16、;/ delay(100); else led1=led2=1;6.系统仿真调试 最后用Proteus画好原理图，把编译好的甲乙机程序HEX文件，下载到原理图里，点击运行仿真，查看效果！7.设计体会和收获最初选择双机串行通信这个实验时，由于从未接触过这类设计，感到新鲜的同时不乏挑战性。现在终于将它完成了，感到受益颇多。第一，这是一份考验我们自觉性、动手能力与协作意识的任务。第二，未知并不可怕，可怕的是因未知而止步。我们在课堂上所学的知识是非常有限的，这次的课程设计就是个很好的体现。很多函数的运用我们还没掌握，一些简单的循环语句都可能出错。实践后才能真的知道我们真正掌握了多少。第三，团结就是力量一点都不假。在团组合作时我们更便于互相取长补短，相互讨论，效果很好.通过本次课设实验我们对自身进行了查缺补漏，是自己对单片机这么课程有了更深的了解，对我们以后的工作有了很大的帮助。同时通过老师对我们的讲解，对各种知识的理解进一步加深，在此对老师深表感谢。总之在这次的实验中我们更加丰富了自己使自己有了进一步的提高。8. 参考文献 1.单片机语言C51典型应用设计 人民邮电出版社；刘文涛编著 2005.10 2.Vision2单片机应用程序开发指南科学出版社；尹勇 李宇编著 2005.2 3. 单片机原理与应用及C51程序设计（第2版）清华大学出版社：谢维成