甲乙两机串口通信双向控制系统软件设计及系统仿真.docx

1、甲乙两机串口通信双向控制系统软件设计及系统仿真1.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，数码管进展双机通信设计。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Uvision2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 本次设计是用两个单片机称为甲机和乙机之间采用方式1双向串行通信。 甲机的按键可通过串口控制甲机、乙机的2个LE

2、D灯，按一次甲机、乙机的LED1点亮，LED2灭，按两次甲机、乙机LED1灭，LED2点亮，按三次甲机、乙机的LED1和LED2全亮。 乙机的按键课控制串口向甲机发送按下的次数，按下的次数通过串口显示在甲机P0口的数码管上，由此设计出总体框图。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，

3、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，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双机通讯的方案设计方案： 该系统采用主从共两片AT89C51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穿插连接的方式，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一样的数据传输速率，即要求设置一样的波特率。电路分为数码管显示模块，指示模块、以及单片机工作的根本复位、晶振模块。 甲机由3个数码管，4个独立键盘开

4、关，1个蜂咛器组成。 乙机由8个发光二极管，一个蜂咛器，1个数字温度传感器DS18B20组成。 单片机上最根本的两个电路： 复位电路图2.2和晶振电路图2.3图2.2 复位电路图图2.3晶振电路图3. 系统硬件电路第一步将两组按键和LED灯分别连接到单片机U1、U2的P1口，第二步将单片机U1的P0口分别连接到数码显示管上进展显示，第三步将单片机U1的P0口连接到排阻上，第四步分别将单片机U1、U2的P3口连接到各自的线驱动器/接收器上，第五步将两个线驱动器/接收器分别连接到各自的DB-9接口上，最后再将单片机U1、U2通过DB-9连接器进展连接，来实现双机通讯。图3.1 线路原理图4. 软件

5、设计本系统的软件设计流程图。系统设计代码分为以下几个局部：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。4.1甲机程序设计甲机程序设计框图如下图4.1，开场将两个单片机进展初始化。然后按动按键K1，甲机发送信号，乙机查询接收后回送应答，甲机中断接收应答，两机的LED闪烁。再次按动按键K1，重复上述过程。图4.1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

6、;/-共阳极数码管段码-uchar code table=0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90,0xff;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() /主函数 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;

7、/定时器T1工作在方式2PCON=0x00;TH1=(256-253)/32;TL1=(256-253)%32;RI=0;TI=0;TR1=1; IE=0x90; /串行口中断翻开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

8、); led1=0; led2=0; break; delay(100); void recieve() interrupt 4 if(RI=1) RI=0; P0=tableSBUF; 4.2乙机程序设计乙机程序设计框图如下图4.2，开场将两个单片机进展初始化。然后按动按键K2，乙机发送信号，甲机查询接收后回送应答，乙机中断接收应答，甲机的数码管开场计数。再次按动按键K2，重复上述过程。图4.2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 l

9、ed2=P13;sbit key=P17;uchar num=10;/-延时-void delay(uint z) uint x,y; for(x=z;x0;x-) for(y=110;y0;y-);void main() /主函数 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T2工作在方式2 PCON=0x00;TH1=(256-253)/32;TL1=(256-253)%32;RI=0;TI=0;TR1=1; IE=0x90;/串行口中断翻开 led1=led2=1; while(1) if(key=0) while(key=0)

10、; 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;/ delay(100); else led1=led2=1;5. 系统仿真调试 编译好代码后，用Proteus ISIS画好原理图，把编译好的甲乙两机程序的HEX文

11、件，下载到原理图的单片机U1、U2中，点击运行系统仿真，查看显示效果，当按动K1时甲乙两机的LED发生变化，当按动K2时甲机的数码显示管开场计数。经过测试显示结果与预期结果一致，系统运行正常。图5.1 测试结果图6. 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表达。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展了查缺补漏，是自己对单片机这门课程有了更深的了解，对我们以后的工作有了很大的帮助。同时通过教师对我们的讲解，对各种知识的理解进一步加深，在此对教师深表感。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。7. 参考文献1.?单片机语言C51典型应用设计? 人民邮电；文涛编著 2021 .102.?Vision2单片机应用程序开发指南?科学；勇 宇编著 2021.23.?单片机原理与应用系统设计?清华大学：马秀丽编著 2021.10