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1、学号：20085042069本科学年论文学 院 物理电子工程学院 专 业 电子信息工程 年 级 2008级 姓 名 论文题目 双机串行通信课程设计 指导教师 职称 副教授 成 绩 2011年 06 月 12目 录摘 要2关键词2Abstract2Key Words1引言11.串行通信的概述32. 总体设计22.1.设计要求22.2.设计方案22.3.硬件设计32.4软件设计62.5.整体电路设计63.联合调试7结论7致谢7参考文献8附录8双机串行通信课程设计姓 名： 学号：单 位：物理电子工程学院 专业：电子信息工程 指导老师： 职称：副教授摘 要：介绍了单片机输入输出设计的方法以及单片机之间
2、进行数据通信的串行通信。本设计以AT89C52为核心，以发光二极管和按键为外围，用软件控制硬件，能够实现按键控制将单片机1的数据传输到另一片单片机2中的串行同步通讯。本设计给出了硬件结构的组成图以及程序设计，很好的完成了软硬件的结合，实现了预期的功能。而且本系统运行安全，结构简单，应用范围广，所以可以通过扩展而达到实际的应用。关键词：单片机；串行通信；AT89C52Dual machine serial communication course designAbstract: The article introduced single-chip import and export design
3、 methodology between single-chips through serial communications. This design take AT89C52 as a core, take LED and the button as the auxiliary periphery electric circuit, with the software control hardware, can realize button control chip will data transmission of 1 to another piece of single chip th
4、e serial synchronous communication 2 . This design has given the hardware architecture constitutional diagram as well as the programming, very good has completed the soft hard union, has realized the anticipated function. And this system movement security, the structure is simple, the application sc
5、ope is broad, therefore may achieve the actual application through the expansion. And has the interest reader also to be possible the electric circuit, which designs according to this electric circuit, completes oneself needs.Key Words: single-chip；serial communication；AT89C52引言串行通信技术长久以来一直稳定地应用在IT和
6、工业通信领域。随着多微机系统的广泛应用和计算机网络技术的普及，计算机的通信功能将越来越重要。而如今，计算机串行通信发展的更是日新月异。IT网络和工业控制自动化正进入到一个全新的应用发展阶段1。现在，人们可以在任何地方的银行ATM机器上取钱，可以在许多商场进行信用卡消费；交通警察可以通过监视器掌控超速车辆的车牌号、了解道路交通的拥塞状况；气象学家可以通过卫星获取无人值守地区的气象数据资料通过TCP/IP技术，越来越多的应用将工业控制的距离延展到更广阔的范围1。与此同时，随着工业以太网的发展，自动化的工业控制数据采集点与企业的商用信息管理网络无缝地连接起来，让人们真正生活在一个一体化的网络世界中。
7、单片机技术作为计算机技术的一个重要分支，更是广泛的应用于工业控制、智能化仪表、家用电器、设置电子玩具等各个领域。且由于单片机体积小，系统运行可靠，数据采集方便灵活，成本低廉等优点，因此在通信中发挥着越来越大的作用。在一些相对较复杂的单片机应用系统中，仅仅一个单片机资源是不够的，往往需要两个或多个单片机系统协同工作。本文就单片机之间进行串行通信，给出了硬件结构以及软件的设计方法。有兴趣的读者可以根据自己的需要来扩展从而得到自己需要的系统。1.串行通信的概述随着通信的发展的日新月异，单片机在通信方面的应用也越来越广泛。随着计算机技术尤其是单片微型机技术的发展，人们已越来越多地采用单片机来对一些工业
8、控制系统中如温度、流量和压力等参数进行检测和控制。对于单片机之间的串行通信的投资者也认识到未来的商机无限，其未来市场也是很大的。2. 总体设计2.1.设计要求两片单片机之间进行串行通信，发送端将字符循环发送到接收端，并通过发光二极管在接收端显示。2.2.设计方案本次设计，对于两片AT89C52，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，通过发光二极管的状态显示接收的信息。为提高抗干扰能力，还可
9、以在输入输出端加光耦合进行光电隔离。软件部分，通过通信协议进行发送接收，甲机只发送，乙机只接收，当按键K接通一次，甲机先送字符A给乙机，当LED-RED亮了且不停闪烁，表明乙机已经接收字符A成功，按键K二次接通，甲机发送字符B，当LED-RED灭，LED-GREEN亮，表明乙机接收B字符成功，按键第三次接通，LED-RED和LED-GREEN同时亮，且不停闪烁，表明乙级接收AB字符成功，按键接通第四次，两灯都灭，说明甲机不发送信息。再次案件，则上面过程循环实现。2.3.硬件设计2.3.1单片机AT89C52图1 AT89C52计算机与外界的信息交换称为通信，常用的通信方式有两种：并行通信和串行
10、通信。AT89C52单片机和51单片机一样都是用4个接口与外界进行数据输入与数据输出就是并行通信，并行通信的特点是控制简单、传输信号速度快，但由于传输线较多，长距离传送时成本高，且接受双方的各位同时接受存在困难，故适用于近距离传输。串行通信的特点是只用两条信号线（一条信号线，再加一条地线作为信号回路）即可完成通信，成本低，且可以利用电话网等现成的设备，传输的距离较远，但数据的传送控制比并行通信复杂。单片机AT89C52的串行接口是一个全双工的接口，它可以作为UART（通用异步接受和发送器）用，也可以作为同步移位寄存器用。单片机AT89C52串行接口的结构如下：（1）数据缓冲器（SBUF）接受或
11、发送的数据都要先送到SBUF缓存。有两个，一个缓存，另一个接受，用同一直接地址99H,发送时用指令将数据送到SBUF即可启动发送；接收时用指令将SBUF中接收到的数据取出。（2）串行控制寄存器（PCON）SCON用于串行通信方式的选择，收发控制及状态指示，各位含义如下：SM0SM1SM2RENTB8RB8TIRISM0,SM1:串行接口工作方式选择位，这两位组合成00，01，10，11对应于工作方式0、1、2、3共四种。串行接口工作方式特点见下表SM0SM1工作方式功能波特率 0008位同步移位寄存器（用于I/O扩展）fORC/1201110位异步串行通信（UART）可变（T1溢出率*2SMO
12、D/32）10211位异步串行通信（UART）fORC/64或fORC/3211311位异步串行通信（UART）可变（T1溢出率*2SMOD/32）SM2：多机通信控制位。主要用于方式2和方式3。当接收机的SM2=1时可以利用收到的RB8来控制是否激活RI。当SM2=0时，不论收到的RB8是0或1，均可以使收到的数据进入SBUF，并激活RI。控制SM2，可以实现多级通信。REN：允许串行接收位。软件置1允许接收；软件置0禁止接收。TB8：方式2或3时，TB8为要发送的第9位数据，根据需要由软件置1或清0。RB8：在方式2或3时，RB8位接收到的第9位数据，实际为主机发送的第9位数据TB8，使从
13、机根据这一位来判断主机发送的时呼叫地址还是要传送的数据。TI：发送中断标志。在方式0时，当串行发送第8位数据结束时，或在其他方式，串行发送停止位的开始时，由内部置1，向CPU发送中断请求。必须要软件清零后才能继续发送。RI：接收中断标志。接收完一帧数据后由硬件自动置位，并申请中断。必须要软件清零后才能继续接收。SMOD：波特率倍增位。在串行口方式1，方式2，方式3时，波特率与SMOD有关，当SMOD=1时，波特率提高一倍，复位时SMOD=0。（3）波特率发生器波特率发生器用来控制串行通信的数据传输速率的，单片机AT89C52用定时器T1作为波特率发生器，T1设置在定时方式。波特率时用来表示串行
14、通信数据传输快慢程度的物理量，定义为每秒钟传送的数据位数。（4）电源控制寄存器PCON功能寄存器SCON（98H）和电源控制寄存器PCON（97H）即可8。串行控制寄存器SCON是一个特殊功能寄存器，用以设定串行口的工作方式、发送/接收控制以及设置控制状态标志。字节地址为98H，可进行位寻址，其格式为7 6 5 4 3 2 1 0SM0SM1SM2RENTB8RB8T1R1字节地址：98H（5）波特率计算当定时器T1工作在定时方式的时候，定时器T1溢出率=（T1计数率）/（产生溢出所需机器周期）。由于是定时方式，T1计数率= fORC/12。产生溢出所需机器周期数=模M-计数初值X。2.3.2
15、.MAX232芯片用AT89C52串行接口通信，如果两片AT89C52单片机之间的距离很近（不超过5m），可以采用直接将两台AT89C52单片机的串行接口直接相连，利用其自身的TTL电平（0-5V）直接传输数据信息。如果传输距离较远（超过5m），由于传输线的阻抗与分布电容，会产生电平损耗和波形畸变，以至于检测不出数据或数据出错。此时可利用 RS232标准总线接口，将单片机输出的TTL电平转换为RS232标准电平（逻辑1为-15-5V；逻辑0为+5-+15V）。用RS232可将传输距离提高到15m，如果想远距离传输，可以采用RS422或者RS485。电平转换芯片MAX232是美信公司（MAXIM
16、）生产，专用于进行将TTL电平转换为RS232电平的芯片，MAX232内部有泵电源，能将+5V电源电压在芯片内提高到RS232电平所需的+10V或者-10V电平。图2.电平转换芯片MAX2322.4软件设计通过通信协议进行发送接收，甲机先送字符给乙机，通过不同的发光二极管的状态来判断传递的信息。另用一延时程序来实现LED的闪烁从而表明信息的一直传送状态和速度。设计的程序见附录。2.5.整体电路设计最终设计电路如下图3所示，甲机的数据由串行口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。乙机也使用MAX232芯片进行电平转换后，信号
17、到达乙机串行口的接收端。乙机接收后，通过发光二极管状态不同显示接收的信息。图3甲乙机串行通信3.联合调试在protues上描绘出电路的接线图，然后进行仿真实验。首先使用KeilC将编写完成的程序编译生成HEX文件，将HEX文件加载到两片单片机中，进行仿真实验，可以看到，甲乙单片机显示了出来信息传递的整个过程。结论本系统充分考虑了串行通信的特点，基于先进的单片机技术，采用AT89C52单片机为核心的实时控制，同时加载有延时功能的实现.试验证明，本系统对数据的传输有着很高的可靠性和稳定性，有很大的拓展范围和发展空间。致谢衷心感谢我的指导教师马占卿，这次课程设计是基于马老师担任的专业课的学习加之马老
18、师的热心指导和帮助而完成的。导师渊博的知识、开阔的思路、高度的责任感与严谨的治学作风更是我学习的典范，在此向导师致以最崇高的敬意和最诚挚的感谢！感谢我班同学，在单片机模拟仿真方面给我给了我很多的帮助和支持，在课程设计方面也提出了不少宝贵的意见。参考文献1 惠晓实，王凯航，陆舟，等一种基于web技术的网络数据库系统设计J计算机应用研究，2000，17(1)：84862 强文久，元章，雯荣数学分析的基本概念与方法M北京：高等教育出版社，1989：1531673 詹东风中国漆树酶分离制备及反映功能研究D武汉大学博士学位论文，1998：81894 Wayne C. The toxins of cyan
19、 bacteriaJ. Scientific American, 1994, 270(1): 7886. 5 Buchberger B, Collins G E, Computer Algebra Symbolic and Algebraic ComputationM. New York: Springer Versa, 1998: 5876. 附录程序：甲机#include#includedelay.hsbit LED1=P20;sbit LED2=P21;sbit K1=P10;void putc_to_yi(unsigned char c) SBUF=c; while(TI=0); TI
20、=0;void main() unsigned char num; SCON=0x40; TMOD=0x20; PCON=0x00; TH1=0xfd; TL1=0xfd; TI=0; TR1=1; while(1) if(K1=0) while(K1=0); num=(num+1)%4; switch(num) case 0: LED1=LED2=1;break; case 1: putc_to_yi(A); LED1=LED1;LED2=1;break; case 2: putc_to_yi(B); LED2=LED2;LED1=1;break; case 3: putc_to_yi(C)
21、; LED1=LED1;LED2=LED1;break; delayms(100); 乙机#include#includedelay.hsbit LED1=P10;sbit LED2=P11;void main() SCON=0x50; TMOD=0x20; PCON=0x00; TH1=0xfd; TL1=0xfd; RI=0; TR1=1; LED1=LED2=1; while(1) if(RI) RI=0; switch(SBUF) case A: LED1=LED1;LED2=1;break;case B: LED2=LED2;LED1=1;break;case C: LED1=LED1;LED2=LED1;break; else LED1=LED2=1; delayms(100); 延时#include delay.hvoid delayms(unsigned char xms) /延时 unsigned char i,j; for(i=xms;i0;i-) for(j=110;j0;j-);延时头文件#ifndef DELAY_H#define DELAY_Hvoid delayms(unsigned char xms);#endif
