電子工程畢業(yè)設(shè)計(jì)---雙機(jī)之間的串行通信設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　一、 引言2</b></p><p><b>　　二、 方案設(shè)計(jì)2</b></p><p><b>　　1. 方案一2</b></p><p><b>　　2．

2、方案二3</b></p><p><b>　　三、總體設(shè)計(jì)4</b></p><p>　　1.單片機(jī)串行口通信5</p><p>　　2. MAX232芯片5</p><p><b>　　五、軟件設(shè)計(jì)5</b></p><p>　　六、整體電路設(shè)計(jì)6&

3、lt;/p><p><b>　　七、結(jié)論6</b></p><p><b>　　八、附錄7</b></p><p><b>　　1、發(fā)送程序7</b></p><p><b>　　2、接收程序8</b></p><p><

4、b>　　3、整體電路圖9</b></p><p><b>　　九、參考文獻(xiàn)10</b></p><p>　　雙機(jī)之間的串行通信設(shè)計(jì)</p><p><b>　　引言</b></p><p>　　由于MCS51系列單片機(jī)具有性能穩(wěn)定、工作可靠、價(jià)格低廉等特點(diǎn)，因此其應(yīng)用相當(dāng)廣泛。

5、一個(gè)MCS51系列的單片機(jī)（如Atmel89c**）內(nèi)部包含有RAM、FLASH ROM、兩個(gè)或者三個(gè)16位的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、一個(gè)通用異步串行通信控制器（UART）等多種資源。在這種情況下，一個(gè)系統(tǒng)中就使用了兩個(gè)或兩個(gè)以上的單片機(jī)，而單片機(jī)之間就要通過(guò)互連來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。MCS51系列的單片機(jī)（以下簡(jiǎn)稱單片機(jī)）都帶有串口，利用串口進(jìn)行互連通信極為方便，其各種連接方式在許多書籍和資料上都有介紹，在此不再重述。但如果系統(tǒng)要求擴(kuò)充的資源是對(duì)外

6、連接的串口，或?qū)ο嗷ブg的數(shù)據(jù)傳送有一定的速度要求，則單片機(jī)的串口就不能用作系統(tǒng)內(nèi)兩單片機(jī)的通信接口了。所幸的是，單片機(jī)的并行端口也能相互連接來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。根據(jù)單片機(jī)端口內(nèi)部結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，這些端口的端口線可以直接相連，從而使兩單片機(jī)之間并行通信接口的實(shí)現(xiàn)不用另外的硬件電路設(shè)備。</p><p><b>　　方案設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　1 方

7、案一</b></p><p>　　本方案采用單片機(jī)AT89C51作為軟件程序的載體，并采用并行通信方式。并行通信是指數(shù)據(jù)各位同時(shí)并行傳送的通信方式。 如果只需要一個(gè)單片機(jī)向另一個(gè)單片機(jī)傳送數(shù)據(jù)，則可以采用單向并行通信接口方式，這種方式較為簡(jiǎn)單。單片機(jī)A為數(shù)據(jù)發(fā)送方，單片機(jī)B為數(shù)據(jù)接收方，8位端口可以是P0?3的任何一個(gè)。數(shù)據(jù)傳送的流程是：?jiǎn)纹瑱C(jī)A將數(shù)據(jù)送到端口后，通過(guò)STB信號(hào)中斷單片機(jī)B。單片機(jī)B進(jìn)

8、入中斷并從端口讀取數(shù)據(jù)，讀完后，在LED燈上顯示。原理圖如圖1-1。</p><p><b>　　圖1-1</b></p><p><b>　　2、方案二 </b></p><p>　　本次設(shè)計(jì)，對(duì)于兩片89C51，采用RS232進(jìn)行雙機(jī)通信。發(fā)送方的數(shù)據(jù)由串行口TXD段輸出，經(jīng)過(guò)電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232將TTL電平轉(zhuǎn)換為

9、RS232電平輸出，經(jīng)過(guò)傳輸線將信號(hào)傳送到接收端。接收方也使用MAX232芯片進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換后，信號(hào)到達(dá)接收方串行口的接收端。接受方接收后，在數(shù)碼管上顯示接收的信息。 軟件部分，通過(guò)通信協(xié)議進(jìn)行發(fā)送接收，主機(jī)先送AAH給從機(jī)，當(dāng)從機(jī)接收到AAH后，向主機(jī)回答B(yǎng)BH。主機(jī)收到BBH后就把數(shù)碼表TAB[16]中的10個(gè)數(shù)據(jù)送給從機(jī)，并發(fā)送檢驗(yàn)和。從機(jī)收到16個(gè)數(shù)據(jù)并計(jì)算接收到數(shù)據(jù)的檢驗(yàn)和，與主機(jī)發(fā)送來(lái)的檢驗(yàn)和進(jìn)行比較，若檢驗(yàn)和相同則發(fā)送00H

10、給主機(jī)；否則發(fā)送FFH給主機(jī)，重新接受。從機(jī)收到16個(gè)正確數(shù)據(jù)后送到一個(gè)數(shù)碼管顯示。如圖1-2</p><p><b>　　圖1-2</b></p><p><b>　　3方案論證</b></p><p>　　方案一中的傳輸?shù)姆€(wěn)定性明顯不如的方案二中采用串行方式。由于有多根傳輸線并行傳輸數(shù)據(jù)，因此傳送速度快、通信速率高。一

11、般而言，串行通信的傳送速度明顯將低于并行通信。但當(dāng)多位數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸時(shí)，傳輸線路的開(kāi)銷就成為突出問(wèn)題。由于串行通信只需一對(duì)傳輸線，并且可以利用電話線等有通信信道作為傳輸介質(zhì)，因而可以大大降低傳輸線路的成本。所以此報(bào)告結(jié)合實(shí)際，采用串行通信方式，即方案二。很容易看出，采用方案二，電路比較的簡(jiǎn)單穩(wěn)定，將接受到的數(shù)據(jù)顯示出來(lái)。</p><p><b>　　總體設(shè)計(jì)</b></p>&l

12、t;p>　　最終設(shè)計(jì)電路如下圖3所示，發(fā)送方的數(shù)據(jù)由串行口TXD段輸出，經(jīng)過(guò)電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232將TTL電平轉(zhuǎn)換為RS232電平輸出，經(jīng)過(guò)傳輸線將信號(hào)傳送到接收端。接收方也使用MAX232芯片進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換后，信號(hào)到達(dá)接收方串行口的接收端。接受方接收后，通過(guò)P1口在數(shù)碼管上顯示接收的信息。</p><p>　　單元電路（或軟件模塊）設(shè)計(jì)</p><p>　　1.單片機(jī)串行通信功能&

13、lt;/p><p>　　圖1-4 AT89C51</p><p>　　51單片機(jī)的串行接口是一個(gè)全雙工的接口，它可以作為UART（通用異步接受和發(fā)送器）用，也可以作為同步移位寄存器用。數(shù)據(jù)緩沖器（SBUF）接受或發(fā)送的數(shù)據(jù)都要先送到SBUF緩存。有兩個(gè)，一個(gè)緩存，另一個(gè)接受，用同一直接地址99H,發(fā)送時(shí)用指令將數(shù)據(jù)送到SBUF即可啟動(dòng)發(fā)送；接收時(shí)用指令將SBUF中接收到的數(shù)據(jù)取出。</p

14、><p>　　2.MAX232芯片</p><p>　　用8051串行接口通信，如果兩臺(tái)8051單片機(jī)之間的距離很近（不超過(guò)1.5m），可以采用直接將兩臺(tái)8051單片機(jī)的串行接口直接相連，利用其自身的TTL電平（0-5V）直接傳輸數(shù)據(jù)信息。如果傳輸距離較遠(yuǎn)（超過(guò)1.5m），由于傳輸線的阻抗與分布電容，會(huì)產(chǎn)生電平損耗和波形畸變，以至于檢測(cè)不出數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)出錯(cuò)。此時(shí)可利用 RS232標(biāo)準(zhǔn)總線接口，將

15、單片機(jī)輸出的TTL電平轉(zhuǎn)換為RS232標(biāo)準(zhǔn)電平（邏輯1為-15—-5V；邏輯0為+5-—+15V）。用RS232可將傳輸距離提高到15m，如果想遠(yuǎn)距離傳輸，可以采用RS422或者RS485。</p><p>　　電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232是美信公司（MAXIM）生產(chǎn)，專用于進(jìn)行將TTL電平轉(zhuǎn)換為RS232電平的芯片，MAX232內(nèi)部有泵電源，能將+5V電源電壓在芯片內(nèi)提高到RS232電平所需的+10V或者-10V電

16、平。</p><p>　　圖1-5電平轉(zhuǎn)換芯片MAX23</p><p><b>　　五、軟件設(shè)計(jì)</b></p><p>　　通過(guò)通信協(xié)議進(jìn)行發(fā)送接收，主機(jī)先送AAH給從機(jī)，當(dāng)從機(jī)接收到AAH后，向主機(jī)回答B(yǎng)BH。主機(jī)收到BBH后就把數(shù)碼表TAB[16]中的10個(gè)數(shù)據(jù)送給從機(jī)，并發(fā)送檢驗(yàn)和。從機(jī)收到16個(gè)數(shù)據(jù)并計(jì)算接收到數(shù)據(jù)的檢驗(yàn)和，與主機(jī)發(fā)

17、送來(lái)的檢驗(yàn)和進(jìn)行比較，若檢驗(yàn)和相同則發(fā)送00H給主機(jī)；否則發(fā)送FFH給主機(jī)，重新接受。從機(jī)收到16個(gè)正確數(shù)據(jù)后送到一個(gè)數(shù)碼管顯示。</p><p><b>　　六、電路整體測(cè)試</b></p><p>　　在protues上進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)。首先使用KeilC將編寫完成的程序編譯生成HEX文件，將HEX文件燒錄到兩片單片機(jī)中，進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如下圖所示，可以看到，接收端

18、已將接受到的數(shù)據(jù)完整的顯示了出來(lái)。</p><p><b>　　結(jié)論</b></p><p>　　經(jīng)過(guò)繁忙而又緊張的課程設(shè)計(jì)，終于順利的完成了設(shè)計(jì)任務(wù)。雖然在這段時(shí)間里每天都那么繁忙，但是在這忙碌的過(guò)程中卻得到了許多的收獲。經(jīng)過(guò)課程設(shè)計(jì)，在查閱資料的過(guò)程中，學(xué)習(xí)了基于單片機(jī)的C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)，了解了單片機(jī)串行通信的基本知識(shí)，對(duì)于以后的學(xué)習(xí)和工作都有很大的益處。在學(xué)習(xí)的過(guò)

19、程中，也遇到了一些困難，比如開(kāi)始的時(shí)候，由于發(fā)送端和接收端的通信協(xié)議沒(méi)有做好，導(dǎo)致數(shù)據(jù)不能正確的傳輸，在解決問(wèn)題的過(guò)程中，對(duì)于通信協(xié)議的實(shí)現(xiàn)有了深刻的認(rèn)識(shí)。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，鍛煉了自己獨(dú)立思考的能力。</p><p><b>　　附錄</b></p><p><b>　　1、主機(jī)發(fā)送程序</b></p><p>　　#in

20、clude <reg51.h></p><p>　　#define uchar unsigned char </p><p>　　void init();</p><p>　　void send();</p><p>　　ucharTAB[16] ={ 0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x0

21、7,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71};</p><p>　　uchar i,sum;</p><p><b>　　int j;</b></p><p><b>　　main()</b></p><p>　　{ init();</p>&

22、lt;p><b>　　send();</b></p><p><b>　　} </b></p><p>　　void init(void)</p><p><b>　　{ EA=1;</b></p><p><b>　　ES=1;</b></p

23、><p>　　TMOD=0x20;</p><p><b>　　TH1=0xfd;</b></p><p><b>　　TL1=0xfd;</b></p><p>　　PCON=0x00;</p><p>　　SCON=0x50;</p><p><

24、b>　　TR1=1;</b></p><p><b>　　} </b></p><p>　　void send(void)</p><p><b>　　{do</b></p><p>　　{ SBUF=0xaa;</p><p>　　while(!TI);&

25、lt;/p><p><b>　　TI=0;</b></p><p>　　while(!RI);</p><p><b>　　RI=0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　while((SBUF^0xbb)!=0);</

26、p><p><b>　　do</b></p><p><b>　　{ sum=0;</b></p><p>　　for(i=0;i<=15;i++)</p><p>　　{ SBUF=TAB[i];</p><p>　　sum+=TAB[i];</p><

27、;p>　　while(!TI);</p><p><b>　　TI=0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　SBUF=sum;</b></p><p>　　while(!TI);</p><p><b

28、>　　TI=0;</b></p><p>　　while(!RI);</p><p><b>　　RI=0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　while(SBUF!=0);</p><p><b>　　}<

29、/b></p><p><b>　　2、從機(jī)接收程序</b></p><p>　　#include<reg51.h></p><p>　　#define uchar unsigned char</p><p>　　#define uint unsigned int</p><p>

30、;　　void delay(int );</p><p>　　void receive(void) ;</p><p>　　void init(void);</p><p>　　uchar i,sum;</p><p><b>　　int j;</b></p><p>　　ucharTAB[16]

31、 ={ 0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71};</p><p>　　void main()</p><p><b>　　{ init();</b></p><p>　　receive();</p><p

32、><b>　　}</b></p><p>　　void init(void)</p><p><b>　　{ EA=1;</b></p><p><b>　　ES=1;</b></p><p>　　TMOD=0x20;</p><p><b&

33、gt;　　TH1=0xfd;</b></p><p><b>　　TL1=0xfd;</b></p><p>　　PCON=0x00;</p><p>　　SCON=0x50;</p><p><b>　　TR1=1;</b></p><p><b>　

34、　} </b></p><p>　　void delay(int x)</p><p>　　{int i,j;</p><p>　　for(i=0;i<x;i++)</p><p>　　for(j=1;j<=150;j++ );</p><p><b>　　}</b>&l

35、t;/p><p>　　void receive(void)</p><p>　　{ uchar TABS[16];</p><p><b>　　do</b></p><p>　　{ while(!RI);RI=0; }</p><p>　　while((SBUF^0xaa)!=0);</p&g

36、t;<p>　　SBUF=0xbb;</p><p>　　while(!TI);TI=0;</p><p><b>　　while(1)</b></p><p><b>　　{ sum=0;</b></p><p>　　for(i=0;i<=15;i++)</p>

37、<p>　　{ while(!RI);RI=0;</p><p>　　TABS[i]=SBUF;</p><p>　　sum+=TABS[i];</p><p><b>　　}</b></p><p>　　while(!RI);RI=0;</p><p>　　if((SBUF^sum)=

38、=0)</p><p>　　{ SBUF=0x00;</p><p>　　while(!TI);</p><p><b>　　TI=0;</b></p><p><b>　　break;</b></p><p><b>　　}</b></p>

39、<p><b>　　else</b></p><p>　　{ SBUF=0xff;</p><p>　　while(!TI);</p><p><b>　　TI=0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><

40、b>　　}</b></p><p><b>　　while(1)</b></p><p>　　{ for(i=0;i<=15;i++)</p><p>　　{ P1=TABS[i];</p><p>　　delay(500);</p><p><b>　　}<

41、;/b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　系統(tǒng)電路圖</b></p><p><b>　　九、參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 趙茂泰.智

42、能儀器原理及應(yīng)用.北京: 電子工業(yè)出版社,2004.7</p><p>　　[2] 張毅剛,劉杰.MCS—51單片機(jī)原理及應(yīng)用.哈爾濱: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,2004.6</p><p>　　[3] 何立民.單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)選編.北京: 北京航天航空大學(xué)出版,2002.5</p><p>　　[4] 張軍,梅麗鳳.單片機(jī)原理接口技術(shù).北京交通大學(xué)出版社,2006.5