第六章 单片机的串行数据通信
8.1 串行通信基础
在计算机系统中，CPU和外部通信有两种通信方式： ·并行通信：数据的各位同时传送，传送速度快，效率高。但 成本高。通常小于30m。
·串行通信：即数据一位一位顺序传送，只需一根线即可完成，成本低，但速度慢，适合长距离传送，可达几千公里。
通常所说的通信都指的是串行通信。
常见的串行通信接口:
打印机计算机网络鼠标扫描仪硬盘并行、 串行接口的应用？
I 2
C SPI
RS232USB
串行通信按同步方式可分为异步通信和同步通信。
·同步传送方式
在同步通信时，在数据块开始就有 1～2 个同步字符来指示，一旦检测到同步字符，下面就是按顺序传送的数据块。由于数据传送时无起始位和停止位等附加位，故传送速度较高。 同步传送的波特率与时钟频率是一致的。但硬件上要插入同步字符或相应的检测手段，这种方式对硬件要求较高。
有关同步传送方式，在此不做重点叙述。
·异步传送方式
异步传送是通过一通用异步收发器
UART(UniversalAsynchronous Receiver/Transmitter)实现的。
在异步传送方式中，字符的发送是随机进行的。因此，对于接收方来说就有一个如何判断有字符来，何时是一个新的字符开始的问题。因而，在异步通信时，对传送字符必须规定一定的格式。
1.异步通信的字符格式
1.1格式中，信息有两种状态：
mark（标号，1）
space（空格，0）
1.2 起始位：字符传输的开始位，使数据线处于space状态。
1.3 数据位：传送的数据，低位在前，高位在后。可以是5~8位。
1.4 奇偶校验位：用户可定义奇校验、偶校验、不校验。
1.5 停止位：标志一个字符传输完毕，对应于mark状态，其占位
可能是1、1.5、2位。
1.6 位时间：一个格式位的时间宽度。
1.7 帧：起始到结束的全部内容。串行通信字符格式也称为帧格
式。
2.异步串行通信的信号形式
2.1 近程通信
又称为本地通信，不改变数据代码的波形和频率的一种形式，又叫做基带传送方式。
连接：用传输线直接连接端口即可。
2.2 远程通信
使用专用电缆和电话线作为通信线。但远距离容易产生信号畸变，因此用频率调制的方法进行传送。此方式称为频带传送方式。要使用调制解调器。
电话线中通常用1270Hz~2225Hz的频率代表RS-232的mark信号，用1070~2025Hz的频率信号代表space信号。
3.串行通信的数据通道形式
3.1 单工（simpex）形式（广播式通讯）
3.2 半双工（ half duplex ）形式（对讲机）
3.3 全双工（full duplex）形式（手机或电话）
4.串行通信的传送速率
串行通信中，数据是按位进行传送的。因此速率按每秒钟传送格式位数目进行表示的。其速度值称为比特率(bit rate)。
1比特=1bps（位/秒）
还有一个单位为波特率（符号/秒），对于一次发送一位的装置，其比特率=波特率。
波特率由发送时钟和接受时钟进行控制。
8.1.2 RS-232C总线标准
RS-232C是使用最早、应用最多的一种异步串行通信总线标准。它是美国电子工业协会（EIA）1962年公布、1969年最后修定而成的。其中RS表示Recommended Standard，232是该标准的标识号，C表示最后一次修定。
RS-232C主要用来定义计算机系统的一些数据终端设备（DTE）和数据电路终接设备（DCE）之间的电气性能。例如打印机与CPU的通信大都采用RS-232C接口，MCS-51单片机与PC机的通信也是采用该种类型的接口。
RS-232C串行接口总线适用于：设备之间的通信距离不大于15米，传输速率最大为20kB/s。
1.RS-232信号引脚
25条信号线含义见表8-1.
2.主要串行信号信号
·数据传送信号
发送TXD
接收RXD
8.1.3 串行接口电路
串行通信主要2个问题：
·数据传送
·数据转换（串并转换）
串并转换通过通用异步接收发送器（UART）完成。 UART结构：发送器、接收器、控制电路
UART功能：数据的串行化和反串行化、错误检验。
8.2 单片机串行口及控制寄存器
单片机串行口为双工口。
8.2.1 串行口寄存器结构
两个缓冲器对应于同样
地址（99H）
8.2.2 串行通信控制寄存器
其字节地址 98H，可位寻址，位地址 98H～9FH。格式为：
包括方式选择位、接收发送控制位及状态标志位。
·TI：发送中断标志。在方式 0 串行发送第8位结束时由硬件置“1”，或在其它方式中串行发送停止位的开始时置“1”。必须由软件清“0”。
·RI：接收中断标志。在方式 0 接收到第 8 位结束时由硬件置“1”，或其它方式接收到停止位的中间时置“1”。必须由软件清“0”。
·RB8：在方式２和方式３中是接收到的第 9 位数据。在方式 1 时，如 SM2=0，RB8 是接收到的停止位。在方式 0 中，不使用 RB8。
·TB8：在方式 2 和方式 3 中要发送的第 9 位数据。需要时由软件置位或复位。双机通信时，也作为奇偶校验位，多机通讯时，用于表示地址帧（1）和数据帧（0）。
·REN：允许接收控制位。由软件置“1”时，允许接收，置“0”时，禁止接收。
SM0、SM1：串行口方式选择位
·SM2：多机通讯控制位，非多机通讯时要=0
在方式 2 或方式 3 中，如 SM2=1，接收到的第 9 位数据RB8=1时，将接受到的前8位数据送入SBUF，并置位接收中断标志 RI（RI=1），否则丢弃数据；如SM2=0，则 RB8 无论为何值，均置位 RI。
通过控制此位，可以实现多机通讯。
在方式1时，SM2=1， 只有在接到有效停止位时才启动RI，否则RI=0
在方式0时，SM2=0.
2. 电源控制寄存器 PCON
其字节地址 87H，没有位寻址功能。与串行口有关的只有 PCON 的最高位。
SMOD：波特率选择位。当 SMOD=1 时，波特率加倍。
3.中断允许控制寄存器IE
8.3 串行通信工作方式
8.3.1 串行工作方式0
方式 0 为移位寄存器输入/输出方式，可外接移位寄存器，以扩展
I/O 口。按方式 0 工作，波特率是固定的，为fosc/12。
这时数据的传送，无论是输入还是输出，均通过引脚 RXD（P3.0）端，移位同步脉冲由 TXD（P3.1）输出。发送/接收一帧数据为 8 位二进制数，低位 LSB 在先，高位 MSB 在后。
方式0时，SM2必须为0。
发送
当一个数据写入串行口发送缓冲器SBUF时，串行口将8位数据以fosc/12的波特率从RXD引脚输出（低位在前），发送完置中断标志TI为1，请求中断。在再次发送数据之前，必须由软件清TI为0。
移位寄存器
接收
在满足REN=1和RI=0的条件下，串行口即开始从RXD端以fosc/12的波特率输入数据（低位在前），当接收完8位数据后，置中断标志RI为1，请求中断。在再次接收数据之前，必须由软件清RI为0。
移位寄存器
8.3.2 串行工作方式1（波特率固定）
串行口为波特率可调的10位(8+2)通用异步接口UART，发送或接收一帧信息，包括1位起始位0，8位数据位和1位停止位1。
发送
发送时，数据从TXD输出，当数据写入发送缓冲器SBUF后，启动发送器发送。当发送完一帧数据后，置中断标志TI为1。
?接收
接收时，由REN(允许接受位)置1允许接收，串行口采样RXD，当采样1到0的跳变时，确认是起始位“0”，就开始接收一帧数
据。当RI=0且停止位为1或SM2=0时，停止位进入RB8位，同时
置中断标志RI；否则信息将丢失。所以，方式1接收时，应先
用软件清除RI或SM2标志。
?波特率设定
定时器T1（工作方式2）作波特率发生器使用
波特率=2smod/32*（fosc/12*（256-X））
8.3.3 串行工作方式2（波特率固定）
方式2下，串行口为11位UART，传送波特率与SMOD有关。发送或接收一帧数据包括1位起始位0，8位数据位，1位可编程位(用于奇偶校验)和1位停止位。
发送
先根据通信协议由软件设置TB8，后用指令数据写入SBUF，启动发送器。写SBUF的指令，除将8位数据送入SBUF外，还将
TB8装入发送移位寄存器的第9位，并通知发送控制器进行一次发送。一帧信息即从TXD发送，送完一帧信息后，TI被自动置1，发送下一帧前，TI须由软件清0。
两个单片机之间的串行通信 一、设计要求 在某个控制系统中有U1、U2这两个单片机，U1单片机首先将P1端口指拨开关数据载入SBUF，然后经由TXD将数据传送给U２单片机，U２单片机将接收数据存入SBUF，再由SBUF载入累加器，并输出至P１端口，点亮相应端口的LED。 二、实验所需元器件 三、电路原理图： 两个单片机之间的串行通信电路图
四、程序设计 这两个单片机均工作在半工状态，U１将P１端口的状态通过TXD发半空给U２，而U２接收U１的数据，然后控制P1端口的LED显示。因此，需编写两个不同的程序，其程序流程图如下所示：
五、C语言程序： U1的C语言程序： #include "reg51.h" #define uint unsigned int #define uchar unsigned char void send(uchar state) { SBUF=state; while(TI==0); TI=0; } void SCON_init(void) { SCON=0x50; TMOD=0x20; PCON=0x00; TH1=0xfd; TL1=0xfd; TI=0; TR1=1; ES=1; } void main() { P1=0xff; SCON_init(); while(1) { send(P1); } } U2的C语言程序： #include "reg51.h" #define uint unsigned int #define uchar unsigned char uchar state; void receive() { while(RI==0) state=SBUF; RI=0; } void SCON_init(void) { SCON=0x50; TMOD=0x20; PCON=0x00; TH1=0xfd; TL1=0xfd; RI=0; TR1=1; } void main() { SCON_init(); while(1) { receive(); P1=state; } } 六、调试与仿真：
第7章PIC18FXX2串行口及串行通信技术 ?教学目标 串行通信基本知识 串行口及应用 PIC18FXX2与PC机间通信软件的设计
本章知识点概要 ? 1.什么是串行通信，串行通信有什么优点？ ? 2.串行通信协议 ? 3.什么是波特率？ ? 4.PIC18FXX2中的串行口工作方式及应用 ? 5.PIC18FXX2点对点通信 ?针对PIC18FXX2串行口而言，概括为以下问题： 1、波特率设计，初始化SPBRG 2、设定通信协议（工作方式选择，SYNC） 3、如何启动PIC18FXX2接收、发送数据？ 4、如何检查数据是否接收或发送完毕？
7.1 7.1 串行通信基本知识串行通信基本知识 ?在实际工作中，计算机的CPU 与外部设备之间常常要进行信息交换，一台计算机与其他计算机之间也要交换信息，所有这些信息交换均可称为通信。 ?通信方式有两种，即并行通信和串行通信。 ?采用哪种通信方式?----通常根据信息传送的距离决定例如，PC 机与外部设备（如打印机等）通信时，如果距离小于30 m ，可采用并行通信方式；当距离大于30 m 时，则要采用串行通信方式。PIC18FXX2单片机具有并行和串行二种基本通信方式。
并行通信 ?并行通信是指数据的各 位同时进行传送（发送 或接收）的通信方式。 ?优点：传送速度快； ?缺点：数据有多少位， 就需要多少根传送线。 ?例如，右图PIC18FXX2 单片机与外部设备之间 的数据传送就属于并行 通信。
串行通信 ?串行通信是指数据一位(bit)一位按顺序传送的通信方式。?优点：只需一对传输线（利用电话线就可作为传输线），大大降低了传送成本，特别适用于远距离通信； ?缺点：传送速度较低。假设并行传送N位数据所需时间为T，那么串行传送的时间至少为N*T，实际上总是大于N*T。 接收设备发送设备 D2 D1 D0 D3 D7 D6 D5 D4
51单片机和计算机之间实现串口通信的电路图 串口通讯参考程序如下： 来源：深入浅出AVR单片机 #include
51单片机串口通信，232通信，485通信，程序代码1：232通信 #include
while(1) { if(flag==1) { ES=0; for(i=0;i<6;i++) { SBUF=table[i]; while(!TI); TI=0; } SBUF=a; while(!TI); TI=0; ES=1; flag=0; } } } void ser() interrupt 4 {
RI=0; a=SBUF; flag=1; } 代码2：485通信 #include
} void main() { init_1602(); init(); while(1) { if(flag==1) { display(0,a); } } } void ser() interrupt 4 { RI=0; a=SBUF; flag=1; } Love is not a maybe thing. You know when you love someone.
第6章单片机串行通信系统习题解答 一、填空题 1．在串行通信中，把每秒中传送的二进制数的位数叫波特率。 2．当SCON中的M0M1=10时，表示串口工作于方式 2 ，波特率为 fosc/32或fosc/64 。 3．SCON中的REN=1表示允许接收。 4．PCON 中的SMOD=1表示波特率翻倍。 5．SCON中的TI=1表示串行口发送中断请求。 6．MCS-51单片机串行通信时，先发送低位，后发送高位。 7．MCS-51单片机方式2串行通信时，一帧信息位数为 11 位。 8．设T1工作于定时方式2，作波特率发生器，时钟频率为，SMOD=0，波特率为时，T1的初值为 FAH 。 9．MCS-51单片机串行通信时，通常用指令 MOV SBUF,A 启动串行发送。 10．MCS-51单片机串行方式0通信时，数据从引脚发送/接收。 二、简答题 1．串行口设有几个控制寄存器它们的作用是什么 答：串行口设有2个控制寄存器，串行控制寄存器SCON和电源控制寄存器PCON。其中PCON中只有的SMOD与串行口的波特率有关。在SCON中各位的作用见下表： 2．MCS-51单片机串行口有几种工作方式各自的特点是什么 答：有4种工作方式。各自的特点为：
3．MCS-51单片机串行口各种工作方式的波特率如何设置，怎样计算定时器的初值 答：串行口各种工作方式的波特率设置： 工作方式O ：波特率固定不变，它与系统的振荡频率fosc 的大小有关，其值为fosc/12。 工作方式1和方式3：波特率是可变的，波特率=（2SMOD/32）×定时器T1的溢出率 工作方式2：波特率有两种固定值。 当SM0D=1时，波特率=（2SM0D/64）×fosc=fosc/32 当SM0D=0时，波特率=（2SM0D/64）×fosc=fosc/64 计算定时器的初值计算： 4．若fosc = 6MHz ，波特率为2400波特，设SMOD =1，则定时/计数器T1的计数初值为多少并进行初始化编程。 答：根据公式 N=256-2SMOD ×fosc /（2400×32×12）= ≈243 =F3H TXDA: MOV TMOD,#20H ;置T1定时器工作方式2 MOV TL1,#0F3H ;置T1计数初值. MOV TH1,#0F3H B f B f N OSC SMOD OSC SMOD ??-=???-=384225612322256
8.用C语言或汇编语言实现串口通信（PC和单片机间） 上位机和下位机的主从工作方式为工业控制及自动控制系统所采用。由于PC 机分析能力强、处理速度更快及单片机使用灵活方便等特点，所以一般都将PC 机作为上位机，单片机作为下位机，二者通过RS-232或者RS-485接收、发送数据和传送指令。单片机可单独处理数据和控制任务，同时也将数据传送给PC机，由PC机对这些数据进行处理或显示 1 硬件电路的设计 MCS-51单片机有一个全双工的串行通讯口UART，利用其RXD和TXD与外界进行通信，其内部有2个物理上完全独立的接收、发送缓冲器SBUF，可同时发送和接收数据。所以单片机和PC机之间可以方便地进行串口通讯。单片机串口有3条引线:TXD(发送数据),RXD(接收数据)和GND(信号地)。因此在通信距离较短时可采用零MODEM方式，简单三连线结构。IBM-PC机有两个标准的RS-232串行口，其电平采用的是EIA电平，而MCS-51单片机的串行通信是由TXD(发送数据)和RXD(接收数据)来进行全双工通信的，它们的电平是TTL电平;为了PC机与MCS-51 机之间能可靠地进行串行通信，需要用电平转换芯片，可以采用MAXIM公司生产的专用芯片MAX232进行转换。电路如图1所示。硬件连接时，可从MAX232中的2路发送器和接收器中任选一路，只要注意发送与接收的引脚对应关系即可。接口电路如图3.5所示。
总体设计按照整体设计思路方案绘制原理图如下所示： 2 系统软件设计 软件设计分上位机软件设计和下位机软件设计。这两部分虽然在不同的机器上编写和运行，但它们要做的工作是对应的:一个发送，另一个接收。为了保证数据通信的可靠性，要制定通信协议，然后各自根据协议分别编制程序。现约定通信协议如下:PC机和单片机都可以发送和接收。上位机和下位机均采用查询方式发送控字符和数据、中断方式接收控制字符和数据。采用RS-232串口异步通信， １上位PC机与下位单片机异步串行通信的通信协议
51单片机实现的485通讯程序 #ifndef __485_C__ #define __485_C__ #include
void get_status(); // 调用该函数获得设备状态信息，函数代码未给出 void send_data(uchar type, uchar len, uchar *buf); // 发送数据帧 bit recv_cmd(uchar *type); // 接收主机命令，主机请求仅包含命令信息 void send_byte(uchar da); // 该函数发送一帧数据中的一个字节，由send_data()函数调用void main() { uchar type; uchar len; /* 系统初始化*/ P1 = 0xff; // 读取本机设备号 dev = (P1>>2); TMOD = 0x20; // 定时器T1使用工作方式2 TH1 = 250; // 设置初值 TL1 = 250; TR1 = 1; // 开始计时 PCON = 0x80; // SMOD = 1 SCON = 0x50; // 工作方式1，波特率9600bps，允许接收 ES = 0; // 关闭串口中断 IT0 = 0; // 外部中断0使用电平触发模式 EX0 = 1; // 开启外部中断0
课程名称：监控系统课程设计 设计题目：PC机与单片机串行通信 院系：基础课部 专业：茅以升班 年级：2003级 姓名：吴汇梅 指导教师：吕老师陈老师 西南交通大学峨眉校区 2006年12月22日
课程设计任务书 专业：茅以升班姓名：吴汇梅学号20030533 开题日期：2006年9 月16 日完成日期：2006年12月22 日题目：PC机与单片机的串行通信 一、设计的目的 串行通信技术是单片机系统开发中常用的技术之一，串行口也是单片机常规内部集成的功能。设计PC机与单片机进行串行通信硬件电路及软件流程，本设计通过定时器来设定通信的波特率，通过设置几个寄存器来设定工作方式。PC机与单片机之间则由RS-232C接口相连。 二、设计的内容及要求 1、查阅资料，学习PC与一个或多个单片机串口通信设计； 2、硬件设计，给出原理框图，并简要介绍各组成部分； 3、软件设计，给出程序流程图和程序清单，并说明各部分程序要实现； 4、总结，结出结论 三、指导教师评语 四、成绩 指导教师(签章) 2006.年12月28日
1 设计意义 单片机由于性价比高、使用灵活等优点而广泛应用于各种电子系统、自动 控制系统，但是存储容量小。处理的数据量不大。为了克服这一缺点，可以将单 片机连接到PC机上，由单片机采集数据，然后将数据汇总到PC机，再进行各种数 据处理。单片机与PC机之间的通讯是其中的关键技术之一，PC机与单片机间一般 采用的是串行通信，由于51系列单片机中一般集成了双全工的串行端口，只要配 以电平转换的驱动电路、隔离电路就可组成一个简单可行的通信接口。 2 硬件设计 2.1 整体设计 在PC系统中都装有异步通信适配器，利用它可以实现异步串行通信。适配器的核心元件是可编程的intel8251芯片，它使PC有能力与其他具有RS-232标准的接口的计算机或设备进行通信，而MCS-51单片机本身具有一个双全工的串行口，因此只要配上电平转换电路就可以和RS-232接口组成一个简单的通信通道。 简单的PC与单片机通信只要3根线就可以了，单片机的TXD、RXD与PC的RXD、TXD 分别相连，连接地线。由于51系列单片机的串行口使用的是TTL电平，因此在PC和单片机间要有RS-232电平转换电路，图1所示为PC与单片机的通信图。 图1 PC机与单片机的通信图 2.2 芯片选择 （1）MCS-51单片机[1] MCS-51单片机内部具有一个采用UART工作方式的全双工的串行通信接口。该接口不仅可以同时进行数据的接受和发送，也可以作为同步移位寄存器使用。该接口有4种工作方式，其中字符格式有8位、10位、11位，并可以以不同的波特率工作。 1〉串行口的内部结构 MCS-51单片机的串行接口结构如图2所示：
内容提要 单片机是一种集成在电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。单片机又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。相当于一个微型的计算机，和计算机相比，单片机只缺少了I/O设备。概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。同时，学习使用单片机是了解计算机原理与结构的最佳选择。 单片机内部也用和电脑功能类似的模块，比如CPU，内存，并行总线，还有和硬盘作用相同的存储器件，不同的是它的这些部件性能都相对我们的家用电脑弱很多，不过价钱也是低的，一般不超过10元即可......用它来做一些控制电器一类不是很复杂的工作足矣了。我们现在用的全自动滚筒洗衣机、排烟罩、VCD 等等的家电里面都可以看到它的身影！......它主要是作为控制部分的核心部件。它是一种在线式实时控制计算机，在线式就是现场控制，需要的是有较强的抗干扰能力，较低的成本，这也是和离线式计算机的（比如家用PC）的主要区别。单片机是靠程序运行的，并且可以修改。通过不同的程序实现不同的功能，尤其是特殊的独特的一些功能，这是别的器件需要费很大力气才能做到的，有些则是花大力气也很难做到的。一个不是很复杂的功能要是用美国50年代开发的74系列，或者60年代的CD4000系列这些纯硬件来搞定的话，电路一定是一块大PCB板！但是如果要是用美国70年代成功投放市场的系列单片机，结果就会有天壤之别！只因为单片机的通过你编写的程序可以实现高智能，高效率，以及高可靠性！ 由于单片机对成本是敏感的，所以目前占统治地位的软件还是最低级汇编语言，它是除了二进制机器码以上最低级的语言了，既然这么低级为什么还要用呢？很多高级的语言已经达到了可视化编程的水平为什么不用呢？原因很简单，就是单片机没有家用计算机那样的CPU，也没有像硬盘那样的海量存储设备。一个可视化高级语言编写的小程序里面即使只有一个按钮，也会达到几十K的尺
一、程序代码 #include
TI = 0; } T_counter = 0; } uart_receive(void) interrupt 4 { if(RI) { RI = 0; indata[R_counter] = SBUF; R_counter++; if(R_counter>=4) { R_counter = 0; flag = 1; } } } void system_initial(void) { P1M1 = 0x00; P1M0 = 0xff; P1 = 0xff; //初始化为全部关闭 temp3 = 0x3f;//初始化temp3的值与六路输出的初始值保持一致 temp = 0xf0; R_counter = 0; T_counter = 0; } void initial_comm(void) { SCON = 0x50; //设定串行口工作方式:mode 1 ; 8-bit UART,enable ucvr TMOD = 0x21; //TIMER 1;mode 2 ;8-Bit Reload PCON = 0x80; //波特率不加倍SMOD = 1 TH1 = 0xfa; //baud: 9600；fosc = 11.0596 IE = 0x90; // enable serial interrupt TR1 = 1; // timer 1 RI = 0; TI = 0; ES = 1; EA = 1; }
机电高等专科学校2015-2016学年第1学期通信实训报告 系别：电子通信工程系 班级： xxxxxx 学号： 13xxxxxxxxx ： xxxxxxx 2015年12月
基于51单片机的双机串行通信 摘要：串行通信是单片机的一个重要应用，本次课程设计就是要利用单片机来完成一个系统，实现爽片单片机床航通信，通信的结果使用数码管进行显示，数码管采用查表方式显示，两个单片机之间采用RS-232进行双击通信。在通信过程中，使用通信协议进行通信。 关键字：通信双机 一、总体设计 1设计目的 1.通过设计相关模块充分熟悉51单片机的最小系统的组成和原理； 2.通过软件仿真熟悉keil和proteus的配合使用； 3.通过软件编程熟悉51的C51编程规； 4.通过实际的硬件电路搭设提高实际动手能力。 2.设计要求： 两片单片机之间进行串行通信，A机将0x06发送给B机，在B机的数码管上静态显示1，B机将0~f动态循环发送到A机，并在其数码管上显示。 3.设计方案： 软件部分，通过通信协议进行发送接收，A机先送0x06(B机数码管显示1)给B机（B机静态显示），当从机接收到后，向B机发送代表0-f的数码管编码数组。B收到0x06后就把数码表TAB[16]中的数据送给从机。 二、硬件设计 1.51单片机串行通信功能 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：并行通信和串行通信。51单片机用4个接口与外界进行数据输入与数据输出就是并行通信，并行通信的特点是传输信号的速度快，但所用的信号线较多，成本高，传输的距离较近。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，传输的距离较远。 51单片机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。51单片机串行接口的结构如下：
河南机电高等专科学校2015-2016学年第1学期通信实训报告 系别：电子通信工程系 班级： xxxxxx 学号： 13xxxxxxxxx 姓名： xxxxxxx 2015年12月
基于51单片机的双机串行通信 摘要：串行通信是单片机的一个重要应用，本次课程设计就是要利用单片机来完成一个系统，实现爽片单片机床航通信，通信的结果使用数码管进行显示，数码管采用查表方式显示，两个单片机之间采用RS-232进行双击通信。在通信过程中，使用通信协议进行通信。 关键字：通信双机 一、总体设计 1设计目的 1.通过设计相关模块充分熟悉51单片机的最小系统的组成和原理； 2.通过软件仿真熟悉keil和proteus的配合使用； 3.通过软件编程熟悉51的C51编程规范； 4.通过实际的硬件电路搭设提高实际动手能力。 2.设计要求： 两片单片机之间进行串行通信，A机将0x06发送给B机，在B机的数码管上静态显示1，B机将0~f动态循环发送到A机，并在其数码管上显示。 3.设计方案： 软件部分，通过通信协议进行发送接收，A机先送0x06(B机数码管显示1)给B机（B机静态显示），当从机接收到后，向B机发送代表0-f的数码管编码数组。B收到0x06后就把数码表TAB[16]中的数据送给从机。 二、硬件设计 单片机串行通信功能 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：并行通信和串行通信。51单片机用4个接口与外界进行数据输入与数据输出就是并行通信，并行通信的特点是传输信号的速度快，但所用的信号线较多，成本高，传输的距离较近。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，传输的距离较远。 51单片机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。51单片机串行接口的结构如下：
利用MAX485实现PC机与单片机之间的串行通讯 摘要介绍一种RS－485接口芯片MAX485，利用此芯片可以很方便地实现PC机与单片机之间的串行通讯，同时给出PC机与单片机实现多点通讯的实例。 关键词RS－485串行通讯多点通讯 随着数据采集系统的广泛应用，通常由单片机构成的应用系统，如仪器仪表、智能设备等，都需要与PC机之间交换数据，实现与PC机之间的通讯功能，以充分发挥PC和单片机之间的功能互补，资源共享的优势。以往常用的RS－232协议在很大程度上已不能满足设计的要求，如传输速率慢，传输距离短，传输信号易受外界的干扰等缺点。本文介绍一种性能优越的RS－485接口芯片，以及如何利用此芯片实现单片机与PC机之间的远程通讯，并讨论将其功能进行扩充，实现PC机管理单片机阵列的功能。 1 RS－485协议简介及MAX485芯片介绍 由于RS－232的种种缺点，新的串行通讯接口标准RS－449被制定出来，与之相对应的是RS－485的电气标准。RS－485是美国电气工业联合会(EIA)制定的利用平衡双绞线作传输线的多点通讯标准。它采用差分信号进行传输；最大传输距离可以达到1.2 km；最大可连接32个驱动器和收发器；接收器最小灵敏度可达±200 mV；最大传输速率可达2.5 Mb/s。由此可见，RS－485协议正是针对远距离、高灵敏度、多点通讯制定的标准。 MAX485接口芯片是Maxim公司的一种RS－485芯片。 采用单一电源+5 V工作，额定电流为300 μA，采用半双工通讯方式。它完成将TTL电平转换为RS －485电平的功能。其引脚结构图如图1所示。从图中可以看出,MAX485芯片的结构和引脚都非常简单,内部含有一个驱动器和接收器。RO和DI端分别为接收器的输出和驱动器的输入端，与单片机连接时只
基于AT89C51单片机的双机串行通信设计 姓名：杨应伟 学号：100110061 专业：机械设计制造及其制动化 班级：机电二班
前言 单片机广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域随着计算机技术的发展及工业自动化水平的提高, 在许多场合采用单机控制已不能满足现场要求,因而必须采用多机控制的形式,而多机控制主要通过多个单片机之间的串行通信实现。串行通信作为单片机之间常用的通信方法之一, 由于其通信编程灵活、硬件简洁并遵循统一的标准, 因此其在工业控制领域得到了广泛的应用。 在测控系统和工程应用中，常遇到多项任务需同时执行的情况，因而主从式多机分布式系统成为现代工业广泛应用的模式。单片机功能强、体积小、价格低廉、开发应用方便，尤其具有全双工串行通讯的特点，在工业控制、数据采集、智能仪器仪表、家用电器方面都有广泛的应用。同时，IBM－PC机正好补充单片机人机对话和外围设备薄弱的缺陷。各单片机独立完成数据采集处理和控制任务，同时通过通信接口将数据传给PC机，PC机将这些数据进行处理、显示或打印，把各种控制命令传给单片机，以实现集中管理和最优控制。串行通信是单片机的一个重要应用，本次课程设计就是要利用单片机来完成一个系统，实现爽片单片机床航通信，通信的结果使用数码管进行显示，数码管采用查表方式显示，两个单片机之间采用RS-232进行双击通信。 在通信过程中，使用通信协议进行通信。在测控系统和工程应用中，常遇到多项任务需同时执行的情况，因而主从式多机分布式系统成为现代工业广泛应用的模式。单片机功能强、体积小、价格低廉、开发应用方便，尤其具有全双工串行通讯的特点，在工业控制、数据采集、智能仪器仪表、家用电器方面都有广泛的应用。同时，IBM－PC机正好补充单片机人机对话和外围设备薄弱的缺陷。各单片机独立完成数据采集处理和控制任务，同时通过通信接口将数据传给PC机，PC机将这些数据进行处理、显示或打印，把各种控制命令传给单片机，以实现集中管理和最优控制。 串行通信是单片机的一个重要应用，本次课程设计就是要利用单片机来完成一个系统，实现爽片单片机床航通信，通信的结果使用数码管进行显示，数码管采用查表方式显示，两个单片机之间采用RS-232进行双击通信。在通信过程中，使用通信协议进行通信。
一、串口通信原理 串口通讯对单片机而言意义重大，不但可以实现将单片机的数据传输到计算机端，而且也能实现计算机对单片机的控制。由于其所需电缆线少，接线简单，所以在较远距离传输中，得到了广泛的运用。串口通信的工作原理请同学们参看教科书。 以下对串口通信中一些需要同学们注意的地方作一点说明： 1、波特率选择 波特率（Boud Rate）就是在串口通信中每秒能够发送的位数（bits/second）。MSC-51串行端口在四种工作模式下有不同的波特率计算方法。其中，模式0和模式2波特率计算很简单，请同学们参看教科书；模式1和模式3的波特率选择相同，故在此仅以工作模式1为例来说明串口通信波特率的选择。 在串行端口工作于模式1，其波特率将由计时/计数器1来产生，通常设置定时器工作于模式2（自动再加模式）。在此模式下波特率计算公式为：波特率=（1+SMOD）*晶振频率/（384*（256-TH1）） 其中，SMOD——寄存器PCON的第7位，称为波特率倍增位； TH1——定时器的重载值。 在选择波特率的时候需要考虑两点：首先，系统需要的通信速率。这要根据系统的运作特点，确定通信的频率范围。然后考虑通信时钟误差。使用同一晶振频率在选择不同的通信速率时通信时钟误差会有很大差别。为了通信的稳定，我们应该尽量选择时钟误差最小的频率进行通信。 下面举例说明波特率选择过程：假设系统要求的通信频率在20000bit/s以下，晶振频率为12MHz，设置SMOD=1（即波特率倍增）。则TH1=256-62500/波特率 根据波特率取值表，我们知道可以选取的波特率有：1200，2400，4800，9600，19200。列计数器重载值，通信误差如下表： 因此，在通信中，最好选用波特率为1200，2400，4800中的一个。 2、通信协议的使用 通信协议是通信设备在通信前的约定。单片机、计算机有了协议这种约定，通信双方才能明白对方的意图，以进行下一步动作。假定我们需要在PC机与单片机之间进行通信，在双方程式设计过程中，有如下约定：0xA1：单片机读取P0端口数据，并将读取数据返回PC机；0xA2：单片机从PC机接收一段控制数据；0xA3：单片机操作成功信息。 在系统工作过程中，单片机接收到PC机数据信息后，便查找协议，完成相应的操作。当单片机接收到0xA1时，读取P0端口数据，并将读取数据返回PC机；当单片机接收到0xA2时，单片机等待从PC机接收一段控制数据；当PC机接收到0xA3时，就表明单片机操作已经成功。 3、硬件连接 51单片机有一个全双工的串行通讯口，所以单片机和计算机之间可以方便地进行串口通讯。进行串行通讯时要满足一定的条件，比如计算机的串口是RS232电平的，而单片机的串口是TTL电平的，两者之间必须有一个电平转换电路，我们采用了专用芯片MAX232进行转换，虽然也可以用几个三极管进行模拟转换，但是还是用专用芯片更简单可靠。我们采用了三线制连接串口，也就是说和计算机的9针串口只连接其中的3根线：第5脚的GND、第2脚的RXD、第3脚的TXD。这是最简单的连接方法，但是对我们来说已经足够使用了，电路如下图所示，MAX232的第10脚和单片机的11脚连接，第9脚和单片机的10脚连接，第15脚和单片机的20脚连接。
****************** 实践教学 ****************** XXXXXX大学 XXXXXXXX学院 XXX年XXXX季学期 《XXXXXX课程设计》 题目：51单片机双机串行通信设计 专业班级： 姓名： 学号： 指导教师： 成绩：
摘要 通信技术根据传输方式的不同，分为串行通信和并行通信，而单片机在现代通信中非常实用。本次课程设计就是要利用单片机来完成一个系统，实现单片机双机串行通信。通信的结果用数码管进行显示，数码管采用查表方式显示。两个单片机之间采用RS232接口标准进行双机通信。在通信过程中，使用通信协议进行通信，实现两个单片机之间串行异步通信。 关键词：51单片机，串行通信，RS-232接口；
目录 前言 (1) 第一章基本原理 (2) 第二章系统分析 (3) 2.1单片机 (3) 2.2 串行通信 (3) 2.3 RS-232接口标准 (5) 第三章系统设计及系统调试 (9) 3.1 设计方案 (9) 3.2 硬件设计 (9) 3.3 软件设计 (12) 3.4 联合调试 (20) 总结 (21) 参考文献 (22)
前言 近年来，在自动化控制和智能仪器仪表中, 单片机的应用越来越广泛。虽然MCS 单片机内部包含有丰富的硬件资源,但是对于一些复杂的单片机应用系统来说, 光靠单个的单片机资源远远不能满足系统要求, 通常需要对单片机进行外部扩展。例如扩展I/O 口, 扩展存储器, 扩展定时/计数器等, 更有甚者还需要扩展单片机。那么一个应用系统就可能用到了两个或两个以上的单片机, 而这些单片机就需要通过互联来实现彼此间的数据通信。MCS 单片机具有串行口, 利用串行口实现数据通信。根据单片机端口内部的结构特点, 这些端口的端口线可以直接相连, 从而使两个单片机之间并行通信不用另外的硬件电路设备。设计时, 也可以根据不同的使用要求采用不同的并行连接方法。 51单片机的开发除了硬件支持外，同样离不开软件。用汇编语言或C语言等高级语言编写的源程序必须转换为机器码才能被执行。目前十分流行的是Keil 8051 C编译器。它提供了集成开发环境，包括C 编译器、宏汇编、连接器、库管理和仿真调试器。利用Keil C uVision编写的程序可直接调用编译器编译，连接后可直接运行。学生结合自己的实际情况，选择适合的方法来完成51单片机与PC机的串口通信。该题目概括了《通信原理》、《单片机原理》等课程的主要知识点，让人们对当代通信技术有一定程度的了解，知道我们是怎么利用单片机来进行串行通信的。
45 甲机通过串口控制乙机LED /* 名称：甲机发送控制命令字符 说明：甲单片机负责向外发送控制命令字符“A”、“B”、“C”，或者停止发送，乙机根据所接收到的字符完成LED1闪烁、LED2闪烁、双闪烁、或停止闪烁。 */ #include<> #define uchar unsigned char #define uint unsigned int sbit LED1=P0^0; sbit LED2=P0^3; sbit K1=P1^0; 3f4f7f6f.\r\n"); Puts_to_SerialPort("-------------------------------\r\n"); DelayMS(50); while(1) { Putc_to_SerialPort(c+'A'); DelayMS(100); Putc_to_SerialPort(' '); DelayMS(100); if(c==25) //每输出一遍后加横线 { Puts_to_SerialPort("\r\n-------------------------------\r\n"); DelayMS(100); } c=(c+1)%26; if(c%10==0) //每输出10个字符后换行
{ Puts_to_SerialPort("\r\n"); DelayMS(100); } } } 48 单片机与PC通信 /* 名称：单片机与PC通信 说明：单片机可接收PC发送的数字字符，按下单片机的K1键后，单片机可向PC发送字符串。在Proteus环境下完成本实验时，需要安装Virtual Serial Port Driver和串口调试助手。本例缓冲100个数字字符，缓冲满后新数字从前面开始存放（环形缓冲）。 */ #include<> #define uchar unsigned char #define uint unsigned int uchar Receive_Buffer[101]; //接收缓冲 uchar Buf_Index=0; //缓冲空间索引 //数码管编码 uchar code DSY_CODE[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x00}; //延时 void DelayMS(uint ms) { uchar i; while(ms--) for(i=0;i<120;i++); } //主程序 void main() { uchar i; P0=0x00; Receive_Buffer[0]=-1; SCON=0x50; //串口模式1，允许接收 TMOD=0x20; //T1工作模式2 TH1=0xfd; //波特率9600 TL1=0xfd; PCON=0x00; //波特率不倍增 EA=1;EX0=1;IT0=1; ES=1;IP=0x01; TR1=1;
单片机实验报告(三) 实验名称：串行通信 姓名：张昊 学号：110404247 班级：通信2班 时间：2013.11 南京理工大学紫金学院电光系 一、实验目的 1、理解单片机串行口的工作原理；
2、学习使用单片机的TXD、RXD口； 3、了MAX232解芯片的作用。 二、实验原理 计算机与其外部设备之间进行数据交换称为通信。通信的基本方式可分为并行通信和串行通信两种。并行通信中数据至少有8路，可以同时将一个字节的8位二进制代码发送到对方。串行通信用两根传输线进行数据的传输，一次只能发送一位二进制。 串行通信技术根据传送的编码格式不同，可分为同步通信和异步通信两种方式: 1、同步方式：数据以数据块为单位传送。在开始传送前用同步字符来指示，并由时钟来实现发送端和接收端同步。 2、异步方式：数据时不连续传送的。以字符为单位进行传送。被传送字节分为：起始位、数据位、校验位和停止位，称为一帧。 常用格式: a、1bit起始位+8bit数据位+无校验位+1bit停止位 b、1bit起始位+8bit数据位+1位偶校验位+1bit停止位 串行通信技术根据数据流动方向分为三种方式： 1、单工通信：数据流动方向是固定的，数据只能由一方发送到另一方。 2、半双工通信：数据的流动方向是双向的，但一时刻，数据只能在一个方向流动。 3、全双工通信：允许数据在两个方向流动，即通信双方的数据发送和接收是同时的。 串行口控制寄存器SCON的格式如下： D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
SM0、SM1：由软件置位或清零，用于选择串行口四种工作方式。 SM2：多机通信控制位。在方式2和方式3中，如SM2=1，则接收到的第9位数据(RB8)为0时不启动接收中断标志RI(即RI=0)，并且将接收到的前8位数据丢弃；RB8为1时，才将接收到的前8位数据送入SBUF，并置位RI，产生中断请求。当SM2=0时，则不论第9位数据为0或1，都将前8位数据装入SBUF中，并产生中断请求。在方式0时，SM2必须为0。 REN：允许串行接收控制位。若REN=0，则禁止接收；REN=1，则允许接收，该位由软件置位或复位。 TB8：发送数据D8位。在方式2和方式3时，TB8为所要发送的第9位数据。在多机通信中，以TB8位的状态表示主机发送的是地址还是数据：TB8=0为数据，TB8=1为地址；也可用作数据的奇偶校验位。该位由软件置位或复位。 RB8：接收数据D8位。在方式2和方式3时，接收到的第9位数据，可作为奇偶校验位或地址帧或数据帧的标志。方式1时，若SM2=0，则RB8是接收到的停止位。在方式0时，不使用RB8位。 TI：发送中断标志位。在方式0时，当发送数据第8位结束后，或在其它方式发送停止位后，由内部硬件使TI置位，向CPU请求中断。CPU在响应中断后，必须用软件清零。此外，TI也可供查询使用。 RI：接收中断标志位。在方式0时，当接收数据的第8位结束后，或在其它方式接收到停止位的中间由内部硬件使RI置位，向CPU请求中断。同样，在CPU响应中断后，也必须用软件清零。RI也可供查询使用。 电源控制寄存器PCON的格式如下： D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 PCON的最高位SMOD是串行口波特率系数控制位。SMOD=1时，波特率增大一倍。其余各位与串行口无关。 波特率设置： 串行口的4种工作方式对应着三种波特率模式。 对于方式0，波特率是固定的，为fosc/12。 对于方式2，波特率由振荡频率fosc和SMOD(PCON.7)所决定。其对应公式为 波特率=2SMOD×fosc/64。当SMOD=0时，波特率为fosc/64；当SMOD=1时，波特率为fosc/32。 对于方式1和方式3，波特率由定时器/计数器T1的溢出率和SMOD决定，即由下式确定： 波特率=2SMOD×定时器/计数器T1溢出率/32 三、实验内容 #include"reg51.h"