滨江学院
单片机原理及应用
题目单片机串口通信实验
院系____电子工程系______
专业_____通信工程_______
学生姓名_______******_______
学号______**********___
二O一二年六月十日
单片机串口通信实验
摘要:CPU 与其外部设备之间的信息交换或计算机之间的信息交换均可被称为“通信”。串行通信是指数据逐位顺序串行传送的通信方式。串行通信只需一对传输线,并且可以利用电话线等现有通信信道作为传输介质,因而可以大大降低传输线路的成本。
关键字:51单片机,串口通信,全双工
正文:MCS 一51 系列单片机内部有一个可编程的全双工串行通信口,可作为通用异步接收和发送器,也可作为同步移位寄存器用。该串行口有4 种工作模式。片内的定时器/计数器可用作波特率发生器。接收、发送均可工作在查询方式或中断方式。MCS 一51 系列单片机内部的串行通信口,有二个物理上相互独立的接收、发送缓冲器SBUF,对外也有两条独立的收、发信号线RxD(P3.0)和TxD (P3.1)。可以同时发送、接收数据,实现全双工传送。发送缓冲器和接收缓冲器不能互换,发送缓冲器只能写入不能读出,接收缓冲器只能读出不能写入。两个缓冲器占用同一个端口地址(99H)。具体对哪一个缓冲器进行操作,取决于所用的指令是发送还是接收。
一、实验
1、实验目的
掌握单片机串行口工作原理,单片机串行口与PC机的通信工作原理及编程方法。
2、实验器材
微机、串口通讯软件、程序烧录软件、面包板一块、芯片一块、电焊等
3、实验内容
实验板上有RS-232接口,将该接口与PC机的串口连接,可以实现单片机与PC机的串行通信,进行双向数据传输。本实验要求当PC机向实验板发送的数字在实验板上显示,按实验板键盘输入的数字在PC机上显示,并用串口助手工具软件进行调试。
4、实验原理
51单片机有一个全双工的串行通讯口,所以单片机和电脑之间可以方便地进行串口通信。进行串行通讯信要满足一定的条件,比如电脑的串口是RS232电平(-5~-15V为1,+5~+15V为0),而单片机的串口是TTL电平(大于+2.4V
为1,小于- 0.7V为0),两者之间必须有一个电平转换电路实现RS232电平与TTL电平的相互转换。
为了能够在PC机上看到单片机发出的数据,我们必须借助一个Windows软件进行观察,这里我们可以使用免费的串口调试程序SSCOM32或Windows的超级终端。
单片机串行接口有两个控制寄存器:SCON和PCON。串行口工作在方式0时,可通过外接移位寄存器实现串并行转换。在这种方式下,数据为8位,只能从RXD端输入输出,TXD端用于输出移位同步时钟信号,其波特率固定为振荡频率的1/12。由软件置位串行控制寄存器(SCON)的REN位后才能启动,串行接收,在CPU将数据写入SBUF寄存器后,立即启动发送。待8位数据输完后,硬件将SCON寄存器的T1位置1,必须由软件清零。
单片机与PC机通信时,其硬件接口技术主要是电平转换、控制接口设计和远近通信接口的不同处理技术。在DOS操作环境下,要实现单片机与微机的通信,只要直接对微机接口的通信芯片8250进行口地址操作即可。WINDOWS的环境下,由于系统硬件的无关性,不再允许用户直接操作串口地址。如果用户要进行串行通信,可以调用WINDOWS的API应用程序接口函数,但其使用较为复杂,可以使用KEILC的通信控件解决这一问题。
实验原理图5、焊接图
焊接参考图
实物图
二、程序
#include
#include
void init_serialcomm(void)
{
SCON = 0x50; //SCON: 串口工作方式1,允许接收 TMOD |= 0x20; //TMOD: 定时器1的工作方式2
PCON |= 0x80; //SMOD=1;
TH1 = 0xF4; //Baud:4800 fosc=11.0592MHz IE |= 0x90; //开总中断,开串口中断
TR1 = 1; // 开启定时器1
}
//向串口发送一个字符
void send_char_com(unsigned char *ch)
{
unsigned int i=0;
while(ch[i]!='\0')
{
SBUF=ch[i];
while(TI==0);
TI=0;
i++;
}
}
//串口接收中断函数
void serial () interrupt 4
{
if(RI)
{ //清除接收中断标志位raid[count]=SBUF;
RI = 0; //读出接收到的数据
count++;
}
if(raid[count-1]=='\r')
{
raid[count-1]='\0';
send_char_com(raid);//串口输出
count=0;
//接收中断并且单片机向arm 传14 byte字符串是否完毕 */ }
main()
{
init_serialcomm(); //初始化串口
while(1)
{ //等待串口接收中断
}
}
三、调试
打开VSPD,界面如下图所示:
左边栏最上面的是电脑自带的物理串口。点右边的add pair,可以添加成对的串口。一对串口已经虚拟互联了,如果添加的是COM3、COM4,用COM3发送数据,COM4就可以接收数据,反过来也可以。
接下来的一步很关键。把KEIL和虚拟出来的串口绑定。现在把COM3和KEIL 绑定。在KEIL中进入DEBUG模式。在最下面的COMMAND命令行,输入
mode com3 9600,0,8,1 %分别设置com3的波特率、奇偶校验位、数据位、停止位
assign com3
的单片机是
%AT89C51,只有一个串口,所以用SIN,SOUT,如果单片机有
%几个串口,可以选择S0OIN,S0OUT,S1IN,S1OUT。
打开串口调试助手
第一步:把串口线或者USB 转串口线插到计算机上。
第二步:打开串口调试助手接着选择串口,串口线和USB 转串口的端口号查看路径:可以到桌面上鼠标放在我的电脑上--右键--属性--硬件--设备管理器-(COM 和LPT),点开端口前面的+号查看即可。
四、结论
我们认真学习和熟练掌握了电子器件的理论知识和使用方法,特别留意焊接过程中的焊锡使用的技术要点,以及对电路的正确验证(以防短路,烧毁器件)。
焊接完毕之后,进行程序测试硬件。通过对单片机实验开发板的硬件认识和对开发板完整测试,实验的测试现象达到预期要求。最终达到了此次实验的成功。
//以下程序都是在VC++6.0 上调试运行过的程序,没有错误,没有警告。 //单片机是STC89C52RC,但是在所有的51 52单片机上都是通用的。51只是一个学习的基础平台,你懂得。 //程序在关键的位置添加了注释。 /****************************************************************************** * * 实验名: 串口实验 * 使用的IO : P2 * 实验效果: 将接收到发送回电脑上面。 * 注意: ******************************************************************************* / #include
51系列单片机之串口通信 单片机的串口通信看起来是很复杂的,主要是因为他用到了更多的寄存器, 与前面的知识相比他更具综合能力,写起来考虑的问题自然也变多了.而前面学 习过的定时器与中断将是单片机通信的基础. 单片机的中断系统中第4 个中断 就是串口中断,要进行串口通信首先就要打开CPU 总中断EA,还要打开串口通 信中断ES,这是串口通信的前堤,而串口通信也跟计时器一样有很多的模式,因此 我们还要设置SCON 寄存器来指定采用哪一种方式进行通信,而在通信的过程中,我们还要设定通信的波特率,不然的话,单片机是没办法进行采样的,这样也不会得 到正确的结果了.我在实验过程中用到的是1 号定时器来设定的波特率,用到了 计时器方式2,也就是8 位自动重装,这样可以简化编程,她的实现思想就是将常 数放入TH,而TL 中则是初始化参数,当溢出时,单片机会自动将TH 中的常数装 入TL 中. 再来说说波特率,我们为什么要设定波特率,因为单片机会以16 倍波 特率的速度进行采样,而在实验中我们用的是10 位异步收发方式,因此要将SM0 置0,SM1 置1.而其中的10 位有8 位数据位,第一位和最后一位是发送数据的起 始与结束.采用高的皮特率就不会出错啦.而波特率是有一个公式的:方式0 的波 特率= fosc/12 方式2 的波特率=(2SMOD/64)- fosc 方式1 的波特率=(2SMOD/32)-(T1 溢出率)方式3 的波特率=(2SMOD/32)-(T1 溢出率)T1 溢出率= fosc /{12 乘以[256 -(TH1)]}根据公式我们很容易就算出当晶 振为110592HZ 时,要达到9600 的波特率,我们只需要将TL1 置FDH 即可,如下图: 除此之外,你还要将SCON 中的REN 位置1,不然的话,单片机是不会接收数 据的. 还有不要忘了选择定时器的工作方式,设置TMOD 为0x20 既是工作方式2,8 位自动重装定时器. 这样一来,初始批工作算是差不多了.而串口通信分为中 断方式,和查询方式,如果你想用查询方式你也不用设置IE 寄存器了. 在串口通
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.
单片机各种通信方式的特点和主要应用场合 串口用的比较多: RS232,用于与标准的RS232设备通讯 网卡,用于互联网或采用网卡端口的设备通讯 I2C,用于单片机自己外设或多个单片机之间通讯 CAN,工业标准,汽车中常用 并口: 并口就是直接将数据输入或输出,多少位数据就要用多少根线,此外还要加上控制线2根以上。 例如8位的数据通讯,至少用10根线。由于单片机的引脚数目有限,这种方法很不实用。 并行口现在计算机都几乎不用了。如果感兴趣,你就找以前的计算技术方面的书上还有介绍。 并口线路复杂,可靠性低,速度低,除了早期的打印机还用,也几乎没有这样的外设了。 大家好,通过前一期的学习,我们已经对ICD2 仿真烧写器和增强型PIC 实验板的使用方法及学习方式有所了解与熟悉,学会了如何用单片机来控制发光管、继电器、蜂鸣器、按键、数码管等资源,体会到了学习板的易用性与易学性,看了前几期实例,大部分都是基于单片机端口操作原理呢? 大家是否觉得这样一个单片机系统似乎缺少点什么呢?不错,本期我们将介绍单片机与电脑通讯,使单片机与PC 机能够联机工作。 单片机除了需要控制外围器件完成特定的功能外,在很多应用中还要完成单片机和单片机之间、单片机和外围器件之间,以及单片机和微机之间的数据交换和指令的传输,这就是单片机的通信。单片机的通信方式可以分为并行通信和串行通信。并行方式传送一个字节的数据至少需要8 条数据线。 一般来讲单片机与打印机等外围设备连接时,除8条数据线外,还要状态、应答等控制线,当传送距离过远时电线要求过多,成本会增加很多。单片机的串行通信方法较为多样,传统的串行通信方式是通过单片机自带的串行口进行RS232 方式的通信。 串行通信是以一位数据线传送数据的位信号,即使加上几条通信联络控制线,也比并行通信用的线少。 因此,串行通信适合远距离数据传送,如大型主机与其远程终端之间,处于两地的计算机之间,采用串行通信就非常经济。 串行通信又分为异步传送和同步传送两种基本方式。 异步通讯:异步通信传输的数据格式一般由1个起始位、7 个或8 个数据位、1 到2 个停止位和一个校验位组成。它用一个起始位表示字符的开始,用停止位表示字符的结束。其每帧的格式如图1 所示。
51 单片机的串口,是个全双工的串口,发送数据的同时,还可以接收数据。 当串行发送完毕后,将在标志位TI 置1,同样,当收到了数据后,也会在RI 置1。无 论RI 或TI 出现了1,只要串口中断处于开放状态,单片机都会进入串口中断处理程序。在中断程序中,要区分出来究竟是发送引起的中断,还是接收引起的中断,然后分别进行处理。 看到过一些书籍和文章,在串口收、发数据的处理方法上,很多人都有不妥之处。 接收数据时,基本上都是使用“中断方式”,这是正确合理的。 即:每当收到一个新数据,就在中断函数中,把RI 清零,并用一个变量,通知主函数, 收到了新数据。 发送数据时,很多的程序都是使用的“查询方式”,就是执行while(TI ==0); 这样的语句来 等待发送完毕。 这时,处理不好的话,就可能带来问题。 看了一些网友编写的程序,发现有如下几条容易出错: 1.有人在发送数据之前,先关闭了串口中断!等待发送完毕后,再打开串口中断。 这样,在发送数据的等待期间内,如果收到了数据,将不能进入中断函数,也就不会保存的这个新收到的数据。 这种处理方法,就会遗漏收到的数据。 2.有人在发送数据之前,并没有关闭串口中断,当TI = 1 时,是可以进入中断程序的。 但是,却在中断函数中,将TI 清零! 这样,在主函数中的while(TI ==0);,将永远等不到发送结束的标志。 3.还有人在中断程序中,并没有区分中断的来源,反而让发送引起的中断,执行了接收 中断的程序。 对此,做而论道发表自己常用的方法: 接收数据时,使用“中断方式”,清除RI 后,用一个变量通知主函数,收到新数据。 发送数据时,也用“中断方式”,清除TI 后,用另一个变量通知主函数,数据发送完毕。 这样一来,收、发两者基本一致,编写程序也很规范、易懂。 更重要的是,主函数中,不用在那儿死等发送完毕,可以有更多的时间查看其它的标志。 实例: 求一个PC 与单片机串口通信的程序,要求如下: 1、如果在电脑上发送以$开始的字符串,则将整个字符串原样返回(字符串长度不是固定的)。
实验单片机与PC机串口通信(C51编程)实验 要求: 1、掌握串行口的控制与状态寄存器SCON 2、掌握特殊功能寄存器PCON 3、掌握串行口的工作方式及其设置 4、掌握串行口的波特率(bondrate)选择 任务: 1、实现PC机发送一个字符给单片机,单片机接收到后即在个位、十位数码管上进行显示,同时将其回发给PC机。要求:单片机收到PC机发来的信号后用串口中断方式处理,而单片机回发给PC机时用查询方式。 采用软件仿真的方式完成,用串口调试助手和KEIL C,或串口调试助手和PROTEUS分别仿真。 需要用到以下软件:KEIL,VSPDXP5(虚拟串口软件),串口调试助手,Proteus。 (1)虚拟串口软件、串口调试助手和KEIL C的联调 首先在KEIL里编译写好的程序。
打开VSPD,界面如下图所示:(注明:这个软件用来进行串口的虚拟实现。在其网站上可以下载,但使用期为2周)。 左边栏最上面的是电脑自带的物理串口。点右边的addpair,可以添加成对的串口。一对串口已经虚拟互联了,如果添加的是COM3、COM4,用COM3发送数据,COM4就可以接收数据,反过来也可以。 接下来的一步很关键。把KEIL和虚拟出来的串口绑定。现在把COM3和KEIL绑定。在KEIL中进入DEBUG模式。在最下面的COMMAND命令行,输入 modecom39600,0,8,1 %分别设置com3的波特率、奇偶校验 位、数据位、停止位 assigncom3
(以上参数设置注意要和所编程序中设置一致!) 打开串口调试助手 可以看到虚拟出来的串口COM3、COM4,选择COM4,设置为波特率9600,无校验位、8位数据位,1位停止位(和COM3、程序里的设置一样)。打开COM4。 现在就可以开始调试串口发送接收程序了。可以通过KEIL发送数据,在串口调试助手中就可以显示出来。也可以通过串口调试助手发送数据,在KEIL中接收。 实验实现PC机发送一个字符给单片机,单片机接收到后将其回发给PC机。在调试助手上(模拟PC)发送数据,单片机收到后将收到的结果回送到调试助手上。 2、以下在Proteus和串口调试助手实现的结果: 将编译好的HEX程序加载到Proteus中,注意这里需要加上串口模块,用来进行串行通信参数的设置。 点击串口,可以对串口进行设置: 用串口调试助手发送数据,即可看到仿真结果。 实验参考程序源文件在exp2-comm文件夹中。
单片机实验报告 实验名称:串行通信实验 姓名:高知明 学号:110404320 班级:通信3 实验时间:2014-6-11 南京理工大学紫金学院电光系
一、实验目的(四号+黑体) 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、了解MAX232芯片的作用; 二、实验原理 MCS-51单片机内部集成有一个UART,用于全双工方式的串行通信,可以发送、接收数据。他有两个相互独立的接收、发送缓冲器,这两个缓冲器同名(SBUF),共用一个地址号(99H)。发送缓冲器只能写入,不能读出,接受缓冲器只能读出,不能写入。要发送的字节数据直接写入发送缓冲器。SBUF=a;当UART接收到数据后,CPU从接收缓冲器中读取数据,a=SBUF;串行口内部有两个移位寄存器,一个用于串行发送,一个用于串行接收。定时器T1作为波特率发生器,波特率发生器的溢出信号昨接受或发送移位寄存器的位移时钟。TI与RI分别为发送完数据的中断标志,用来想CPU发中断请求。 三、实验内容 1、发送信号 1)C51程序: #include