项目6 单片机外部总线
与接口扩展技术
项目要求：
本项目通过对单片机外部总线与接口扩展技术分析介绍，要求学生会对单片机进行功能扩展及接口控制，掌握有关接口芯片的功能特征以及操作方法等。
1、掌握单片机外部总线的功能并会对其进行操作。
2、掌握有存储器扩展原理及方法；掌握一些新型串行接口的技术路线以及相关接口芯片的应用及操作方法。
3、理解数/模（D/A）转换及模/数（A/D）转换的概念，掌握D/A及A/D转换的实现方法，掌握常用D/A及A/D转
换芯片的接口扩展技术。
技能目标：
1、认识有关存储器芯片、新型串行接口芯片、D/A及
A/D转换芯片，懂得相关技术指标的含义，能根据设计目标对芯片进行选型。
2、能根据系统要求设计外部总线接口扩展电路及控制程序，并完成制作。
MCS-51单片机内部虽然集成了储存器、I/O口、定时器/计数器等硬件资源，但随着单片机应用的范围日益广泛，对其资源提出了更高的要求，在一些情况下使用时内部资源不够，为了满足各种复杂的应用系统的要求，可在单片机外部扩展存储器和各种功能的器件。
MCS-51单片机有着完善的并行三总线结构，利用这个优势可以方便地扩展外部资源，特别是存储器的扩展。随着单片机技术的发展，串行外设接口技术受到的重视程度越来越高，串行外设接线简单灵活，占用单片机接口数量少，系统硬件结构简单，易形成用户模块化结构，对于增加系统扩展的灵活性、降低硬件成本、缩短产品开发周期具有现实意义。
由于单片机只能处理数字量，而在实际应用中，各种模拟信号（如温度、压力、流量等）十分常见，这就需要将模拟信号转变为数字信号才能送入单片机处理；反之单片机只能输出数字量的控制信号，如果被控制对象需接收模拟信号，则必须将数字量转变为模拟量才能实施控制。因此模/数（A/D）转换和数/模（D/A）转换也是单片机接口扩展的重要任务之一。
知识1 并行总线与存储器扩展
总线（Bus）是单片机各种功能部件之间传送信息的公共通信干线，按照单片机所传输的信息种类，总线可以划分为数据总线（DB）、地址总线（AB）和控制总线（CB），分别用来传输数据信号、数据地址信号和控制信号。
一、51单片机的总线（片外三总线）由以下接口组成：
1、数据总线：宽度为8位，由P0口提供（D0～D7）。
2、地址总线：宽度为16位，由P0口经地址锁存器提供低8位地址（A0～A7）；P2口直接提供高8位地址
（A8～A15）。
3、控制总线：由P3口的第二功能以及RST/VPD、PSEN、ALE/PROG、EA/VPP等4根控制线组成。
二、系统扩展的内容：
1、外部程序存储器的扩展。
2、外部数据存储器的扩展。
3、I/O接口的扩展。
4、其他专用功能部件的扩展。
三、系统扩展三总线的形成。如图6-1
为了将P0口的地址和数据分离，用ALE信号的下降沿将P0口输出的地址信号低8位锁存在地址锁存器中，地址锁存器一般选用74LS373、
74LS573、8282等芯片。
图6-1 系统扩展三总线的形成
常用的74LS573是带三态输出的8位寄存器，D0～D7为输入端，与单片机P0口连接；Q0～Q7为输出端，形成地址总线的低8位；OE为片选信号端，低电平有效，使用时连接电源的GND端；LE为使能控制端，当LE为高电平时，输出跟随输入变化，LE端与单片机
ALE端相连，在单片机ALE
信号的下降沿，P0口输出
的地址信号低8位被锁存，
直到ALE端再次有效。
74LS573锁存器在ALE的控
制下，实现地址锁存功能。
有关系统扩展要解决的问题有以下几个方面：1、硬件电路的组成，包括扩展芯片的选择和地址译码方式。
2、扩展的存储芯片及其它芯片的地址空间以及扩展后储芯片及其它芯片的寻址范围。
3、扩展存储器及其它芯片的访问。
四、程序存储器的扩展
1、51单片机常用的程序存储器扩展芯片有两类：一类为EPROM（紫外线可擦除只读存储器）。典
型产品有：2716（2KB）、2732（4KB)、2764
（8KB）、27128（16KB）、27256（32KB)、27512(64KB），它们的主要差别只是容量和地
址线的增减；另一类为EEPROM，也常用E2PROM
表示（电可擦写只读存储器）。典型产品有：2816（2KB）、2832（4KB)、2864（8KB）、28128（16KB）、28256（32KB)、28512(64KB），它们的主要差别依然只是容量和地址线的增减。
2、EPROM和EEPROM引脚功能：
（1）D0～D7：数据线
（2）A0～A15：地址线。不同容量的芯片地址线数量不同，地址线条数与容量有如下关系：
2n= 容量（单位：B）
式中n为地址线条数
例如n=10，10条地址线的存储器容量为1024B，即
1kB；11条地址线的存储器容量为2048B，即
2kB ……16条地址线的存储器容量为65536B，即64kB。
由于51单片机只能提供16条地址线，因此存储器最多只能扩展64kB的容量。
（3）CE：芯片使能信号
（4）OE/VPP：输出使能信号/编程电压
（5）PGM：编程脉冲输入端
3、程序存储器扩展方法
例6.1 用一片27128将单片机程序存储器扩展16kB。硬件连接如图：
（1）连线规律：
地址线：27128共有14条地址线，低8位A0～A7接锁存器地址总线输出端，其余6位A8～A13直接连单片机P2口的P2.0～P2.5。锁存器地址总线输入端连单片机的P0口。即存储器低8位地址信号由P0口经锁存器提供，余下高位由P2口直接提供。
数据线：27128共有8条数据线D0～D7，直接连单片机P0口。
控制线：锁存器的OE必须接地；LE接单片机ALE。存储器27128的OE（使能端）接单片机PSEN（程序存储器输出允许）；27128的CE（片选）接单片机地址总线
A14(P2.6)，当P2.6=0时，27128被选通工作，由于是利用单片机剩余的地址线来选择片外存储器是否被选通工作，因此这种连线方法称作“线选法”。此法连线简单，无需额外硬件辅助，常用于扩展芯片较少，单片机地址线有剩余的场合。
（2）扩展存储芯片的地址范围:
单片机地址线A15（P2.7）空闲，默认值为0，A14（P2.6）作为线选端应当为0；其余A13～A0最小取值全为0，最大取值全为1，进而得到27128的地址范围是：（A15～A0的值）0000000000000000～0011111111111111，即0000H～3FFFH。
（3）读数据操作要点：在扩展了外部程序存储器的情况下，对外部程序存储器的读操作由P0口的分时输出地址信息和输入指令信息控制，由ALE和PSEN实现。
五、数据存储器的扩展
1、51单片机较常用的数据存储器扩展芯片为静态随机存储器（SRAM）。典型产品有：6216（2KB×8位）、6232（4KB×8位)、6264（8KB×8位）、62128
（16KB×8位）、62256（32KB×8位)、62512(64KB×8位），它们的主要差别只是容量和地址线的增减。2、RAM引脚功能：
（1）D0～D7：数据线
（2）A0～A15：地址线。不同容量的芯片地址线数量不同(和ROM一样)。例如6264有13条地址线，存储器容量为8kB；62256有15条地址线，存储器容量为32kB。（3）CE1、CE2：芯片使能信号。工作时要求CE1为低电平，CE2为高电平。
（4）OE：读（输出）允许，低电平有效。
（5）WE：写（输入）允许，低电平有效。
3、数据存储器扩展方法
例6.2 用一片6264将单片机数据存储器扩展8kB。硬件连接如图6-4
（1）连线规律：
地址线：6264共有13条地址线，低8位A0～A7接锁存器地址总线输出端，其余5位A8～A12直接连单片机P2口的P2.0～P2.4。锁存器地址总线输入端连单片机的P0口。即存储器低8位地址信号由P0口经锁存器提供，余下高位由P2口直接提供。
数据线：6264共有8条数据线D0～D7，直接连单片机P0口。
控制线：锁存器的OE必须接地；LE接单片机ALE。存储器6264的CE2（使能端2）必须接高电平；CE1（使能端1，低电平有效）接单片机地址总线A13(P2.5)，当
P2.5=0时，6264被选通工作，如同ROM扩展，还是利用单片机剩余的地址线来选择片外存储器是否被选通工作，依然是“线选法”；6264的OE接单片机RD实现“读”控制，WE接单片机WR实现“写”控制。
（2）扩展存储芯片的地址范围:
单片机地址线A15（P2.7）、A14（P2.6）空闲，默认值为0，A13（P2.5）作为线选端应当为0；其余A12～A0最小取值全为0，最大取值全为1，进而得到6264的地址范围是：（A15～A0的值）0000000000000000～0001111111111111，即0000H～1FFFH。
（3）读、写数据操作要点：在扩展了外部数据存储器的情况下，对外部数据存储器读/写操作有以下要求：
读操作控制由ALE和RD实现。执行指令：
MOVX A，@DPTR
写操作控制由ALE和WR实现。执行指令：
MOVX @DPTR，A
六、程序与数据存储器共同扩展
在某些应用场合可能会需要同时扩展程序存储器与数据存储器，有时甚至每种芯片不止一片，这使得硬件电路的连接更为复杂，而且必须为每一芯片确定地址范围，以便于后期编程操作。对于这种扩展情况找出其中的连线及地址设定规律尤为重要。下面通过一个扩展2片ROM及2片RAM的例子来研究这类电路的设计的规律。
例6.3 采用两片2764（8K）EPROM和两片6264（8K）RAM芯片，使单片机外部存储容量分别扩展到16K ROM 以及16K RAM。设计电路，并分析它们的地址范围。硬件连接电路如图6-6
目录 第1章需求分析 ............................................................................................................................ - 1 - 1.1课题名称 (1) 1.2任务 (1) 1.3要求 (1) 1.4设计思想 (1) 1.5课程设计环境 (1) 1.6设备运行环境 (2) 1.7我在本实验中完成的任务 (2) 第2章概要设计 ............................................................................................................................ - 2 - 2.1程序流程图 (2) 2.2设计方法及原理 (3) 第3章详细设计 ............................................................................................................................ - 3 - 3.1电路原理 (3) 3.1.1STC89C52芯片 ............................................................................................................. - 3 -3.2串口通信协议 (4) 3.3程序设计 (5) 3.3.1主程序模块 .................................................................................................................... - 5 - 3.3.2串口通讯模块 ................................................................................................................ - 6 - 3.3.3控制部分文件 ................................................................................................................ - 8 - 3.3.4公共部分模块 .............................................................................................................. - 11 -3.4电路搭建 (12) 3.4.1电路原理图 .................................................................................................................. - 12 -第4章上位机关键代码分析 ...................................................................................................... - 12 - 4.1打开串口操作 (12) 4.2后台线程处理串口程序 (15) 4.3程序运行界面 (18) 第5章课程设计总结与体会 ...................................................................................................... - 19 -第6章致谢 .................................................................................................................................. - 19 -参考文献........................................................................................................................................... - 19 -
51单片机与PC串口间通讯设计与分析 摘要：51单片机是一种集CPU，RAM，FLASH ROM，I/O接口和定时中断系统于一体的微型计算机。只要有外加电源和晶体振荡器就可以独立完成对数字信号的算术运算，逻辑控制，串行通信等功能。由于单片机具有体积小，重量轻，功耗低，功能强，价格低，可靠性好等诸多优点，因而在仪器仪表，家用电器，数据采集等一些嵌入式控制领域被广泛应用。 当需要处理较复杂数据或需要对多个采集数据进行综合处理以及需要进行集散控制时，单片机的算术运算和逻辑运算能力显的不足，这时往往需要借助计算机系统。将单片机采集的数据通过串行口传给PC机，由PC机高级语言或数据库语言进行处理，或者实现PC 机对远程单片机进行控制。因此，实现单片机与PC机之间的远程通信更具有实际意义。 关键词：单片机、PC机、发送数据、接收数据串行通信
目录 摘要------------------------------------------------------------------（1）1、绪论---------------------------------------------------------------------------（3） 1.1单片机的发展阶段-------------------------------------------------（3） 1.2单片机的发展趋势-------------------------------------------------（3） 1.3单片机的应用模式-------------------------------------------------（4） 1.4单片机与PC串口间通讯设计的应用--------------------------（5） 2、系统设计-------------------------------------------------------------------（6） 2.1设计思路-------------------------------------------------------------（6） 2.2系统组成-------------------------------------------------------------（6） 3、单元硬件电路设计-------------------------------------------------------（7） 3.1硬件的实现过程-----------------------------------------------------（7） 3.1.1 RS-232C总线标准-------------------------------------------（8） 3.2 RS-232接口电路----------------------------------------------------（9） 3.2.1 MAX-232接口电路------------------------------------------（9） 3.3 51单片机与PC机串行通信电路-----------------------------（11） 4、软件设计------------------------------------------------------------------（12） 4.1 软件设计和硬件设计的关系-----------------------------------（12） 4.2 程序设计-----------------------------------------------------------（13） 4.3程序运行后的结果------------------------------------------------（17） 5、结论-----------------------------------------------------------------------（18） 6、参看文献------------------------------------------------------------------（19）
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.
引言 人类社会已经进入信息化时代，信息社会的发展离不开电子产品的进步。单片机的出现使人类实现利用编程来代替复杂的硬件搭建电路，它靠程序运行，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！ 单片机应用的主要领域非常广，智能化家用电器、办公自动化设备商业营销设备、工业自动化控制、智能化仪表、智能化通信产品、汽车电子产品、航空航天系统和国防军事、尖端武器等领域。 单片机应用的意义不仅在于它的广阔围及所带来的经济效益，更重要的意义在于，单片机的应用从根本上改变了控制系统传统的设计思想和设计方法。以前采用硬件电路实现的大部分控制功能，正在用单片机通过软件方法来实现。以前自动控制中的PID调节，现在可以用单片机实现具有智能化的数字计算控制、模糊控制和自适应控制。这种以软件取代硬件并能提高系统性能的控制技术称为微控技术。随着单片机应用的推广，微控制技术将不断发展完善。 电路的集成化不仅对硬件电路的设计相关，与电路的布局同样相关。印刷版的出现使得电路产品更加规，体积更小。Protel99se是一款专业的绘制电路及印刷版的软件，近年来的不断升级使得其功能更加完善，出现了Altium Designer 、Protel DXP等升级版本。
习题5答案单片机系统扩展与接口技术 一、选择题 1、地址空间3000H～37FFH共有 B 存储单元。 A．1K B．2K C．4K D．8K 2、在生产过程中完成程序写入的只读存储器称为 A 。 A．掩膜ROM B．PROM C．EPROM D．E2PROM 3、805l单片机系统扩展时使用的锁存器用于锁存B 。 A．高8位地址 B．低8位地址 C．8位数据． D．ALE信号 4、使用线选法扩展3片2732作外部程序存储器，需要使用 C 位地址线。 A．13 B．14 C．15 D．16 5、8155中的定时器／计数器是 D 。 A．16位加法计数器 B．16位减法计数器 C．14位加法计数器
D．14位减法计数器 6、定时器／计时器0的初始化程序如下： MOV TMOD，#06H MOV TH0，#0FFH MOV TL0,#0FFH SETB EA SETB ET0 执行该程序段后，把定时器／计时器0的工作状态设置成为 D A．工作方式0，定时应用，定时时间2u s，中断禁止 B．工作方式1，计数应用，计数值255，中断允许 C．工作方式2，定时应用，定时时间510 u s，中断禁止 D．工作方式2，计数应用，计数值1，中断允许 7、MCS-5 l单片机I／O编址采用的是统一编址的方法，因此 B 。 A．有专门的I／O操作指令 B．I／O寄存器与存储单元同等对待 C．地址空间与存储器空间是相互分开的 D．使用MOVX指令访问存储器，而使用MOVC指令进行I／O数据传送8、8155是一个可编程的I／O接口芯片，“可编程”是指 D 。 A．有14位可控定时器／计数器 B．芯片内包含有256字节的RAM C．只能使用中断编程的方法进行I／O数据传送 D．使用命令字以程序方法设置I／O数据传送的方式 9、访问接口，应在程序中使用 B 。 A．MOV指令 B．MOVX指令 C．MOVC指令 D．SWAP指令
#include
51单片机与串口通信(含代码) 串口调试 1. 发送：向总线上发命令 2. 接收：从总线接收命令，并分析是地址还是数据。 3. 定时发送：从内存中取数并向主机发送. 经过调试，以上功能基本实现，目前可以通过上位机对单片机进行实时控制。 程序如下： //这是一个单片机C51串口接收（中断）和发送例程，可以用来测试51单片机的中断接收 //和查询发送，另外我觉得发送没有必要用中断，因为程序的开销是一样的 ＃i nclude
PCON=0x00; ES=1; TMOD=0x21; //定时器工作于方式2，自动装载方式TH0=(65536-1000)%256; TL0=(65536-1000)/256; TL1=0xfd; TH1=0xfd; ET0=1; TR0=1; TR1=1; // TI=0; EA=1; // TI=1; RAMDATA=0x1F45; } void serial () interrupt 4 using 3 { if(RI) { RI=0; ch=SBUF; TI=1; //置SBUF空 switch(ch) { case 0x01 :printf("A"); TI=0;break; case 0x02 :printf("B"); TI=0;break; case 0x03 :printf("C"); TI=0;break; case 0x04 :printf("D"); TI=0;break; default :printf("fg"); TI=0;break; } }
6.4 单片机系统扩展总线 1. MCS-51单片机扩展结构特点 扩展都是通过接口来扩展，需要注意I/O口的结构特点。 ⑴ I/O口的复用和多用 ① I/O口的复用：由于受到引脚数限制，P0口复用，既作低8位地址线，又作数据线，但分时使用，用ALE信号锁存切换。 ② I/O口的多用：P3口可作通用I/O口，在扩展时，具有“第二功能”。 P3.0 RXD P3.2 INT0 P3.4 T0 P3.6 WR P3.1 TXD P3.3 INT1 P3.5 T1 P3.7 RD ⑵产生接口控制信号的指令 MCS-51无I/O专用指令，把I/O寄存器看成存储器的一部分，所以对I/O 寄存器的操作都用数据传输指令。 ①输入指令 MOV A,P1 MOV Ri,P1 MOV Rn,P1 MOV direct,P1 MOVX A,Ri MOVX A,DPTR ②输出指令 MOV P1,A MOV P1,Ri MOV P1,Rn MOV P1,direct MOVX Ri,A MOVX DPTR,A 2. 扩展总线 由于数据线与低8位地址线复用P0口,为了把它们分离与片外芯片相连，通常要加锁存器才能构成总线结构。
6.5 存储器扩展 1. EPROM扩展 (1) 程序存储器有独立的地址空间(0000H～FFFFH)，可寻址围64 kB。程序存储器与数据存储器共用地址总线和数据总线 (2) 对片有 ROM/EPROM 的单片机，片 ROM 与片外ROM采用相同的操作指令，片与片外程序存储器的选择靠硬件结构实现，即由EA的高低电平来选择。 (3) 虽然程序存储器与数据存储器地址重叠，但不会发生冲突。因为程序存储器使用单独的控制信号和指令，用PSEN作为读操作信号，读取数据用MOVC 查表指令。而读取数据存储器用RD信号和MOVX指令， (4) 随着大规模集成电路的发展，单片程序存储器的容量越来越大，构成系统时所使用的EPROM芯片数量越来越少，因此地址选择大多采用线选法，而不用地址译码法。 2. RAM扩展 MCS-51 系列单片机的片RAM只有 128字节(51型)或256字节 (52型) ，如果还不能满足应用要求，就需要进行RAM扩展，扩展时要注意以下几点： (1) RAM与EPROM地址空间重叠(0000H～FFFFH)，寻址围都为64 kB，但由于使用不同的控制信号和指令，RAM使用RD/WR控制线读/写，而 EPROM用PSEN 作为读操作控制线，故共用地址总线和数据总线不会发生冲突。 (2) I／O及外围接口与RAM实行统一编址，即任何扩展的I／O口及外设均占用RAM地址空间。 (3) 访问部RAM和外部RAM，应选用不同的指令。 ①当访问部RAM时，使用MOV指令，可用寄存器间接寻址或直接寻址 MOV A，＠Ri/direct MOV ＠Ri/direct，A ( i＝0，1) ②当访问外部RAM时，只能使用MOVX指令和寄存器间接寻址。两种情况
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
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： 图1.AT89C51（52） （1）数据缓冲器（SBUF） 接受或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，
基于51单片机串行通信的无线发射极和接收机设计---- 1 概述 1.1 课题的目的、背景和意义 最近几年来，由于无线接入技术需求日益增大，以及数据交换业务(如因特 网、电子邮件、数据文件传输等)不断增加，无线通信和无线网络均呈现出指数增 加的趋势。有力的推动力无线通信向高速通信方向发展。然而，工业、农业、车载 电子系统、家用网络、医疗传感器和伺服执行机构等无线通信还未涉足或者刚刚涉 足的领域，这些领域对数据吞吐量的要求很低，功率消耗也比现有标准提供的功率 消耗低。此外，为了促使简单方便的，可以随意使用的无线装置大量涌现，需要在 未来个人活动空间内布置大量的无线接入点，因而低廉的价格将起到关键作用。为 降低元件的价格，以便这些装置批量生产，所以发展了一个关于这种网络的标准方案。Zigbee就是在这一标准下一种新兴的短距离、低功耗、低数据传输的无线网 络技术，它是一种介于无线标记技术和蓝牙之间的技术方案。 对于这种短距离、低功耗、低数据传输无线技术，它不仅在工业、农业、军 事、环境、医疗等传统领域有着巨大的应用价值，未来应用中还可以涉及人类日常 生活和社会生产活动的所有领域。由于各方面的制约，这种技术的大规模商业应用 还有待时日，但已经显示出了非凡的应用价值，相信随着相关技术的发展和推进， 一定会得到更广泛应用。 1.2国内外无线技术相关现状及Zigbee现状 无线通信从固定方式发展为移动方式，移动通信发展至今大约经历了五个阶段: 第一阶段为20年代初至50年代初，主要用于舰船及军有，采用短波频及电子 管技术，至该阶段末期出现才出现150MHVHF单工汽车公用移动电话系统MTS。
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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。
51单片机与上位机串口通信程序设计 1. 发送：向总线上发命令 2. 接收：从总线接收命令，并分析是地址还是数据。 3. 定时发送：从内存中取数并向主机发送. 经过调试，以上功能基本实现，目前可以通过上位机对单片机进行实时控制。程序如下： //这是一个单片机C51串口接收（中断）和发送例程，可以用来测试51单片机的中断接收 //和查询发送，另外我觉得发送没有必要用中断，因为程序的开销是一样的 #include< reg51.h> #include< stdio.h> #include< string.h> #define INBUF_LEN 4 //数据长度 unsigned char inbuf1[INBUF_LEN]; unsigned char checksum,count3 , flag,temp,ch; bit read_flag=0; sbit cp=P1^1; sbit DIR=P1^2; int i; unsigned int xdata *RAMDATA; /*定义RAM地址指针*/ unsigned char a[6] ={0x11,0x22,0x33,0x44,0x55,0x66} ; void init_serialcomm(void) { SCON=0x50; //在11.0592MHz下，设置串行口波特率为9600，方式1,并允许接收 PCON=0x00; ES=1;
TMOD=0x21; //定时器工作于方式2，自动装载方式TH0=(65536-1000)%256; TL0=(65536-1000)/256; TL1=0xfd; TH1=0xfd; ET0=1; TR0=1; TR1=1; // TI=0; EA=1; // TI=1; RAMDATA=0x1F45; } void serial () interrupt 4 using 3 { if(RI) { RI=0; ch=SBUF; TI=1; //置SBUF空 switch(ch) { case 0x01 :printf("A"); TI=0;break; case 0x02 :printf("B"); TI=0;break; case 0x03 :printf("C"); TI=0;break; case 0x04 :printf("D"); TI=0;break; default :printf("fg"); TI=0;break; } }
51单片机串口通信的原理与应用流程解析 一、原理简介 51 单片机内部有一个全双工串行接口。什么叫全双工串口呢？一般来说，只能接受或只能发送的称为单工串行;既可接收又可发送，但不能同时进行的称为半双工;能同时接收和发送的串行口称为全双工串行口。串行通信是指数据一位一位地按顺序传送的通信方式，其突出优点是只需一根传输线，可大大降低硬件成本，适合远距离通信。其缺点是传输速度较低。 与之前一样，首先我们来了解单片机串口相关的寄存器。 SBUF 寄存器：它是两个在物理上独立的接收、发送缓冲器，可同时发送、接收数据，可通过指令对SBUF 的读写来区别是对接收缓冲器的操作还是对发送缓冲器的操作。从而控制外部两条独立的收发信号线RXD（P3.0）、TXD（P3.1），同时发送、接收数据，实现全双工。 串行口控制寄存器SCON（见表1）。 表1 SCON寄存器 表中各位（从左至右为从高位到低位）含义如下。 SM0 和SM1 ：串行口工作方式控制位，其定义如表2 所示。 表2 串行口工作方式控制位 其中，fOSC 为单片机的时钟频率;波特率指串行口每秒钟发送（或接收）的位数。 SM2 ：多机通信控制位。该仅用于方式2 和方式3 的多机通信。其中发送机SM2 = 1（需要程序控制设置）。接收机的串行口工作于方式2 或3，SM2=1 时，只有当接收到第9 位数据（RB8）为1 时，才把接收到的前8 位数据送入SBUF，且置位RI 发出中断申请引发串行接收中断，否则会将接受到的数据放弃。当SM2=0 时，就不管第位数据是0 还是1，都将数据送入SBUF，并置位RI 发出中断申请。工作于方式0 时，SM2 必须为0。
单片机多机通信系统 一、引言 随着单片机技术的不断发展，单片机的应用已经从单机向多机互联化方向发展。单片机在实时数据采集和数据处理方面，有着成本低、能满足一般要求、开发周期短等优点，其在智能家居、计算机的网络通信与数据传输、工业控制自动化等方面有着广泛的应用。 本系统是面向智能家居应用而设计的。在初期，采用红外无线通信方式，其传输距离短，适于一般家庭应用，且成本相对较低；待方案成熟、成本允许，可以改用GSM无线通信方式。 二、系统原理及方案设计 1 、系统框架介绍 本系统为基于51单片机的多机红外无线通信系统，由三个51单片机模块组成。其中一个作为主机（即上位机），负责接收来自从机1（即下位机）采集的数据信息，以及向从机2（即下位机）发送控制信息。从机1是数据采集模块，采集温度、光强等室内数据，并将其发送给主机。主机经分析处理，作出相应判断，并给从机2发送控制信息，使由从机2控制的电机作出相应反应，调节室内环境状况。 系统总体框图如下图1所示，图2为红外收发模块简图：
图1 系统总体框图 图2 红外收发模块简图 2 、多机通信原理介绍 在多机通信系统中，要保证主机与从机间可靠的通信，必须要让通信接口具有识别功能，51单片机串行口控制寄存器SCON中的控制位SM2正是为了满足这一要求而设置的。当串行口以方式2或方式3工作时，发送或接收的每一帧信息都是11位的，其中除了包含SBUF 寄存器传送的8位数据之外，还包含一个可编程的第9位数据TB8或RB8。主机可以通过对TB8赋予1或0，来区别发送的是数据帧还是地址帧。 根据串行口接收有效条件可知，若从机的SCON控制位SM2为1，则当接收的是地址帧时，接收数据将被装入SBUF并将RI标志置1，
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。