PC与单片机的串口通信设计与实现
摘要
单片机经历TSCM、MCU、SOC三大阶段，以其超小型化、电路简单、功耗低等特点广泛应用于各个领域，本文提出了基于STC89C51单片机与PC串口通信的设计方案，从PC机对单片机数据的采集、显示，与PC机对单片机设备控制的两个方面分别论述。在介绍PC机与单片机之间串行通信硬件组成的基础上，详细介绍了在Windows环境下用VisualC＋＋6.0的ActiveX技术设计串行通信程序的方法，并给出了通信程序中的部分关键源头代码。通过测定系统满足实时采集、实时处理和实时控制对速度的要求。
关键字：串行通信；VisualC＋＋6.0；控件；单片机
Abstract
The design has been verificated, and the results show that the design can achieve a variety of functions.
Keyword:
第一章绪论
1.1 单片机概述
单片机也被称为微控制器[1](Microcontroller)，由芯片内仅有CPU的专用处理器发展而来。最早的设计理念是通过将大量外围设备和CPU集成在一个芯片中，使计算机系统更小，更容易集成进复杂的而对体积要求严格的控制设备当中。它是70年代中期发展起来的一种大规模集成电路芯片，是CPU、RAM、ROM、I/O 接口和中断系统集成于同一硅片的器件。单片机用于控制有利于实现系统控制的最小化和单片化[2]，简化一些专用接口电路，如编程计数器、锁相环（PLL）、模拟开关、A/D和D/A变换器、电压比较器等组成的专用控制处理功能的单板式微系统。
按照用途不同，单片机可分为通用型与专用型两大类。
通用型：可开发的内部资源：RAM、ROM、I/O等功能部件，全部提供给用户。用户根据需要，设计一个以单片机芯片为核心的测试系统。
专用型：专门针对某些产品的特定用途而制作的单片机，针对性强且数量巨大。
1.2 课题的来源及研究意义
在各种单片机应用系统的设计中，常常遇到单片机与PC的通信问题，在速度要求不高、传送距离不远的场合一般采用RS232标准串行接口实现，在传送距离较远的场合，可以通过网络实现PC间的通信，与单片机相连的PC通过网络将数据发送到远程电脑，从而实现远程控制[3]。随着信息技术的发展，计算机和网络越来越普及，对单片机的远程控制与测量的要求也越来越多，而本地PC 与单片机的串口通信是实现单片机远程控制的前提与基础。本文在结合现有研究的基础上，对相关的设计进行一定得改进和创新，设计一个本地PC机与单片机串口通信系统。通过VC可视化编程，使本地PC获取单片机指定存储器中数据，并并显示在PC程序页面上；也可通过VC可视化编程，控制单片机上的设备运行。
1.3本文所作的工作
本文主要研究了基于STC89C51单片机与PC的串口通信技术，并以此为基础
从两个方面进行设计实现。第一个方面，PC采集单片机中数据，以单片机采集温度，PC机获取温度并显示在人机界面上为实例。第二个方面，PC控制单片机中的设备，以通过PC中的人机界面，控制单片机上的LED灯状态。最后完成了代码编写、功能验证。
1.4论文的组织结构
第一章对单片机进行了简要介绍，并对PC与单片机串口通信技术发展趋势以及本课题的来源和工作做了简要概述。
第二章从整体上描述了STC89C51单片机结构和片内存储子系统。
第三章对PC采集单片机数据的实现方案做了详细论述，主要论述了PC 页面上VC代码的实现，与单片机中代码的实现。
第四章对PC控制单片机设备的实现方案做了详细论述，主要论述了PC 页面上的VC代码的实现、与单片机中代码的实现。
第五章分别对两个方案进行了测试，充分验证了PC与单片机串口通信的正确性。
总结与展望对本课题的工作做了小结，并谈了进一步研究和工作展望。
最后对给予我无私帮助的所有老师、同学和朋友表示感谢，并且给出本文的参考文献。
第二章STC89C51单片机结构
STC单片机是一款增强型51单片机，完全兼容MCS-51[4]。STC89C51可以代替AT89C51，而且功能更强，速度更快，寿命更长，价格更低。该单片机具有40个引脚，采用双列直插DIP-40封装。STC89C51可以完成ISP在线编程功能，而AT89C51则不能。因此，将AT89C51中的程序直接烧录到STC89C51中后，STC89C51就可以代替AT89C51直接工作。STC推出的系列51单片机芯片全面兼容其它51单片机。STC89C51内部有E2PROM，可以再程序中修改，而且断电不丢失数据。此外，还增加了两级中断优先级等等，STC89系列单片机的基本特性如图所示：
图2.1 STC89C51结构
单片机89C51的串行端口有4种工作方式，通过编程设计，可以使其工作在任一方式，以满足不同场合的需要[5]。其中，方式0主要用于外接移位寄存器，以扩展单片机的I/O电路；方式1主要用于双机之间或外设电路的通信；方式2、3除有方式1的功能外，还可用作多机通信，以构成多微机系统，方式2、3的区别在于波特率的不同。
单片机的串行通信的波特率[6]可以程控设定，在不同的工作方式下，由时钟振荡频率的分频值或由定时器T1的定时溢出时间确定。
单片机的串行端口有2个控制寄存器，用来设置工作方式、发送或接收的状态、特征位、数据传送的波特率以及中断标志TI和RI。
单片机的串行端口有1个数据寄存器SBUF，该寄存器为发送和接收所共有，在一定条件下，向SBUF写入数据就启动了发送过程，读SBUF就启动了接收
过程。
单片机可以采用循环方式或中断方式实现串行数据的传送。在循环方式下，单片机循环对数据寄存器SBUF进行读写来实现数据的接收和发送；在中断方式下，对方式1、2来说，1帧数据发送或接收完后，TI/RI自动置1，请求串行中断，若CPU响应中断，则执行串行中断服务程序，并把TI/RI清0以再次响应中断。对在方式2、3下的接收，还要视串口控制寄存器SCON的设置才可确定RI是否被置位以及串口中断是否开放。
实时控制中，由于事件的突发性，常采用中断的方式进行数据传送，中断方式能更大限度地提高资源的利用率，使CPU在不进行数据通信时做其他的工作。下面重点介绍单片机在方式1下的中断方式编程[7]。
方式1是10位异步通信方式，其中包括1个起始位，8个数据位和1个停止位。波特率由定时器T1的溢出率和串口控制寄存器SMOD的状态确定，在CPU的晶振为11.0592MHz时，波特率常采用9600b/s。
第三章PC采集单片机数据
本文中采用STC89C51单片机采集周围环境温度，PC机从单片机中取得该温度，并在人机界面显示出来。
系统由三个部分组成，分别是：数据采集部分[8]、单片机控制电路部分、PC 机人机界面部分。
数据采集部分负责将模拟信号采入，转换成较小模拟信号传送给控制电路。由于单片机需要的是数字信号，因此，所采数据还需经过A／D转换芯片的转换才能送给单片机。
其中单片机控制电路部分为整个测试仪的核心部分，单片机要实现对硬件电路的控制。在主控电路板上，所有元件在允许范围内要排列紧密，减小电路板的面积，以期减小测试仪的体积，使测试系统尽可能小型化。
单片机与计算机连接是通过串行通讯实现的。单片机和计算机两部分的串口是通过标准串行通讯协议连接起来，以供数据传输，而在计算机终端需要编写一个人机界面来实现这一连接，这一界面用VisualC＋＋6.0程序语言来编写，最终的数据处理以及图形显示都在这一界面里完成。
3.1 数据采集系统
数据采集(Data Acquisition)是信号分析与处理的一个重要环节，在许多工业控制与生产状态监控中，都需要对各种物理量进行数据采集与分析。试验测试产生的物理信号通过传感器转换为电压或者电流一类的电信号，然后通过数据采集卡将电信号采集传入PC ，借助软件控制数据采集卡进行数据分析、处理。数据采集系统一般由传感器，信号调理电路，A/D转换，数据采集卡，接收端组成。数据采集原理图如图所示
图3.1 数据采集原理图
系统的信号采集模块使用DS18B20温度传感器，它是Dallas公司生产的单总线(One-wire)数字化温度传感器，采用单根信号线传输数据，而且数据传输是双向的。能直接读出被测温度，不需使用A/D转换模块。因此可以通过简单的编
程实现温度显示与温度控制。
图3.2 DS18B20芯片结构
DS18B20具有如下特性：
1.测试范围：-55-125℃
2.转换精度：9-12位(包括符号位)，可编程决定转换精度的位数。
3.测温分辨率：9位精度为0.5℃，12位精度为0.0625℃。
4.转换时间：9位精度为93.75ms，12位精度为750ms。
5.具有非易失去性，上、下设定功能。
DS18B20采集的信号，由于已经为数字信号，因此直接存入单片机的外部数据存储器中；之后单片机将采集到的数据送入上位机，由VC6.O编写的数据处理软件进行处理显示。
3.2 硬件系统设计
3.2.1 系统结构图
图3.3 系统结构图
3.2.2 元器件的选择
单片机选择STC89C5l，STC系统单片机具有超强抗干扰性、高抗静电性、较低功耗，Power Down 信号采集模块使用DS18B20温度传感器。存储器选择Atmel公司的Ar24C32芯片，它是32K的电可擦写的EEPROM芯片。串行通讯选择常用的MAX232芯片，使用简单方便，加几个电容即可完成单片机与PC机的连接。 3.2.3 供电模块设计 本系统是单一电源系统，使用共地电源：+5V，在实验室内可提供两种供电方案：一是使用直流稳压电源，调节出+5V电压为系统供电；另一种方案是考虑到PC机的USB传输接口正是+5V电压，因此可以采用直接用PC机自带的USB接口为系统供电。PC机的USB接口由四根线组成：VCC、D+、D-、GND，本文主要用USB提供电源，因此只用到VCC和GND两根线，焊接时要注意不能错焊到D+或D-引脚上，否则Windows系统会提示“发现不可识别的设备”。 3.2.4 振荡复位电路 8051内部有一个高增益反相放大器，用于构成振荡器，引脚XTALl和XTAL2分别是此放大器的输入端和输出端。在XTALl和XTAL2两端跨接晶体或陶瓷谐振器，就构成了稳定的自激振荡器，其发出的脉冲直接送入内部时钟电路，见图3.4。外接晶振时，C1和C2值通常选择为30pF左右；外接陶瓷谐振器时，Cl 和C2约为47pF。Cl、C2对频率有微调作用，振荡频率范围是1．2MHz～12MHz。为了减少寄生电容，更好地保证振荡器稳定可靠地工作，谐振器和电容应尽可能安装得与单片机芯片靠近。 图3.4晶振电路 计算机在启动运行时，都需要复位，使CPU和系统中其他部件都处于一个确定的初始状态，并从这个状态开始工作。 图3.5 复位电路 8051复位结构见图3．5。复位引脚RST/VPD[10]通过片内一个斯密特触发器(抑制噪声作用)与片内复位电路相连，斯密特触发器的输出在每个机器周期的S5P2由复位电路采样一次。当RST/VPD引脚端保持两个机器周期(24个振荡周期)以上的高电平时，8051进入复位状态。 复位时，ALE和PSEN成输入状态，即ALE=PSEN=l，片内RAM不受复位影响。 复位后，PC指向0000H，使单片机从起始地址0000H开始重新执行程序。所以单片机运行出错或进入死循环，可按复位键重新启动。 单片机复位电路设计的好坏，直接影响到整个系统工作的可靠性。系统出现“死机"、“程序跑飞”等现象，主要是单片机的复位电路设计不可靠引起的。 复位电路的基本功能是：系统上电时提供复位信号，直至系统电源稳定后，撤销复位信号。复位时必须使RST引脚加上持续两个机器周期(即24个振荡周期)的高电平。 本文采用时钟频率为12MHz，每机器周期为1μs，则只需2μs以上时间的高电平，在RST引脚出现高电平后的第二个机器周期执行复位。 本文采用按键复位电路。该电路除具有上电复位功能外，若要复位，只需按3.2.5 通讯接口设计 单片机与PC机进行通讯是通过串行通讯完成的。串行通讯是CPU与外界交换信息的一种基本通信方式。串行通讯分为同步和异步两种方式，同步通讯没有开始和结束的标志位，因此传输速度高，但这种方式对硬件结构要求较高；异步通讯设有一个起始位“0"和一个停止位“1"，通讯双方只需按约定的帧格式来发送和接收数据，所以硬件结构比同步通讯方式简单，此外它还能利用校验位检测错误，所以这种通讯方式应用较为广泛。本文选择串行异步通讯[8]，半双工传送方式，无奇偶校验位，即为常见的N.8.1帧格式。 3.3 单片机中软件系统设计 3.3.1 软件开发环境 (1)KEIL uVision2集成开发环境 KEIL软件是KEIL公司的产品。KEIL公司是一家业界领先的微控制器(MCU)软件开发工具的独立供应商。 KEIL C51标准C编译器为8051微控制器的软件开发提供了C语言环境，同时保留了汇编代码高效，快速的特点。C5l编译器的功能不断增强，使用户可以更加贴近CPU本身，及其它的衍生产品。C51已被完全集成到uⅥsion2的集成开发环境中，这个集成开发环境包含：编译器，汇编器，实时操作系统，项目管理器，调试器。uVisioll2 DE可为它们提供单一而灵活的开发环境。 (2)ISP在线烧写程序软件 传统的编程方式，以单片机应用系统开发为例，如果想要对单片机进行写入程序[11]，必须要先把单片机从电路板上取下来，然后用编程器进行编程烧写，写入程序后再次插入电路板调试。 ISP(In—System Programming)在线系统编程，指电路板上的空白器件可以编程写入最终用户代码，而不需要从电路板上取下器件，已经编程的器件也可以用ISP方式擦除或再编程。无论在单片机上，还是在CPLD／FPGA上都得到了广泛的应用，ISP技术是未来发展的方向! 3.3.2 数据采集程序 采用DS18B20温度传感器采集温度，产生的为数字信号，因此无需使用A/D 转换器。 主要步骤如下： 1.启动并初始化DS18B20设备，代码如下: void Init_DS18B20(void) { unsigned char x=0; DQ=1; //DQ先置高 delay(8); //稍延时 DQ=0; //发送复位脉冲 delay(80); //延时（>480us) DQ=1; //拉高数据线 delay(5); //等待（15~60us) x=DQ; //用X的值来判断初始化有没有成功，18B20存在的话X=0，否则X=1 delay(20); } 2.通过数据线向DS18B20中写入数据，代码如下： void WriteOneChar(unsigned char dat) { unsigned char i=0; //数据线从高电平拉至低电平，产生写起始信号。 15us之内将所需写的位送到数据线上， for(i=8;i>0;i--) //在15~60us之间对数据线进行采样，如果是高电平就写1，低写0发生。 { DQ=0; //在开始另一个写周期前必须有1us以上的高电平恢复期。 DQ=dat&0x01; delay(5); DQ=1; dat>>=1; } delay(4); } 3.从DS18B20读出数据[12]，并解析出温度，代码如下： void ReadTemperature(void) { Init_DS18B20(); //初始化 WriteOneChar(0xcc); //跳过读序列号的操作 WriteOneChar(0x44); //启动温度转换 delay(125); //转换需要一点时间，延时 Init_DS18B20(); //初始化 WriteOneChar(0xcc); //跳过读序列号的操作 WriteOneChar(0xbe); //读温度寄存器（头两个值分别为温度的低位和高位） tempL=ReadOneChar(); //读出温度的低位LSB tempH=ReadOneChar(); //读出温度的高位MSB if(tempH>0x7f) //最高位为1时温度是负 { tempL=~tempL; //补码转换，取反加一 tempH=~tempH+1; fg=0; //读取温度为负时fg=0 } sdate = tempL/16+tempH*16; //整数部分 xiaoshu1 = (tempL&0x0f)*10/16; //小数第一位 xiaoshu2 = (tempL&0x0f)*100/16%10;//小数第二位 xiaoshu=xiaoshu1*10+xiaoshu2; //小数两位 disbuf[3] = sdate/10; disbuf[2] = sdate%10; disbuf[1] = xiaoshu1; disbuf[0] = xiaoshu2; } 3.3.3 单片机中串口通信程序 在串行通信中[13]，收发双方对发送或接收的数据速率(即波特率)要有一定的约定。通过软件对805l串行口编程可约定4种工作方式，本文选择方式l，可通过对串行口控制寄存器SCON编程实现。方式1波特率=2^SMOD／32·T1溢出率。 当定时器T1作波特率发生器使用时，通常是选用自动重装载模式，即模式2。在模式2中，TLl作计数用，而自动重装载的值放在THl内，设计数初值为X，那么每过“256-X”个机器周期，定时器T1就会产生一次溢出。为了避免因溢出而产生不必要的中断，此时应禁止T1中断。溢出周期为： 12／fosc·(256一X) 溢出率为溢出周期之倒数，所以 波特率=2^SMOD／32·fosc／(12·(256-X)) 则定时器T1方式2的初始值为： X=256-fosc·(SMOD+1)／(384·波特率) 本文选用定时器T1工作方式2作波特率发生器，波特率为9600波特[14]，设波特率控制位SMOD为l，则 X=256一11．0592·10^6·(1+1)／384·19200=253=FDH 所以THl=TLl=FDH 串行通信部分下位机端用于单片机初始化的部分程序： void main() { TMOD=0x20; //用定时器设置串口波特率 9600 TH1=0xfd; TL1=0xfd; TR1=1; REN=1; //串口初始化 SM0=0; SM1=1; EA=1; //开启总中断 ES=1; while(1) { ES=0; num=0; SBUF=a;//数据a为温度(已经从温度传感器中获取到)发送数据a到SBUF，即将单片机的数据发送到计算机 while(!TI); TI=0; ES=1; } } 3.4 PC中软件系统设计 3.4.1 MSComm控件 由于系统需要进行数据通讯，因此要用到VC6.0的通信功能[15]。MSComm控件是VC6.O提供的串行通信控件，利用它可以很方便的实现设备之间的串行口通信。它允许上位机与其他通信设备(如单片机)建立串口通信，还可以发送命令、进行数据交换以及监视和响应在通信过程中所发生的各种错误和事件，从而可以利用它创建全双工的、事件驱动的、高效实用的通信程序。 MSComm控件提供了两种处理通信问题的方法：事件驱动法和查询法。事件驱动通信是处理连接端口通信的一种有效方法。在串口接收缓冲区有字符，CD 或TRS线上一个字符到达或一个变化发生的情况下，可利用MSComm控件的OnCom 事件捕获并处理这些通信事件。OnCom事件还可以检查和处理通信错误。编程过程中可在OnCom事件处理函数中加入相应的处理代码。这种方法的优点是程序响应及时、可靠性高。 3.4.2 在VC程序中插入MSComm控件 打开VC＋＋6.0，建立一个基于对话框的MFC应用程序，选择Project菜单下Add To Project子菜单中的 Components and Controls…选项，在弹出的对话框中双击Registered ActiveX Controls项，则所有注册过的ActiveX控件出现在列表框中。选择Microsoft Communications Control, version 6.0，，单击Insert按钮将它插入到我们的Project中来，接受缺省的选项。 这时在ClassView视窗中就可以看到CMSComm类了，（注意：此类在ClassWizard中看不到，重构clw文件也一样），并且在控件工具栏Controls 中出现了电话图标（如图3.6所示），现在要做的是用鼠标将此图标拖到对话框中，程序运行后，这个图标是看不到的。 图3.6 VC控件列表 利用ClassWizard定义CMSComm类控制对象，打开ClassWizard－>Member Viariables选项卡，选择CSCommTestDlg类，为IDC_MSCOMM1添加控制变量：m_ctrlComm，这时，在对话框头文件中自动加入了 //{{AFX_INCLUDES() #include "mscomm.h" //}}AFX_INCLUDES。 3.4.2 打开串口和设置串口参数 在程序中做一个打开串口按钮，在该按钮的处理函数中打开串口，如下代码： 图3.7 串口初始化页面 void CMyDlg::OnButtonOpenck() { // TODO: Add your control notification handler code here //打开串口 CString SetSettings; UpdateData(true); SetSettings=m_strBaudRate+","+m_strParity.Mid(0,1)+","+m_strDa taBits+","+m_strStopBits; //关闭串口 if(m_Comm.GetPortOpen()) m_Comm.SetPortOpen(false);//必须在关闭串口的情况下对串口进行初始化 m_Comm.SetCommPort(atoi(m_strCkNum.Mid(3,1)));//设置串口号 m_Comm.SetRThreshold(1);//设置响应事件发生的条件 m_Comm.SetInputMode(1);//以二进制方式接受数据 m_Comm.SetSettings(SetSettings);//设置波特率 m_Comm.SetInBufferSize(1024); m_Comm.SetOutBufferSize(521);//设置接收缓冲区与发送缓冲区的大小 m_Comm.SetInputLen(0);//设置接受的长度 if(!m_Comm.GetPortOpen()) { m_Comm.SetPortOpen(true);//串口初始化后打开串口 GetDlgItem(IDC_BUTTON_CLOSECK)->EnableWindow(true); GetDlgItem(IDC_BUTTON_OPENCK)->EnableWindow(false); //当前状态 m_ctrlPortStatus="STATUS:"+m_strCkNum+" OPENED"+","+m_strBaudRate+","+m_strParity+","+m_strDataBits+","+m_str StopBits; m_ctrlIconOpenoff.SetIcon(m_hIconRed); UpdateData(false); } } 3.4.3添加串口事件消息处理函数OnComm() 打开ClassWizard－>Message Maps，选择对话框类，选择IDC_MSCOMM1，双击消息OnComm，将弹出的对话框中将函数名改为OnComm。 这个函数是用来处理串口消息事件的，如每当串口接收到数据，就会产生一个串口接收数据缓冲区中有字符的消息事件，刚才添加的函数就会执行，在OnComm()函数加入相应的处理代码就能实现想要的功能了。在函数中加入如下代码： void CSCommTestDlg::OnComm() { // TODO: Add your control notification handler code here VARIANT variant_inp; COleSafeArray safearray_inp; LONG len,k; BYTE rxdata[2048]; //设置BYTE数组 An 8-bit integerthat is not signed. CString strtemp; if(m_ctrlComm.GetCommEvent()==2) //事件值为2表示接收缓冲区内有字符 { variant_inp=m_ctrlComm.GetInput(); //读缓冲区 safearray_inp=variant_inp; //VARIANT型变量转换为ColeSafeArray 型变量 len=safearray_inp.GetOneDimSize(); //得到有效数据长度 for(k=0;k safearray_inp.GetElement(&k,rxdata+k);//转换为BYTE型数组 for(k=0;k { BYTE bt=*(char*)(rxdata+k); //字符型 strtemp.Format("%c",bt); //将字符送入临时变量strtemp存放 m_strRXData+=strtemp; //加入接收编辑框对应字符串 } } UpdateData(FALSE); //更新编辑框内容 } 下图为人机界面的数据接收显示窗体[16]，窗体中文本框是用来显示单片机通过串口发给主机的温度数据。 图3.8 温度显示页面 3.5 本章小结 本章详细介绍了PC采集单片机数据的数据采集模块，硬件系统设计，单片机软件的组成与PC软件的组成，其中包括数据采集程序、以单片机为下位机的通信程序设计、MSComm的属性和驱动事件、以PC机为上位机的通信程序设计，以及人机界面部分的结构和功能。 C51单片机和电脑串口通信电路图与源码 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讯。进行串行通讯时要满足一定的条件，比如电脑的串口是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，也就是说和电脑的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。 串口通讯的硬件电路如上图所示 在制作电路前我们先来看看要用的MAX232，这里我们不去具体讨论它，只要知道它是TTL和RS232电平相互转换的芯片和基本的引脚接线功能就行了。通常我会用两个小功率晶体管加少量的电路去替换MAX232，可以省一点，效果也不错,下图就是MAX232的基本接线图。 按图7－3加上MAX232就可以了。这大热天的拿烙铁焊焊，还真的是热气迫人来呀：P串口座用DB9的母头，这样就可以用买来的PC串口延长线进行和电脑相连接，也可以直接接到电脑com口上。 为了能够在电脑端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，这里我们利用一个免费的电脑串口调试软件。本串口软件在本网站https://www.doczj.com/doc/7f6919673.html,可以找到 软件界面如上图，我们先要设置一下串口通讯的参数，将波特率调整为4800，勾选十六进制显示。串口选择为COM1，当然将网站提供的51单片机实验板的串口也要和电脑的COM1连接，将烧写有以下程序的单片机插入单片机实验板的万能插座中，并接通51单片机实验板的电源。 上位机与51单片机串口通信 目录： 1、单片机串口通信的应用 2、PC控制单片机IO口输出 3、单片机控制实训指导及综合应用实例 4、单片机给计算机发送数据： [实验任务] 单片机串口通信的应用，通过串口，我们的个人电脑和单片机系统进行通信。 个人电脑作为上位机，向下位机单片机系统发送十六进制或者ASCLL码，单片机系统接收后，用LED显示接收到的数据和向上位机发回原样数据。 [硬件电路图] [实验原理] RS-232是美国电子工业协会正式公布的串行总线标准，也是目前最常用的串 行接口标准，用来实现计算机与计算机之间、计算机与外设之间的数据通讯。 RS-232串行接口总线适用于：设备之间的通讯距离不大于15m，传输速率最大为20kBps。RS-232协议以-5V－15V表示逻辑1；以+5V－15V 表示逻辑0。我们是用MAX232芯片将RS232电平转换为TTL电平的。一个完整的RS-232接口有22 根线，采用标准的25芯插头座。我们在这里使用的是简化的9芯插头座。 注意我们在这里使用的晶振是11.0592M的，而不是12M。因为波特率的设置 需要11.0592M的。 “串口调试助手V2.1.exe”软件的使用很简单，只要将串口选择‘CMO1’波 特率设置为‘9600’数据位为8 位。打开串口（如果关闭）。然后在发送区里 输入要发送的数据，单击手动发送就将数据发送出去了。注意，如果选中‘十六 进制发送’那么发送的数据是十六进制的，必须输入两位数据。如果没有选中， 则发送的是ASCLL码，那么单片机控制的数码管将显示ASCLL码值。 //参考源程序 #include "reg52.h" //包函8051 内部资源的定义 unsigned char dat; //用于存储单片机接收发送缓冲寄存器SBUF里面的内容sbit gewei=P2^4; //个位选通定义 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 《专业综合实习报告》 专业：电子信息工程 年级：2013级 指导教师： 学生： 目录 一：实验项目名称 二：前言 三：项目内容及要求 四：串口通信原理 五：设计思路 5.1虚拟串口的设置 5.2下位机电路和程序设计 5.3串口通信仿真 六：电路原理框图 七：相关硬件及配套软件 7.1 AT89C51器件简介 7.2 COMPIN简介 7.3 MAX232器件简介 7.4友善串口调试助手 7.5 虚拟串口软件Virtual Serial Port Driver 6.9八：程序设计 九：proteus仿真调试 十：总结 十一：参考文献 一：实验项目名称： 基于51单片机的单片机与PC机通信 二：前言 在国内外，以PC机作为上位机，单片机作为下位机的控制系统中，PC机通常以软件界面进行人机交互，以串行通信方式与单片机进行积极交互，而单片机系统根据被控对象配置相应的前向，后向信息通道，工作时作为主控机测对象，作为被控机接受PC机监督，指挥，定期或受命向上位机提供对象及本身的工作状态信息。 目前，随着集成电路集成度的增加，电子计算机向微型化和超微型化方向发展，微型计算机已成为导弹，智能机器人，人类宇宙和太空和太空奥妙复杂系统不可缺少的智能部件。在一些工业控制中，经常需要以多台单片机作为下位机执行对被控对象的直接控制，以一台PC机为上位机完成复杂的数据处理，组成一种以集中管理、分散控制为特点的集散控制系统。 为了提高系统管理的先进性和安全性，计算机工业自动控制和监测系统越来越多地采用集总分算系统。较为常见的形式是由一台做管理用的上位主计算机（主机）和一台直接参与控制检测的下位机（单片机）构成的主从式系统，主机和从机之间以通讯的方式来协调工作。主机的作用一是要向从机发送各种命令及参数：二是要及时收集、整理和分析从机发回的数据，供进一步的决策和报表。从机被动地接受、执行主机发来的命令，并且根据主机的要求向主机回传相应烦人实时数据，报告其运行状态。 用串行总线技术可以使系统的硬件设计大大简化、系统的体积减小、可靠性提高。同时，系统的更改和扩充极为容易。MCS-51系列单片机，由于内部带有一个可用于异步通讯的全双工的穿行通讯接口，阴齿可以很方便的构成一个主从式系统。 串口是计算机上一种非常通用的设备通讯协议，大多数计算机包容两个基于RS232的串口。串口同时也是仪器仪表设备通过用的通讯协议，很多GPIB兼容的设备也带有RS-232口。同时串口通讯协议也可以用于获取远程采集设备数据。所以，深入的理解学习和研究串口通信相关知识是非常必要的。此次毕业设计选题为“PC机与MCS-51单片机的串口通讯”，使用51单片机来实现一个主从式 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。 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单片机串口通信异常的调试一例 单片机与DSP在硬件结构和程序编写方面存在很多共同之处，所以最近几周试着用了一下51单片机开发板，希望进一步熟悉中断的概念、串口通信、I2C协议、存储扩展等常用的知识。 在进行串口通信的实验时，预期功能不能实现。实验的设计方案是：通过上位机给单片机发送一个16bit的字符串，单片机对字符串进行接收并立刻回显给上位机，接收并回显完毕后依次将这些字符（只能是0-9，a-f这几个字符，可以重复）在数码管上进行显示。 程序编写完成后，通过上位机发送字符串9876543210abcdef，单片机串口接收并回显9876543210abcde，然后数码管依次显示f9876543210abcde，数码管显示完成后，单片机串口回显的字符串中的e后面又多了一个f。 对实验现象进行分析不难发现，串口的接收和回显功能正常，但是存在2个问题：1.串口接收并回显和数码管显示的时序有点混乱；2.数码管的显示出现异常，本应该依次显示9876543210abcdef，实际上显示的却是f9876543210abcde。 对源代码进行分析发现，时序混乱的原因是中断响应及中断返回的执行时序出现问题，修改代码后问题1被解决。 问题2的解决思路：源代码中，通过串口接收到的字符串被存储在一个一维数组array[16]中，该数组有16个元素，每个元素都是unsigned char型。在源代码中，先注释掉数码管显示的那一段代码，然后添加串口打印代码，串口打印实现的功能是依次显示array[0]到array[15]这16个元素的值。编译通过后，将程序烧写到单片机。使用串口调试助手，以十六进制的形式观察array[0]到array[15]的取值，结果如下： 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$开始的字符串，则将整个字符串原样返回（字符串长度不是固定的）。 《工业控制计算机》!""#年$%卷第%期&’机串口与多个单片机红外无线通信的实现 周文举山东枣庄师专计算机系 （!%%$("）&’机与一台或多台单片机的通信系统中的数据通讯一般 采用的是串行通信方式。串行通信可采用有线与无线两种方式，作者根据单片机串行通信原理、脉冲编码调制)&’*+技术和红外无线通信技术，开发设计了单片机编解码红外无线通信接口。用该接口构成的多机通信系统，由于采用红外线为传输介质，而不是电缆线和电磁波，所以特别适用于那些不适合或不方便架设电缆线及电磁干扰较强的工作环境。本文就利用红外技术实现&’机与多台单片机无线串行通信的实现作一介绍。 !多机通信原理 在多机数据通信系统中，&’机与单片机之间的数据通信采 用一对多的主从模式，利用波长为,#"!-的远红外波通信。其原理示意图如图$。主机为&’机，从机选择*’./0$系列单片机，在&’机上用12345675328(9"编制一个主程序，负责发送从机地址、控制命令和从站之间的信息传输及调度，从站则负责收集现场信息，进行一定的数据处理，根据主站的要求返回数据，并执行主站发出的命令。主站&’机与从站之间的信息交换是通过*.’:--控件来实现。在采用主从式多机串行通信系统中，从机不主动发送命令或数据，一切都由主机控制。并且在一个多机通信系统中，只有一台&’机作为主机，各从机之间不能直接相互通讯，即使有信息交换也必须通过主机转发。由于发送和接收共用同一物理信道因此在任意时刻只允许一台从机处于发送状态，其余的从机不能发送。只有被主机呼叫的从机才能占用总线， 对主机做出应答。 图$&’机与一单片机串行通信 每台从机均分配有一个唯一的从机地址，主机与从机通信时，主机先呼叫某从机地址，唤醒被叫从机后，主、从两机之间进行数据交换，而未被呼叫的从机则继续进行各自的工作。主机发送的信息可以传到多个从机或指定的从机，各从机发送的信息只能被主机接收。单片机通过对多机通信控制位.*!进行置位和复位来控制正确接收地址和数据信号，在返回数据时通过设 ;7<为"或$来区别返回的是数据还是地址。只有正确地完成 了接收和发送任务，才能触发有效的;=，>=信号，进而完成下一步的通信。接收时，检测>=是否建立起来，当>=为高电平，表示接收完毕。发送时，检测;=是否建立起来，当;=为高电平时说明 发送已经完成。而在主机上也要设立相应的多机通信机制，这一任务是通过改变*.’:--控件的.?@@2AB 属性中的奇偶校验位来实现的。发送和接收地址时置奇偶校验位为*，则主机在发送地址过程中发送的第,位;7<为$，而在接收地址时，只有接收到的第,位>7<为$时才能引起’:--CD?A@属性的变化，从而触发EA’:--事件；发送和接收数据时，置该位为.。则主机在发送数据过程中发送的第,位;7<为"，而在接收数据时，只有接收到的第,位>7<为"时才能引起’:--CD?A@属性的变化，从而触发EA’:--事件。 在本设计中主机微机发送字符与接受字符均采用查询方式，发送前先读取通信或状态寄存器，查询发送保持寄存器空否？接收前先读取通信或状态寄存器，查询一帧数据收完否？从机采用中断方式，即接收到地址帧后就进行串行口中断申请，’&F 响应后， 进入中断服务程序。在通信协议中规定："单片机以方式G 进行通信，一帧数据的第,位为“$”，代表地址帧，为“"”，代表数据帧。#设定通信波特率为,(""HI3；$地址帧为"$JKLLJ 代表!00台从机地址。%""J 是以地址帧形式发送的一条对所有从机起作用的控制命令，命令各从机恢复.*!M$，等待接收状态。 为了实现多机通信，所有发射电路的振荡频率和所有的接收电路的振荡频率都必须调整一致，为保证正常通信，防止自己发自己接，数据传送方向必须为半双工传送，收发器在发射时，必须屏蔽自己的接收中断，发射结束后再开放中断。 多机通信过程为： $）主机*.’:--的属性.?@@2AB3M “,(""，*，<，$”，所有从机的.*!M$，处于地址帧接收状态。 !） 主机发送一帧地址信息，其中包含<位地址，第,位为“$”，与所需的从机进行联络。 G ） 从机接收到地址信息后，各自将其与自己的地址相比较；对于地址相符的从机使>=M"，;7 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; } 单片机串口通信 关键词：单片机，串口通信 单片机应用中，串口通信是不可缺少的部分。如何编写有效的串口通信程序对程序的结构、可靠性都有很大的影响。串口控制程序一般分为查询和中断两者方式。查询方式适用于简单的应用，简单可靠，但是缺点是需要占用处理器资源，在发送或者接收数据的时候不能做其它的事情，处理器利用率低。中断方式下，在发送或者接受数据的时候处理器还可以做其它的工作，效率较高。 对于稍微复杂的系统来说，中断方式管理串口程序将会更加有效。中断处理方式也可分为几种，其中采用循环缓冲区的方式比较高效。循环缓冲区为定义的一定长度的RAM区间，对于接受数据来说，中断中收到的数据将存入RAM中，然后等待主程序来读取。其中会涉及到数据见的协调问题，写数据的时候不能把还没有读取的数据覆盖掉，读数据的时候应该读取的是缓冲区中最老的数据。当缓冲区已满的时候，写入的新数据应该覆盖掉最老的数据。这些问题的处理可以使用两个指针来实现。 初始化时两个指针均指向RAM区间的底部，如图1所示。当中断中接收到一个数据的时候，将这个数据写入写指针WPTR指向的存储单元，然后调整写指针指向下一个空余的RAM区间，程序上处理就是把写指针加一，如图2所示。同理，写入N个数据后写指针同步更新，如图3所示。 当读数据的时候，首先判断缓冲区中是否有数据，方法是判断读指针和写指针是否相等，如果相等表明没有数据，如图5所示。如果读指针和写指针不等，那么读取缓冲区中的数据，然后调整读指针，当写指针和读指针相等的时候，表明缓冲区中的有效数据已经读取完，此时读指针和写指针相等。 当有数据再次写入的时候，继续紧接着上次写入的地址后写入新的数据，如果数据长度超过缓冲区的长度，写指针重新返回缓冲区的底部重新开始（这是循环缓冲的由来），如图6所示。此时如果有数据读出，读指针做同样的更新。如果没有数据读出，一直有数据写入，可能会出现缓冲区写满的情况，如图7所示。此时如果仍然没有数据读取，继续有数据写入的时候，为了保留新的数据，必须丢弃老的数据，即写指针可能超过读指针，此时，读指针必须和谐指针同步更新，这样才能保证读取的是没有被覆盖的最老的数据，如图8所示。 需要注意的是，读指针在中断过程中也可能被更改，因此，读数据的子程序需要对读指针的更改进行保护，方法是在读数据的时候关闭串行口中断。下面是循环缓冲区接收数据的程序实例。 FT, 尽然连文本都不能上传，代码只好贴出来吧。 /* * FileName: uart.h * Description: header file for SerialPort * Author: SangWei, HUST-CEEE-2004 * Contact: swkyer@https://www.doczj.com/doc/7f6919673.html,, swkyer@https://www.doczj.com/doc/7f6919673.html, 毕业设计（论文）课题:单片机与PC机串口通信实现 学生: 孙波系部: 通信工程 班级: 通信1301 学号: 2013120325 指导教师: 童华 装订交卷日期: 2016年x月x日 装订顺序: （1）封面（2）毕业设计（论文）成绩评定记录（3）标题、中文摘要及关键词（4）正文（5）附录（6）参考文献 毕业设计（论文）成绩评定记录表 注：1.此表适用于不参加毕业答辩学生的毕业设计（论文）成绩评定； 2.平时成绩占40%、卷面评阅成绩占60%，在上面的评分表中，可分别按40分、60分来量化评分，二项相加所得总分即为总评成绩，总评成绩请转换为优秀、良好、中等、及格、不及格五等级计分。 教务处制 重庆电子工程职业学院 毕业设计（论文）开题报告 系别通信工程专业通信技术班级通信1301 学生姓名孙波学号2013120325 指导教师童华 一、毕业设计的内容和意义： 目前，随着计算机和微电子技术的高速发展，单片机在国民经济的各个领域的智能化控制中得到了非常广泛的应用。单片机已成为信息处理、物联网络、通信设备、工业控制、家用电器等各个领域不可缺少的智能部件。在一些工业控制中，经常需要以单片机作为下位机执行对被控对象的直接控制，以PC机为上位机完成复杂的数据处理，组成主从式控制系统。 为了提高系统管理的先进性，计算机工业自动控制和监测系统越来越多的采用主从式系统。较为常见的形式是由一台做管理用的上位机计算机（主机）和一台直接参与控制检测的下位机单片机(从机)构成的主从式系统，主机和从机之间以通讯的方式来协调工作。主机的作用一是向从机发送各种命令及参数；二是要及时收集、整理和分析从机发回的数据，供进一步的决策。从机被动的接收、执行主机发 PC 机与单片机通信(RS232 协议) 目录： 1、单片机串口通信的应用 2、PC控制单片机IO口输出 3、单片机控制实训指导及综合应用实例 4、单片机给计算机发送数据： [实验任务] 单片机串口通信的应用，通过串口，我们的个人电脑和单片机系统进行通信。 个人电脑作为上位机，向下位机单片机系统发送十六进制或者ASCLL码，单片机系统接收后，用LED显示接收到的数据和向上位机发回原样数据。 [硬件电路图] [实验原理] RS-232是美国电子工业协会正式公布的串行总线标准，也是目前最常用的串 行接口标准，用来实现计算机与计算机之间、计算机与外设之间的数据通讯。 RS-232串行接口总线适用于：设备之间的通讯距离不大于15m，传输速率最大为20kBps。RS-232协议以-5V－15V表示逻辑1；以+5V－15V 表示逻辑0。我们是用MAX232芯片将RS232电平转换为TTL电平的。一个完整的RS-232接口有22 根线，采用标准的25芯插头座。我们在这里使用的是简化的9芯插头座。 注意我们在这里使用的晶振是11.0592M的，而不是12M。因为波特率的设置 需要11.0592M的。 “串口调试助手V2.1.exe”软件的使用很简单，只要将串口选择‘CMO1’波 特率设置为‘9600’数据位为8 位。打开串口（如果关闭）。然后在发送区里 输入要发送的数据，单击手动发送就将数据发送出去了。注意，如果选中‘十六 进制发送’那么发送的数据是十六进制的，必须输入两位数据。如果没有选中，则发送的是ASCLL码，那么单片机控制的数码管将显示ASCLL码值。 [C语言源程序] #include "reg52.h" //包函8051 内部资源的定义 unsigned char dat; //用于存储单片机接收发送缓冲寄存器SBUF里面的内容 sbit gewei=P2^4; //个位选通定义 sbit shiwei=P2^5; //十位选通定义 sbit baiwei=P2^6; //百位选通定义 unsigned char code table[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,}; //1~10 void Delay(unsigned int tc) //延时程序 { while( tc != 0 ) {unsigned int i; for(i=0; i<100; i++); tc--;} } void LED() //LED显示接收到的数据（十进制） { gewei=0; P0=table[dat%10]; Delay(10); gewei=1; shiwei=0; P0=table[dat/10]; Delay(10); shiwei=1; baiwei=0; P0=table[dat/100]; Delay(10); baiwei=1; } ///////功能:串口初始化,波特率9600，方式1///////// void Init_Com(void) { TMOD = 0x20; PCON = 0x00; SCON = 0x50; TH1 = 0xFd; TL1 = 0xFd; TR1 = 1; } /////主程序功能:实现接收数据并把接收到的数据原样发送回去/////// void main() { Init_Com();//串口初始化 while(1) { if ( RI ) //扫描判断是否接收到数据， { dat = SBUF; //接收数据SBUF赋与dat RI=0; //RI 清零。 哈 尔 滨 理 工 大 学 荣 成 学 院 一、题目简介 磁 四、软件流程图 课程设计报告书课程名称：MCS-51单片机课程设计题目：单片机与PC机之间的通信 姓名：高永强 学号：010700830 学院：电气工程与自动化学院专业：电气工程与自动化 年级：2007级 指导教师：张丽萍 目录 1．引言与系统结构 (2) 2．硬件实现 2.1.AT89C52 (2) 2.2.MAX232芯片 (3) 2.3. 9针串口 (5) 3．虚拟串口调试 (7) 4．Proteus仿真原理图及元件清单 (14) 5．软件设计 (15) 6．主程序代码 (16) 7．心得体会 (18) 8．参考文献 (18) 1.引言与系统结构：利用PC 机配置的异步通信适配器，可以方便的完成 PC 机遇89C52单片机的数据通信。由于89C52单片机输入、输出电平为TTL 电平，而PC 机配置的是RS-232标准串行接口，二者的电器规范不一致，因此采用MXA232单芯片 实现89C52单片机于PC 机的RS-232标准接口通信电路。 如今，在很多场合中，要求单片机不仅能独立完成单机的控制任务，还要能与其他数据控制设备（单片机、PC 机等）进行数据交换。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电脑端，而且也能实现电脑对单片机的控制，比如可以很直观地把红外遥控器键值的数据码显示在电脑上，可以使编写红外遥控程序时方便不少，起到仿真器的某些功效。 89C52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讯。进行串行通讯时要满足一定的条件，比如电脑的串口是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，也就是说和电脑的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 。 图 1 系统结构 2.硬件实现： 2.1 ．AT89C52： AT89C52是51系列单片机的一个型号，它是ATMEL 公 单片机与PC机的串口通信 摘要 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，但是其存储容量小，处理的数据量不大。为了克服这一缺点，我们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机一般采用串行通信，由于51系列单片机中一般集成了全双工的串行端口，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。PC机具有强大的监控和管理功能，而单片机则具有快速及灵活的控制特点，本设计将通过电平转换电路实现单片机与PC机中的RS-232标准总线之间的串行通信。这也是许多测控系统中常用的一种通信解决方案。 关键词：单片机，PC机,串行通信，电平转换，总线 目录 第一章：绪论 (1) 1.1课题研究的目的和意义 (1) 课程设计（论文）用纸 1.3课程设计的技术要求 (2) 1.3.1课程设计的具体要求如下 (2) 1.3.2本设计的主要功能 (2) 第二章：硬件电路的设计 (3) 2.1 串行通信的基本原理 (3) 2.1.1 串行通信的概念及分类 (3) 2.1.2 串行口的工作方式 (4) 2.2硬件电路设计方案 (5) 2.2.1整体设计思路及原理 (5) 2.2.2 AT89C51 单片机简介 (6) 2.2.3 单片机外围电路设计 (8) 2.2.4 MAX232芯片简介 (11) 2.2.5 接口电路设计 (13) 2.2.6 硬件电路设计图 (14) 第三章软件设计 (16) 3.1 单片机与PC总体设计流程图 (16) 3.2单片机程序设计流程图 (16) 3.3 PC机程序设计流程图 (18) 第四章总结 (21) 致谢 (22) 参考文献 (23) 第一章串口通讯的系统组成与原理 1.1 系统组成及通讯原理 1.1.1 系统构成 一、MSP430F149功能简介： 本设计选用的主要芯片为MSP430F149，该单片机属于德州仪器公司MSP430F14X/16X FLASH 系列。该系列是一组工业级超低功耗的微控制器，运行环境温度为-40～+85 摄氏度工作电压范围 1.8～3.6V，MSP430 单片机之所以有超低的功耗，是因为其在降低芯片的电源电压及灵活而可控的运行时钟方面都有其独到之处。由于具有16位RISC（精简指令集）结构，16位寄存器和常数寄存器，MSP430 达到了最大的代码效率。数字控制的振荡器提供快速从所有低功耗模式苏醒到活动模式的能力时间少于6ms。MSP430F149有较高的处理速度，在8MHz 晶体驱动下指令周期为125 ns。另外它带有两个16 位定时器（带看门狗功能）、速度极快的8 通道12 位A/D 转换器(ADC)(带内部参考电压、采样保持和自动扫描功能）、一个内部比较器和两个通用同步/异步发射接收器、48个I/O口(均可独立控制)的微处理器结构。硬件乘法器提高了单片机的性能并使单片机在编码和硬件上可兼容[3]。这些特点保证了可编制出高效率的源程序。 二、系统构成 1、系统框图 系统构成如图1-1所示，由上位机(即工业控制计算机)、通讯接口和下位机3部分组成。上位机选用的是工控机，智能终端由单片机MSP430F149和外围传感器放大电路等构成（本设计部涉及该部分的设计）。单片机与PC 机之间通信方式为串行异步方式（UART），下位机采用中断方式进行与上位机的数据交换，上位机采用按时查询方式对各串口进行读写操作。单片机MSP430要想与PC 串口连接或者其它带有串口的终端设备连接，接口电路部分必须要进行EIA-RS-232-C 与MSP430 电平和逻辑关系的转换[4]。本设计将采用MAX3221芯片，完成3V～5V 电平与串口电平的双向转换。C51单片机和电脑串口通信电路图
上位机与51单片机串口通信
汇编语言实现串口通信(PC和单片机间)教学文案
51单片机与PC机通信资料
实验单片机与PC机串口通信
51单片机与PC串口通讯
51单片机串口通信异常的调试一例
单片机串口通信的发送与接收(可编辑修改word版)
PC机串口与多个单片机红外无线通信的实现
单片机串口通信C程序及应用实例
单片机串口通信
单片机与PC机串口通信实现正文
PC机与单片机232通信协议
单片机课设pc与单片机串口通信
单片机 课程设计
题目：PC 与单片机的串口通信 班级：电气 姓名： 学号：
如今，在很多场合中，要求单片机不仅能独立完成单机的控制任 务，还要能与其他数据控制设备（单片机、PC 机等）进行数据 交换。串口通讯对单片机而言意义重大，不但可以实现将单片机 的数据传输到电脑端，而且也能实现电脑对单片机的控制。 89C52 有一个全双工的串行通讯口，所以单片机和电脑之间可以 方便地进行串口通讯。 串行口是计算机与外部设备之间进行数 据交换的重要介质，所以串行通信在工程中有着广泛的应用。这 种通信的实现，主要是靠上位 PC 机与下位单片机组成的二级系 统通过 RS232 进行通信。 此次设计通过计算机输入数据通过串口 传送给单片机进而在 LED 上显示。
二、实现方案
将程序写好后生成.HEX 文件，将其发送至 AT89C52 单片机上， 应用串口助手调好通讯端口与波特率后，打开串口助手实现 PC 发送字符给单片机，单片机接受到后即在 LED 屏幕上进行显示， 同时将其回发给 PC 机。
磁
三、电路原理图
珠
珠
千
百
十
个
开始
初始化定时/计数器 1 和串口控制寄存器
启动定时/计 数器 1
取存储区数据并 启动串行口发送
N
发送完毕
Y
所有数据发送 完毕
N
等待 PC 机发送 命令数据
结束单片机与pc串口通信
单片机与PC串口通信课程设计
单片机与PC机串口通讯设计
相关主题
文本预览