单片机课程设计-双机通信e
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目录
摘要 (2)
英文摘要 (3)
一总体设计 (4)
1 设计要求 (4)
2 设计方案 (4)
二硬件设计 (4)
1 51单片机串行通信功能 (4)
2 MAX232芯片 (6)
3 整体电路设计 (7)
三软件设计 (8)
1 串行通信软件实现 (8)
2 程序流程图 (8)
四联合调试 (11)
五设计小节 (11)
六附录 (12)
1 主机发送程序 (12)
2 重机接受程序 (13)
3 系统电路图 (16)
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,实现双片单片机串行通信。通信的结果实用数码管进行显示,数码管采用查表方式显示。两个单片机之间采用RS232进行双机通信。在通信过程中,使用通信协议进行通信。
关键词:51单片机,串行通信,接口
Abstract
Serial communication is an important application of single chip. This course is designed to using single chip computer to complete a system, the realization biplate microcontroller serial communication. Communication results and practical to display, digital digital tube pipe, adopting look-up table display. Two microcontroller between adopt RS232 for dual-computer communications. In communication process, USES communication protocol to communicate.
Key words: 51 SCM, serial communication, interface
一、总体设计
1.设计要求:
两片单片机之间进行串行通信,发送端将0~f循环发送到接收端,并在接收端显示。2.设计方案:
本次设计,对于两片89C51,采用RS232进行双机通信。发送方的数据由串行口TXD段输出,经过电平转换芯片MAX232将TTL电平转换为RS232电平输出,经过传输线将信号传送到接收端。接收方也使用MAX232芯片进行电平转换后,信号到达接收方串行口的接收端。接受方接收后,在数码管上显示接收的信息。为提高抗干扰能力,还可以在输入输出端加光耦合进行光电隔离。
软件部分,通过通信协议进行发送接收,主机先送AAH给从机,当从机接收到AAH后,向主机回答BBH。主机收到BBH后就把数码表TAB[16]中的10个数据送给从机,并发送检验和。从机收到16个数据并计算接收到数据的检验和,与主机发送来的检验和进行比较,若检验和相同则发送00H给主机;否则发送FFH给主机,重新接受。从机收到16个正确数据后送到一个数码管显示。
二、硬件设计
1.51单片机串行通信功能
图1.AT89C51
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:
(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,用同一直接地址99H,发送时用指令将数据送到SBUF即可启动发送;接收时用指令将SBUF中接收到的数据取出。
(2)串行控制寄存器(PCON)
SCON用于串行通信方式的选择,收发控制及状态指示,各位含义如下:
SM0,SM1:串行接口工作方式选择位,这两位组合成00,01,10,11对应于工作方式0、1、2、3。串行接口工作方式特点见下表
SM2:多机通信控制位。
REN:接收允许控制位。软件置1允许接收;软件置0禁止接收。
TB8:方式2或3时,TB8为要发送的第9位数据,根据需要由软件置1或清0。
RB9:在方式2或3时,RB8位接收到的第9位数据,实际为主机发送的第9位数据TB8,使从机根据这一位来判断主机发送的时呼叫地址还是要传送的数据。
TI:发送中断标志。发送完一帧数据后由硬件自动置位,并申请中断。必须要软件清零后才能继续发送。
RI:接收中断标志。接收完一帧数据后由硬件自动置位,并申请中断。必须要软件清零后才能继续接收。
(3)输入移位寄存器
接收的数据先串行进入输入移位寄存器,8位数据全移入后,再并行送入接收SBUF 中。
(4)波特率发生器
波特率发生器用来控制串行通信的数据传输速率的,51系列单片机用定时器T1作为波特率发生器,T1设置在定时方式。波特率时用来表示串行通信数据传输快慢程度的物理量,定义为每秒钟传送的数据位数。
(5)电源控制寄存器PCON
其最高位为SMOD。
(6)波特率计算
当定时器T1工作在定时方式的时候,定时器T1溢出率=(T1计数率)/(产生溢出所需机器周期)。由于是定时方式,T1计数率= f ORC/12。产生溢出所需机器周期数=模M-计数初值X。
2.MAX232芯片
用8051串行接口通信,如果两台8051单片机之间的距离很近(不超过1.5m),可以采用直接将两台8051单片机的串行接口直接相连,利用其自身的TTL电平(0-5V)直接传输数据信息。如果传输距离较远(超过1.5m),由于传输线的阻抗与分布电容,会产生电平损耗和波形畸变,以至于检测不出数据或数据出错。此时可利用 RS232标准总线接口,将单片机输出的TTL电平转换为RS232标准电平(逻辑1为-15—-5V;逻辑0为+5-—+15V)。用RS232可将传输距离提高到15m,如果想远距离传输,可以采用RS422或者RS485。
电平转换芯片MAX232是美信公司(MAXIM)生产,专用于进行将TTL电平转换为RS232电平的芯片,MAX232内部有泵电源,能将+5V电源电压在芯片内提高到RS232电平所需的+10V或者-10V电平。