第六节：单串口通讯之如何接住别人丢过来的一堆数据
（1）开场白：
实战中，串口通讯不可能一次通讯只发送或接受一个字节，大部分的项目都是一次发送或者接受一堆的数据。我们还要在这一堆数据里提取关键字，提取有用的数据。这节我将要介绍我最得意的，最可靠的串口通讯的基本编程结构，学会了这招，用在什么单片机上，用在什么串口通讯项目上都管用。串口通讯表面看起来简单，实际蕴含着玄机，但是不用怕，我会把这些玄机都公布出来。
（2）功能需求：
任意时刻，从电脑“串口调试助手”上位机收到的一堆数据中，只要中间包含了十六进制的“Eb00 55”，那么就往上位机发送“eb00 aa”表示确认，同时蜂鸣器叫一声。
（3）硬件原理：
把单片机串口通讯的那两个引脚经过一个MAX3232之后直接跟电脑的9针串口通讯。我发现很多朋友会选MAX232这个芯片，而我本人更加推荐用MAX3232。因为MAX232只支持5V，不是宽压的，而MAX3232不但支持5V，还支持3V。每个人的记忆力都很宝贵，用232串口我只选MAX3232，不管它是用5V工作还是3V工作。就像74系列的芯片，我的心中只有你（74HC）没有它（74LS），一样的道理，74HC是宽压，74LS不是宽压。（4）源码适合的单片机:PIC18f4520,晶振为22.1184MHz，波特率115200
（5）源代码讲解如下：
#include
//补充说明：吴坚鸿程序风格是这样的，凡是输出IO后缀都是_dr,凡是输入的//IO后缀都//是_sr
#define beep_dr LATA2 //蜂鸣器输出
//补充说明：吴坚鸿程序风格是这样的，凡是做延时计数阀值的常量
//前缀都用cnt_表示。
#define cnt_voice_time 150 //蜂鸣器响的声音长短的延时阀值
#define cnt_send 300 //确保接收缓冲区没有继续接收数据,是变量
//send_cnt的溢出阀值
Void usart_service(); //串口通讯服务程序，放在main函数里
unsigned char asy_recieve(); //把串口缓冲区的数据一个个提取出来
void eusart_send(unsigned char t_data); //串口发送一个字节的数据
Void Buf_clear(); //把余下的缓冲区清零
void Delay11(unsigned int MS); //延时函数
//补充说明：吴坚鸿程序风格是这样的，凡是计数器延时的变量
//后缀都用_cnt表示。
unsigned int voice_time_cnt; //蜂鸣器响的声音长短的计数延时
unsigned int send_cnt=0; //一串数据从上位机发过来的时候，他们每个字节之间//的延时间隔很短，如果他们的延时间隔一旦超过了这个send_cnt变量的延时，那么就////认为他们的一串数据已经发送完毕
//补充说明：吴坚鸿程序风格是这样的，凡是涉及统计数量的变量
//后缀都用_total表示。
unsigned int RCREG_total; //统计串口缓冲区已经收了多少个数据
unsigned int RCREG_read_total; //统计已经从串口缓冲区读出了多少个数据
//补充说明：吴坚鸿程序风格是这样的，凡是用来更新的标识变量，比如液晶刷屏，或者有新接收的串口数据更新等等，后缀一律用_update表示
Unsigned char send_update=0; //一旦有数据从上位机发送过来，就会引发串口接收中////断，在串口中断里，我把send_update=1表示目前正在接收数据，警告单片机先不要//猴急，等串口中断把所有从上位机连续发送过来的一堆数据接收完，再处理。那么什么///时候才知道发送的数据已经发送完毕了呢？用send_cnt识别。因为在串口中断里，我///每次都会把send_cnt=0，而在main函数里，一旦发现send_update==1，send_cnt就//会开始自加，当它超过某个数值的时候，就会自动把send_update=0，表示目前已经没//有数据发送了。而如果有数据不断从上位机传来，send_cnt永远也不会超过某个数值，//因为每个中断它都被清零，这个原理跟看门口狗喂狗的原理很像。
//补充说明：吴坚鸿程序风格是这样的，凡是用来接收数据的缓冲区数组后缀都用_buf表//示
Unsigned char RCREG_buf[50]; //串口接收缓冲区，读者可以根据实际项目设置大小Unsigned char RCREG_buf_temp[50]; //临时处理串口数据的缓冲区，可以不用那么大
//补充说明：吴坚鸿程序风格是这样的，凡是自锁变量名, 后缀都用_lock表示。Unsigned char send_lock=0;
//主程序
main()
{
ADCON0=0x00;
ADCON1=0x0f; //全部为数字信号
ADCON2=0xa1; //右对齐
RBPU=0; //上拉电阻
SSPEN=0; //决定RA5不作为串口
TRISA2=0; //蜂鸣器输出
BRG16=0; //设置串口通信寄存器
BRGH=0;
SPBRGH=0x00;
SPBRG=0x02; //22.1184MHz晶振,115200波特率
SYNC=0;
SPEN=1;
TX9=0;
TXEN=1;
TXIF=1;
RX9=0;
CREN=1;
RCIE=1;
PEIE=1;
GIE=1;
T1CON=0x24; //定时器中断配置
TMR1H=0xFE;
TMR1L=0xEF;
TMR1IF=0;
TMR1IE=1;
TMR1ON=1;
TMR1IE=1;
//补充说明，以上的内容为寄存器配置，每种不同的单片机会有点差异，
//大家不用过度关注以上寄存器的配置,只要知道有这么一回事即可
beep_dr=0; //关蜂鸣器,上电初始化IO
while(1)
{
CLRWDT(); //喂看门狗，大家不用过度关注此行
usart_serv ice(); //串口通讯服务
}
}
//中断
void interrupt timer1rbint(void)
{
if(RCIE==1&&RCIF==1) //串口中断，一次只能接受一个字节
{
RCIE=0;
RCIF=0;
++RCREG_total; //以下代码是鸿哥在所有串口项目中用到的标准代码
if(RCREG_total>50) //超过缓冲区
{
RCREG_total=50;
}
RCREG_buf[RCREG_total-1]=RCREG; //依次把上位机来的数据存入数组缓冲区
send_update=1; //通知单片机目前正在接收数据
send_cnt=0; //及时喂狗，虽然main函数那边不断在累加，但是只要串口的数//据还没发送完毕，那么它永远也长不大,因为每个中断都被清零，很可怜。
RCIE=1;
}
if(TMR1IE==1&&TMR1IF==1) //定时中断
{
TMR1IF=0; //定时中断标志位关闭
TMR1ON=0; //定时中断开关关闭
if(voice_time_cnt) //控制蜂鸣器声音的长短
{
beep_dr=1; //蜂鸣器响
--voice_time_cnt; //蜂鸣器响的声音长短的计数延时
}
else
{
Asm(“nop”); //添加此行空指令为了使else的内容跟if的内容对称，意义////不大
beep_dr=0; //蜂鸣器停止
}
TMR1H=0xFe; //重新设置定时时间间隔
TMR1L=0x00;
TMR1ON=1; //定时中断开关打开
}
}
void usart_service() //串口服务程序,在main函数里
{
if(send_update==1) //说明目前串口正在接收数据，不要读缓冲区数据
{
send_lock=1; //开自锁标志
++send_cnt; //只要有数据接收，send_cnt每次都被串口中断清零
if(send_cnt>cnt_send) //延时一段时间，确认缓冲区没有继续接受数据
{
send_cnt=0;
send_update=0;
}
}
Else //说明当前没有继续接收数据了
{
if(send_lock==1) //在数据已经接收完毕，并且还没有处理过数据的情况下
{
send_lock=0; //处理一次就锁起来，不用每次都进来,除非有新接收的数据
while(RCREG_read_total CLRWDT(); RCREG_buf_temp[0]= RCREG_buf_temp[1]; //数据移动，方便截取关键字 RCREG_buf_temp[1]= RCREG_buf_temp[2]; RCREG_buf_temp[2]=asy_recieve(); if(RCREG_buf_temp[0]==0xeb&& RCREG_buf_temp[1]==0x00&& RCREG_buf_temp[2]==0x55) //数据头”eb 00 55”判断 { RCREG_buf_temp[0]=0; //把临时处理数据清零，方便下次接收 RCREG_buf_temp[1]=0; RCREG_buf_temp[2]=0; eusart_send(0x00); //串口多发送一个填充的无效字节，因为由于硬件的原因，第一个字节很容易丢失 eusart_send(0xeb); //串口发送应答的数据 eusart_send(0x00); //串口发送应答的数据 eusart_send(0xaa); //串口发送应答的数据 voice_time_cnt= cnt_voice_time; //蜂鸣器响“滴”一声就停 break; //退出循环 } } Buf_clear(); //把余下的缓冲区清零,方便下一堆数据接收与处理 } } } Void Buf_clear() //把余下的缓冲区清零 { Unsigned char buf_clear_temp; while(RCREG_read_total CLRWDT(); buf_clear_temp =asy_recieve(); } } unsigned char asy_recieve() //把串口缓冲区的数据一个个提取出来 { unsigned char RCREG_dt; ++RCREG_read_total; //已经读出了多少个数据 RCREG_dt=RCREG_buf[RCREG_read_total -1]; if(RCREG_read_total >=RCREG_total) //只要把全部数据都读完，马上把缓冲区清零 { RCREG_read_total =0; RCREG_total=0; } return RCREG_dt; } void eusart_send(unsigned char t_data) //串口发送一个字节的数据 { unsigned int error_delay; TXREG=t_data; //发送数据 error_delay=0;//等待把数据发送完毕 while(1) //这里也可以省略，直接用延时替代。延时有两种，一种是delay的死延时，一种是计数延时方式。 CLRWDT(); if(TXIF==1) //等待把数据发送完毕 { break; } Else { ++error_delay; if(error_delay>200) //超时也要退出，不能死等 { break; } } } Delay11(1); //此处最玄机，要特别注意。每发送完一个字节，由于不同的项目，这里的延时间隔都不一样，读者根据实际情况来改。这里最容易出问题，必须要延时，尤其 是连续发送一堆数据的时候。在一些实时要求很高的场合，读者也可以把 这个死延时改成计数延时的方式，有兴趣的自己动脑筋改。一般的项目这样子已经够用了。 } //延时函数 void Delay11(unsigned int MS) { unsigned char us,usn; while(MS!=0) //for 12M { CLRWDT(); usn = 2; while(usn!=0) { CLRWDT(); us=0xf5; while (us!=0){us--;}; usn--; } MS--; } } （6）小结： （a）发送一堆数据的时候，要特别注意每个字节之间的延时间隔。 （b）必须等待上位机的数据全部发送完毕，再去处理缓冲区的数据。 (c)无论是上位机还是单片机，在发送数据前最好多发送一个填充字节0x00，避免由硬件问题而引起第1个字节丢失。 （d）对接串口线的时候，要特别小心，尤其是接9针串口线的时候，经常容易接反出错。 （e）如果遇到很莫名其妙的问题，有可能232的转换芯片已经烧坏了，这种芯片很脆弱。 (未完待续) 单片机按键加减报告 ————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期: ? 单片机实验报告 一、实验目的 １、学习利用单片机设计简单加减计数,并学会定时／计数器Ｔ0/T１的使用。2、学习使用ｋｅil和protｅus软件。 ３、熟悉汇编语言并能利用汇编语言编写程序。 二、实验思路 用T0、T1设计10位以内的按键加减计数: 利用T0/Ｔ１计数功能实现每次按键的中断，且采用方式２,可以自动重载初值，较为方便。这里不考虑优先级的问题。再分别对T０、T1编写中断处理的程序。要注意的是，加法时,9加1显示0的情况;减法时，0减1显示9的情况。 三、实验原理 (以下不考虑T2的情况） １、中断的概念 CＰU在处理某一事件A时,发生了另一事件B请求CPU迅速去处理（中断发生);CPU暂时中断当前的工作,转去处理事件B(中断响应和中断服务)；待CPU将事件B处理完毕后,再回到原来事件A被中断的地方继续处理事件A（中断返回），这一过程称为中断。 2、定时/计数器 (1)中断控制寄存器（TCON) TＣＯＮ的高４位用于控制定时/计数器的启动和中断申请。其格式如下: TF1(TCON．７):T1溢出中断请求标志位。T１计数溢出时由硬件自动置TF1为１。CPU响应中断后TF1由硬件自动清0。T1工作时,CＰＵ可随时查询ＴF1的状态。所以，TF1可用作查询测试的标志。TF１也可以用软件置1或清０,同硬件置1或清０的效果一样。 TR1(TCON.６）:T１运行控制位。TR1置1时,T1开始工作；TＲ1置0时，T1停止工作。ＴR1由软件置１或清0。所以，用软件可控制定时/计数器的启动与停止。 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 存档日期：存档编号： 本科生毕业设计（论文） 论文题目：基于单片机的数据采集系统的设计 姓名： 学院： 专业： 班级、学号： 指导教师： 摘要 本文介绍了基于单片机的数据采集的硬件设计和软件设计，数据采集系统是模拟域与数字域之间必不可少的纽带，它的存在具有着非常重要的作用。 本文介绍的重点是数据采集系统，而该系统硬件部分的重心在于单片机。数据采集与通信控制采用了模块化的设计，数据采集与通信控制采用了单片机AT89C52来实现，硬件部分是以单片机为核心，还包括A/D模数转换模块，显示模块和串行接口部分。 本系统下位机负责数据采集并应答主机的命令。8路被测电压通过模数转换器ADC0809进行模数转换，实现对采集到的数据进行模拟量到数字量的转换，并将转换后的数据通过串行口RS-485传输到上位机，由上位机负责数据的接受、处理和显示，并用LED数码显示器来显示所采集的结果。软件部分应用VC++编写控制软件，对数据采集系统、模数转换系统、数据显示、数据通信等程序进行了设计。 关键词：数据采集AT89C52ADC0809RS-485 Abstract This article describes the hardware design and software design of the data on which based on signal-chip microcomputer .The data collection system is the link between the digital domain and analog domain. It has an very important function. The introductive point of this text is a data to collect the system. The hardware of the system focuses on signal-chip microcomputer .Data collection and communication control use modular design. The data collected to control with correspondence to adopt a machine8051to carry out. The part of hardware’s core is AT89C52, is also includes A/D conversion module, display module, and the serial interface. Slave machine is responsible for data acquisition and answering the host machine.8roads were measured the electric voltage to pass the in general use mold-few conversion of ADC0809,the realization carries on the conversion that imitates to measure the numeral to measure towards the data that collect .Then send the data to the host machine through RS-485，the host machine is responsible for data and display, LED digital display is responsible display the data. The software is partly programmed with VC++. The software can realize the function of monitoring and controlling the whole system. It designs much program like data-acquisition treatment,data-display and data-communication ect. Keyword:data acquisition AT89C52ADC0809RS-485 学号1322010110 天津城建大学 单片机原理及应用A课程 设计说明书 按键控制单片机PWM输出设计起止日期：2016年05月30日至2016年6月10日 学生姓名 班级 成绩 指导教师(签字) 控制与机械工程学院 2016年6月10日 目录 第一章系统方案设计 (1) 1.1 PWM (1) 1.2 STC12C5A60S2简介 (1) 1.3 仿真工具介绍 (2) 1.3.1 Protues简介 (2) 1.3.2 Keil uVision3简介 (4) 第二章硬件电路设计 (5) 2.1 复位电路 (5) 2.2 时钟电路 (5) 2.3 按键中断 (5) 2.4 显示电路 (6) 第三章程序设计流程图 (7) 第四章系统仿真 (8) 4.1 仿真图 (8) 4.2 程序 (8) 4.3 PCB.................................................................................................................. 错误!未定义书签。参考资料 ....................................................................................................................... 错误!未定义书签。 第一章系统方案设计 1.1 PWM PWM的全称是Pulse Width Modulation（脉冲宽度调制），它是通过改变输出方波的占空比来改变等效的输出电压。 1.2 STC12C5A60S2简介 STC12C5A60S2是STC生产的单时钟/机器周期(1T)的单片机，是高速、低功耗、超强抗干扰的新一代8051单片机，指令代码完全兼容传统8051，但速度快8-12倍。内部集成MAX810专用复位电路，2路PWM，8路高速10位A/D转换，针对电机控制，强干扰场合。 1）管脚说明: 1、P0.0~P0.7 P0：P0口既可以作为输入/输出口，也可以作为地址/数据复用总线使用。当P0口 作为输入/输出口时，P0是一个8位准双向口，内部有弱上拉电阻，无需外接上拉电阻。当P0作为地址/数据复用总线使用时，是低8位地址线A0~A7，数据线D0~D7 2、P1.0/ADC0/CLKOUT2 标准IO口、ADC输入通道0、独立波特率发生器的时钟输出 3、P1.1/ADC1 4、P1.2/ADC2/ECI/RxD2 标准IO口、ADC输入通道2、PCA计数器的外部脉冲输入脚，第二串口数据接收端 5、P1.3/ADC3/CCP0/TxD2 外部信号捕获，高速脉冲输出及脉宽调制输出、第二串口数据发送端 6、P1.4/ADC4/CCP1/SS非 SPI同步串行接口的从机选择信号 7、P1.5/ADC5/MOSI SPI同步串行接口的主出从入(主器件的输入和从器件的输出) 8、P1.6/ADC7/SCLK SPI同步串行接口的主入从出 9、P2.0~P2.7 10、P2口内部有上拉电阻，既可作为输入输出口(8位准双向口)，也可作为高8位地址总线使用。 11、P3.0/RxD 标准IO口、串口1数据接收端 12、P3.1/INT0非 外部中断0，下降沿中断或低电平中断 13、P3.3/INT1 14、P3.4/T0/INT非/CLKOUT0 定时器计数器0外部输入、定时器0下降沿中断、定时计数器0的时钟输出 2）A/D转换器的结构： STC12C5A60AD/S2系列带A/D转换的单片机的A/D转换口在P1口，有8路10位高速A/D转换器，速度可达到250KHz(25万次/秒)。8路电压输入型A/D，可做温度检测、电池电压检测、按键扫描、频谱检测等。上电复位后P1口为弱上拉型IO口，用户可以通过软件设置将8路中的任何一路设置为A/D 转换，不须作为A/D使用的口可继续作为IO口使用。 单片机ADC由多路开关、比较器、逐次比较寄存器、10位DAC、转换结果寄存器以及ADC_CONTER 随着单片机的使用日益频繁，用其作前置机进行采集和通信也常见于各种应用，一般是利用前置机采集各种终端数据后进行处理、存储，再主动或被动上报给管理站。这种情况下下，采集会需要一个串口，上报又需要另一个串口，这就要求单片机具有双串口的功能，但我们知道一般的51系列只提供一个串口，那么另一个串口只能靠程序模拟。 本文所说的模拟串口，就是利用51的两个输入输出引脚如P1.0和P1.1，置1或0分别代表高低电平，也就是串口通信中所说的位，如起始位用低电平，则将其置0，停止位为高电平，则将其置1，各种数据位和校验位则根据情况置1或置0。至于串口通信的波特率，说到底只是每位电平持续的时间，波特率越高，持续的时间越短。如波特率为9600BPS，即每一位传送时间为1000ms/9600=0.104ms，即位与位之间的延时为为0.104毫秒。单片机的延时是通过执行若干条指令来达到目的的，因为每条指令为1-3个指令周期，可即是通过若干个指令周期来进行延时的，单片机常用11.0592M的的晶振，现在我要告诉你这个奇怪数字的来历。用此频率则每个指令周期的时间为(12/11.0592)us，那么波特率为9600BPS每位要间融多少个指令周期呢？指令周期s=(1000000/9600)/(12/11.0592)=96，刚好为一整数，如果为4800BPS则为96x2=192，如为19200BPS则为48，别的波特率就不算了，都刚好为整数个指令周期，妙吧。至于别的晶振频率大家自已去算吧。现在就以11.0592M的晶振为例，谈谈三种模拟串口的方法。 方法一：延时法 通过上述计算大家知道，串口的每位需延时0.104秒，中间可执行96个指令周期。 #define uchar unsigned char sbit P1_0 = 0x90; sbit P1_1 = 0x91; sbit P1_2 = 0x92; #define RXD P1_0 #define TXD P1_1 #define WRDYN 44 //写延时 #define RDDYN 43 //读延时 //往串口写一个字节 void WByte(uchar input) { uchar i=8; TXD=(bit)0; //发送启始 位 Delay2cp(39); //发送8位数据位 while(i--) { TXD=(bit)(input&0x01); //先传低位 Delay2cp(36); input=input>>1; } //发送校验位(无) 《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 #include case RAA: if (ch==0xaa) gRecState=RLEN; else if (ch==0x55) gRecState=RAA; else gRecState=R55; break; case RLEN: gRecLen=ch; gRecCount=0; gRecState=RDATA; break; case RDATA: RecBuf[gRecCount]=ch; gRecCount++; if (gRecCount>=gRecLen) { gRecState=RCH; } break; case RCH: temp=0; for(i=0;i 院肥学合 告报程设计创新课 目题的单片机数据采集系统设计：基于ADC0832 别系 __ __ 电子信息与电气工程系： 业专___ _______ ___ 通信工程： 级班______ _ 班____ _10通信(1)(2)： 号学100507200_1005072032 1005072033_ ： 名姓__ _ __ ： 师导_ _____ _ 张大敏：_____ ：绩成____________ ___________ 日01年2014 月07 《通信技术创新课程设计》任务书 摘要 随着时代的进步，用指针式万用表测量小幅度直流电压已经显得有些不太方便。因为指针式的测量不够精确，随着长时间的使用可能会造成欧姆调零以及机械调零的磨损，这都会对数据的测量造成很多困难，而采用数字式电压表来测量就可以避免这种情况的发生，而且操作更加方便。下面本文将介绍一种由数字电路以及单片机构成的简易数字电压表的设计方法。 数字电压表（Digital Voltmeter）简称DVM，它是采用数字化测量技术，把连续的模拟量（直流输入电压）转换成不连续、离散的数字形式并加以显示的仪表本设计运用89C52和ADC0832进行A/D转换,根据数据采集的工作原理,设计实现数字电压表,最后完成单片机与PC的数据通信,传送所测量的电压值。该数字电压表测量电压类型是直流,测量范围是0-51V(本设计量程为0-5V)。 电路包括:数据采集电路的单片机最小化设计、单片机与PC接口电路、单片机钟电路、复位电路等。下位机采用89C52芯片,A/D转换采用ADC0832芯片。通过RS232行口与PC进行通信,传送所测量的直流电压数据。 关键词：STC89C52单片机 ADC0832模数转换器 LCD1602 单片机得键盘与显示实验报告 ㈠实验目得 1.掌握单片机I/O得工作方式; 2.掌握单片机以串行口方式0工作得LEＤ显示； 3.掌握键盘与LED显示得编程方法. ㈡实验器材 1.G6W仿真器?一台 2.ＭＣＳ—51实验板?一台 3.PＣ机???一台 4.电源一台 ㈢实验内容及要求 实验硬件线路图见附图 从线路图可见，80５1单片机得P1口作为8个按键得输入端,构成独立式键盘。四个LED显示器通过四个串/并移位寄存器７４LS１64接口至８051得串行口,该串行口应工作在方式0发送状态下,RＸD端送出要显示得段码数据，TXＤ则作为发送时钟来对显示数据进行移位操作。 编写一个计算器程序,当某一键按下时可执行相应得加、减、乘、除运算方式,在四个显示器上显示数学算式与最终计算结果。 注:①通过按键来选择加、减、乘、除四种运算方式。 ②输入两个数字均为一位十进制数，可预先放在内存中。 ㈣实验框图（见下页) ㈤思考题 1.当键盘采用中断方式时,硬件电路应怎样连接？ P1、4～P1、7就是键输出线,P1、0～Ｐ1、３就是扫描输入线。输入与门用于产生按键中断，其输入端与各列线相连，再通过上拉电阻接至+5 V电源，输出端接至８05１得外部中断输入端。 2、7４LＳ16４移位寄存器得移位速率就是多少？ 实验中要求计算得式子与结果之间相差一秒,移位寄存器得移位速率应该就是每秒一位吧。其实这个问题确实不知道怎么回答。.。。。 ?LED 实验代码： ＯRG０0０0Ｈ AＪMＰＭAIN ＯRG 0０30H ＭＡIN：ＭOV 4１Ｈ，#0BBＨ;对几个存放地址进行初始化MOV 4２H,＃0BBＨ ＭOV４3Ｈ,#0BBH MOV44Ｈ，#0ＢＢH MＯV SCON,#00H ；初始化串行口控制寄存器，设置其为方式0 LCAＬＬDISPLＡY ;初始化显示 KEY:MOV R3，#08Ｈ;用来存放两个数据 MOV R4,＃０２H MOＶＰ１,#0FFH ;初始化P1口 MOＶA,P1 ;读取按键状态 ＣPL A ；取正逻辑,高电平表示有键按下 JZ KEY ；A＝0时无键按下，重新扫描键盘 LＣＡLL DELAY1 ;消抖 MOＶA，Ｐ１；再次读取按键状态 ＣPL Ａ JZ KＥＹ；再次判别就是否有键按下 PＵＳH Ａ KEＹ1:ＭOＶA，P１ CPL A ANL Ａ,＃0ＦH ;判别按键释放 JNＺＫEY1;按键未释放,等待 LCAＬＬDＥＬAY１;释放,延时去抖动 POPＡ JB ＡCＣ、0，AＤＤ1 ；K1按下转去ＡDD1 ＪＢAＣC、1,SＵB1 ;K1按下转去SＵB1 JB AＣC、2,MUL1 ;K1按下转去ＭUL１ JＢACＣ、3，DＩV1；Ｋ1按下转去ＤIV1 ＬJMP ＫEY AＤD1:LCALL BＵFFER ；显示加数与被加数ＭOV４3H，#049H LCＡLL DＩSPＬAY；显示加号 ＭOV A,Ｒ3 AＤＤA，R4 ＤA A MOV R3,Ａ;相加结果放入Ｒ6 1 绪论 1.1 研究背景 通信是指不同的独立系统利用线路互相交换数据，它的主要目的是将数据从一端传送到另一端，实现数据的交换。在现代工业控制中，通常采用计算机作为上位机与下层的实时控制与监测设备进行通讯。现场数据必须通过一个数据收集器传给上位机，同样上位机向现场设备发命令也必须通过数据收集器。串行通信因其结构简单、执行速度快、抗干扰能力强等优点，已被广泛应用于数据采集和过程控制等领域。 计算机与外界的信息交换称为通信。基本的通信方式有并行通信和串行通信两种。串行通信是指一条信息额各位数据被逐位按顺序传送的通信方式。串行通信的特点是：数据位传送，按位顺序进行，最少只需要一根传输线即可完成，成本低但传送速度快，串行通信的距离可以从几米到几千米。 随着计算机技术尤其是单片微型机技术的发展，人们已越来越多地采用单片机来对一些工业控制系统中如温度、流量和压力等参数进行监测和控制。PC机具有强大的监控和管理能力，而单片机则具有快速及灵和的控制特点，通过PC 机的RS-232串行接口与外部设备进行通信，是许多测控系统中常用的一种通信解决方案。而随着USB接口技术的成熟和使用的普及，由于USB 接口有着 RS-232(DB-9)串口无法比拟的优点，RS-232(DB-9)串口正在逐步地为USB 接口所替代。而在现在的大多数笔记本电脑中，出于节省物理空间和用处不大等原因，RS-232(DB-9)串口已不再设置，这就约束了基于RS-232(DB-9)串口与PC 机联络的单片机设备的使用围。当前USB接口逐步取代RS-232(DB-9)串口已是大势所趋，单片机同计算机的USB通信在实际工作中的应用围也将越来越广。本文所介 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. 课程设计报告书 课程名称：单片机原理及应用 __________ 课题名称：单片机数据采集系统 ___________ 专业：___________________ 班级：_______________________ 学号：___________________ 姓名：_______________________ 成绩：___________________________________ 2010年6月13 日 设计任务书 一、设计任务 1 一秒钟采集一次。 2把INO 口采集的电压值放入30H单元中 3做出原理图。 4画出流程图并写出所要运行的程序。 二、设计方案及工作原理 方案： 1.米用8051和ADC0809勾成个8通道数据米集系统。 2.能够顺序采集各个通道的信号。 3.米集信号的动态范围：0?5V。 4.每个通道的采样速率：100 SPS。 5.在面包板上完成电路，将采样数据送入单片机20h? 27h 存储单元。 6.编写相应的单片机采集程序，到达规定的性能。 工作原理： 通过一个A/D 转换器循环采样模拟电压，每隔一定时间去采样 一次，一次按顺序采样信号。A/D转换器芯片AD0809将采样到的模拟信号转换为数字信号，转换完成后，CPU读取数据转换结果，并将结果送入外设即CRT/LED显示，显示电压路数和数据值。 第一章系统设计要求和解决方案第一章硬件系统 第二章软件系统 第四章实现的功能 第五章缺点及可能的解决方法第六章心得体会 附录参考文献 附录二硬件原理图 附录三程序流程图 第一章系统设计要求和解决方案 根据系统基本要求，将本系统划分为如下几个部分： 信号调理电路 8路模拟信号的产生与A/D转换器 发送端的数据采集与传输控制器 人机通道的接口电路 数据传输接口电路 数据采集与传输系统一般由信号调理电路，多路开关，采样保持电路，A/D， 单片机，电平转换接口，接收端（单片机、PC或其它设备）组成。系统框图如 图1-1所示 被测电压为0?5V直流电压，可通过电位器调节产生' 1.1.1信号采集 多路数据采集系统多采用共享数据采集通道的结构形式数据采集方式选择程序控制数据采集。 程序控制数据采集，由硬件和软件两部分组成。，据不同的采集需要，在程序存储器中，存放若干种信号采集程序，选择相应的采集程序进行采集工作，还可通过编新的程序，以满足不同采样任务的要求。如图1-3所示。 程序控制数据采集的采样通道地 址可随意选择，控制多路传输门开启 的通道地址码由存储器中读出的指令 确定。即改变存储器中的指令内容便 可改变通道地址。 由于顺序控制数据采集方式缺乏 通用性和灵活性，所以本设计中选用程 序控制数据采集方 采集多路模拟信号时，一般用多 路模拟开关巡回检测的方式，即一种数据采集的方式。利用多路开关（MUX ）让多个被测对象共用同一个采集通道，这就是多通道数据采集系统的实质。当采集高速信号时， 期 中 大 作 业 学院：物理与电子信息工程学院 课题： 【利用8255和51单片机实现数码管显示按键数值的程序】要求： 【4*4矩阵键盘，按0到15，数码管上分别显示0~9，A~F】 芯片资料： 8255： 8255是Intel公司生产的可编程并行I/O接口芯片，有3个8位并行I/O口。具有3个通道3种工作方式的可编程并行接口芯片（40引脚）。其各口功能可由软件选择，使用灵活，通用性强。8255可作为单片机与多种外设连接时的中间接口电路。 8255作为主机与外设的连接芯片，必须提供与主机相连的3个总线接口，即数据线、地址线、控制线接口。同时必须具有与外设连接的接口A、B、C口。由于8255可编程,所以必须具有逻辑控制部分，因而8255内部结构分为3个部分：与CPU连接部分、与外设连接部分、控制部分。 8255特性： 1.一个并行输入/输出的LSI芯片,多功能的I/O器件,可作为CPU总线与外围的接口。 2.具有24个可编程设置的I/O口,即3组8位的I/O口，分别为PA口、PB口和PC 口。它们又可分为两组12位的I/O口：A组包括A口及C口(高4位,PC4~PC7),B组包括B口及C口(低4位,PC0~PC3)。A组可设置为基本的I/O口,闪控(STROBE)的I/O闪控式,双向I/O三种模式;B组只能设置为基本I/O或闪控式I/O两种模式,而这些操作模式完全由控制寄存器的控制字决定. 引脚说明 RESET:复位输入线，当该输入端处于高电平时，所有内部寄存器（包括控制寄存器）均被清除，所有I/O口均被置成输入方式。 CS:芯片选择信号线，当这个输入引脚为低电平时,即CS=0时,表示芯片被选中，允许8255与CPU进行通讯；CS=1时，8255无法与CPU做数据传输。RD:读信号线，当这个输入引脚为低电平时,即CS=0且RD=0时,允许8255通过数据总线向CPU发送数据或状态信息，即CPU从8255读取信息或数据。WR:写入信号，当这个输入引脚为低电平时,即CS=0且WR=0时,允许CPU将数据或控制字写入8255。 D0～D7:三态双向数据总线，8255与CPU数据传送的通道，当CPU 执行输入输出指令时，通过它实现8位数据的读/写操作，控制字和状态信息也通过数据总线传送。 PA0～PA7:端口A输入输出线，一个8位的数据输出锁存器/缓冲器，一个8位的数据输入锁存器。 PB0～PB7:端口B输入输出线，一个8位的I/O锁存器，一个8位的输入输出缓冲器。 PC0～PC7:端口C输入输出线，一个8位的数据输出锁存器/缓冲器，一个8位的数据输入缓冲器。端口C可以通过工作方式设定而分成2个4位的端口，每个4位的端口包含一个4位的锁存器，分别与端口A和端口B配合使用，可作为控制信号输出或状态信号输入端口。 A1,A0:地址选择线,用来选择8255的PA口,PB口,PC口和控制寄存器。 当A1=0, A0=0时,PA口被选择； 当A1=0, A0=1时,PB口被选择； 当A1=1, A0=0时,PC口被选择； 当A1=1. A0=1时,控制寄存器被选择。 74ls373芯片资料: 74ls373是常用的地址锁存器芯片，它实质是一个是带三态缓冲输出的8D 触发器，在单片机系统中为了扩展外部存储器，通常需要一块74ls373芯片.本文将介绍74ls373的工作原理,引脚图(管脚图),内结构图、主要参数及在单片机系统中的典型应用电路. 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）。 基于51系列单片机串行多通道数据采集系统设计（南京铁道职业技术学院，江苏苏州，黄克亚215137） 【摘要】：摘要：本文详细介绍了11通道12位串行AD转换芯片器TLC2543的结构、主要特点、工作原理与编程要点。给出了TLC2543与51系列单片机的硬件接口电路和软件控制程序，并在Proteus软件中进行系统仿真。 【关键词】：单片机、TLC2543 、C语言、仿真 引言：51系列单片机因其优越的性能，较低的价格，灵活方便的控制方法获得广泛应用，但是作为数字系统的单片机要想处理现实中广泛存在模拟量就必须进行AD转换。目前AD转换芯片有很多，但大多数是精度不高，占用单片机太多的I/O口，使其应用受到很大的限制。本论文所讨论的是基于11通道、12位串行AD转换芯片TLC2543数据采集系统的实现。 1 TLC2543的特点及引脚 TLC2543是12 bit串行A／D转换器，使用开关电容逐次逼近技术完成A／D转换过程．由于是串行输入结构，能够节省51系列单片机的I／O资源．其特点有： 1)12 bit分辨率A／D转换器； 2)在工作温度范围内10us转换时间； 3)11个模拟输入通道； 4)3路内置自测试方式； 5)采样率为66啊kb/s 6)线性误差±1LSB(max)； 7)有转换结束(EOC)输出； 8)具有单、双极性输出； 9)可编程的MSB或LSB前导； 10)可编程的输出数据长度． TLC2543的引脚排列如图1所示． 图l中AIN0～AINl0为模拟输入端；CS为片选端；DIN为串行数据输入端；DOUT为A／D转换结果的三态串行输出端；EOC为转换结束端；CLK为I／O时钟；REF+为正基准电压端；REF-为负基准电压端；VCC为电源；GND为地． 2 TLC2543的使用方法 2.1控制字的格式 控制字为从DATA INPUT端串行输人的8位数据，它规定了TLC2543要转换的模拟量通道、转换后的输出数据长度、输出数据的格式。其中高4位(D7～04)决定通道号，对于0通道至10通道，该4位分别为 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; }单片机按键加减报告
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