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实用的分布式数据采集和控制系统德州仪器/作者：中国海洋大学电子系朱晓荣周东辉一引言液体的液位测量在工业生产中非常普遍，应用领域也比较广，例如：自来水位的测量和控制，石油管道和储油罐的油位的测量等。
高精度的传感器可用于这些测试系统中来感知传递压力、流量、温度等信号，把这些信号变成电信号，然后经过放大、A/D转换、送入单片机处理后，最后发送到远方的PC机，这样可实现对现场的液位情况进行实时监控，从而向被控单元发出指令，采取相应的动作。
整个系统的框图如下：二具体的实现过程1. 放大部分：TLC4502－双路自校准低噪声高速运算放大器的应用。
集成运算放大器种类很多，在各类仪表及控制电路中要求运算放大器必须具有高精度，高共模抑制比和低温漂等性能。
目前采用的精密运算放大器都具有外接调零电位器输入端，应用时首先对其失调调零。
由于电路复杂，给调试带来不便。
美国TI仪器公司研制生产的TLC4502精密型双运算放大器，采用自动校准技术，在上电时将输入失调电压自动调整为零，使用起来十分方便，同时也节省了PCB板和外部分离元件，该器件的管脚排列如下图所示：TLC4502自动校准运算放大器在片内利用对数字与模拟信号的处理，可在上电时输入失调电压自动校准为零。
完成自动校准一般需要300ms的时间，连续校准时可在（±）3μV范围内反复进行。
一旦校准完成，大部分校准电路将脱离信号通道并被关断，这样，校准电路对信号通道几乎无影响，这也使得TLC4502在校准周期结束之后可以完全象其他精密运算放大器一样使用。
TLC4502具有高精度，高增益，良好的电源抑制比，驱动能力强等特点，可广泛应用于数据采集，数字音频，工业控制等领域。
在本系统中，用来放大从传感器出来的微弱信号，具体电路如图１：2． A/D转换部分。
TLC1549－带串行控制的10位模数转换器的应用。
从放大器出来的电压信号进入到A/D转换器以形成单片机便于处理的数字信号。
实验九 RS232串口通讯应用一、实验目的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等。
本次实验目的：1、通过实际硬件连接及软件编程完成 51单片机和PC机之间的串口通讯，从而加深对异步串行通信接口的基本结构、工作原理等串行通信基本概念的理解；2、了解RS-232C电平规定与TTL电平规定的不同，及采用专用芯片MAX232实现两者之间电平转换的连接电路。
二、实验设备51单片机实验板、PC机、串口连接线、串口调试软件、Keil软件、连接导线等。
三、实验原理及内容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，在此采用专用芯片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。
采用三线制连接串口，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。
图1 串口通讯的硬件电路连接为了能够在电脑端看到单片机发出的数据，必须借助一个WINDOWS软件进行观察，这里利用一个免费的电脑串口调试软件（这是一个绿色的软件，无需安装，可以直接在当前位置运行这个软件）。
软件界面如下图，1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，这时只要按下K1一次，在串口调试助手软件的接收区界面中就会增加一个“AF”字符，表示单片机向电脑发送“AF”字符成功。
实验6 单片机与PC机间的串行通信一、实验目的1、掌握电平转换器件RS-232的使用方法；2、掌握Proteus VSM虚拟终端(VITUAL TERMINAL)的使用；3、掌握单片机与PC机间的串行通信软硬件设计方法。
二、实验内容实现利用虚拟终端仿真单片机与PC机间的串行通信。
PC机先发送从键盘输入的数据，单片机接收后回发给PC机。
单片机同时将收到的30～39H间的数据转换成0～9的数字显示，其他字符的数据直接显示为其ASCII码。
单片机和PC机进行通信时，要求使用的波特率、传送的位数等相同。
要能够进行数据传送也必须首先测试双方是否可以可靠通信。
可在PC机和单片机上各编制非常短小的程序，具体可分成PC机串行口发送接收程序、单片机串行口发送程序和单片机串行口发送接收程序。
这三个程序能运行通过，即可证明串行口工作正常。
PC机串行口发送接收程序设置串行口为波特率9600、8位数据、1位停止位、无奇偶校验的简单设置。
从键盘接收的字符可从串行口发送出去，从串行口接收的字符在屏幕上显示。
通过让串行口发送线和接收线短接可测试微机串行口，通过让串行口和单片机系统相接，使用此程序可进一步测试单片机的串行通信状况。
具体程序用BASIC编制，简单易懂。
直接输入即可运行。
程序RS232．三、实验电路原理图图7-1 单片机与PC机间电路原理图四、实验步骤1、在PROTEUS中画好电路原理图。
2、串口模型属性设置串口模型属性设置为：波特率―4800；数据位―8；奇偶校验―无；停止位－1，如图7-2所示。
图7-2 串口模型属性设置3、虚拟终端属性设置PCT代表计算机发送数据，PCR用来监视PC接收到的数据，它们的属性设置完全一样，如图7-3所示。
SCMT和SCMR分别是单片机的数据发送和接收终端，用来监视单片机发送和接收的数据，它们的属性设置也完全一样，如图7-4所示。
单片机和PC机双方的波特率、数据位、停止位和检验位等要确保和串口模型的设置一样，并且同单片机程序中串口的设置一致。
PC机与单片机之间的串行通讯、数据的发送和接收【摘要】本文以MCS-51单片机为例，详细介绍了PC机与单片机之间的串行通讯、数据的发送和接收。
在Windows98下利用VB的串行通讯控件可实现PC机与单片机之间的通讯。
其数据的发送和接收采用红外线通信方式，其优点是：省去了有线通信信号线的直接连接，使用简单，移动方便,微机与单片机无直接连接，属完全隔离状态，两者间不会因为电平的不同而造成数据传输的失误，抗干扰能力强。
本设计主要应用AT89C51作为控制核心，并与LED数码显示管、双向可控硅、红外发射与接收相结合的系统，充分发挥了单片机的性能。
其优点硬件电路简单，软件功能完善，控制系统可靠，性价比较高等特点，具有一定的使用和参考价值。
【关键字】MSC-51（单片机），红外，RS-232，电平转换器，串行通信半双工【Abstract】This text take one-chip computer MCS-51 for example , introduce a serial communication, data’s sending and receiving . Under the Windows98 we make use of a communication control of VB to achieve the communication of the machine of PC and one-chip computer. Its data’s sending and receiving adopts the method of the infrared ray communication, its advantage is that it exclude the direct link of signal line of with-wired communication ,and usage are simple, and move is convenience etc. The tiny machine have no direct conjunction with single a machine, belonging to the complete insulation appearance, can't result in the error that data deliver both because give or get an electric shock even and different, the antijam ability is strong.This design is a system that it applies AT89C51 as control core and combine the LED figures manifestation tube, MAX232CPE level changer, infrared’s sending and receiving. The system completely exerts the function of one-chip computer. Its advantage is that the hardware circuit is simple; the software function is perfect; the control system is dependable; the rate of price and function is high etc. So the system has certainly consult value.【Keyword】MSC-51(One-chip computer), infrared, RS-232, Level changer, serial communication，half duplex目录前言3第一章系统分析4 1．1 系统功能的概述 5 1．2 系统要求及主要内容 5 1．3 系统技术指标 5第二章系统总体设计6 2．1硬件设计思路 6 2．2软件设计思路 7第三章硬件电路设计7 3．1 单片机模块设计 8 3．2 红外通信（发射与接收）电路的设计 14 3．3 PC机模块的设计 17第四章串行口通信技术20 4．1 单片机串行口通信 21 4．2 PC机串口通信 24第五章软件设计25 5．1 单片机通信程序设计 25 5．2 PC机通信程序设计 29第六章系统调试30 6．1 硬件调试 30 6．2 软件调试 31 6．3 综合调试 33 6．4 故障分析及解决方案 33 6．5 结论与经验 34结束语35附录36 附录1 电路原理图 36 附录2程序流程图 38 附录3程序清单 41 附录4元器件清单 44 附录5 英文资料 45 附录6 中文翻译 52参考文献56前言单片机的英文名称是Micro Controller unit,缩写为MCU，又称为微控制器，它是一种面向控制的大规模集成电路芯片。
RS232串行通信一、任务描述⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅RS-232应用范围广泛、价格便宜、编程容易并且可以比其它接口使用更长的导线，随着USB端口的越来越普遍，将会出现更多的把USB转换成RS-232或其它接口的转换装置。
但是RS-232和类似的接口仍将在诸如监视和控制系统这样的应用中得到普遍的应用。
RS232标准采用的接口是9针或25针的D型插头，常用的一般是9针插头。
本任务是STC89C52串行口经RS232电平转换后，与PC机串行口相连。
PC机可使用串口调试应用软件如：“WINDOWS 超级终端”、“串口调试助手”、“串口精灵”等，实现上位机与下位机的通讯任务目标：本实验使用串行中断法接收和发送资料。
上位机发出指定字符，下位机收到后，加一（+1）运算后回传给PC机。
波特率设为4800。
二、任务资讯⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅为了完成任务目标，提供的资讯信息包括:实训装置的RS232串行通信电路、单片机串行口工作原理、RS232串行通信编程方法及C51通用编程。
1.串行通信电路及接线图1 RS232串口通信电路图2 电源指示2.RS232串行口工作原理当PC机与单片机进行通信时，PC机的RS232接口的逻辑电平为：逻辑1= -3 ~ -15V；逻辑0=3~15V。
51单片机的逻辑电平（TTL电平标准）为：逻辑1>2.0V，逻辑0<0.8V 。
为了能够使PC机和单片机正常通信，需要电平转换芯片MAX232（如上图）。
串口基本信息用一台电脑实验串口自发自收，实验前要将串口（以9针为例）的发送引脚（2脚）和接受引脚（3脚）短接。
三线连接：适用于计算机之间尤其是PC机和单片机之间的数据通信。
其连接信号对为（TxD,RxD）、（RxD,TxD）、（SG，SG）。
即发送数据TxD端和接受数据RxD端交叉连接，信号地SG对应连接。
七线交叉连接：适用于同型号的计算机之间的连接，如PC机间的数据通信。
其连接信号对为：（TxD,RxD）、（RxD,TxD）、（SG，SG）、（RTS,CTS）、（CTS,RTS）、（DSR.DTR）、（DTR，DSR）。
其中，TxD、RxD、SG与前面信号的含义相同，RTS为请求发送，CTS为准许发送，DSR为数据装置准备好，DTR为数据终端准备好。
在本地连接的微机系统中，RTS、CTS、DTR、DSR用作硬件联络控制信号。
目前使用的串口连接线有DB9和DB25两种连接器，用户可以国家使用的具体机器选择相应的连接器。
一个串口通讯类在/network/serialport.shtml。
PC机的RS-232接口的电平标准是-12V标示“1”，和+12V表示“0”，有些单片机的信号电平时TTL 型，即大于2.4v表示“1”，小于0.5v表示“0”，因此采用RS-232总线进行异步通信是，发送端和接受端要有一个电平转换接口。
串口通讯方法的三种实现串口是计算机上一种非常通用的设备通信协议。
大多数计算机包含两个基于ＲＳ２３２的串口。
串口同时也是仪器仪表设备通用的通信协议；很多ＧＰＩＢ兼容的设备也带有ＲＳ一２３２口。
同时，串口通信协议也可以用于获取远程采集设备的数据。
串口通信（Serial Communication），是指外设和计算机间，通过数据信号线、地线、控制线等，按位进行传输数据的一种通讯方式。
串口通信方便易行，应用广泛。
在Windows应用程序的开发中，我们常常需要面临与外围数据源设备通信的问题。
RS-232实现单片机与PC间的串行通信串行通信是计算机与外设之间数据传输的一种方式。
RS-232是一种经典的串行通信标准，它被广泛应用于单片机与PC之间的通信。
什么是RS-232协议RS-232是一种串行通信接口标准，它定义了单片机与外设之间信号的电气特性、传输协议和机械连接方式。
RS-232标准的发展可以追溯到20世纪60年代，在数十年的时间里，它成为了计算机与外设之间最常见的传输方式之一。
RS-232标准规定了单片机与PC之间使用的物理连接、数据传输的时序和控制信号等方面的细节。
它定义了一组信号电平和电气特性，用于在两个设备之间传输数据。
RS-232标准的物理层使用了DB-9或DB-25连接器，其中DB-9连接器是最常见的。
在RS-232协议中，数据被分割成小的数据包进行传输。
每个数据包由一个起始位、数据位、奇偶校验位和一个或多个停止位组成。
这些位用于将数据解释为字符并将其传输到目的地设备。
如何使用RS-232实现单片机与PC间的串行通信要使用RS-232实现单片机与PC间的串行通信，需要实现以下几个方面：1.物理连接：使用RS-232标准定义的连接器，将单片机和PC连接起来。
2.电气特性：保证单片机和PC之间的电气特性匹配。
3.传输协议：使用RS-232标准定义的数据传输协议，将数据从单片机发送到PC，或者从PC发送到单片机。
4.数据编码：将数据编码为RS-232标准定义的数据格式。
以上所有方面都需要实现正确，才能使单片机与PC间的串行通信正常进行。
RS-232实现单片机与PC间的串行通信的优缺点RS-232协议是单片机与PC间串行通信的经典标准，它具有以下优缺点：优点：1.稳定性高：RS-232协议信号电平的质量非常高，能够保证数据传输的稳定性和可靠性。
2.延迟低：RS-232协议传输速度相对较慢，但延迟非常低，能够及时传输数据。
3.成本低：RS-232协议使用简单、成本低廉，适合开发者在项目中广泛使用。
目录1 引言 (1)1.1 单片机与PC机串行通信研究背景 (1)1.2 单片机与PC机串行通信研究目的和意义 (1)2 串口通信基础 (1)2.1 两种常用接口方式 (2)2.1.1 并行接口 (2)2.1.2 串行接口 (2)2.2 RS-232串行接口标准 (2)3 系统总体设计 (3)3.1 系统指标设计 (3)3.1.1 通信协议设定 (3)3.1.2 系统实现描述 (3)3.2 总体方案设计 (3)4 硬件接口电路设计 (4)4.1 主要芯片 (4)4.1.1 AT89C51 (4)4.1.2 单电源转换芯片MAX232 (6)4.1.3 74LS245LED驱动芯片 (7)4.2 LED显示器 (7)4.2.1 LED显示器工作原理 (8)4.2.2 LED显示器接口 (8)4.3 系统设计 (8)5 PC机程序设计 (9)5.1 MSComm控件 (9)5.1.1 MSComm控件处理通信的方式 (9)5.1.2 MSComm控件的主要属性 (10)5.2 应用界面设计流程 (10)5.2.1 创建项目文件 (10)5.2.2 加入串口通信控件 (11)5.2.3 设计窗体界面 (12)5.3 代码实现 (12)6 仿真调试及结果分析 (15)7 结语 (17)参考文献 (18)致谢 (19)2.1 两种常用接口方式2.1.1 并行接口并行接口是指8位数据同时通过并行线进行传送，这样数据的传输率能得到极大的提高。
但在并行传输中，干扰会随线路长度的增加而增加，产生传输错误。
因此，并行传输主要应用在近距离数据传输中，如连接打印机端口。
并行接口主要使用36针接头和25针D形接头，目前以25针D形接头为主[4]。
2.1.2 串行接口串行口也是计算机的一种标准接口，PC机一般至少有两个串行口Com1和Com2。
串行口不同于并行口，它的数据和控制信息是一位接一位在一根传输线上传送的，这样串行口较并行口能够进行远距离传送信息。
RS232实际就是把单片机或者ARM等的UART 转成RS232，从而可以与PC通讯，MAX232就是实现这个功能。
RS485实际就是把单片机或者ARM等的UART 转成RS485，从而实现差分信号的长距离传输。
MAX487就是实现这个功能。
S-232与RS-485都是EIA（电子工业协会）定义的串行通信标准，目的在于保证不同厂家之间的产品相兼容。
EIA总共定义了三种串行通信标准RS-232、RS-422与RS-485，后者是前者的升级，弥补前者某方面的不足。
RS-232存在通信距离短，速率低的问题，RS-422和RS-485通过采用非平衡传输将最大传输距离提高的4000英尺（约1219米），最大传输速率提高到10Mbps。
RS-232、RS-422与RS-485只定义了串行数据的传输接口，并未涉及插件、电缆和协议，用户可以在高层建立自己的通信协议。
下表对比三大标准并列出了各自的电气特性：标准RS-232 RS-422 RS-485传输方式单端差分差分节点数1发1收1发10收1发32收最大传输距离50英尺（约15M）4000英尺（约1219M）4000英尺（约1219M）最大波特率20kbps 10Mbps 10Mbps输出差分电压±5V--±15V ±2V--±6V ±2V--±6V输入差分电压±3V--±12V ±200mV--±6V ±200mV--±6V触发电压±3V ±200mV ±200mV输出共模电压-3V-- +3V -1V-- +3V输入共模电压-7V-- +7V -7V-- +12VRS232 是把TTL电平转成RS232电平，故采用MAX232，可以让单片机等的UART 接口与PC的RS232，进行通讯。
RS485是TTL电平转成RS485电平，从而实现差分信号的长距离传输。
内容提要单片机是一种集成在电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。
单片机又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。
相当于一个微型的计算机，和计算机相比，单片机只缺少了I/O设备。
概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。
它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。
同时，学习使用单片机是了解计算机原理与结构的最佳选择。
单片机内部也用和电脑功能类似的模块，比如CPU，内存，并行总线，还有和硬盘作用相同的存储器件，不同的是它的这些部件性能都相对我们的家用电脑弱很多，不过价钱也是低的，一般不超过10元即可......用它来做一些控制电器一类不是很复杂的工作足矣了。
我们现在用的全自动滚筒洗衣机、排烟罩、VCD 等等的家电里面都可以看到它的身影！......它主要是作为控制部分的核心部件。
它是一种在线式实时控制计算机，在线式就是现场控制，需要的是有较强的抗干扰能力，较低的成本，这也是和离线式计算机的（比如家用PC）的主要区别。
单片机是靠程序运行的，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！由于单片机对成本是敏感的，所以目前占统治地位的软件还是最低级汇编语言，它是除了二进制机器码以上最低级的语言了，既然这么低级为什么还要用呢？很多高级的语言已经达到了可视化编程的水平为什么不用呢？原因很简单，就是单片机没有家用计算机那样的CPU，也没有像硬盘那样的海量存储设备。
一个可视化高级语言编写的小程序里面即使只有一个按钮，也会达到几十K的尺寸！对于家用PC的硬盘来讲没什么，可是对于单片机来讲是不能接受的。
单片机在硬件资源方面的利用率必须很高才行，所以汇编虽然原始却还是在大量使用。
一样的道理，如果把巨型计算机上的操作系统和应用软件拿到家用PC上来运行，家用PC的也是承受不了的。
二十世纪跨越了三个“电”的时代，即电气时代、电子时代和现已进入的电脑时代。
不过，这种电脑，通常是指个人计算机，简称PC机。
它由主机、键盘、显示器等组成。
还有一类计算机，大多数人却不怎么熟悉。
这种计算机就是把智能赋予各种机械的单片机（亦称微控制器）。
顾名思义，这种计算机的最小系统只用了一片集成电路，即可进行简单运算和控制。
因为它体积小，通常都藏在被控机械的“肚子”里。
它在整个装置中，起着有如人类头脑的作用，它出了毛病，整个装置就瘫痪了。
现在，这种单片机的使用领域已十分广泛，如智能仪表、实时工控、通讯设备、导航系统、家用电器等。
各种产品一旦用上了单片机，就能起到使产品升级换代的功效，常在产品名称前冠以形容词——“智能型”，如智能型洗衣机等。
1引言1.1 设计目的本设计包括确定控制任务、系统总体方案设计、硬件系统设计、软件程序的设计等，以便使学生掌握有关单片机控制的设计思想和设计方法。
为学生今后从事单片机控制系统开发工作打下基础。
1.2设计内容和要求本课程设计的基本要求是使学生全面掌握单片机控制系统设计的基本理论熟悉掌握MCS-51系列单片机的编程方法，具体要求如下：利用电平转换器件RS-232实现单片机与PC间的串口通信，利用虚拟终端仿真单片机与PC间的串行通信。
PC先发送从键盘输入的数据，单片机接收后会发给PC机，双方收发数据是相同的单片机将收发到的30-39H间的数据转换成0-9显示，其他数据直接显示为字符的ASCII码。
2单片机的介绍2.1 单片机的基本概念单片机是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O 口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统，在工业控制领域的广泛应用。
单片微型计算机简称单片机，是典型的嵌入式微控制器，单片机又称单片微控制器，它不是完成某一个逻辑功能的芯片，而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。
相当于一个微型的计算机，和计算机相比单片机只缺少了I/O设备。
由于单片机在工业控制领域的广泛应用，单片机由芯片内仅有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。
现代人类生活中所用的几乎每件电子和机械产品中都会集成有单片机。
手机、电话、计算机、家用电器、电子玩具、掌上电脑以及鼠标等电脑配件中都用1-2部单片机。
汽车上一般配备40多部单片机，复杂的工业控制系统上甚至可能有数百台单片机在同时工作！单片机的数量不仅远超过PC机和其他计算的总和，甚至比人类的数量还要多。
2.2基本结构单片机由运算器、控制器、存储器、输入输出设备构成。
2.3 硬件特性1、主流单片机包括CPU、4KB容量的ROM、2个16位定时器/计数器、4个8位并行口、全双工串口行口、ADC/DAC、SPI、I2C、ISP、IAP；2、系统结构简单，使用方便，实现模块化；3、单片机可靠性高；4、处理功能强，速度快；5、低电压，低功耗，便于生产便携式产品；6、控制功能强；7、环境适应能力强。
2.4 应用分类单片机作为计算机发展的一个重要分支领域，根据目前发展情况，从不同角度单片机大致可以分为通用型/专用型，总线型/非总线型及工控型/家电型。
3系统设计内容3.1从PROTEUS库中选取元器件及结构框图1.AT89C51/AY89C2051：单片机如图1所示：图1 AT89C2051：单片机2.RES：电阻如图2所示：图2 RES：电阻3.7SEG-BCD-RED：红色BCD数码管如图3所示：图3 7SEG-BCD-RED:红色BCD数码管4.CAP、CAP-ELEC:电容、电解电容如图4所示：图4 CAP、CAP-ELEC：电容、电解电容5.CRYSTAL：晶振如图5所示：图5 CRYSTAL:晶振6.MAX232/MAX220：RS-232收发器如图6所示：图6 MAX232：RS-232收发器3.2 原理图中用到的部分元器件的功能、原理及引脚说明 1. 串口模型COMPIM及其引脚功能如图7所示：图7 串口模型COMPIM及其引脚功能2. MAX232/MAX220：RS-232收发器的功能实现电平转换，也就是将CMOS电平转换成TTL电平3. RS232(DB9)引脚定义（1）：DCB：载波检测。
主要用于Modem通知计算机其处于在线状态，即Modem检测到拨号音，处于在线状态。
（2）：RXD：此引脚用于接收外部设备送来的数据；在使用Modem时，会发现RXD指示灯在闪烁，说明RXD引脚上有数据进入。
（3）：TXD：此引脚将计算机的数据发送给外部设备；在使用Modem时，会发现TXD指示灯在闪烁，说明计算机正在通过TXD引脚发送数据。
（4）：DTR：数据终端就绪；当此引脚高电平时，通知Modem可以进行数据传输，计算机已经准备好。
（5）：GND：信号地；（6）：DSR：数据设备就绪；此引脚高电平时，通知计算机Modem已经准备好，可以进行数据通讯了。
（7）：RTS：请求发送；此引脚由计算机来控制，用以通知Modem马上传送数据至计算机；否则，Modem将收到的数据暂时放入缓冲区中。
（8）：CTS：清除发送；此引脚由Modem控制，用以通知计算机将欲传的数据送至Modem。
（9）：RI：Modem通知计算机有呼叫进来，是否接听呼叫由计算机决定4. MAX232原理MAX232芯片是专门为电脑的RS-232标准串口设计的接口电路，使用+5V单电源供电。
内部结构基本可分三个部分：第一部分是电荷泵电路。
由1、2、3、4、5、6脚和4只电容构成。
功能是产生+12V和-12V两个电源，提供给RS-232串口电平的需要。
第二部分是数据转换通道。
由7、8、9、10、11、12、13、14脚构成两个数据通道。
其中13脚（R1IN）、12脚（R1OUT）、11脚（T1IN）、14脚（T1OUT）为第一数据通道。
8脚（R2IN）、9脚（R2OUT）、10脚（T2IN）、7脚（T2OUT）为第二数据通道。
TTL/CMOS数据从T1IN、T2IN输入转换成RS-232数据从T1OUT、T2OUT 送到电脑DP9插头；DP9插头的RS-232数据从R1IN、R2IN输入转换成TTL/CMOS数据后从R1OUT、R2OUT输出。
第三部分是供电。
15脚DNG、16脚VCC（+5V）。
5. AT89C2051单片机引脚介绍AT89C2051为20引脚小型封装，2K内部程序存储器，15个可编程I/O 口线，没有P0口和P2口的16根I/O线，内部集成了一个模拟比较器。
AT89C2051单片机的引脚排列如图8所示：图8 AT89C2051单片机的引脚排列芯片共有20个引脚，引脚的排列顺序为从靠芯片的缺口（见上图）左边那列引脚逆时针数起，依次为1、2、3…20，在单片机的20个引脚中，电源引脚2根，外接晶体振荡器引脚2根，复位引脚1根以及P1、P3口可编程I/O引脚15根。
（1）主电源引脚（2根）VCC(Pin20)：电源输入，接+5V电源GND(Pin10)：接地线（2）外接晶振引脚（2根）XTAL1(Pin5)：片内振荡电路的输入端XTAL2(Pin4)：片内振荡电路的输出端（3）控制引脚（1根）RST/VPP(Pin1)：复位引脚，引脚上出现2个机器周期的高电平将使单片机复位（4）可编程输入/输出引脚（15根）P1口：8位准双向I/O口线，P1.0—P1.7，共8根P3口：8位准双向I/O口线，P3.0—P3.5、P3.7，共7根4硬件设计4.1系统各组成部分硬件设计（1）、硬件设计电路图如图9所示：图9 硬件设计电路4.2电路图的原理（1）、利用电平转换器件RS-232实现单片机与PC间的串行通信。
本次试验利用虚拟终端仿真单片机与PC间的串行通知。
PC先发送从键盘输入的数据，单片机接收后回发给PC机，双方收发数据是相同的单片机将接收30-39H间的数据转换成0-9显示，其他数据直接显示为字符的ASCII 码。
