基于单片机控制的串行通信发射机设计
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单片机串行通信的设计单片机串行通信是一种广泛应用于单片机芯片行业的通信方法,它能够通过一系列简单而直接的电气信号传递,在两个设备之间实现数据传输。
本文将详细介绍单片机串行通信的工作原理、实现方法以及应用。
一、工作原理单片机串行通信的工作原理基于异步串行通信协议,这种协议使得通信双方能够通过单根电缆线来进行数据的交换。
在通信的开始和结束处,通信双方需要通过特定的信号码来同步,而中间数据的传输则依靠一定的时间间隔以及一种简单的调制方式来实现。
在单片机串行通信中,数据是以位逐个传输的,每一次传输一个比特,一次传输结束后,接收方需要及时发送一个确认信号,标志着数据已经被正确接收。
由于数据的传输完全依赖于时间间隔的控制,因此在回收数据时需要确保两端时间同步,才可以正常地接收和发送数据帧。
二、实现方法单片机串行通信的实现方法通常分为两种,一种是基于软件的实现方式,另一种是硬件实现方式。
1.基于软件的实现方法基于软件的实现方法是一种简单、灵活的数据传输方式,且较为低成本。
在此方法中,通过单片机的GPIO来进行数据的传输和接收,同时需要一定的差错校验机制保证可靠性。
在数据传输中,通过设定一个定长时间为帧长度,然后再根据电压的变化来判断每个比特的值,通过外部中断能够及时处理接收到的数据帧。
此外,通过速率和差错校验等设置,能够有效提高信号的传输可靠性。
2.基于硬件的实现方法在基于硬件的单片机串行通信实现方法中,需要使用特定的通信芯片,如MAX232,MAX485等。
这种方式能够有效提高传输速度和传输距离,而且可靠性较高。
同时,由于芯片设计较为复杂,因此相比较于软件实现方法而言成本较高。
在基于硬件的实现方式中,通过使用UART 通信协议来实现数据的异步串行传输。
通过串行口芯片的介入,能够实现对串行数据的缓存、同步、格式转换和差错校验等功能。
因此,在实际应用中,通常使用基于硬件的实现方式来提高通信效率和稳定性。
三、应用单片机串行通信广泛应用于控制领域,如电子设备、自动化控制、机器人控制等。
毕业设计(论文)文献综述题目:基于单片机的串行通信发射机设计专业:电子信息工程1前言部分1.1意义随着电子技术的快速发展,单片机在自动控制领域的应用越来越广泛[1]。
单片机作为自动控制系统的神经中枢,在自控系统中发挥着核心作用。
单片机与外接设备的联系是通过一个串行通信接口,来实现单片机与其他计算机或外围设备的通信,所以,单片机的串行通信的实现对自控系统的实现有着重要的意义。
随着数据交互需求的进一步提高,对串行通信的通信效率、性能也提出了越来越高的要求[2]。
1.2串行通信的定义串行通信,就是将数据分成一个个的二进制位,然后通过一个通信信道或一条线路,按照已有的规程逐位依次进行传输,实现计算机与计算机或外部设备之间的通信(数据交换)。
由于串行通信占用硬件资源少、可大幅度降低通信线路的成本、简化通信设备、应用灵活等诸多优点,在工业控制、电力通信、智能仪表等领域得到了广泛的应用[3]。
1.3关于单片机单片机是一种集成在电路芯片上的一个小而完善的计算机系统,采用超大规模集成电路技术将具有数据处理能力的中央处理器、CPU随机储存器 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[4]。
单片机又称单片微控制器,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:一块芯片就是一台计算机。
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[5]。
与此同时,掌握单片机是了解计算机原理与结构的最佳选择。
单片机与外界的信息交换及通信通常有两种,分别是串行通信和并行通信。
一次传送多位数据的通信方法叫并行通信,它的传输速度很快,但传输距离有限,而且成本高,难以大规模推广。
因此,现在的单片机系统一般采用串行通信,即信号一位一位地传送[6]。
2主题部分2.1串行通信的发展史随着计算机网络化和微机分级分布式应用系统的快速发展,通信功能越来越重要。
基于单片机技术下的串行收发数据系统设计单片机技术在串行收发数据系统中被广泛应用,它可以通过串口与外部设备进行数据通信,实现数据的传输和控制。
在本文中,将介绍如何设计一个基于单片机技术的串行收发数据系统,包括硬件设计和软件实现。
一、硬件设计硬件设计是串行收发数据系统的基础,它包括单片机、串口模块、外部设备和连接线等组成部分。
在硬件设计中,需要考虑以下几个方面:1.单片机选择:选择合适的单片机作为系统的核心控制器,通常选择常见的51系列或AVR系列单片机。
单片机需要具备足够的计算能力和IO口数量,以支持数据的收发和处理。
2.串口模块:串口模块是单片机与外部设备进行数据通信的重要组成部分,通常选择UART串口模块。
串口模块需要具备可调波特率、数据位、停止位和校验位等参数的功能,以满足不同外设的通信要求。
3.外部设备:外部设备包括传感器、显示器、通信模块等,用于与单片机进行数据交换。
外部设备的选择需根据系统需求进行定制,保证系统的性能和稳定性。
4.连接线:连接线用于连接单片机、串口模块和外部设备,需要选择合适的线材和接口,保证数据的稳定传输。
二、软件实现软件实现是串行收发数据系统的关键,它包括单片机程序的编写和调试等步骤。
在软件实现中,需要考虑以下几个方面:1.硬件初始化:在程序启动时,需要对单片机和串口模块进行初始化,包括IO口配置、时钟设置、波特率设置等。
初始化的目的是为了确保系统的正常运行和通信。
2.数据收发:数据收发是系统的核心功能,需要编写接收和发送数据的程序,以实现单片机与外部设备之间的数据交换。
接收数据时需要考虑数据帧的组织和解析,发送数据时需要考虑数据的打包和发送。
3.数据处理:接收到的数据需要进行处理和存储,通常包括数据解析、计算和显示等。
数据处理的目的是提取有效信息,实现系统的功能和应用。
4. 调试测试:在软件实现过程中,需要进行调试和测试,检测程序的运行情况和数据交换是否正常。
通过调试测试可以发现并解决程序中的bug和问题,最终确保系统的正常运行。
图书分类号:密级:毕业设计(论文)单片机串行通信发射机的设计THE DESIGN OF SINGLECHIP SERIAL COMMUNICATION TRANSMITTER学生学号学生姓名学院名称信电工程学院专业名称电子信息工程技术指导教师2010年6月3日摘要温度的检测与控制是工业生产过程中比较典型的应用之一,随着传感器在生产和生活中的更加广泛的应用,利用新型单总线式数字温度传感器实现对温度的测试与控制得到更快的开发,本文设计了一种基于AT89C51的温度检测及报警系统。
该系统将多个单总线温度传感器DS18B20并接在控制器的一个端口上,对各个传感器温度进行循环采集,将采集到的温度值与设定值进行比较,当超出设定的上限温度时,通过ISD1420语音电路给出语音提示及报警信号。
文中给出了单根数据线上扩展多个温度传感器的设计方法,并给出了系统实现的硬件原理图及软件流程图。
经实验测试表明,该系统测量精度高、抗干扰能力强、报警及时准确,具有一定的参考价值。
该系统设计和布线简单,结构紧凑,体积小,重量轻,抗干扰能力强,性价比高,扩展方便,在大型仓库,工厂,智能化建筑等领域的多点温度检测中有广阔的应用前景。
关键词:数字温度传感器;单总线;通信协议;DS18B20;AT89C2051;LED显示器;报警信号AbstractTemperature detection and control of industrial production process, one of the more typical applications, with sensors in production and life is more widely used, using a new single-bus digital temperature sensor to achieve the test and control the temperature more rapidly development, this paper is designed based on AT89C51 temperature detection and alarm systems. The system will be more than a single-bus temperature sensor DS18B20 and connected to a port on the controller, the temperature sensors on each loop collection, the temperature will be collected to compare with the set value, when the temperature exceeds the upper limit set , through the ISD1420 voice circuit gives voice prompts and alarm signal. In this paper, a single data lines extend multiple temperature sensor design methods and gives the system implementation of hardware and software flow diagram. The experimental tests show that this high accuracy, strong anti-interference ability, alarm timely and accurate, with a certain reference value. The system design and layout simple and compact structure, small size, light weight, anti-jamming capability, cost-effective to expand convenience, in large warehouses, factories, construction and other areas of intelligent multi-point temperature measurement in a wide range of applications prospects.Key words digital temperature sensor single bus communication protocols DS18B20 AT89C2051 LED display alarm signal目录1绪论 (1)1.1课题背景 (1)1.2温度检测与及报警系统的国内外状况 (1)1.3温度参数、温度检测和语音报警 (3)1.3.1 温度参数 (3)1.3.2 温度检测 (3)1.3.3 语音报警 (3)2 系统总体设计方案 (4)2.1单片机语音温度报警系统的总体设计 (4)2.2系统的基本工作过程 (5)3 单片机温度控制和语音报警系统硬件设计 (6)3.1温度控制和报警主机 (6)3.1.1主控制单片机 (6)3.1.2 AT89S51特点 (6)3.1.3 AT89S51主要功能特性: (7)3.1.4 温度检测和报警主机硬件电路设计 (7)3.1.4单片机及复位键控制模块 (10)3.2语音电路 (12)3.2.1 ISD1420芯片简述 (12)3.2.2 芯片引脚介绍 (13)3.2.3 芯片工作原理 (12)3.2.4 芯片工作模式 (13)3.2.5语音电路设计 (14)3.3DS18B20芯片简介 (14)3.3.1温度传感器的历史及简介 (14)3.3.2 DS18B20性能特点与内部结构 (15)3.3.3 DS18B20工作时序 (19)3.3.4 DS18B20的操作协议 (21)3.3.5 DS18B20序列号编码 (23)3.3.6 DS18B20的测温原理 (24)3.3.7 DS18B20的测温流程 (25)3.3.8 DS18B20数据校验与纠错 (25)3.3.9 DS18B20在测温系统中的应用 (27)3.3.10测温系统的硬件工作原理 (27)3.3.11 注意事项 (28)4 软件设计 (30)4.1设计思路 (30)4.2程序设计 (27)4.2.1 主程序 (31)4.2.2 读出温度子程序 (29)4.2.3温度转化命令子程序 (33)4.2.4计算温度子程序 (33)4.2.5显示数据刷新子程序 (34)4.2.6 LED显示程序模块 (34)5 系统调试 (36)5.1硬件调试 (36)5.1.1 硬件静态的调试 (37)5.1.2 系统硬件调试 (37)5.2软件调试 (37)5.3软硬联调 (37)结论 (38)致谢 (39)参考文献 (40)附录 (41)1 绪论1.1 课题背景测量控制的作用是从生产现场中获取各种参数,运用科学计算的方法,综合各种先进技术,使每个生产环节都能够得到有效的控制,不但保证了生产的规范化、提高产品质量、降低成本,还确保了生产安全。
单片机串行通信的设计单片机串行通信是指通过串行接口,将数据一位一位地传输到另一个单片机或外部设备的通信方式。
串行通信相比并行通信具有线路数量少、布线简单的优势,因此在嵌入式系统和通信领域得到广泛应用。
本文将围绕单片机串行通信的设计展开论述。
一、串行通信原理串行通信主要利用两根线路进行数据传输,一条线路作为数据线,一条线路作为时钟线。
发送方按照一定的时钟频率将数据位逐位传输到接收方,接收方根据时钟信号判断数据位的高低状态。
二、串行通信接口串行通信主要有两种接口方式:UART(通用异步收发器)和SPI(串行外设接口)。
1. UART:UART是一种异步通信方式,数据通过单个数据线进行传输。
UART有两个引脚:一根引脚用于数据传输(TXD - 发送,RXD - 接收),另一个引脚用于时钟同步(Baud Rate Generator - 波特率发生器)。
UART通信需要发送方和接收方的波特率一致,否则会导致数据传输错误。
2.SPI:SPI是一种同步通信方式,数据通过多个数据线进行传输。
SPI有四个引脚:主输出/从输入(MISO)、主输入/从输出(MOSI)、时钟信号(CLK)和片选信号(CS)。
SPI通信中的主从关系是由软件决定的,主设备负责控制时序和片选,从设备则根据主设备的控制信号进行数据传输。
三、串行通信的数据传输串行通信的数据传输基本步骤如下:1.初始化串行通信接口:设置波特率、数据位长度、停止位等参数,并打开串行通信开关。
2.发送方数据准备:将需要传输的数据准备好,存储到发送缓冲区中。
3.数据传输:根据数据位长度和波特率设定的时钟频率,将数据位逐位输出到数据线。
4.接收方接收数据:根据时钟信号,逐位读取数据线上的数据位,并存储到接收缓冲区中。
5.结束通信:关闭串行通信开关,并进行后续处理。
四、串行通信的设计考虑因素在设计单片机串行通信时,需要考虑以下因素:1.通信协议:选用合适的通信协议,例如UART协议或SPI协议。
单片机串行通信的设计单片机性能稳固、价格低廉、功能强大,在智能仪器、工业装备以及日用电子消费品中得到了越来越广泛的应用。
在单片机的输入输出操纵中,除直截了当接上小键盘和LCD显示屏等方法外,一样都通过串口和上位机PC进行通信,而后一种方法由于能实现远程操纵,同时能够利用PC机强大的数据处理功能以及友好的操纵界面,显得尤为重要。
在一样的利用PC 机对单片机进行操纵的场合,差不多上采纳Windows作为上位机的平台,其优点是界面友好,编程和操作都比较容易,缺点是稳固性太差,这关于需要连续数天或数月运行的装置来讲,专门不合适。
在要求比较苛刻的场合,一样都采纳UNIX工作站作为主控平台,如合肥同步辐射加速器的主控平台采纳的是SUN的Solaris工作站系统,然而UNIX工作站昂贵的价格又大大限制了其使用的范畴。
近年来,随着Linux的迅猛进展,使其逐步从少数人的玩具变成了主流的操作系统。
Linux是遵循GPL协议的免费源代码开放软件,任何人都能够自由的从Internet上取得其源程序,也可在GP L的协议下修改其源代码以适应特定的应用,其运行在一般的PC上,性能稳固,专门适于做工业操纵,因此实现Linux和单片机的串行通信专门有意义,他能够是昂贵的UNIX工作站的一种可选的替代方法。
1硬件原理目前国内使用较多的为MCS-51系列的单片机,因此选用的单片机实验对象为一片AT89C51,图1是硬件原理图,由于要实现符合RS232C 的串行通信,还应该用一片ICL232CPE(MAX232)作为串行通信的电平转换电路。
在实验过程中,为了查看通信是否成功,除了让单片机对上位机回送数据外,还在单片机外围扩展了几片锁存器,几个LED发光二极管和几个小键盘。
串行通信是采纳最简单的TxD,RxD,GND三线制连接,注意TxD和RxD两边应该交叉连线。
上位机是一台一般的PC机,共有2个串行口COM1,COM2,其运行RedHat8.0,实际上,如果不要求运行Gnome或KDE等图形界面,Linux 对系统硬件的要求相当低。
单片机串行通信发射机一摘要单片机串行通信发射机采用了串行工作方式,发射并显示两位数字信息,既显示00-99,使数据能够在不同的地方传递。
硬件部分主要分两大块,采用6MHZ 晶振和30pF的电容来组成,控制信号用手动开关来控制,P1来控制,P2﹑P3口产生信号,并通过共阳极数码管来显示,软件采用汇编语言来编写,发射程序在通信协议一致的情况下完成数据的发送。
关键词:晶振控制信号汇编语言焊接技术Single chip microcomputer serial communication transmitter Content abstract:single chip microcomputer serial communication transmitter using a serial mode, launch and display two digital information, which shows 00-99, make the data can be in different places transfer. The hardware part is mainly divided into two parts, adopts 6 MHZ crystal oscillator and 30 pf the capacitance to composition, control signal with manual switch to control, to control the P1, P2, P3 mouth signal generation, and through the common anode digital tube to display, the software using assembly language to write, emission process in communication protocol consistent complete data sending.Keywords: crystal vibration control signal assembly language welding technology二引言1 设计目的设计的目的是,掌握和了解电路的设计过程,丰富自己的动手实践能力,巩固所学单片机有关的设计原理。
单片机串行通信发射机设计摘要:本文单片机串行通信发射机主要在实验室完成,参考有关的书籍和资料,个人完成电路的设计、焊接、检查、调试,再根据自己的硬件和通信协议用汇编语言编写发射和显示程序,然后加电调试,最终达到准确无误的发射和显示。
关键词:单片机控制信号芯片编程发射机是有线接收的,得却能完成数据在不同地方的传递,也完成了我们毕业设计的要求,但他受到了很多限制。
不如距离太远,导线太长久汇有干扰而且有时还会很大,使得接收到的信号很弱,甚至接收不到。
必须进行无线发射、接收的方面的研究,由于毕业设计的时间有限,就没能完成无线发射、接收的设计。
现在就介绍一下无线发射的原理和电路。
单片机无线串行接口电路由micrf102单片发射器芯片,工作在300~440 mhz ism频段;无线发射电路组成及工作原理。
图1 无线发射电路图无线发射电路如图1所示,电路以micrf102为核心。
micrf102是micrel公司推出的一个单片uhf/ask发射器,采用sop(m)-8封装,芯片内包含有:由基准振荡器、相位检波器、分频器、带通滤波器、压控振荡器构成的合成器,发射偏置控制,rf功率放大器,天线调谐控制和变容二极管等电路,是一个真正的”数据输入-无线输出”的单片无线发射器件。
uhf合成器产生载频和正交信号输出。
输入相位信号(i)用来驱动rf功率放大器。
天线调谐正交信号(q)用来比较天线信号相位。
天线调谐控制部分检测天线通道中发射信号的相位和控制变容二极管的电容,以调谐天线,实现天线自动调谐。
功率放大器输出受发射偏置控制单元控制。
ask/ook调制,提供低功耗模式,数据传输速率为20kb/s。
1、单片机串口接口at89c51(与mcs-51兼容)单片机的串行口在方式0工作状态下,使用移位寄存器芯片可以扩展多个8位并行i/o口。
在led点阵显示屏应用系统中,一般都采用数据同步移位输出方式,并使用移位寄存器芯片(如74ls595)扩展并行i/o口驱动led点阵显示。
单片机双机之间的串行通讯设计报告摘要:本文介绍了一种基于单片机的双机之间的串行通讯设计。
该设计使用两个单片机,通过串行通信协议进行数据传输。
通讯过程中,两台单片机之间通过数据线连接,并使用中断方式进行数据接收和发送。
同时,本文还介绍了串行口工作方式 0 的应用,以及如何使用移位寄存器进行串行口扩展。
通过该设计,可以实现两台单片机之间的高速数据传输,并且具有良好的稳定性和可靠性。
关键词:单片机,串行通讯,中断方式,移位寄存器,串行口扩展一、引言串行通讯是计算机系统中常用的一种数据传输方式,它可以实现不同设备之间的数据传输。
在单片机应用中,串行通讯也是一种常见的数据传输方式。
本文介绍了一种基于单片机的双机之间的串行通讯设计,该设计使用两个单片机通过串行通信协议进行数据传输。
本文还介绍了串行口工作方式 0 的应用,以及如何使用移位寄存器进行串行口扩展。
通过该设计,可以实现两台单片机之间的高速数据传输,并且具有良好的稳定性和可靠性。
二、设计原理该串行通讯设计使用两个单片机,分别为发送单片机和接收单片机。
发送单片机将数据通过串行口发送到接收单片机,接收单片机再将接收到的数据进行处理。
两台单片机之间通过数据线连接,并使用中断方式进行数据接收和发送。
在串行通讯中,数据是通过串行口进行传输的。
串行口工作方式0 是一种常见的串行口工作方式,它使用移位寄存器进行数据接收和发送。
在移位寄存器中,数据被移位到寄存器中进行传输,从而实现了数据的串行传输。
三、设计实现1. 硬件设计在该设计中,发送单片机和接收单片机分别使用一个串行口进行数据传输。
发送单片机将数据通过串行口发送到接收单片机,接收单片机再将接收到的数据进行处理。
两台单片机之间通过数据线连接,并使用中断方式进行数据接收和发送。
硬件设计主要包括两个单片机、串行口、数据线和中断控制器。
其中,两个单片机分别拥有自己的串行口,并且都能够接收和发送数据。
数据线将两台单片机连接在一起,中断控制器用于处理数据的接收和发送。
1 绪论 (1)2 硬件 (4)2.1硬件的基本组成: (4)2.2电路图 (4)2.3硬件介绍 (4)2.3.1 单片机概述 (4)2.3.2 AT89C51单片机简介 (6)2.4单片机的串行接口 (11)2.4.1 基本概念 (11)2.4.2 MCS-51的串行和控制寄存器 (12)2.5数码显示管 (14)2.6硬件的焊接及调试过程 (16)2.6.1硬件的焊接 (16)3 软件的设计和调整过程 (19)3.1程序流程图 (19)3.2通信协议 (19)3.2.1 串行口控制寄存器SCON的设置 (20)3.2.2 定时器的初始化设置 (20)3.2.3 波特率计算 (20)3.2.4 发射程序 (20)3.3编译软件的使用和PLDA的使用 (21)3.3.1 编译软件的使用和编译过程 (21)3.4烧片 (21)4 单片机串行通信领域的扩展 (23)4.1无线发射电路组成及工作原理: (23)4.2单片机串口接口 (24)4.2.1 扩展串行口与单片机的连接 (24)4.2.2 操作指令 (25)4.2.3基于TTL电路的设计方案和工作原理 (25)结论 (27)参考文献 (28)致谢 (29)附录A (30)附录B (31)1 绪论我所做的单片机串行通信发射机主要在实验室完成,参考有关的书籍和资料,个人完成电路的设计、焊接、检查、调试,再根据自己的硬件和通信协议用汇编语言编写发射和显示程序,然后加电调试,最终达到准确无误的发射和显示。
在这过程中需要选择适当的元件,合理的电路图扎实的焊接技术,基本的故障排除和纠正能力,会使用基本的仪器对硬件进行调试,会熟练的运用汇编语言编写程序,会用相关的软件对自己的程序进行翻译,并烧进芯片中,要与对方接收机统一通信协议,要耐心的反复检查、修改和调试,直到达到预期目的。
单片机串行通信发射机采用串行工作方式,发射并显示两位数字信息,既显示00-99,使数据能够在不同地方传递。
硬件部分主要分两大块,由AT89C51和多个按键组成的控制模块,包括时钟电路、控制信号电路,时钟采用6MHZ晶振和30pF的电容来组成内部时钟方式,控制信号用手动开关来控制,P1口来控制,P2、P3口产生信号并通过共阳极数码管来显示,软件采用汇编语言来编写,发射程序在通信协议一致的情况下完成数据的发射,同时显示程序对发射的数据加以显示。
毕业设计的目的是了解基本电路设计的流程,丰富自己的知识和理论,巩固所学的知识,提高自己的动手能力和实验能力,从而具备一定的设计能力。
我做得的毕业设计注重于对单片机串行发射的理论的理解,明白发射机的工作原理,以便以后单片机领域的开发和研制打下基础,提高自己的设计能力,培养创新能力,丰富自己的知识理论,做到理论和实际结合。
本课题的重要意义还在于能在进一步层次了解单片机的工作原理,内部结构和工作状态。
理解单片机的接口技术,中断技术,存储方式,时钟方式和控制方式,这样才能更好的利用单片机来做有效的设计。
我的毕业设计分为两个部分,硬件部分和软件部分。
硬件部分介绍:单片机串行通信发射机电路的设计,单片机AT89C51的功能和其在电路的作用。
介绍了AT89C51的管脚结构和每个管脚的作用及各自的连接方法。
AT89C51与MCS-51兼容,4K字节可编程闪烁存储器,寿命:1000次可擦,数据保存10年,全静态工作:0HZ-24HZ,三级程序存储器锁定,128*8位内部RAM,32跟可编程I/O线,两个16位定时/计数器,5个中断源,5个可编程串行通道,低功耗的闲置和掉电模式,片内震荡和时钟电路,P0和P1 可作为串行输入口,P3口因为其管脚有特殊功能,可连接其他电路。
例如P3.0RXD作为串行输出口,其中时钟电路采用内时钟工作方式,控制信号采用手动控制。
数据的传输方式分为单工、半双工、全双工和多工工作方式;串行通信有两种形式,异步和同步通信。
介绍了串行串行口控制寄存器,电源管理寄存器PCON,中断允许寄存器IE,还介绍了数码显示管的工作方式、组成,共阳极和共阴极数码显示管的电路组成,有动态和静态显示两种方式,说明了不同显示方法与单片机的连接。
再后来还介绍了硬件的焊接过程,及在焊接时遇到的问题和应该注意的方面。
硬件焊接好后的检查电路、不装芯片上电检查及上电装芯片检查。
软件部分:在了解电路设计原理后,根据原理和目的画出电路流程图,列出数码显示的断码表,计算波特率,设置串行口,在与接受机设置相同的通信协议的基础上编写显示和发射程序。
编写完程序还要进行编译,这就必须会使用编译软件。
介绍了编译软件的使用和使用过程中遇到的问题,及在编译后烧入芯片使用的软件PLDA,后来的加电调试,及遇到的问题,在没问题后与接受机连接,发射数据,直到对方准确接收到。
在软件调试过程中将详细介绍调试遇到的问题,例如:通信协议是否相同,数码管是否与芯片连接对应,计数器是否开始计数等。
我所设计的单片机串行接口现在已经发展到无线收发的阶段,本文参考无线发射部分就是参考南华大学黄智伟、朱卫华的《单片机与嵌入式系统应用》一文,该串行无线发射电路结构简单、工作可靠,可方便地在单片机与单片机之间,构成一个点对点、一点对多点的无线串行数据传输通道。
单片机无线串行接口电路由MICRF102单片发射器芯片、MICRF007单片接收器芯片组成,工作在300~440 MHz ISM频段;具有ASK调制和解调能力,抗干扰能力强,适合工业控制应用;采用PLL频率合成技术,频率稳定性好;接收灵敏度高达-96 dBm,最大发射功率达-2.5 dBm;数据速率可达2 Kb/s;低工作电压:4.75~5.5 V;功耗低,接收时电流3 mA,发射时电流7.75 mA,接收待机状态仅为0.5μA,发射待机状态仅为1.0μA;可用于单片机之间的串行数据无线传输,也可在单片机数据采集、遥测遥控等系统中应用。
最后介绍了毕业设计做完后的结论以及自己的心得体会。
2 硬件2.1硬件的基本组成:单片机89C51、6M晶震、30pF电容、22uf/10V电容、1K电阻、共阳极数码显示管、按键。
2.2电路图(见附录A)2.3 硬件介绍2.3.1 单片机概述单片机也被称作“单片微型计算机”、“微控制器”、“嵌入式微控制器”。
单片机一词最初是源于“Single Chip Microcomputer”,简称SCM。
随着SCM在技术上、体系结构上不断扩展其控制功能,单片机已不能用“单片微型计算机”来表达其内涵。
国际上逐渐采用“MCU”(Micro Controller Unit)来代替,形成了单片机界公认的、最终统一的名词。
为了与国际接轨,以后应将中文“单片机”一词和“MCU”唯一对应解释。
在国内因为“单片机”一词已约定俗成,故而可继续沿用。
2.3.1.1 单片机的发展历史如果将8位单片机的推出作为起点,那么单片机的发展历史大致可以分为以下几个阶段:第一阶段(1976—1978):单片机的探索阶段。
以Intel公司的MCS-48为代表。
MCS-48的推出是在工控领域的探索,参与这一探索的公司还有Motorola、Zilog等。
都取得了满意的效果。
这就是SCM的诞生年代,“单片机”一词即由此而来。
第二阶段(1978—1982):单片机的完善阶段。
Intel公司在MCS-48基础上推出了完善的、典型的单片机系列MCS-51。
它在以下几个方面奠定了典型的通用总线型单片机体系结构。
1.完善的外部总线。
MCS-51设置了经典的8位单片机的总线结构,包括8位数据总线、16位地址总线、控制总线及具有多机通信功能的串行通信接口。
2.CPU外围功能单元的集中管理模式。
3.体现工控特性的地址空间及位操作方式。
4.指令系统趋于丰富和完善,并且增加了许多突出控制功能的指令。
第三阶段(1982—1990):8位单片机的巩固发展及16位单片机的推出阶段,也是单片机向微控制器发展的阶段。
Intel公司推出的MCS-96系列单片机,将一些用于测控系统的模数转换器、程序运行监视器、脉宽调制器等纳入片中,体现了单片机的微控制器特征。
第四阶段(1990—):微控制器的全面发展阶段。
随着单片机在各个领域全面、深入地发展和应用,出现了高速、大寻址范围、强运算能力的8位/16位/32位通用型单片机,以及小型廉价的专用型单片机。
2.3.1.2 单片机的发展趋势目前,单片机正朝着高性能和多品种方向发展,今后单片机的发展趋势将是进一步向着CMOS化、低功耗化、低电压化、低噪声与高可靠性、大容量化、高性能化、小容量、低价格化、外围电路内装化和串行扩展技术。
随着半导体集成工艺的不断发展,单片机的集成度将更高、体积将更小和功能将更强。
2.3.1.3 单片机的特点单片机主要有如下特点:1.有优异的性能价格比。
2.集成度高、体积小、有很高的可靠性。
单片机把各功能部件集成在一块芯片上,内部采用总线结构,减少了各芯片之间的连线,大大提高了单片机的可靠性和抗干扰能力。
另外,其体积小,对于强磁场环境易于采取屏蔽措施,适合在恶劣环境下工作。
3.制功能强。
为了满足工业控制的要求,一般单片机的指令系统中均有极丰富的转移指令、I/O口的逻辑操作以及位处理功能。
单片机的逻辑控制功能及运行速度均高于同一档次的微机。
4.低功耗、低电压,便于生产便携式产品。
5.外部总线增加了I2C(Inter-Integrated Circuit)及SPI(Serial Peripheral Interface)等串行总线方式,进一步缩小了体积,简化了结构。
6.单片机的系统扩展和系统配置较典型、规范,容易构成各种规模的应用系统。
2.3.1.4 单片机的应用由于单片机具有显著的优点,它已成为科技领域的有力工具,人类生活的得力助手。
它的应用遍及各个领域,主要表现在以下几个方面:1.单片机在智能仪表中的应用2.单片机在机电一体化中的应用3.单片机在实时控制中的应用4.单片机在分布式多机系统中的应用5.单片机在人类生活中的应用单片机已成为计算机发展和应用的一个重要方面,另一方面,单片机应用的重要意义还在于,它从根本上改变了传统的控制系统设计思想和设计方法。
从前必须由模拟电路或数字电路实现的大部分功能,现在已能通过单片机来实现了。
这种用软件代替硬件的控制技术也称为微控制技术,是对传统控制技术的一次革命。
A:由单片机组成控制器的结构和特点:单片微型计算机是微型计算机发展中的一个重要分支,是把构成一台微型计算机的主要部件如中央处理器(CPU)、存储器(RAM/ROM)和各种功能I/O接口集成在一块芯片上的单芯片微型计算机(Single Chip Micro Computer),简称单片机.由于它的结构与指令功能都是按工业控制要求设计的,且近年来单片机着力扩展了各种控制功能如A/D、PWM等,因此我们更多时候称其为一个单片形态的微控制器(Single Chip Micro Controller),或直接称其为微控制器(Micro Controller)。