51单片机接口(并口串口人机接口)10

基于51单片机的人机接口电路设计一、功能描述键盘和显示是单片机应用系统中实现人机对话的一种基本形式，两种接口设计的好坏，直接影响到人机接口的友好程度。

在对一个系统进行操作时，往往离不开人与机器的对话，人机接口界面可以满足人与机器之间的交流。

可以通过按键将所需要信号与信息输入给系统，经过系统处理后，所期待的效果又可以通过屏幕来显示出来，这样就可以很好的达到人与机器的交流目的。

二、硬件电路图基于51单片机的人机接口电路如图1.1所示。

电路结构包括基本的复位电路、晶振电路、串口程序下载电路、键盘电路及屏幕显示电路。

图1.1 基于51单片机的人机接口电路设计显示电路键盘控制AT89C51图1 人机接口电路结构框图复位电路 晶振电路三、接口定义接口定义说明包括单片机的I/O 口的定义、中断的选择。

在键盘电路中引入了外部中断方式0，减少了CPU 的工作强度。

屏幕接口电路采用的是并行工作方式，51单片的的I/O 口较多，采用并行方式可以增大数据传输的速度，可以将信息实时显示。

具体接口定义如表1.1所示。

表1 A T89C51接口定义I/O 口 定义引脚号 引脚名 接口说明 备注 1~8 P1口 接矩阵键盘 10 RXD 接MAX232 11TXD 接MAX23212 /INT0 接74ls13四输入与非门输出引入中断21 P2.0 接屏幕的RST 22 P2.1 接屏幕的RS 23 P2.2 接屏幕的RW 24 P2.3 接屏幕的E32~38 P0口接屏幕的数据口DB0~DB7 中断类型 中断方式 按键中断中断方式0四、程序流程图1、主程序在主程序中，执行两个任务：1）初始化，键盘初始化，屏幕初始化；2）判断中断是否发生。

程序开始，进行初始化，若有中断发生，则屏幕有相应的显示；若无中断发生，则屏幕不显示或保留原显示，继续等待中断发生。

主程序流程图如图2.1所示。

2、初始化初始化函数主要包括键盘初始化和屏幕初始化。

51单片机串口设置及应用单片机的串口设置及应用是指通过单片机的串口功能来进行通信的一种方式。

串口通信是一种全双工通信方式，可以实现双向数据传输。

单片机通过串口可以与其他设备进行通信，如计算机、传感器、LCD显示屏等。

1. 串口设置：单片机的串口通信一般需要进行以下设置：（1）串口模式选择：要根据实际情况选择串口工作模式，一般有异步串口和同步串口两种。

（2）波特率设置：串口通信需要设置一个波特率，即数据传输速率。

常见的波特率有9600、19200、115200等，需要与通信的设备保持一致。

（3）数据位设置：设置传输的数据位数，常见的有8位、9位等。

（4）停止位设置：设置停止位的个数，常见的有1位、2位等。

（5）校验位设置：可以选择是否启用校验位，校验位主要用于检测数据传输的正确性。

2. 串口应用：串口通信在很多领域都得到广泛应用，下面列举几个常见的应用场景：（1）串口与计算机通信：通过串口可以实现单片机与计算机的通信，可以进行数据的读写、控制等操作。

例如，可以通过串口将传感器采集到的数据发送给计算机，由计算机进行进一步处理分析。

（2）串口与传感器通信：串口可以与各种传感器进行通信，可以读取传感器采集到的数据，并进行处理和控制。

例如，可以通过串口连接温度传感器，读取实时的温度数据，然后进行温度控制。

（3）串口与LCD显示屏通信：通过串口可以实现单片机与LCD显示屏的通信，可以将需要显示的数据发送给LCD显示屏进行显示。

例如，可以通过串口将单片机采集到的数据以数字或字符的形式显示在LCD上。

（4）串口与外部存储器通信：通过串口可以与外部存储器进行通信，可以读写存储器中的数据。

例如，可以通过串口读取SD卡中存储的图像数据，然后进行图像处理或显示。

（5）串口与其他设备通信：通过串口可以和各种其他设备进行通信，实现数据的传输和控制。

例如，可以通过串口与打印机通信，将需要打印的数据发送给打印机进行打印。

总结：单片机的串口设置及应用是一种实现通信的重要方式。

51单片机的串行接口串行接口的一般概念单片机与外界进行信息交换称之为通讯。

8051单片机的通讯方式有两种：并行通讯:数据的各位同时发送或接收。

串行通讯:数据一位一位顺序发送或接收。

参看下图：串行通讯的方式异步通讯：它用一个起始位表示字符的开始，用停止位表示字符的结束。

其每帧的格式如下：在一帧格式中，先是一个起始位0，然后是8个数据位，规定低位在前，高位在后，接下来是奇偶校验位（可以省略），最后是停止位1。

用这种格式表示字符，则字符可以一个接一个地传送。

在异步通讯中，CPU与外设之间必须有两项规定，即字符格式和波特率。

字符格式的规定是双方能够在对同一种0和1的串理解成同一种意义。

原则上字符格式可以由通讯的双方自由制定，但从通用、方便的角度出发，一般还是使用一些标准为好，如采用ASCII标准。

波特率即数据传送的速率，其定义是每秒钟传送的二进制数的位数。

例如，数据传送的速率是120字符/s，而每个字符如上述规定包含10数位，则传送波特率为1200波特。

同步通讯：在同步通讯中，每个字符要用起始位和停止位作为字符开始和结束的标志，占用了时间；所以在数据块传递时，为了提高速度，常去掉这些标志，采用同步传送。

由于数据块传递开始要用同步字符来指示，同时要求由时钟来实现发送端与接收端之间的同步，故硬件较复杂。

通讯方向：在串行通讯中，把通讯接口只能发送或接收的单向传送方法叫单工传送；而把数据在甲乙两机之间的双向传递，称之为双工传送。

在双工传送方式中又分为半双工传送和全双工传送。

半双工传送是两机之间不能同时进行发送和接收，任一时该，只能发或者只能收信息。

2．8051单片机的串行接口结构8051串行接口是一个可编程的全双工串行通讯接口。

它可用作异步通讯方式（UART），与串行传送信息的外部设备相连接，或用于通过标准异步通讯协议进行全双工的8051多机系统也可以通过同步方式，使用TTL或CMOS 移位寄存器来扩充I/O口。

第8章串行接口MCS-51单片机内部的串行接口是全双工的，即它能同时发送和接收数据。

发送缓冲器只能写入不能读出，接收缓冲器只能读出不能写入。

串行口还有接收缓冲作用，即从接收寄存器中读出前一个已收到的字节之前就能开始接收第二字节。

两个串行口数据缓冲器（实际上是两个寄存器）通过特殊功能寄存器SBUF来访问。

写入SBUF的数据储存在发送缓冲器，用于串行发送；从SBUF读出的数据来自接收缓冲器。

两个缓冲器共用一个地址99H（特殊功能寄存器SBUF的地址）。

8.1 串行口控制寄存器控制串行口的寄存器有两个特殊功能寄存器:即串行口控制寄存器SCON和电源控制器PCON。

1、PCON中的波特率选择位PCON是一个特殊功能寄存器（如下图所示），没有位寻址功能，字节地址为87H。

其中D7位（SMOD）为波特率选择位（波特率定义见8.3节）。

其他均无意义。

复位时的SMOD值为0。

可用MOV PCON，#80H或MOV 87H，#80H指令使该位置1。

当SMOD=1时，在串行口方式1，2或3情况下，波特率提高一倍。

2、串行口控制寄存器SCON特殊功能寄存器SCON用于定义串行口的操作方式和控制它的某些功能。

其字节地址为98H。

寄存器中各位内容如下：① SM0，SM1 串行口操作方式选择位，两个选择位对应于四种状态，所以串行口能以四种方式工作，见表8-1。

② SM2 允许方式2和3的多机通信使能位，在方式2或3中，若SM2置为1，且接收到的第9位数据（RB8）为0，则接收中断标志RI不会被激活，在方式1中，若SM2=1，则只有收到有效的停止位时才会激活RI。

在方式0中，SM2必须置为0。

③ REN 允许串行接收位。

由软件置位或清零，使允许接收或禁止接收。

④TB8 是在方式2和3中要发送的第9位数据可按需要由软件置位或复位。

⑤RB8 是方式2和3中已接收到的第9位数据。

在方式1中，若SM2=0，RB8是接收到的停止位。

在方式0中，不使用RB8位。

51单片机串口通信原理详解1. 引言串口（Serial Port）是一种常用于计算机与外部设备之间进行数据传输的接口，它是一种逐位传输的方式。

51单片机是一种非常常用的单片机，串口通信是其重要的通信方式之一。

本文将详细解释51单片机串口通信的基本原理，包括串口通信的定义、硬件连接示意图、通信协议、数据传输过程以及数据接收处理等方面的内容。

2. 串口通信定义串口通信是一种通过串行通路进行数据传输的通信方式。

它是一种点对点的通信协议，即通信的两端通过共享数据线进行数据交换。

3. 硬件连接示意图完成串口通信，需要将单片机与外部设备进行连接。

下图是一个常见的串口通信连接示意图：___| |TXD <-|---|---> RXD| |RXD <-|---|---> TXD|___|单片机外部设备通常，单片机的TXD引脚连接到外部设备的RXD引脚，而单片机的RXD引脚连接到外部设备的TXD引脚。

4. 串口通信协议串口通信需要明确一种通信协议，以规定数据的传输格式和相关参数。

在51单片机中，常用的串口通信协议有UART（Universal Asynchronous ReceiverTransmitter）和USART（Universal Synchronous Asynchronous Receiver Transmitter）。

UART是指不使用时钟信号而直接利用起始位、数据位和停止位来传输数据的协议，属于异步通信。

USART是指同步和异步传输都能实现的通信协议。

5. 数据传输过程串口通信的数据传输过程可以分为发送和接收两个部分。

5.1 发送数据发送数据的步骤如下：1.配置串口通信参数，包括波特率、数据位、停止位和校验位等。

2.将要发送的数据存放在发送缓冲区中。

3.设置发送开始标志位。

4.如果发送缓冲区为空，则等待直到缓冲区不为空。

5.将发送缓冲区中的数据通过串口发送出去。

6.等待发送完成。

51单片机的基本端口单片机是一种集成电路芯片，具有微处理器核心、存储器、I/O端口和各种外设接口等功能。

其中，基本端口是单片机最常用的功能之一，用于与外部设备进行数据交互和信号传输。

本文将介绍51单片机的基本端口及其使用方法。

一、引脚功能51单片机的引脚一共有40个，其中包括了多个基本端口引脚。

这些引脚的功能可以根据实际需要进行配置，比如作为输入端口、输出端口、中断源等。

以下是常用的几个基本端口引脚和其功能描述：1. P0口：P0.0~P0.7分别对应引脚号32~39，可用作通用I/O端口。

默认情况下，P0口是上拉输入模式，需要通过对应的寄存器设置为输出模式。

2. P1口：P1.0~P1.7分别对应引脚号1~7和40，同样可用作通用I/O端口。

在默认情况下，P1口是上拉输入模式，也需要通过寄存器进行配置。

3. P2口：P2.0~P2.7分别对应引脚号21~28，是可编程的8位I/O端口。

与P0和P1不同，P2口默认是输出模式，不需要进行配置。

二、使用方法在使用51单片机的基本端口之前，需要理解相关的寄存器和位控制。

以下是基本的使用方法：1. 配置端口模式：通过相应的寄存器设置，将需要使用的引脚设置为输入模式或输出模式。

2. 引脚输入：通过读取相应端口的寄存器，可以获取引脚的输入状态。

3. 引脚输出：通过写入相应端口的寄存器，可以控制引脚的输出状态。

4. 端口中断：通过对应的中断使能设置，可以使端口引脚成为一个中断源，触发中断服务程序。

需要注意的是，在编写代码时，应根据实际需要选择合适的端口和引脚进行配置和操作，以达到所需的功能。

三、示例代码下面是一个简单的示例代码，演示了如何使用51单片机的基本端口来控制LED灯的亮灭：```c#include <reg52.h>sbit LED = P1^0; // 将P1.0引脚定义为LEDvoid delay(unsigned int count){unsigned int i, j;for(i = 0; i < count; i++)for(j = 0; j < 1000; j++);}void main(){while(1){LED = 0; // LED亮delay(1000); // 延时LED = 1; // LED灭delay(1000); // 延时}}```通过以上示例代码，可以看到将P1.0引脚定义为LED，并通过改变LED引脚的输出状态来控制LED的亮灭。

51单片机各引脚及端口详解51单片机引脚功能：MCS-51是标准的40引脚双列直插式集成电路芯片,引脚分布请参照----单片机引脚图：l P0.0~P0.7 P0口8位双向口线（在引脚的39~32号端子）。

l P1.0~P1.7 P1口8位双向口线（在引脚的1~8号端子）。

l P2.0~P2.7 P2口8位双向口线（在引脚的21~28号端子）。

l P3.0~P3.7 P2口8位双向口线（在引脚的10~17号端子）。

这4个I/O口具有不完全相同的功能,大家可得学好了,其它书本里虽然有,但写的太深,对于初学者来说很难理解的,我这里都是按我自已的表达方式来写的,相信你也能够理解的。

P0口有三个功能：1、外部扩展存储器时,当做数据总线（如图1中的D0~D7为数据总线接口）2、外部扩展存储器时,当作地址总线（如图1中的A0~A7为地址总线接口）3、不扩展时,可做一般的I/O使用,但内部无上拉电阻,作为输入或输出时应在外部接上拉电阻。

P1口只做I/O口使用：其内部有上拉电阻。

P2口有两个功能：1、扩展外部存储器时,当作地址总线使用2、做一般I/O口使用,其内部有上拉电阻;P3口有两个功能：除了作为I/O使用外（其内部有上拉电阻）,还有一些特殊功能,由特殊寄存器来设置,具体功能请参考我们后面的引脚说明。

有内部EPROM的单片机芯片（例如8751）,为写入程序需提供专门的编程脉冲和编程电源,这些信号也是由信号引脚的形式提供的,即：编程脉冲：30脚（ALE/PROG）编程电压（25V）：31脚（EA/Vpp）接触过工业设备的兄弟可能会看到有些印刷线路板上会有一个电池,这个电池是干什么用的呢？这就是单片机的备用电源,当外接电源下降到下限值时,备用电源就会经第二功能的方式由第9脚（即RST/VPD）引入,以保护内部RAM中的信息不会丢失。

在介绍这四个I/O口时提到了一个“上拉电阻”那么上拉电阻又是一个什么东东呢？他起什么作用呢？都说了是电阻那当然就是一个电阻啦,当作为输入时,上拉电阻将其电位拉高,若输入为低电平则可提供电流源;所以如果P0口如果作为输入时,处在高阻抗状态,只有外接一个上拉电阻才能有效。

相信很多人都对单片机与计算机或者芯片通信时，RXD与TXD如何连接比较困惑。

因为在一些电路图中，有的是直连接法，有的是交叉接法，让人有点摸不着头脑。

首先需要明白两个概念，就是DTE和DCE。

DTE是指数据终端设备，典型的DTE就是计算机和单片机。

DCE是指数据通信设备，典型的DCE就是MODEM。

RS232串口标准中的RXD和TXD都是站在DTE立场上的，而不是DCE。

明白了这一点，再讲下面的接线方法，就很好理解了。

单片机与计算机进行串口通信时，单片机的RXD接计算机的TXD，单片机的TXD接计算机的RXD。

（1）使用串口直通线。

设计电路时，单片机的RXD连接电路板DB9的TXD，单片机的TXD连接电路板DB9的RXD，具体实现可在232电平转换芯片处反接。

（2）使用串口交叉线。

设计电路时，因为串口线已做交叉，单片机的RXD连接电路板DB9的RXD，单片机的TXD连接电路板DB9的TXD，均直连即可。

这就可以解释为什么有的电路中使用直连接法，有的电路中使用交叉接法，就是因为使用的串口线不同。

单片机与串口设备（如GPRS模块、载波芯片等）通信时，一律将RXD与TXD反接，即单片机的RXD接设备的TXD，单片机的TXD接设备的RXD。

（特殊标注其RXD与单片机RXD直连的除外，如华为的EM310）高阻态高阻态这是一个数字电路里常见的术语，指的是电路的一种输出状态，既不是高电平也不是低电平，如果高阻态再输入下一级电路的话，对下级电路无任何影响，和没接一样，如果用万用表测的话有可能是高电平也有可能是低电平，随它后面接的东西定。

高阻态的实质：电路分析时高阻态可做开路理解。

你可以把它看作输出（输入）电阻非常大。

它的极限状态可以认为悬空（开路）。

也就是说理论上高阻态不是悬空，它是对地或对电源电阻极大的状态。

而实际应用上与引脚的悬空几乎是一样的。

高阻态的意义：当门电路的输出上拉管导通而下拉管截止时,输出为高电平;反之就是低电平;如上拉管和下拉管都截止时,输出端就相当于浮空（没有电流流动）,其电平随外部电平高低而定,即该门电路放弃对输出端电路的控制。

单片机51接口原理单片机51接口原理单片机51接口原理是指单片机与外部器件或设备进行通信和控制的原理。

单片机51是一种常见的嵌入式微控制器，具有广泛的应用领域，包括工业控制、家电控制、自动化设备等。

其接口原理是通过单片机的引脚和外部器件或设备进行电气连接和通信，实现数据传输和控制操作。

单片机51接口原理包括数字接口和模拟接口两种类型，下面将详细介绍这两种接口的原理和应用。

数字接口原理数字接口是单片机与数字型器件进行通信和控制的接口，其原理是通过单片机的数字I/O引脚和外部器件的数字输入输出引脚进行连接和通信。

单片机通过设置输出引脚的电平（高电平或低电平）来控制外部器件的状态，同时也可以通过读取输入引脚的电平来获取外部器件的状态信息。

在单片机51中，有多个通用I/O引脚可以作为数字接口使用，例如P0口、P1口、P2口和P3口。

这些引脚可以通过编程设置为输入或输出模式，以实现与外部数字器件的通信和控制。

数字接口原理还包括串口通信接口和并行总线接口两种类型。

串口通信接口可以实现单片机与外部设备的串行数据传输，常用的串口通信协议包括UART、SPI 和I2C。

而并行总线接口可以实现单片机与外部设备的并行数据传输，通常用于连接存储器、显示器、键盘等外部设备。

模拟接口原理模拟接口是单片机与模拟型器件进行通信和控制的接口，其原理是通过单片机的模拟输入输出引脚和外部模拟器件的模拟输入输出引脚进行连接和通信。

单片机通过模数转换器（ADC）将外部模拟信号转换为数字信号，在单片机内部进行处理和分析，然后再通过数模转换器（DAC）将数字信号转换为模拟信号输出到外部器件。

在单片机51中，模拟接口通常包括一个或多个模拟输入引脚和一个或多个模拟输出引脚。

单片机内部的ADC和DAC模块可以对外部模拟信号进行高速、高精度的转换，从而实现对外部模拟器件的采集和控制。

模拟接口原理还包括定时器和比较器两种类型。

定时器可以通过编程设置计数器的计数范围和计数方式，从而实现对外部模拟信号的定时采样和触发控制。