《單片機課程設計》word版-文庫吧
2025-01-01 07:23 本頁面
【正文】 .........................................................................198. 參考文獻 .....................................................................................................................20 4引言：在各種單片機應用系統(tǒng)的設計中，如智能儀器儀表、各類手持設備、GPS 接收器等，常常遇到計算機與外界的信息交換，即通訊。通信的基本方式可分為并行通信與串行通信兩種。并行通信是將組成數(shù)據(jù)的各位同時傳送，并通過并行門（如 P1 口等）來實現(xiàn)。在并行通信中，數(shù)據(jù)傳送線的根數(shù)與傳送的數(shù)據(jù)位數(shù)相等，傳送數(shù)據(jù)速度快，但所占用的傳輸線位數(shù)多。因此并行通信適合短距離通信。串行通信是指數(shù)據(jù)一位一位地按順序傳送。串行通信通過串行口來實現(xiàn)。在全雙工的串行通信中，僅需要一根發(fā)送線和一根接收線，串行通信可大大節(jié)省傳送線路的成本，但數(shù)據(jù)傳送速度慢。因此，串行通信適合于遠距離通信。目前，在許多單片機應用系統(tǒng)中，上、下位機分工明確，作為下位機核心器件的單片機往往只負責數(shù)據(jù)的采集和通信，而上位機通常以基于圖形界面的 Windows系統(tǒng)為操作平臺，為便于查詢和保存數(shù)據(jù)，還需要數(shù)據(jù)庫的支持，如在測控系統(tǒng)中使用 SQL Server 數(shù)據(jù)庫?，F(xiàn)階段這種應用的核心便是數(shù)據(jù)通信，它包括單片機和上位機之間、客戶端和服務器之間以及客戶端和客戶端之間的通信，而在單片機和上位機之間的數(shù)據(jù)通信則是整個系統(tǒng)的基礎。單片機和 PC 的通信是通過單片機的串口和 PC 機之間的硬件連接實現(xiàn)。鑒于 PC 機具有強大的監(jiān)控和管理功能，單片機則具有快速以及容易控制的特點，在數(shù)據(jù)量不大、傳輸要求不高的情況下，一般都采用給 PC 機配置的RS232 標準串行接口 COMCOM2 等相連接來實現(xiàn)應用系統(tǒng)與 PC 機之間的數(shù)據(jù)交換。5 設計流程及方案的選擇 設計任務與要求：一、設計的目：1．進一步熟悉和掌握單片機的結(jié)構(gòu)及工作原理。2．掌握單片機的接口技術(shù)及相關(guān)外圍芯片的外特性，控制方法。3．通過課程設計，掌握以單片機核心的電路設計的基本方法和技術(shù)，了解有關(guān)電路參數(shù)的計算方法。4．通過實際程序設計和調(diào)試，逐步掌握模塊化程序設計方法和調(diào)試技術(shù)。5．通過完成一個包括電路設計和程序開發(fā)的完整過程，使學生了解開發(fā)單片機應用系統(tǒng)的全過程，為今后從事相應打下基礎。二、設計具體要求：1．原理圖設計要符合項目的工作原理，連線要正確，端了要不得有標號。2．圖中所使用的元器件要合理選用，電阻，電容等器件的參數(shù)要正確標明。3．原理圖要完整，CPU，外圍器件，擴器接口，輸入/輸出裝置要一應俱全。 4．原理圖設計說明，簡要說明設計目的，原理圖中所使用的元器件功能及在圖中的作用，各器件的工作過程及順序。 總體方案設計：PC 機與單片機之間可以由 51 單片機接口相連，在 PC 機系統(tǒng)內(nèi)部裝有異步通信適配器，利用它可以實現(xiàn)異步串行通信。該適配器的核心元件是可編程的 Intel 8250 芯片，它使 PC 機有能力與其他具有標準的 RS232C 接口的計算機或設備進行通信。而 51 單片機本身具有一個全雙工的串行口，因此只要配以電平換換的驅(qū)動電路、隔離電路就可以組成一個簡單的通信接口。同樣，PC 機和單片機之間的通6信也分為雙機通行與多機通信。數(shù)據(jù)通信的硬件上采用 3 線制，將單片機和 PC 串口的 3 個引腳（TXD、RXD、GND）分別連在一起，即將 PC 機和單片機的發(fā)送數(shù)據(jù)線 TXD 與接收數(shù)據(jù)線 RXD 交叉連接，兩者的地線 GND 直接相連，而其他信號線如握手信號線均不用，采用軟件握手的方式。這樣既可以實現(xiàn)預定的任務又可以簡化電路設計。 PC 機和單片機最簡單的連接時零調(diào)制三線經(jīng)濟系。這是進行全雙工通信所必需的最少線路，因為 51 單片機輸入、輸出電平為 TTL 電平，但由于單片機的 TTL 邏輯電平和 RS232 的電氣特性完全不同，RS232 的邏輯 0 電平規(guī)定為+5~+15V 之間，邏輯 1 電平為5~15V 之間，因此在將 PC 機和單片機的 TXD 和 RXD 交叉連接時必須進行電平轉(zhuǎn)換，這里我選用的是 MAX232 電平轉(zhuǎn)換芯片。其原理框圖為圖 21 圖 21 串口通信原理圖 TXD RVD GND TIN TOUTROUT RINGNDRXDTXDGNDRS232C7串口通信簡介：MCS51 系列單片機上有一個通用異步接收／發(fā)送器 UART，通過引腳RXD[P3．O]和 TXD[P3．1]可與外音 B 電路進行全雙工的串行異步通信，發(fā)送數(shù)據(jù)時由 TXD 端送出，接收時數(shù)據(jù)由 RXD 端輸入。本文將具體介紹單片機串口的特點和編程方法，并且在最后給出一個實用的單片機與計算機通過串口通信的程序。 串行接口的基本特點 MCS51 單片機的串行端口有 4 種基本工作方式，通過編程設置，可以使其工作在任一方式，以滿足不同場合的需要。其中，方式 0 主要用于外接移位寄存器，以擴展單片機的 I／O 電路；工作方式 1 多用于雙機之間或與外設電路的通信；
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