最新單片機(jī)的雙機(jī)串口通信課程設(shè)計(jì)-文庫吧
2025-06-14 03:03 本頁面
【正文】 。串行通信按同步方式可分為異步通信和同步通信兩種基本通信方式。它是在數(shù)字化的基礎(chǔ)上用微處理器裝備起來，是計(jì)算機(jī)技術(shù)與電子儀器相結(jié)合的產(chǎn)物。它具有數(shù)據(jù)存儲、運(yùn)算、邏輯判斷能力，能根據(jù)被測參數(shù)的變化自選量程，可自動(dòng)校正，自動(dòng)補(bǔ)償，自尋故障等，可以做一些需要人類的智慧才能完成的工作，既具備了一定的智能，故稱為智能儀器。人們習(xí)慣將這種內(nèi)含微型計(jì)算機(jī)并帶有GPIB等通信接口的電子儀器稱為智能儀器。本課程設(shè)計(jì)就是利用兩片單片機(jī)實(shí)現(xiàn)串口通訊數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收，該系統(tǒng)可采用max232進(jìn)行串口通訊數(shù)據(jù)傳送?？捎肔ED顯示發(fā)送的相應(yīng)據(jù)。 設(shè)計(jì)目的單片機(jī)課程設(shè)計(jì)作為獨(dú)立的數(shù)學(xué)環(huán)節(jié)，是自動(dòng)化及相關(guān)專業(yè)集中實(shí)踐性環(huán)節(jié)系列之一，是學(xué)習(xí)完《單片機(jī)原理及應(yīng)用》課程后，并在進(jìn)行相關(guān)課程設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上進(jìn)行的一次綜合練習(xí)。在本課題的設(shè)計(jì)過程中，我們通過查閱資料、接口設(shè)計(jì)、程序設(shè)計(jì)、安裝調(diào)試等環(huán)節(jié)，完成一個(gè)基于MCS51系列單片機(jī)，涉及多種資源應(yīng)用，并具有綜合功能的小應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)。讓我們不僅將課堂上學(xué)到的理論知識與實(shí)際應(yīng)用結(jié)合起來，而且能夠?qū)﹄娮与娐贰㈦娮釉骷确矫娴闹R進(jìn)一步加深認(rèn)識，同時(shí)在軟件編程、調(diào)試、相關(guān)儀器設(shè)備和相關(guān)軟件的使用技能等方面得到較全面的鍛煉和提高。讓我們增加了對單片機(jī)的感性認(rèn)識，加深對單片機(jī)理論方面的理解，同時(shí)也加深單片機(jī)的內(nèi)部功能模塊的應(yīng)用。使我們了解和掌握單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)過程、方法及實(shí)現(xiàn)，強(qiáng)化單片機(jī)應(yīng)用電路的設(shè)計(jì)與分析能力。提高我們在單片機(jī)應(yīng)用方面的實(shí)踐技能和科學(xué)作風(fēng)；培育我們綜合運(yùn)用理論知識解決問題的能力等。 設(shè)計(jì)任務(wù)在本次課程設(shè)計(jì)中，主要完成如下方面的設(shè)計(jì)任務(wù)：簡要闡述單片機(jī)技術(shù)發(fā)展的國內(nèi)外現(xiàn)狀及LED動(dòng)態(tài)顯示的基本原理；掌握MCS51系列某種產(chǎn)品（例如8051）的最小電路的設(shè)計(jì)方法；用串行口的全雙共數(shù)據(jù)傳送法實(shí)現(xiàn)兩機(jī)互相通信。發(fā)送端將0~f循環(huán)發(fā)送到接收端，并在接收端顯示；完成主要功能模塊的硬件電路設(shè)計(jì)及必要的參數(shù)確定；用protel軟件完成雙機(jī)通信的原理電路圖的繪制及仿真； 設(shè)計(jì)方法 本次設(shè)計(jì)，對于兩片89C51，采用RS232進(jìn)行雙機(jī)通信。發(fā)送方的數(shù)據(jù)由串行口TXD段輸出，經(jīng)過電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232將TTL電平轉(zhuǎn)換為RS232電平輸出，經(jīng)過傳輸線將信號傳送到接收端。接收方也使用MAX232芯片進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換后，信號到達(dá)接收方串行口的接收端。接收方接收后，在數(shù)碼管上顯示接收的信息。為提高抗干擾能力，還可以在輸入輸出端加光耦合進(jìn)行光電隔離。軟件部分，通過通信協(xié)議進(jìn)行發(fā)送接收，主機(jī)先送AAH給從機(jī)，當(dāng)從機(jī)接收到AAH后，向主機(jī)回答B(yǎng)BH。主機(jī)收到BBH后就把數(shù)碼表TAB[16]中的10個(gè)數(shù)據(jù)送給從機(jī)，并發(fā)送檢驗(yàn)和。從機(jī)收到16個(gè)數(shù)據(jù)并計(jì)算接收到數(shù)據(jù)的檢驗(yàn)和，與主機(jī)發(fā)送來的檢驗(yàn)和進(jìn)行比較，若檢驗(yàn)和相同則發(fā)送00H給主機(jī)；否則發(fā)送FFH給主機(jī)，重新接受。從機(jī)收到16個(gè)正確數(shù)據(jù)后送到一個(gè)數(shù)碼管顯示。串口通訊的設(shè)計(jì)原理框圖如圖1所示。 第二章 設(shè)計(jì)內(nèi)容與所用器件基本功能：兩片單片機(jī)之間進(jìn)行串行通信，發(fā)送端將0~f循環(huán)發(fā)送到接收端，并在接收端顯示。原理圖：單片機(jī)單片機(jī)八段LED 顯示Max232Max232晶振電路晶振電路圖1 串口通訊的設(shè)計(jì)原理框圖 所用器件件附錄1第3章 方案論證與比較在串行通信中，數(shù)據(jù)是在兩個(gè)站之間傳送的。按照數(shù)據(jù)傳送方向，串行通信可采用三種方案。方案一：單工制式單工制式是指甲乙雙方通信只能單向傳送數(shù)據(jù)。單工制式如圖2 圖2 單工制式方案二：半雙工制式半雙工制式是指通信雙方都具有發(fā)送器和接收器，雙方既可發(fā)送也可接收，但接收和發(fā)送不能同時(shí)進(jìn)行，即發(fā)送時(shí)就不能接收，接收時(shí)就不能發(fā)送。半雙工制式如圖3圖3 半雙工制式方案三：全雙工制式 全雙工制式是指通信雙方均設(shè)有發(fā)送器和接收器，并且將信道劃分為發(fā)送信道和接收信道，兩端數(shù)據(jù)允許同時(shí)收發(fā)，因此通信效率比前兩種高。全雙工制式如下圖4：圖4 全雙工制式因此，本課設(shè)采用方案三全雙工制式對于主控系統(tǒng)電路的選擇有以下三種方案。方案一：采用專用芯片實(shí)現(xiàn)。用專用芯片進(jìn)行設(shè)計(jì)并編程實(shí)現(xiàn)。這種設(shè)計(jì)方案計(jì)算效率高、速度快、而且成本也相對較低，是進(jìn)行串口通信的最佳方案。但是由于對專用芯片掌握的不夠，還不足以實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)，所以這個(gè)方案不可取。方案二：采用FPGA（現(xiàn)場可編程門陣列）作為系統(tǒng)的控制器。FPGA將所有器件集成到一塊芯片上，節(jié)省空間，穩(wěn)定性高；直接面向用戶，具有極大的靈活性和通用性，硬件測試和實(shí)現(xiàn)快捷，開發(fā)效率高，工作可靠性好。適合于大規(guī)模實(shí)時(shí)系統(tǒng)控制核心，本設(shè)計(jì)對數(shù)據(jù)處理速度的要求不是很高，F(xiàn)PGA的高速處理的優(yōu)勢得不到充分的體現(xiàn)，由于其集成度高，使其成本偏高，同時(shí)由于芯片的引腳較多，實(shí)物電路板布線復(fù)雜，加重了電路設(shè)計(jì)和實(shí)際焊接的工作。所以，不建議采用此方案。方案三：用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)。由于單片機(jī)集成了運(yùn)算器電路、控制電路、存儲器、中斷系統(tǒng)、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器以及輸入/輸出口電路等，所以用單片機(jī)設(shè)計(jì)控制電路省去了很多分立元器件。由于單片機(jī)是可編程芯片，并且它可以運(yùn)用C語言編寫，對于一些復(fù)雜的計(jì)算功能，可以調(diào)用C語言庫函數(shù)。使編寫程序變得非常簡單。且經(jīng)過本學(xué)期對課程學(xué)習(xí)，我們對單片機(jī)的應(yīng)用比較熟悉，運(yùn)用靈活，所以該課題用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)。第四章 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)硬件系統(tǒng)是指構(gòu)成微機(jī)系統(tǒng)的實(shí)體和裝置，通常由運(yùn)算器、控制器、存儲器、輸入接口電路和輸入設(shè)備、輸出接口電路和輸出設(shè)備等組成。單片機(jī)實(shí)質(zhì)上是一個(gè)硬件的芯片，在實(shí)際應(yīng)用中，通常很難直接和被控對象進(jìn)行電氣連接，必須外加各種擴(kuò)展接口電路、外部設(shè)備、被控對象等硬件和軟件，才能構(gòu)成一個(gè)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。本設(shè)計(jì)選用以89C51單片機(jī)為主控單元。顯示部分：采用8段LED數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示。 時(shí)鐘電路時(shí)鐘電路用于產(chǎn)生單片機(jī)工作所需要的時(shí)鐘信號，單片機(jī)本身就是一個(gè)復(fù)雜的同步時(shí)序電路，為了保證同步工作方式的實(shí)現(xiàn)，電路應(yīng)在唯一的時(shí)鐘信號控制下嚴(yán)格地按時(shí)序進(jìn)行工作。在MCS51芯片內(nèi)部有一個(gè)高增益反相放大器，其輸入端為芯片引腳X1，輸出端為引腳X2，在芯片的外部跨接晶體
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