【正文】 邕江大學(xué) 07 級畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 目 錄 摘 要 ............................................... 3 一、前言 ........................................... 5 （一） 串行通信 .................................... 5 二、總體設(shè)計(jì) ...................................... 5 （一） 系統(tǒng)組成 .................................... 5 （二） 系統(tǒng)工作原理 ................................ 6 三、系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案論證 ............................. 7 (一 ) 串行通信接口的選擇 .......................... 7 方案一 ....................................... 7 方案二 ....................................... 8 方案的確定 ................................... 8 （二）上位機(jī)軟件的設(shè)計(jì)選擇 ........................ 9 方案一 ....................................... 9 方案二 ....................................... 9 方案的確定 ................................... 9 四、硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì) ................................. 10 （一）整體單片機(jī)模塊設(shè)計(jì) ......................... 10 串行通信模塊設(shè)計(jì) ............................ 10 2． LCD 顯示模塊的選擇 ........................... 13 數(shù)碼管顯示模塊的選擇 ......................... 14 五、軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì) ................................. 14 邕江大學(xué) 07 級畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 （一） 設(shè)置串口工作方式 ........................ 15 （二） 設(shè)置定時(shí)器工作方式 ...................... 15 （三） 主程序設(shè)計(jì)流程圖 ........................ 15 （四） 串口接收發(fā)送數(shù)據(jù)中斷服務(wù)子程序設(shè)計(jì) ...... 17 （五） LCD 顯示子程序模塊設(shè)計(jì) ................... 18 （六） 數(shù)碼管子程序模塊設(shè)計(jì) .................... 19 （七） PC 上位機(jī)程序流程圖設(shè)計(jì) .................. 19 六、系統(tǒng)仿真調(diào)試與實(shí)物調(diào)試結(jié)果 ................ 19 總結(jié) ............................................... 23 參考文獻(xiàn) .......................................... 24 致謝 ............................................... 24 附錄 ......................................... 25 邕江大學(xué) 07 級畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 摘 要 近年來，由于單片機(jī)與 PC機(jī)串行通信現(xiàn)狀及發(fā)展前景的優(yōu)越，越 來越成為計(jì)算機(jī)應(yīng)用的主流資源。而單片機(jī)系統(tǒng)在工業(yè)領(lǐng)域控制中也逐步得到廣泛應(yīng)用，特別是利用單片機(jī)能直接進(jìn)行雙工通信的特點(diǎn)，在數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理等控制中已成為一種發(fā)展方向。 單片機(jī)與 PC機(jī)串行通信的方式有并行通信和串行通信，其中串行通信的特點(diǎn)是按順序地傳輸數(shù)據(jù)，只需一對傳輸線就可以實(shí)現(xiàn)通信，從而降低了通信成本。 關(guān)鍵詞 : 雙工通信 , 數(shù)據(jù)采集 , 數(shù)據(jù)處理 , 串行通信 , 傳輸數(shù)據(jù) 。 邕江大學(xué) 07 級畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 Abstract In recent years, due to microcontroller serial munication with the PC, the status quo and development prospects of the superior, more and more resources into the mainstream puter applications. The microputer control system in the industry have gradually been widely applied, in particular, the use of microcontroller can directly duplex munication characteristics in data acquisition, data processing, control has bee a development direction. Microcontroller with PC Serial Communication methods are parallel munication and serial munication, which is characterized by serial munication sequence to transmit data, only a pair of transmission line munication can be achieved, thereby reducing munication costs. Keywords: Duplex munication, data acquisition, data processing, serial munications, transmission of data. 邕江大學(xué) 07 級畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 一、前言 （一） 串行通信 隨著計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的應(yīng)用和單片機(jī)的網(wǎng)絡(luò)發(fā)展，通信功能就顯的越來越重要了。這里所說的通信功能是指計(jì)算機(jī)與外界（單片機(jī)）的信息交換。因此，通信既包括計(jì)算機(jī)與外部設(shè)備之間，也包括計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)之間的信息交換。由于使用一條數(shù)據(jù)線，將數(shù)據(jù)一位一位地依次傳輸，每一位數(shù)據(jù)占據(jù)一個(gè)固定的時(shí)間長度。其只需要少數(shù)幾條線就可以在系統(tǒng)間交換信息，因此，特別適合于遠(yuǎn)距離傳輸。對于那些與計(jì)算機(jī)相距不遠(yuǎn)的人－機(jī)交換設(shè)備和串行存儲(chǔ)的外部設(shè)備 如終端、打印機(jī)、邏輯分析儀、磁盤等，采用串行方式交換數(shù)據(jù)也很普遍。在實(shí)時(shí)控制和管理方面，采用多臺(tái)微機(jī)處理機(jī)組成分級分布控制系統(tǒng)中，各 CPU 之間的通信一般都是串行方式。所以串行接口是微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)常用的接口。 二、總體設(shè)計(jì) （一） 系統(tǒng)組成 本系統(tǒng)功能 是 由硬件 系統(tǒng) 和軟件 系統(tǒng) 兩部份 共同 完成，硬件 系統(tǒng) 部分主要完成 數(shù)據(jù) 的顯示；軟件 系統(tǒng)部分 主要完成信號的 傳輸 處理及控制功能等。 本 系統(tǒng)的硬件采用模塊化設(shè)計(jì)，以 AT89S51單片機(jī)為核心，與 數(shù)碼管 顯示電路、串行口通信電路組成控制系統(tǒng)。該硬件 系統(tǒng) 主要 有 以下幾個(gè)模塊： AT89S51主控模塊、 數(shù)碼管 顯示模塊、 LCD顯示模塊、 串行口通信模塊等。 單片機(jī) 主要完成外圍硬件的控制以及一些運(yùn)算功能， 數(shù)碼管 顯示模塊完成數(shù)字的顯示功能、串行口通信模塊主要完成單片機(jī)和 PC機(jī)之間的通信功能。系統(tǒng)組成方框圖如圖 所示。 邕江大學(xué) 07 級畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 圖 單片機(jī)系統(tǒng)組成方框圖 本 軟件 系統(tǒng) 采用模塊化設(shè)計(jì)方法。系統(tǒng)軟件主要由主程序、串口接收發(fā)送數(shù)據(jù)中斷子程序、 數(shù)碼管 顯示子程序等模塊組成，系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)框圖如圖 。 圖 系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)框圖 （二） 系統(tǒng)工作原理 MCS－ 51單片機(jī)串行口發(fā)送 /接收數(shù)據(jù)時(shí)，通過 2個(gè)串行緩沖器 SBUF進(jìn)行，這 2個(gè)緩沖器采用一個(gè)地址 ，但在物理上是獨(dú)立的。其中接收緩沖器只能讀出不能寫入，發(fā)送緩沖器只能寫入不能讀出。 ① 發(fā)送過程 數(shù)碼管 、 LCD顯示子程序 串口接收發(fā)送數(shù)據(jù)中斷子程序 主 程 序 單 片 機(jī) 串行口通信電路 時(shí)鐘電路 電源電路 數(shù)碼管 、 LCD顯示電路 復(fù)位電路及按鍵電路 邕江大學(xué) 07 級畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 由指令 MOV SBUF， A啟動(dòng)，此時(shí)待傳送的數(shù)據(jù)由 A累加器傳入串行發(fā)送緩沖器 SBUF，由硬件自動(dòng)在發(fā)送字符的始、末加上起始位 (低電平 )、停止位 (高電子 )及其它控制位 (如奇偶位等 )，而后在移位脈沖的控制下，低位在前，高位在 后，逐位從 TXD端 (方式 0除外 )發(fā)出。 ② 接收過程 串行口的接收與否受制于允許接收位 REN 的狀態(tài)，當(dāng) REN被軟件置 “ 1” 后，允許接收器接收。串口的接收器以所選波特率的 16 倍速對 RXD 線進(jìn)行監(jiān)視。當(dāng)“ 1” 到 “ 0” 跳變時(shí)，檢測器連續(xù)采樣到 RXD 線上低電平時(shí)。便認(rèn)定 RXD端出現(xiàn)起始位，繼而接收控制器開始工作。在每位傳送時(shí)間的第 9三個(gè)脈沖狀態(tài)采樣 RXD線，決定所接收的值為 “ 0” 或 “ 1” 。當(dāng)接收完停止位后，控制電路使中斷標(biāo)志 R1 置為 “ 1” ，此時(shí)程序可通過 MOV A， SBUF 指令將接收到的字符從SBUF送入 累加器 A，從而完成一幀數(shù)據(jù)的接收工作。 三 、系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案論證 (一 )串行通信接口的選擇 方案一 RS485接口采用差分信號負(fù)邏輯， 正電 壓 表示“ 0”， 負(fù) 電 壓 表示“ 1” ,RS485接口分兩線制和四線制兩種接線方式，四線制只能實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對點(diǎn)的通信方式，現(xiàn)很少采用，現(xiàn)在多采用的是兩線制接線方式，這種接線方式為總線式拓樸結(jié)構(gòu)在同一總線上最多可以 連 接 32 個(gè)結(jié)點(diǎn)。在 RS485 接口通信網(wǎng)絡(luò)中一般采用的是主從通信方式，即一個(gè)主機(jī)帶多個(gè)從機(jī)。在很多情況下，連接 RS485接口通信時(shí)只是簡單地用一對雙絞線將各 個(gè)接口的“ A”、“ B”端連接起來。而忽略了