【正文】 專業(yè) 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)2013－2014 學(xué)年 第 2 學(xué)期　第 16 周－ 19 周 題目基于RS485的單片機(jī)通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求；、發(fā)送數(shù)據(jù)的輸入；。4提高要求：通過(guò)鍵盤(pán)實(shí)現(xiàn)循環(huán)工作模式、指定從機(jī)這2種工作方式的切換。進(jìn)度安排 16周：查找資料，進(jìn)行系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)、軟件方案設(shè)計(jì)； 17周：硬件制作、軟件的分模塊調(diào)試； 19周：系統(tǒng)聯(lián)調(diào)； 19周：設(shè)計(jì)結(jié)果驗(yàn)收，報(bào)告初稿的撰寫(xiě)。學(xué)生姓名：11042104萬(wàn)嬌 11042109趙佳慧指導(dǎo)時(shí)間：周一、周三、周五指導(dǎo)地點(diǎn)：E樓 610 室任務(wù)下達(dá)2014年 6 月 3 日任務(wù)完成2014年 6月 27 日考核方式 □　 □ □ 　□指導(dǎo)教師張小林系（部）主任注：此表一組一表二份，課程設(shè)計(jì)小組組長(zhǎng)一份；任課教師授課時(shí)自帶一份備查。課程設(shè)計(jì)結(jié)束后與“課程設(shè)計(jì)小結(jié)”、“學(xué)生成績(jī)單”一并交院教務(wù)存檔。摘要串口通信是一種廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域的通信方式，在遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸和控制系統(tǒng)中，可以根據(jù)RS485協(xié)議實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳輸。此次課設(shè)即利用MAX485芯片實(shí)現(xiàn)半雙工串行通信的雙向通信系統(tǒng)。系統(tǒng)主要由主機(jī)控制模塊、通信模塊、數(shù)據(jù)輸入模塊、數(shù)據(jù)顯示模塊和模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊五個(gè)部分組成，實(shí)現(xiàn)了 利用RS485實(shí)現(xiàn)單片機(jī)的雙向通信，通過(guò)鍵盤(pán)實(shí)現(xiàn)從機(jī)的選擇、發(fā)送數(shù)據(jù)，主機(jī)顯示發(fā)送的數(shù)據(jù)及從機(jī)編號(hào)，通過(guò)鍵盤(pán)實(shí)現(xiàn)循環(huán)工作模式、指定從機(jī)這兩種工作方式的切換。此系統(tǒng)具有使用方便、操作簡(jiǎn)單、便于實(shí)現(xiàn)、成本低、可靠性高、可拓展性強(qiáng)、易于維護(hù)等特點(diǎn)，具有較廣泛的應(yīng)用前景。關(guān)鍵字：?jiǎn)纹瑱C(jī)；RS485總線；串行通信；數(shù)模轉(zhuǎn)換目錄前言 1第一章 設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求 2 2 2第二章 系統(tǒng)組成及工作原理 3 3 工作原理 3第三章 硬件電路方案設(shè)計(jì) 4 主機(jī)控制模塊 4 數(shù)據(jù)顯示模塊 5 模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊 6 鍵盤(pán)輸入模塊 7 通信模塊 8 RS485通信協(xié)議 8 RS485通信格式 9 10 單片機(jī)最小系統(tǒng) 10 顯示模塊 11第四章 軟件設(shè)計(jì) 12 通信協(xié)議 12 串行通信協(xié)議的比較——RS232 RS422 RS485 12 通信過(guò)程 14 主機(jī)程序 14 主程序流程圖 14 矩陣鍵盤(pán)輸入子程序 15 數(shù)碼管顯示子程序 16 傳輸模塊子程序 17 從機(jī)程序 17 17 接收并顯示子程序 18第五章 實(shí)驗(yàn)調(diào)試和測(cè)試結(jié)果與分析 19第六章 結(jié)論 20第七章 參考文獻(xiàn) 21附錄一 電路圖 22附錄二 程序代碼 23前言單片機(jī)是一種集成電路芯片，是采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器CPU、隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM、只讀存儲(chǔ)器ROM、多種I/O口和中斷系統(tǒng)、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器等功能（可能還包括顯示驅(qū)動(dòng)電路、脈寬調(diào)制電路、模擬多路轉(zhuǎn)換器、A/D轉(zhuǎn)換器等電路）集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個(gè)小而完善的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。而在以單片機(jī)為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)采集和實(shí)時(shí)控制中，通過(guò)計(jì)算機(jī)中的RS232接口進(jìn)行計(jì)算機(jī)與單片機(jī)之間的命令和數(shù)據(jù)傳送，就可以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制。由于計(jì)算機(jī)上的RS232所傳送的距離不超過(guò)30m，所以在遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳送和控制時(shí)，可以利用MAX485的接口芯片將RS232協(xié)議轉(zhuǎn)換成RS485協(xié)議進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳送。RS485是雙向、半雙工通信協(xié)議，允許多個(gè)驅(qū)動(dòng)器和接收器掛接在總線上，其中每個(gè)驅(qū)動(dòng)器都能夠脫離總線。接收器輸入靈敏度為200mV，這就意味著若要識(shí)別符號(hào)或者間隔狀態(tài)，接收端電壓必須高于+200mV或者低于200mV。最小接收器輸入阻抗為12KΩ，（最小值）、5V（最大值）。0第一章 設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求設(shè)計(jì)一個(gè)基于RS485的單片機(jī)通信系統(tǒng)。；2．通過(guò)串口利用RS485總線，將數(shù)據(jù)發(fā)給單片機(jī)主機(jī)，并顯示。 單片機(jī)1 RS485 RS485 單片機(jī)2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案圖 第二章 系統(tǒng)組成及工作原理系統(tǒng)主要由主機(jī)控制模塊、通信模塊、數(shù)據(jù)輸入模塊、數(shù)據(jù)顯示模塊和數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊五個(gè)部分組成。其系統(tǒng)框圖如下： 通信從機(jī) 通信主機(jī) 數(shù)據(jù)顯示 數(shù)據(jù)顯示通信模塊數(shù)據(jù)輸入數(shù)模轉(zhuǎn)換鍵盤(pán) 系統(tǒng)框圖在本系統(tǒng)中，通信主機(jī)是核心部分，主要完成對(duì)數(shù)據(jù)的處理、操作和運(yùn)算；數(shù)據(jù)輸入模塊主要完成數(shù)據(jù)的輸入，所有人機(jī)交換的數(shù)據(jù)都從該模塊中輸入；數(shù)據(jù)顯示模塊完成了通信雙方的數(shù)據(jù)顯示；通信模塊即完成數(shù)據(jù)的接受和發(fā)送，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)距離傳輸。 工作原理基于RS485的單片機(jī)通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原理是：利用數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊或者鍵盤(pán)輸入模塊通過(guò)P3口或者P1口將數(shù)據(jù)輸入到C51單片機(jī)主機(jī)里，C51單片機(jī)主機(jī)通過(guò)程序來(lái)控制共陰數(shù)碼管顯示數(shù)據(jù)并利用MAX485芯片將數(shù)據(jù)傳輸?shù)紺51單片機(jī)從機(jī)中，C51單片機(jī)從機(jī)再通過(guò)程序控制另一個(gè)共陰數(shù)碼管顯示傳輸過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)。第三章 硬件電路方案設(shè)計(jì) 主機(jī)控制模塊 主機(jī)控制模塊89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓、高性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機(jī)。單片機(jī)的可擦除只讀存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦除100次。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，ATMEL的89C51是一種高效微控制器。 片內(nèi)為128個(gè)字節(jié)，片外最多可外擴(kuò)至64k字節(jié)，用來(lái)存儲(chǔ)程序在運(yùn)行期間的工作變量、運(yùn)算的中間結(jié)果、數(shù)據(jù)暫存和緩沖、標(biāo)志位等，所以稱為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。由于受集成度限制，片內(nèi)只讀存儲(chǔ)器一般容量較小，如果片內(nèi)的只讀存儲(chǔ)器的容量不夠，則需用擴(kuò)展片外的只讀存儲(chǔ)器，片外最多可外擴(kuò)至64k字節(jié)。具有5個(gè)中斷源，2級(jí)中斷優(yōu)先權(quán)。片內(nèi)有2個(gè)16位的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器， 具有四種工作方式。e. 串行口1個(gè)全雙工的串行口，具有四種工作方式?？捎脕?lái)進(jìn)行串行通訊，擴(kuò)展并行I/O口，甚至與多個(gè)單片機(jī)相連構(gòu)成多機(jī)系統(tǒng)，從而使單片機(jī)的功能更強(qiáng)且應(yīng)用更廣。P1口、P2口、P3口、P4口為4個(gè)并行8位I/O口。共有21個(gè)，用于對(duì)片內(nèi)的個(gè)功能的部件進(jìn)行管理、控制、監(jiān)視。實(shí)際上是一些控制寄存器和狀態(tài)寄存器，是一個(gè)具有特殊功能的RAM區(qū)。該單片機(jī)中有一個(gè)8位的微處理器，與通用的微處理器基本相同，同樣包括了運(yùn)算器和控制器兩大部分，只是增加了面向控制的處理功能，不僅可處理數(shù)據(jù)，還可以進(jìn)行位變量的處理。由于集成度的限制，最小應(yīng)用系統(tǒng)只能用作一些小型的控制單元。其應(yīng)用特點(diǎn)：（1） 有可供用戶使用的大量I/O口線。（2） 內(nèi)部存儲(chǔ)器容量有限。（3） 應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)具有特殊性。 數(shù)據(jù)顯示模塊本次課設(shè)采用八段共陰極數(shù)碼管顯示，利用51單片機(jī)程序來(lái)控制數(shù)碼管的顯示。 數(shù)據(jù)顯示模塊 模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊本次課設(shè)利用ADC0832來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)模轉(zhuǎn)換。 模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊ADC0832 是美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司是生產(chǎn)的一種 8 位分辨率、雙通道 A/D 轉(zhuǎn)換芯片。其分辨率可達(dá)256級(jí)，芯片轉(zhuǎn)換時(shí)間僅為32μS,轉(zhuǎn)換速度快且穩(wěn)定性強(qiáng)，其芯片如下圖所示： ADC0832芯片其中各管腳功能為：片選使能，低電平芯片使能。CH0 模擬輸入通道0，或作為IN+/使用。 CH1 模擬輸入通道1，或作為IN+/使用。