【正文】 I PC 與單片機(jī)通過(guò) USB 接口實(shí) 現(xiàn) 串行通信 摘 要 基于串口通訊的原理，分析和討論了計(jì)算機(jī)與單片機(jī)如何通過(guò) USB 接口使用相關(guān)的通訊協(xié)議實(shí)現(xiàn)串行通信的。 本設(shè)計(jì)主要介紹如何使用一臺(tái)計(jì)算機(jī)與一臺(tái)單片機(jī)通過(guò) USB 接口實(shí)現(xiàn) 串行通信。 在 本設(shè)計(jì)中單片機(jī)采用 AT89C51， USB 模塊CH375， 軟件設(shè)計(jì)方面， PC機(jī)采用 C語(yǔ)言編程，單片機(jī)方面用中斷方式完成數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送，程序采用 也采用 C語(yǔ)言。 關(guān)鍵字 ：計(jì)算機(jī)，單片機(jī)， USB， 串行通信 II PC and SCM realizing serial munication via a USB Abstract: Based on the principle of serial munication, this paper analyzes and discusses how puter and SCM via a USB munication protocol realized with related serial munication. This design mainly introduces how to use a puter and a singlechip microputer via the USB interface implementation serial munication. In this design singlechip microputer AT89C51, USB module CH375, software design, PC machine adopts the C programming language used interrupt mode, microcontroller finish data by sending and receiving, the program also use C language. Key words: Computer, MCU, USB, Serial munication III 目 錄 第 1 章 前 言 ........................................................................................................ 1 本課題研究的目的和背景 .......................................................................... 1 本課題研究的主要內(nèi)容 ............................................................................. 2 第 2 章 串行通信基礎(chǔ) ........................................................................................ 3 串口通信的基本知識(shí) ................................................................................... 3 并行通信與串行通信 ....................................... 3 串行通信工作模式 .......................................... 6 異步傳輸 和同步傳輸 ........................................ 7 第 3 章 USB............................................................................................................. 9 USB 簡(jiǎn)介 ...................................................................................................... 9 USB 設(shè)備 .................................................. 9 USB 的優(yōu)點(diǎn) ............................................... 10 傳輸方式 ................................................. 11 USB 的總線協(xié)議 ........................................................................................ 12 總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) ............................................. 12 的物理層 .............................................. 13 總線協(xié)議 .............................................. 14 第四章 串口通信接口設(shè)計(jì) ................................................................................ 23 設(shè)計(jì)選擇 ................................................................................................... 23 接口電路設(shè)計(jì) ........................................................................................... 23 PC 機(jī)串行通信接口標(biāo)準(zhǔn) RS232C............................. 23 串口通信的接收過(guò)程 ....................................... 25 USB 模塊 CH375............................................ 26 USB 接口的軟件設(shè)計(jì) ....................................... 27 通信程序設(shè)計(jì) ........................................................................................... 27 PC 機(jī)通信程序 ............................................ 28 IV AT8C951 單片機(jī)端的通信程序 ............................... 29 結(jié) 論 .................................................................................................................... 31 致 謝 .................................................................................................................... 32 參考文獻(xiàn) .............................................................................................................. 33 成都理工大學(xué) 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 第 1 章 前 言 本課題研究的目的和背景 通信是指不同的獨(dú)立系統(tǒng)利用線路互相交換數(shù)據(jù)，它的主要目的是將數(shù)據(jù)從一端傳送到另一端，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的交換。在現(xiàn)代工業(yè)控制中，通常采用計(jì)算機(jī)作為上位機(jī)與下層的實(shí)時(shí)控制與監(jiān)測(cè)設(shè)備進(jìn)行通訊?，F(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)必須通過(guò)一個(gè)數(shù)據(jù)收集器傳給上位機(jī)，同樣上位機(jī)向現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備發(fā)命令也必須通過(guò)數(shù)據(jù)收集器。串行通信因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、執(zhí)行速度快、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，已被廣泛應(yīng)用于數(shù)據(jù)采集和過(guò)程控制等領(lǐng)域。 計(jì)算機(jī)與外界的信息交換稱為通信?；镜耐ㄐ欧绞接胁⑿型ㄐ藕痛型ㄐ艃煞N。串行通信是指一條信息額各位數(shù)據(jù)被逐位按順序傳送的通信方式。串行通信的特點(diǎn)是：數(shù)據(jù)位傳送 ，按位順序進(jìn)行，最少只需要一根傳輸線即可完成，成本低但傳送速度快， 串行通信的距離可以從幾米到幾千米 。 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)尤其是單片微型機(jī)技術(shù)的發(fā)展，人們已越來(lái)越多的采用單片機(jī)來(lái)對(duì)一些工業(yè)控制系統(tǒng)中如溫度、流量和壓力等參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制。 PC機(jī)具有強(qiáng)大的監(jiān)控和管理能力，而單片機(jī)則具有快速及靈和的控制特點(diǎn)，通過(guò) PC機(jī)的 RS232串行接口與外部設(shè)備進(jìn)行通信，是許多測(cè)控系統(tǒng)中常用的一種通信解決方案。 而隨著 USB 接口技術(shù)的 成熟和使用的普及，由于 USB 接口大有著一系列RS232(DB9)串口無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)， RS232(DB9)串口正在逐步的為 USB 接口所替代。而在現(xiàn)在的大多數(shù)筆記本電腦中，出于節(jié)省物理空間和用處不大等原因，RS232(DB9)串口已不再設(shè)置，這就約束了基于 RS232(DB9)串口與 PC 機(jī)聯(lián)絡(luò)的單片機(jī)設(shè)備的使用范圍。 當(dāng)前 USB 接口逐步取代 RS232(DB9)串口已是大勢(shì)所趨，單片機(jī)同計(jì)算機(jī)的 USB 通信在實(shí)際工作中的應(yīng)用范圍也將越來(lái)越廣。本文所介紹的單片機(jī)和 PC 機(jī)的 USB 通信方法， 電路簡(jiǎn)單，兼容性好，可移植性強(qiáng)，故可作為單片機(jī)同計(jì)算機(jī)的 USB通信模塊廣泛應(yīng)用于工業(yè)和電子產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)中。 因此如何實(shí)現(xiàn) PC機(jī)與單片機(jī)之間的通訊具有非常重要的 現(xiàn)實(shí)意義。 成都理工大學(xué) 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 本課題研究的主要內(nèi)容 串行通信的基本原理； USB的相關(guān)知識(shí) ； 如何 使用 USB的功能模塊 ； 如何實(shí)現(xiàn)單片機(jī)和 PC機(jī) 通過(guò) USB實(shí)現(xiàn)串行通信 ； 如何編寫(xiě) PC與單片機(jī)的數(shù)據(jù)收發(fā)程序； 針對(duì)以上內(nèi)容，設(shè)計(jì)的功能模塊分為以下 3個(gè)方面： （ 1）單片機(jī)系統(tǒng)：實(shí)現(xiàn)和 PC機(jī)通信的 單片機(jī)選擇 。 （ 2）外圍電路：實(shí)現(xiàn)單片機(jī)和 PC機(jī)之間的 串行 通信的 USB模塊電路 。 （ 3）通信程序：一方面是單片機(jī)的程序，另一方面是 PC機(jī)的通信程序。 成都理工大學(xué) 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 第 2 章 串行通信基礎(chǔ) 串口通信的基本知識(shí) 并行通信與串行通信 微機(jī)的信息交換有兩種方式 進(jìn)行：串行通信方式和并行通信方式。 （一） 串 行通信 串行通信的設(shè)備是最古老的溝通機(jī)制之一。從 IBM 個(gè)人電腦和兼容式電腦的時(shí)代開(kāi)始，幾乎所有的計(jì)算機(jī)都配有一個(gè)或多個(gè)串行端口和一個(gè)并行端口。顧名思義，一個(gè)串行端口發(fā)送和接收串行數(shù)據(jù)，一次一位數(shù)據(jù)。相反，