【正文】 出設(shè)備、控制設(shè)備、執(zhí)行部件等組成的系統(tǒng)，軟件是各種工作程序的總稱(chēng)。?專(zhuān)用軟件。為此，應(yīng)用軟件宜采用模塊化結(jié)構(gòu)，一個(gè)程序模塊就是一個(gè)子程序。編譯程序的功能是把用高級(jí)語(yǔ)言編寫(xiě)的源程序，編譯成某中間語(yǔ)言或機(jī)器目標(biāo)程序。不同的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可能有不同的操作系統(tǒng)，如CP/M、CDOS等。一般在設(shè)計(jì)單片機(jī)智能化儀器、儀表及設(shè)備時(shí)要自己編制監(jiān)控（監(jiān)督）程序。?監(jiān)控（監(jiān)督）程序或操作系統(tǒng)。 單片機(jī)控制系統(tǒng)的軟件組成單片機(jī)控制系統(tǒng)的軟件指的是它的全部程序，包括系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件兩大類(lèi)。 （3）單片機(jī)閉環(huán)控制系統(tǒng) 單片機(jī)閉環(huán)控制系統(tǒng)是以單片機(jī)為核心，測(cè)控一體化的系統(tǒng)，這種系統(tǒng)對(duì)被控對(duì)象的控制是基于對(duì)被控對(duì)象的測(cè)量結(jié)果而定的。在對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中某些參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)的場(chǎng)合，當(dāng)被測(cè)參數(shù)超過(guò)規(guī)定限度時(shí)，單片機(jī)還將及時(shí)啟動(dòng)報(bào)警器發(fā)出報(bào)警信號(hào)。 單片機(jī)控制系統(tǒng)的硬件組成 （1)單片機(jī)測(cè)量系統(tǒng)單片機(jī)測(cè)量系統(tǒng)是以單片機(jī)為核心，以“檢測(cè)”或“測(cè)試”為目的的系統(tǒng)。要控制就必須要測(cè)量，因此可以認(rèn)為單片機(jī)測(cè)量系統(tǒng)是單片機(jī)控制系統(tǒng)的一個(gè)特例。（8） 附加功能：有的單片機(jī)有更多的功能，用戶(hù)可根據(jù)需要選擇適合自己的產(chǎn)品。（6） 功耗：低功耗是現(xiàn)代單片機(jī)所追求的一個(gè)目標(biāo)，目前低功耗單片機(jī)的靜態(tài)電流可以低至μA或nA級(jí)。（5） 工作電壓：通常工作電壓是5V,范圍是177。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的字節(jié)數(shù)則通常為幾十字節(jié)到幾百字節(jié)之間。當(dāng)今通用型單片機(jī)的生產(chǎn)廠(chǎng)家已不下幾十家，種類(lèi)有幾百種之多。單片機(jī)從用途上可分為專(zhuān)用型單片機(jī)和通用型單片機(jī)兩大類(lèi)。系統(tǒng)時(shí)鐘相當(dāng)于PC微機(jī)中的主頻。串行通信有同步和異步之分，這可以用硬件或通用串行收發(fā)器件實(shí)現(xiàn)。 （I/O)接口通常為獨(dú)立的雙向I/O接口，既可以用作輸入方式，又可以用作輸出方式，通過(guò)軟件編程設(shè)定。 （RAM)RAM用來(lái)存放程序運(yùn)行時(shí)的工作變量和數(shù)據(jù)，由于RAM的制作工藝復(fù)雜，價(jià)格比ROM高得多，所以單片機(jī)的內(nèi)部RAM非常寶貴，通常僅有幾十到幾百字節(jié)。Flash ROM型單片機(jī)可采用電擦除的方法修改其內(nèi)容，允許用戶(hù)使用編程工具或在系統(tǒng)中快速修改程序代碼，且可反復(fù)使用，故一推出就受到廣大用戶(hù)的歡迎。EPROM型存儲(chǔ)器編程（把程序代碼通過(guò)一種算法寫(xiě)入程序存儲(chǔ)器的操作）后，其內(nèi)容可用紫外線(xiàn)擦除，用戶(hù)可反復(fù)使用，故特別適用于開(kāi)發(fā)階段，但EPROM型單片機(jī)價(jià)格很高。以前必須由模擬電路或數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)的大部分控制功能，現(xiàn)在已能由單片機(jī)通過(guò)軟件方法來(lái)實(shí)現(xiàn)了，因此使控制系統(tǒng)的性能大大提高，應(yīng)用領(lǐng)域更加廣泛。通常采用一主多從的方式，只要實(shí)時(shí)的關(guān)注主機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)就能達(dá)到控制各個(gè)從機(jī)的目的。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(jí)分布控制系統(tǒng)中,各CPU之間的通信一般都是串行方式。 隨著計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的應(yīng)用和微機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,通信功能越來(lái)越顯的重要。大多數(shù)計(jì)算機(jī)包含兩個(gè)基于RS232的串口。 用串行總線(xiàn)技術(shù)可以使系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)大大簡(jiǎn)化、系統(tǒng)的體積減小、可靠性提高。 為了提高系統(tǒng)管理的先進(jìn)性和安全性，計(jì)算機(jī)工業(yè)自動(dòng)控制和檢測(cè)系統(tǒng)越來(lái)越多地采用集總分散系統(tǒng)。 串行通信是指計(jì)算機(jī)主機(jī)與外設(shè)之間以及主機(jī)系統(tǒng)與主機(jī)系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)的串行傳送。PC機(jī)與單片機(jī)間串口通信技術(shù)的實(shí)現(xiàn)畢業(yè)論文目 錄第一章 緒論 1 1 1 1第二章 單片機(jī)及控制系統(tǒng)概述 3 3 3 4 5 單片機(jī)控制系統(tǒng)的硬件組成 5 單片機(jī)控制系統(tǒng)的軟件組成 7 8第三章 串行口通信原理 12 12 12 13 13 14 14 17第四章 串行口方式1的編程與實(shí)現(xiàn) 19 20 22第五章 VC(MSCOMM控件）與單片機(jī)通信實(shí)現(xiàn)溫度顯示 27結(jié)束語(yǔ) 33致 謝 34參考文獻(xiàn) 35附錄A 36）第一章 緒論 隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，單片機(jī)的應(yīng)用范圍越來(lái)越廣泛，在工業(yè)控制、家電控制、數(shù)據(jù)采集等多個(gè)領(lǐng)域都有著十分重要的作用，由于單片機(jī)的使用，越來(lái)越多的系統(tǒng)開(kāi)始向智能化方向發(fā)展。使用串口通信時(shí)，發(fā)送和接收到的每一個(gè)字符實(shí)際上都是一次一位的傳送的，每一位為1或者為0。較為常見(jiàn)的形式是由一臺(tái)作管理用的上位主計(jì)算機(jī)（主機(jī)）和多臺(tái)直接參與控制檢測(cè)的下位從計(jì)算機(jī)（從機(jī)）構(gòu)成的主從式多機(jī)系統(tǒng)，主機(jī)和從機(jī)之間以通訊的方式來(lái)協(xié)調(diào)工作。同時(shí)，系統(tǒng)的更改和擴(kuò)充極為容易。串口同時(shí)也是儀器儀表設(shè)備通用的通信協(xié)議，很多GPIB兼容的設(shè)備也帶有RS232口。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。所以串行接口是微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)常用的接口。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)選題為PC機(jī)與單片機(jī)間串口通信技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，主要介紹了單片機(jī)的原理以及串行通信的原理、方式，并列舉了三個(gè)實(shí)例來(lái)展示串口通信技術(shù)。單片機(jī)主要用于嵌入式應(yīng)用，故又被稱(chēng)為嵌入式微控制器，國(guó)際上常把單片機(jī)稱(chēng)為微控制器（MCU），而國(guó)內(nèi)則習(xí)慣稱(chēng)為“單片機(jī)”。Mask ROM型單片機(jī)價(jià)格最低，適用于批量生產(chǎn)。Flash ROM型單片機(jī)既可用于開(kāi)發(fā)階段，也可用于批量生產(chǎn)，隨著制造工藝的改進(jìn)，價(jià)格不斷下降，使用越來(lái)越普遍，已成為現(xiàn)代單片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)。RAM的內(nèi)容具有易失性（也稱(chēng)為易揮發(fā)性），掉電后數(shù)據(jù)會(huì)丟失。現(xiàn)代單片機(jī)的I/O接口也有不同的功能，有的內(nèi)部具有上拉或下拉電阻，有的是漏極開(kāi)路輸出，有的能提供足夠的電流可以直接驅(qū)動(dòng)外部設(shè)備。不同的單片機(jī)可能提供不同標(biāo)準(zhǔn)的串行通信接口，如UART、SPI、MicroWire等。以上只是單片機(jī)的基本構(gòu)成，現(xiàn)代的單片機(jī)又加入了許多新的功能部件，如模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器（A/D）、數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器（D/A）、溫度傳感器、液晶（LCD）驅(qū)動(dòng)電路、電壓監(jiān)控、看門(mén)狗（WDT)電路、低壓檢測(cè)（LVD)電路等。專(zhuān)用型單片機(jī)是為某種專(zhuān)門(mén)用途而設(shè)計(jì)的，如DVD控制器和數(shù)碼攝像機(jī)控制器芯片等。下面對(duì)單片機(jī)的幾個(gè)重要指標(biāo)進(jìn)行介紹。程序存儲(chǔ)器的編程方式也是用戶(hù)考慮的一個(gè)重要因素，有的是串行編程，有的是并行編程，新一代的單片機(jī)有的還具有在系統(tǒng)編程（ISP）或在應(yīng)用再編程（IAP）功能；有的還有專(zhuān)用的ISP編程接口JTAG口。5%或177。有的單片機(jī)還具有等待、關(guān)斷、睡眠等多種工作模式，以此來(lái)降低功耗。比如有的單片機(jī)內(nèi)部有A/D、D/A、串口、LCD驅(qū)動(dòng)等，使用這種單片機(jī)可減少外部器件，提高系統(tǒng)的可靠性。像一般的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)一樣，單片機(jī)的控制系統(tǒng)也是由硬件和軟件所組成。它是單片控制系統(tǒng)的一個(gè)特例。目前，在野外現(xiàn)場(chǎng)廣泛使用的各種存儲(chǔ)式測(cè)試記錄儀就屬于這一類(lèi)系統(tǒng)，只不過(guò)結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單（一般包括傳感器、模擬輸入通道、單片機(jī)和數(shù)據(jù)記錄儀等幾部分）。因此。 （1）系統(tǒng)軟件購(gòu)置的現(xiàn)成的計(jì)算機(jī)，在計(jì)算機(jī)出廠(chǎng)之前，已把系統(tǒng)軟件裝入到ROM中，用戶(hù)只需熟悉和使用，不能改變。監(jiān)控（監(jiān)督）程序是一種低級(jí)計(jì)算機(jī)的管理程序。編制用戶(hù)程序時(shí)，同時(shí)可以調(diào)用監(jiān)控程序中的一些子程序，節(jié)省用戶(hù)應(yīng)用程序的存儲(chǔ)空間。?匯編程序、解釋程序和編譯程序匯編程序用于把匯編語(yǔ)言程序翻譯為計(jì)算機(jī)能夠識(shí)別和執(zhí)行的機(jī)器語(yǔ)言程序（也稱(chēng)為目標(biāo)程序）。 （2）應(yīng)用軟件單片機(jī)實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)的應(yīng)用軟件是服務(wù)于實(shí)時(shí)控制的程序集合，由單片機(jī)實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)者編寫(xiě)。主程序的主要任務(wù)是調(diào)用這些子程序，總的來(lái)說(shuō)，這些子程序可分為兩類(lèi)，分別為通用軟件和專(zhuān)用軟件。這是針對(duì)某一具體控制系統(tǒng)和不同控制規(guī)律編制的程序，主要有：數(shù)據(jù)采集程序、A/D轉(zhuǎn)換程序、D/A轉(zhuǎn)換程序、鍵盤(pán)掃描程序、顯示程序，以及各種控制算法程序，例如PID程序、純滯后補(bǔ)償算法程序、自適應(yīng)控制程序等。硬件和軟件只有緊密配合，協(xié)調(diào)一致，才能組成高性能的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。這類(lèi)系統(tǒng)中的硬件配置和軟件設(shè)計(jì)完全是按照應(yīng)用系統(tǒng)的功能進(jìn)行的。接下來(lái)要根據(jù)系統(tǒng)中可能涉及的傳感器、模擬電路、I/O接口、存儲(chǔ)器、打印機(jī)和顯示器等器件和設(shè)備進(jìn)行器件選擇，使之符合系統(tǒng)在精度、速度和可靠性等方面的要求。（1） 程序存儲(chǔ)器的選用 單片機(jī)內(nèi)部沒(méi)有程序存儲(chǔ)器或存儲(chǔ)器容量不夠時(shí)，需擴(kuò)展外部程序存儲(chǔ)器。對(duì)于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的容量要求，各個(gè)系統(tǒng)之間差別比較大。（3） I/O接口電路的設(shè)計(jì) 由于外設(shè)多種多樣，這使得單片機(jī)與外設(shè)之間的接口電路也各不相同。系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，可以選擇含有所需接口的單片機(jī)。（4） 譯碼電路的設(shè)計(jì) 所有的需要擴(kuò)展外部存儲(chǔ)器和輸入/輸出接口設(shè)計(jì)的單片機(jī)系統(tǒng)都需要設(shè)計(jì)譯碼電路，譯碼電路的作用是為外設(shè)提供片選信號(hào)，也就是為它們分配獨(dú)一無(wú)二的地址空間。例如，MCS51單片機(jī)的P0口負(fù)載能力為8個(gè)LSTTL邏輯門(mén)；P2口負(fù)載能力為4個(gè)LSTTL邏輯門(mén)。①盡可能選擇典型通用的電路，并符合單片機(jī)的常規(guī)用法。如果系統(tǒng)中相關(guān)的器件不匹配，系統(tǒng)的綜合性能將降低，甚至不能正常工作。軟件設(shè)計(jì)和硬件設(shè)計(jì)應(yīng)統(tǒng)一，系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)定型后，軟件的功能也就基本明確了。（1） 系統(tǒng)定義系統(tǒng)定義的目的就是根據(jù)系統(tǒng)軟件、硬件的功能分工，確定出軟件應(yīng)完成什么功能，其具體步驟如下。其中包括系統(tǒng)主程序、常規(guī)表格、數(shù)據(jù)暫存區(qū)域、堆棧區(qū)域和入口地址等。⑤明確所設(shè)計(jì)的用戶(hù)程序應(yīng)達(dá)到的精度、速度指標(biāo)。根據(jù)系統(tǒng)各個(gè)操作的性質(zhì)，指定哪些操作由主程序完成，哪些操作由中斷服務(wù)程序完成，并指定各中斷的優(yōu)先級(jí)。在程序設(shè)計(jì)方法上，模塊程序設(shè)計(jì)時(shí)單片機(jī)應(yīng)用中最常用的程序設(shè)計(jì)技術(shù)。還有一種方法是自上而下設(shè)計(jì)程序。（3） 程序設(shè)計(jì)在軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)確定之后就可以進(jìn)行程序設(shè)計(jì)了，一般設(shè)計(jì)過(guò)程：首先根據(jù)問(wèn)題的定義，描述出各輸入變量和輸出變量之間的數(shù)學(xué)關(guān)系，即建立數(shù)學(xué)模型。單片機(jī)應(yīng)用程序可以采用匯編語(yǔ)言，也可以采用某些機(jī)器語(yǔ)言，例如可通過(guò)Keil C51軟件來(lái)編寫(xiě)C語(yǔ)言等。系統(tǒng)調(diào)試的目的是要查出用戶(hù)系統(tǒng)中硬件設(shè)計(jì)與軟件設(shè)計(jì)中存在的錯(cuò)誤及可能出現(xiàn)的不協(xié)調(diào)等問(wèn)題，以便修改設(shè)計(jì)，最終使用戶(hù)系統(tǒng)能正確、可靠地工作。通常的調(diào)試順序是先排除明顯的硬件故障，然后和軟件結(jié)合起來(lái)進(jìn)行調(diào)試。接下來(lái)再借助仿真開(kāi)發(fā)儀器進(jìn)行聯(lián)機(jī)調(diào)試，分別測(cè)試擴(kuò)展的RAM、I/O接口、I/O設(shè)備、程序存儲(chǔ)器及晶振和復(fù)位電路，若有錯(cuò)誤，進(jìn)行改正。第三章 串行口通信原理并行與串行基本通信方式：隨著單片機(jī)系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的普及，單片機(jī)的通信功能愈來(lái)愈顯得重要。 并行通信通常是將數(shù)據(jù)字節(jié)的各位用多條數(shù)據(jù)線(xiàn)同時(shí)進(jìn)行傳送，每一位數(shù)據(jù)都需要一條傳輸線(xiàn)，8位數(shù)據(jù)總線(xiàn)的通信系統(tǒng)，一次傳送8位數(shù)據(jù)（1個(gè)字節(jié)），將需要8條數(shù)據(jù)線(xiàn)。 串行通信是將數(shù)據(jù)字節(jié)分成一位一位的形式在一條傳輸線(xiàn)上逐個(gè)地傳送，此時(shí)只需要一條數(shù)據(jù)線(xiàn)，外加一條公共信號(hào)地線(xiàn)和若干控制信號(hào)線(xiàn)。串行通信又有兩種方式：異步串行通信和同步串行通信。異步通信一幀字符信息由4部分組成：起始位、數(shù)據(jù)位、奇偶校驗(yàn)位和停止位。4. 同步串行通信方式： 同步通信時(shí)要建立發(fā)送方時(shí)鐘對(duì)接收方時(shí)鐘的直接控制，使雙方達(dá)到完全同步。上圖中幀頭為1個(gè)或2個(gè)同步字符SYN（ASCII碼為16H）。為了避免在數(shù)據(jù)流中出現(xiàn)序列01111110時(shí)引起的混亂，發(fā)送方總是在其發(fā)送的數(shù)據(jù)流中每出現(xiàn)5個(gè)連續(xù)的1就插入一個(gè)附加的0；接收方則每檢測(cè)到5個(gè)連續(xù)的1并且其后有一個(gè)0時(shí)，就刪除該0。（1）單工。（3）全雙工。接收字符時(shí)，對(duì)1的個(gè)數(shù)進(jìn)行校驗(yàn)，若發(fā)現(xiàn)不一致，則說(shuō)明傳輸數(shù)據(jù)過(guò)程中出現(xiàn)了差錯(cuò)。這種校驗(yàn)方法糾錯(cuò)能力強(qiáng)，廣泛應(yīng)用于同步通信中。它是在1970年由美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì)（EIA）聯(lián)合貝爾系統(tǒng)、調(diào)制解調(diào)器廠(chǎng)家及計(jì)算機(jī)終端生產(chǎn)廠(chǎng)家共同制定的用于串行通訊的標(biāo)準(zhǔn)。由于其發(fā)送電平與接收電平的差僅為2V至3V左右，所以其共模抑制能力差，再加上雙絞線(xiàn)上的分布電容，其傳送距離最大為約15米，最高速率為20kb/s。典型的RS422是四線(xiàn)接口。即一個(gè)主設(shè)備（Master），其余為從設(shè)備（Slave），從設(shè)備之間不能通信，所以RS422支持點(diǎn)對(duì)多的雙向通信。其平衡雙絞線(xiàn)的長(zhǎng)度與傳輸速率成反比，在100kb/s速率以下，才可能達(dá)到最大傳輸距離。如都采用平衡傳輸方式、都需要在傳輸線(xiàn)上接終接電阻等。平衡雙絞線(xiàn)的長(zhǎng)度與傳輸速率成反比，在100kb/s速率以下，才可能使用規(guī)定最長(zhǎng)的電纜長(zhǎng)度。51單片機(jī)可以通過(guò)特殊功能寄存器SBUF對(duì)串行接收或串行發(fā)送寄存器進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)，兩個(gè)寄存器共用一個(gè)地址99H，但在物理上是兩個(gè)獨(dú)立的寄存器，由指令操作決定訪(fǎng)問(wèn)哪一個(gè)寄存器。與串行口緊密相關(guān)的一個(gè)特殊功能寄存器是串行口控制寄存器SCON，它用來(lái)設(shè)定串行口的工作方式、接收/發(fā)送控制以及設(shè)置狀態(tài)標(biāo)志等。串行口有4種工作方式，它們由SM0，SM1設(shè)定。通過(guò)控制SM2，可以實(shí)現(xiàn)多機(jī)通信。 REN=1：允許串行口接收數(shù)據(jù)；REN=0：禁止串行口接收數(shù)據(jù)。在方式0和方式1中，該位未用。TI—發(fā)送中斷標(biāo)志位。在方式0時(shí)，當(dāng)串行接收第8位數(shù)據(jù)結(jié)束時(shí)，或在其他方式，串行接收停止位的中間時(shí)，由內(nèi)部硬件使RI置1，向CPU發(fā)出中斷申請(qǐng)。方式0時(shí)，串行口為同步移位寄存器的輸入/輸出方式，主要用于擴(kuò)展并行輸入或輸出口。方式1是10位數(shù)據(jù)的異步通信口，其中1位起始位，8位數(shù)據(jù)位，1位停止位。 （3）方式2，3。方式2的波特率固定為晶振頻率的1/64或1/32，方式3的波特率由定時(shí)器T1的溢出率決定。 （1）方式0的波特率是固定的，為單片機(jī)晶振頻率的1/12，即BR=/12。如用公式表示為：BR=/32或BR=/64 式中，SMOD為特殊功能寄存器PCON串行口波特率系數(shù)的控制位，SMOD=1表示波特率加倍。 （3）方式1和方式3的波特率是可變的，其波特率由定時(shí)器1的計(jì)數(shù)溢出（對(duì)80C52來(lái)說(shuō)，也可使用定時(shí)器2的計(jì)數(shù)溢出）決定，公式為：BR=（）/32式中定時(shí)器1溢出率計(jì)算公式為：=/[12(256TH1)]。實(shí)際使用中，經(jīng)常根據(jù)已知波特率和時(shí)鐘頻率來(lái)計(jì)算定時(shí)器T1的初值。（3） 啟動(dòng)定時(shí)器1—編程TCON中的TR1位。 Microsoft C