【正文】 , 鄭應(yīng)強(qiáng) , 張振仁 . 8051 單片機(jī)數(shù)據(jù)傳輸接口擴(kuò)展技術(shù)與應(yīng)用實(shí)例 [M]. 北京 : 人民郵電出版社 , 2020: 258318 [9] 楊將新 , 李華軍 , 劉東駿 . 單片機(jī)程序設(shè)計(jì)及應(yīng)用從基礎(chǔ)到實(shí)踐 [M]. 北京 : 電子工業(yè)出版社 , 2020 [10] 李國(guó)興，李偉 , 單片機(jī)開發(fā)應(yīng)用技術(shù) [M]. 北京：北京大學(xué)出版社， (第 1次印刷 ) [11] 白林峰，李國(guó)厚 , 單片機(jī)原理及應(yīng)用設(shè)計(jì) [M]. 化學(xué)工業(yè)出版社， 第 1版 (第 1 次印刷 ): 204250 附錄 附錄 A：系統(tǒng)源代碼 36 附錄 B：系統(tǒng)線路總圖（原理圖） 37 附錄 B：系統(tǒng)線路總圖（ PCB 圖） 材料清單： 自制 PCB 板 13 89SC52RC 單片機(jī) 13 彈片按鍵 183 38 四位七段數(shù)碼管 23 五色環(huán)電阻 200 歐 8 千歐 4 680 歐 2 10 千歐 13 電容 無極性電容 30PF 2 2 有極性電容 10uF 1 100 uF 2 LED 燈 33（紅、綠、黃） ULN2803 反向驅(qū)動(dòng)管 23 IN4001 二極管 13 12MHz 晶振 13 7805 三端穩(wěn)壓管 13 導(dǎo)線 23 組 電源插座 13 1 。 在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中我首先要感謝我的指導(dǎo)老師徐竟躍老師，是他給了我設(shè)計(jì)的方向，在我的設(shè)計(jì)過程中遇到了許多問題，是他在百忙中幫我解答讓我順利通過一個(gè)又一個(gè)難關(guān)。 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)是即將完了但是它留給我的知識(shí)確實(shí)無限的，它讓我們真正的明白“在學(xué)習(xí)中成長(zhǎng)，在實(shí)干中鍛煉”的意義，沒有這次畢業(yè)設(shè)計(jì)我就不會(huì)對(duì)單片機(jī)以至相關(guān)知識(shí)有這么多的了解。 隨著科技的發(fā)展，特別是在工業(yè)自動(dòng)化控制、智能檢測(cè)等方面的 高速發(fā)展單片機(jī)在其中的應(yīng)用也就越來越廣泛，它起著舉足輕重的重用。無限網(wǎng)絡(luò)也將是另一個(gè)流行趨勢(shì)，以后的無線上 網(wǎng)將由目前正在普及的 3G 跨越到 4G 平臺(tái)，速率不斷提升的同時(shí)還要降低成本，并要保證信息的保密性，這對(duì)于多機(jī)通信來說還是一個(gè)漫長(zhǎng)的過程，需要不斷的深入研究。 開始 從機(jī)自檢程序 從機(jī)初始化相應(yīng)口 從機(jī)掃描 SBUF 口，等待中斷 跳轉(zhuǎn)至從機(jī)通信主程序 跳轉(zhuǎn)至相應(yīng)顯示 返回 32 圖 從機(jī)通信模塊流程圖 從機(jī)中斷程序入口 禁止串口中斷，保護(hù)現(xiàn)場(chǎng) 地址相符 N 反饋從機(jī)地址 接收下一幀 接收命令分類 非法指令 從機(jī)接收就緒？ 從機(jī)發(fā)送就緒？ 接收指令 發(fā)送指令 兩組命令未就緒 反饋主機(jī)已經(jīng)就緒 反饋主機(jī)已經(jīng)就緒 接收數(shù)據(jù)塊 發(fā)送數(shù)據(jù) 塊 接收效驗(yàn)和 計(jì)算效驗(yàn)和 從機(jī)效驗(yàn) N 跳轉(zhuǎn)顯示 數(shù)據(jù)發(fā)送完 發(fā)送效驗(yàn)和 數(shù)據(jù)來自調(diào)用鍵盤掃描 恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng) SM2 多機(jī)控制位 允許串口中斷 返回 置 SM2 為 1，開中斷 33 結(jié)論 本論文核心在于研究以單片機(jī)串口來實(shí)現(xiàn)多機(jī)通信，整個(gè)設(shè)計(jì)的思路新穎，條路簡(jiǎn)潔，采用串行通信能實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離的數(shù)據(jù)通信，占用單片機(jī)接口較少，并能夠在實(shí)現(xiàn)智能的自身檢錯(cuò)及效驗(yàn)，實(shí) 現(xiàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確傳輸。 4 . 3 從機(jī)通信主模塊設(shè)計(jì) 首先，從機(jī)程序較主機(jī)有了很大的不同，從機(jī)在未收到數(shù)據(jù)時(shí)都在掃描數(shù)據(jù)緩沖器 SBUF 的的 TXD,RXD 口，并不是在掃描鍵盤。 其效驗(yàn)流程為： 圖 奇偶效驗(yàn)法檢測(cè)流程圖 接收端奇偶效驗(yàn)碼相加后與接收端奇偶碼相比較 Y N 發(fā)送出錯(cuò)，返回 發(fā)送端奇偶效驗(yàn) 碼 發(fā)送正確 繼續(xù)下一步 29 4 . 2 主機(jī)通信主模塊設(shè)計(jì) 主機(jī)通信模塊是整個(gè)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)功能的核心，也包含了前面所講的很多內(nèi)容，包括了 定時(shí)器中斷設(shè)計(jì)、 SBUF 數(shù)據(jù)緩沖的初始化及中間變量設(shè)計(jì)、奇偶效驗(yàn)誤差法等重要的設(shè)計(jì)。收、發(fā)雙方應(yīng)具有一致的差錯(cuò)檢驗(yàn)設(shè)置，當(dāng)接收 1 幀字符時(shí)，對(duì) 1 的個(gè)數(shù)進(jìn)行檢驗(yàn)，若奇偶性 (收、發(fā)雙方 )一致則說明傳輸正確。缺點(diǎn)硬件消費(fèi)過高，不適應(yīng)采用在數(shù)碼管較多的電路中。 開始 數(shù)碼管全部點(diǎn)亮并閃爍3 次 返回 Y 數(shù)碼管不正常，返回 N 鍵盤粗掃描，判斷是否有鍵按下 數(shù)碼管動(dòng)態(tài)掃描顯示 ERR 返回 開始 24 掃描出鍵值后，還需要進(jìn)行相應(yīng)的鍵值處理，最重要的就是要進(jìn)行消抖處理，消抖分為硬件消抖及軟件消抖，硬件消抖需要額外的加入元件，這樣也就加大了設(shè)計(jì)開銷，本設(shè)計(jì)為節(jié)省硬件開銷采取的是軟件消抖法。 具體的實(shí)現(xiàn)過程由下面的程序流程圖做說明。 21 圖 數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)電路圖 3 . 4 系統(tǒng)電源 模塊 最后提到的是重要的電源模塊，為整個(gè)系統(tǒng)提供穩(wěn)定的 5V 電壓輸出是設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵，一方面穩(wěn)定的電壓源能是單片機(jī)保持正常的工作狀態(tài) ；另一方面防止不定時(shí)的高壓燒壞電路中的元器件。這樣，當(dāng)按鍵沒有按下時(shí)，所有的輸入端都是高電平，代表無鍵按下。 19 圖 主從機(jī)串口連接及紅綠燈連接圖 3 . 2 矩陣鍵盤模塊 本設(shè)計(jì)為因使用的按鍵較多，普通 I/O 口鍵盤數(shù)量難以滿足其使用，并且為節(jié)省 I/O 占用，干擾其它功能的實(shí)現(xiàn)，所以采用了矩陣式鍵盤。 本設(shè)計(jì)采用此常用的 5V 三段穩(wěn)壓管供給單片機(jī)、數(shù)碼管動(dòng)態(tài)掃描顯示電 18 路、鍵盤動(dòng)態(tài)掃面電路正常電壓，保證了硬件的穩(wěn) 定工作，并且價(jià)格低廉。 該型數(shù)碼管采用發(fā)光二極管作為發(fā)光單元，具有功耗 小，無熱量，耐沖擊，長(zhǎng)壽命等優(yōu)點(diǎn)。本設(shè)計(jì)采用它來驅(qū)動(dòng)四位 7 段數(shù)碼管，價(jià)格低廉，穩(wěn)定性強(qiáng)。 16 P1 口：可作數(shù)據(jù)和低八位地址傳輸 P2 口：準(zhǔn)雙向口，可傳輸高八位地址 P3 口： P3 口是一個(gè) 8 位雙向 I/O 口， P3 口亦作為 AT89S52 第二功能。 （ 5） 本機(jī)為實(shí)現(xiàn)人性化的發(fā)送程序，設(shè)置 了發(fā)送格式，以便于用戶與單片機(jī)之間能夠顯示較好的融合。 （ 3） 所以的從機(jī)此時(shí)都能接收到地址信息，并且各自將信息比對(duì)，地址不符，則保持 SM2 不變；地址相同，則置 SM2 為 0，準(zhǔn)備接收數(shù)據(jù)幀。 2 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì) 2 . 1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及通信協(xié)議 1 . 本設(shè)計(jì)的全局結(jié)構(gòu)為： 12 圖 多機(jī)之間連接圖 圖 系統(tǒng)工作全局 結(jié)構(gòu)圖 整個(gè)系統(tǒng)以 MCS51 單片機(jī)為核心，數(shù)據(jù)傳輸內(nèi)部采用用 SBUF 的數(shù)據(jù)端口將個(gè)單片機(jī)連接起來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的交互，同時(shí)采用了重要的反饋機(jī)制，防止數(shù)據(jù)的掃描 4 4矩陣鍵盤得出相應(yīng)鍵值 MCS51單片機(jī)處理鍵值 數(shù)碼管顯示 包括從機(jī)地址、命令狀態(tài)值、數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)發(fā)送 顯示數(shù)據(jù) 所有從機(jī)收到數(shù)據(jù)，各自比對(duì)數(shù)據(jù)并發(fā)回反饋 發(fā)送至從機(jī) 比對(duì)完成發(fā)回反饋 從機(jī)處理指令 發(fā)送準(zhǔn)備反饋 接收準(zhǔn)備反饋 從機(jī)做出反應(yīng) 數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示 接收數(shù)據(jù) 掃描 4 4矩陣鍵盤得出相應(yīng)鍵值 發(fā)送數(shù)據(jù) 取發(fā)送數(shù)據(jù) （待發(fā)送、已收到）數(shù)據(jù) 送回從機(jī) 13 錯(cuò)傳及漏傳，保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性；在表現(xiàn)方面上采用了數(shù)碼管隨時(shí)反映出數(shù)據(jù)的傳輸狀態(tài)，使用的時(shí)候能更加直觀的看到設(shè)計(jì)效果。具體區(qū)別為： SM2 RB8（接收可編譯位） 控制狀態(tài) 0 0 均可申請(qǐng)中斷 1 1 0 可申請(qǐng)中斷 1 不可申請(qǐng)中斷 串口做為 MCS51 單片機(jī)實(shí)現(xiàn)串口通信的一重要結(jié)構(gòu)，對(duì)于后續(xù)的通信方式的設(shè)置有著重要的指導(dǎo)及影響，本設(shè)計(jì)采用的工作方式 3將經(jīng)常運(yùn)用到各位的設(shè)置。 （ 5） TI 發(fā)送中斷標(biāo)志位與 RI接收中斷標(biāo)志位 TI： 8 位數(shù)據(jù)發(fā)送完，開始發(fā)送停止位時(shí)，由硬件置 1，向 CPU申請(qǐng)中斷。在多機(jī)通信中，以 TB8 位的狀態(tài)表示主機(jī)發(fā)送的是地址還是數(shù)據(jù)： TB8=1 表示地址， TB8=0 表示數(shù)據(jù)。所以本設(shè)計(jì)采用工作方式 3。 1 . 2 . 4 單片機(jī)串口工作寄存器 MCS51 單片機(jī)的串口有四種工作方式，其工作方式和波特率都可通過該特殊功能寄存器進(jìn)行設(shè)置 SCON、 PCON。 總結(jié)前面大類方式的比較后，得出本設(shè)計(jì)的最終定型為半雙工的異步通信方式，在實(shí)現(xiàn)了多機(jī)通信的同時(shí)，有利的避免了過高的造價(jià)輸出，在通信方面也能完全滿足使用。 3 . 全雙工制式（全雙向）：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。 1 . 2 . 2 單片機(jī)多機(jī)通信串行通信制式 1 . 單工制式：?jiǎn)喂ぶ剖绞侵讣滓译p方通信只能單向傳送數(shù)據(jù)。 優(yōu)點(diǎn)：相比并行通信，它有了你自己突出的優(yōu)點(diǎn)只需一對(duì)信號(hào)線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，并且 串口可以在使用一根線發(fā)送數(shù)據(jù)的同時(shí)用另一根線接收數(shù)據(jù) ， 這樣傳送成本明顯降低，特別適宜于遠(yuǎn)距離 傳輸。并且由于其占用口較多，所