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基于單片機與pc機串行通信系統(tǒng)設(shè)計(留存版)

2025-01-09 02:53上一頁面

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【正文】 r7,6 mov r0,40h cl_next: mov r0,0 inc r0 djnz r7,cl_next 。收到對方的回應(yīng) = False 39。以字符形式從緩沖區(qū)中接受字符 = 0 39。有了這么多的支持和無私幫助,才使我得以順利完成畢業(yè)設(shè)計。編譯后將 .hex 文件下載到仿真電路的 AT89C51 中,點擊“ Play”按鈕得到圖 62 仿真結(jié)果 ,經(jīng)過一段時間后得到圖 63 所示的結(jié)果。 3)設(shè)計窗體界面 窗體主要完成如下功能:對整個程序初始化、串行端口設(shè)置、輸入發(fā)送數(shù)據(jù)、對各個按鈕響應(yīng)、顯示當(dāng)前通信端口及端口信息 , 。 9 圖 44 74LS245 引腳配置 LED 顯示 器 LED 顯示器工作原理 LED( light emitting diode)顯示是用發(fā)光二極管顯示字段的顯示器件,也稱數(shù)碼管, 其外形結(jié)構(gòu)如圖 45 所示,由圖可知它由 8 個發(fā)光二極管構(gòu)成,通過不同的組合可用來顯示 0~ A~F 及小數(shù)點。 低功耗空閑和掉電模式 。在設(shè)計中以 PC機為主機,單片機為從機, 通過串行接口構(gòu)成主從系統(tǒng),設(shè)計其串行通信的基本功能 ,其系統(tǒng)框圖如圖 31 所示。 1) 事件驅(qū)動方式 事件驅(qū)動通信是處理串行端口交互作用的一種非常有效地方法。 串行接口 串行口也是計算機的一種標(biāo)準(zhǔn)接口, PC 機一般至少有兩個串行口 Com1 和Com2。因此在功能比較復(fù)雜的控制系統(tǒng)中,通常以 PC 機為上位機,單片機為下位機,由單片機完成數(shù)據(jù)的采集及對裝置的控制,而由上位機完成各種復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理及對單片機的控制 , 二者結(jié)合,使得單片機的應(yīng)用已不僅僅局限于傳統(tǒng) 意義上的自動監(jiān)測或控制,而形成了向以網(wǎng)絡(luò)為核心的分布式多點系統(tǒng)發(fā)展的趨勢。 單片機具有 體積小、價格低廉、開發(fā)應(yīng)用方便、 可應(yīng)用于惡劣工業(yè)環(huán)境的特點,在分布式控制系統(tǒng)中多采用單片機進行數(shù)據(jù)采集和現(xiàn)場控制 。 單片機自誕生以來以其性能穩(wěn)定、價格低廉 、功能強大,在智能儀器、工業(yè)裝備以及日用電子消費品中得到了 廣泛的應(yīng)用。 由于 CPU 與接口間按并行方式傳輸,接口與外設(shè)之間按串行方式傳輸,因此,在串行接口中,要由接收移位寄存器把串行方式轉(zhuǎn)換成并行方式,由發(fā)送移位寄存器把并行方式轉(zhuǎn)換成串行方式。這種方法的優(yōu)點使程序響應(yīng)及時、可靠。 系統(tǒng)設(shè)計時, PC 機的通 信 程序使用Visual Basic 編寫 , 單片機的程序用匯編語言 編 寫。 圖 42 AT89C51 引腳配置 3) AT89C51 串行口 結(jié)構(gòu) ( 1)數(shù)據(jù)緩沖器 SBUF 串行口 是一個可尋址的專用寄存器, 有兩個物理空間上各自獨立的發(fā)送緩沖器和接受緩沖器 ,可以實現(xiàn)全雙工通信 , 這兩個寄存器具有同一地址( 99H)。靜態(tài)驅(qū)動方式工作原理是每一個 LED 顯示器有一個 I/O 端口驅(qū)動, 亮度大,占用 I/O( b)共陰極 ( c)共陽極 ( a)管腳配置 10 端口多,顯示位數(shù)多時很少采用;動態(tài)掃描驅(qū)動方式的工作原理是將多個顯示器的段碼同名端連接在一起,位碼分別控制,利用眼睛的余暉暫留效應(yīng),分別顯示。 圖 54 應(yīng)用界面代碼程序流程圖 單片機軟件設(shè)計 單片機程序 主要完成與 PC 機的通信及數(shù)據(jù)動態(tài)顯示,包括三個主要的模塊:顯示模塊、通信模塊 、數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換模塊 和數(shù)據(jù)動態(tài)顯示模塊。該器件采用 ATMEL 高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造,與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 MCS51指令集和輸出管腳相兼容。 20 附錄 1: PC 機事件過程及編程 Dim hand As Boolean 39。打開通行端口 = COM amp。發(fā)送完數(shù)據(jù)關(guān)閉端口 22 Exit Sub Else GoTo handle End If rserror: End Sub Private Sub Timer_Timer() = False hand = True 39。掃描次數(shù) mov r6,0feh 。將數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)區(qū) inc r1 djnz acc,data_get 。內(nèi)層循環(huán)未結(jié)束退出中斷程序 djnz 50h,intout0 。大于 6 時允許再移 mov r2,datanum intout1: clr rs0 。沒有全部移入,退出為下次移動做準(zhǔn)備 mov r3,datanum 26 cjne r3,6,datamove0 。setb f0 。等待接受串行傳輸?shù)淖址麄€數(shù) clr ri mov a,sbuf 。開總中斷 mov datanum,0 。等待回應(yīng) 39。每次從接收緩沖區(qū)讀取一個字符 = InputModeText 39。在此,我要衷心感謝我的指導(dǎo)老師 胡建東教授 ,在整個畢業(yè)設(shè)計過程中, 他 給予了我悉心的指導(dǎo)和無私的幫助 , 同時還要感謝同班的許多同學(xué),我們在相互學(xué)習(xí)和交流中,解決問題共同進步。 原 程序用 wave 進行編輯、編譯,編譯之前勾選“仿真器設(shè)置”對話框“目標(biāo)文件”選項卡中的“生成 .Hex 文件”。 12 圖 52 添加 MSComm 控件 ( 2)選擇“ Controls”選項卡中的“ Microsoft Comm Control ”項,單擊“確定”按鈕把它加入到控件工具欄中。當(dāng)片選端 CE 低電平有效時, DIR=“0”,信號由 B 向 A 傳輸; DIR=“1”, 信號由 A 向 B 傳輸;當(dāng) CE 為高電平時, A、 B 均為高阻態(tài),其引腳配置如 圖 44 所示。 6 個中斷 源 , 2 個中斷優(yōu)先級; 在串行口的輸入輸出引腳上加上電平轉(zhuǎn)換器,就可以方便的設(shè)計成標(biāo)準(zhǔn)的 RS232 接口。MSComm 控件提供兩種處理通信的方式:事件驅(qū)動方式和查詢方式。并行接口主要使用 36針接頭和 25 針 D 形接頭,目前以 25 針 D 形接頭為主。 由于 單片機的計算能力有限,難以進行復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理。由于單片機的計算能力有限,難以進行復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理,因此在功能 復(fù)雜的控制系統(tǒng)中常采上位機下位機系統(tǒng) ,單片機用作下位機進行數(shù)據(jù)采集和設(shè)備控制,而 PC 機用做上位機進行復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理和對單片機的控制。在單片機的輸 入輸出控制中,除直接接上小鍵盤和 LCD 顯示屏等方法外,一般都通過串口和上位機 PC 進行通信。完成這種轉(zhuǎn)換功能的電路叫做通用異步收發(fā)機 UART。 2) 查詢方式 查詢方式實質(zhì)上還是事 件驅(qū)動,在有些情況下,這種方式顯得更為便捷。 單片機 LED 動態(tài) 顯示 時鐘電路 復(fù)位電路 RS232 電平轉(zhuǎn)換 PC機 圖 31 系統(tǒng)框圖 6 4 硬件設(shè)計 主要芯片 AT89C51 在系統(tǒng)設(shè)計中使用 AT89C51 單片機作為下位機,與 PC 機進行串口通信,接收數(shù)據(jù)并控制數(shù)據(jù)在 LED 數(shù)碼管上動態(tài)顯示。 單片機 的串行數(shù)據(jù)傳輸很簡單,只要向緩沖器寫入數(shù)據(jù)就可發(fā)送數(shù)據(jù) , 從接收緩沖器讀出數(shù)據(jù)既可接收數(shù)據(jù)。動態(tài)掃描驅(qū)動方式下,只要保證一定的顯示頻率,看起來的效果和一直顯示是一樣的。 主 程序 完成數(shù)據(jù)的顯示和監(jiān)視通信端口,其程序流程如圖 55 所示;定時中斷實現(xiàn)動態(tài)顯示數(shù)據(jù)處理,其程序流程 如圖 55 所示 。由于將多功能 8 位 CPU 和閃爍存儲器組合 在單個芯片中,ATMEL的 AT89C51是一種高效微控制器,所以它的使用前景會是相當(dāng)廣泛與受歡迎。等待回應(yīng)時間到標(biāo)志位,為 FALSE 時時間沒有到, TRUE 時時間到 Private Sub cancel_Click() Unload Me End End Sub Private Sub send_Click() 39。 = 串口 COM amp。定時間到關(guān)閉定時器,設(shè)置標(biāo)志位 End Sub Private Sub txtsend_Click() = End Sub 23 附錄 2:單片機 源 程序 datanum equ 20h 。r6 存放數(shù)碼管的位碼,顯示初始化 24 display1: mov p0,r6 。接收下一個字符 lcall asctoduan 。外層循環(huán)未結(jié)束退出中斷程序 。選用工作寄存器組 0 mov 50h,40 intout0: mov 51h,100 intout: reti 。r0 指向下一個待移動的數(shù)據(jù) djnz r2,intout1 。選用寄存器組一 mov r0,dataadd mov r2,datanum 。等待發(fā)送結(jié)束 clr ti jnb ri,$ 。開定時器 T0 中斷 setb ea 。定時時間到未收到回應(yīng)信號重發(fā) 握手信號 End If Loop Until 39。串口屬性設(shè)置 = 1 39。 18 參考文獻 [1] 李長林 . Visual Basic 串口通信技術(shù)與典型實例 [M]. 北京 : 清華大學(xué)出版社 , [2] 李朝青 , 劉艷玲 , 沈怡麟 . 單片機與 PC 機網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù) [M]. 北京 : 北京航空航天大學(xué)出版社 , [3] 萬福軍 , 潘松峰 , 劉芳 . MCS51 單片機原理、系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用 . [M] 北京 :清華大學(xué)出版社, [4] 周志敏,周紀(jì)海,紀(jì)愛華 . LED 驅(qū)動電路設(shè)計與應(yīng)用 [M]. 北京:人民郵電出版社, [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] ……… .[20] 19 致 謝 經(jīng)過幾個月的努力,終于完成了 PC 機與單片機的串行通信這個畢業(yè)設(shè)計。為了仿真單片機系 16 統(tǒng)的顯示是否正常,在顯示 緩沖區(qū)初始化后、顯示前 加上 如下 測試程序: mov 30h,3fh mov 31h,06h mov 32h,5bh mov 33h,4fh mov 34h,66h mov 35h,6dh mov 36h,7dh mov 37h,07h mov 38h,7fh mov 39h,6fh mov 3ah,77h mov 3bh,7ch mov 3ch,58h mov 3dh,5eh mov 3eh,7bh mov 3fh,71h mov 08h,dataadd mov datanum,3 mov 0ah,datanum setb f0 可以 通過 修改 mov datanum,3 中 3 處的數(shù)值 ( 1~16 之間的數(shù)值) 來觀察不同個數(shù)數(shù)據(jù)顯示結(jié)果 ,此處以 3 個數(shù)據(jù)為例進行 仿真 測試 。在控件工具欄上單擊鼠標(biāo)右鍵,在彈出的對話框中選擇 “ Components” ,彈出“ Components”對話框,如圖 52 所示。當(dāng) 8051 單片機的 P0 口總線負載達到或超過 P0 最大負載能 力時,必須接入 74LS245 等總線驅(qū)動器。 2 個 16 位定時 /計數(shù)器 ; 1 個全雙工異步串行口; 總體方案 設(shè)計 單片機內(nèi)部有一個全雙工的收 發(fā)緩沖器 ( SBUF) ,這兩個在物理上獨立 的接收發(fā)射器,即可以接收也可以發(fā)射數(shù)據(jù),它們 共用同一個 地址 99H。 MSComm 控件處理通信的方 式 MSComm 控件通過串行端口傳輸和接收數(shù)據(jù),為應(yīng)用程序提供串行通信功能。因此,并行傳輸主要應(yīng)用在近距離數(shù)據(jù)傳輸中,如連接打印機端口。 在工業(yè)控制中單片機得到廣泛的應(yīng)用, 現(xiàn)代化集中管理需要對現(xiàn)場數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計、分析、制表、打印、繪圖、報警等 ,同時 , 又要求 對現(xiàn)場裝置進行實時控制,完成各種規(guī)定操作,達到集中管理的目的。 因此如何實現(xiàn) PC 機與單片機之間的通信具有重要的現(xiàn)實意義。 這樣 不僅能 夠 實現(xiàn)遠程控制, 而 且能夠利用 PC 機強大的數(shù)據(jù)處理功能以及友好的控制界面。 RS232 串行接口標(biāo)準(zhǔn) 目前 RS232 是 PC 機與 通信工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的一種串行接口。在程序的關(guān)鍵功能后,可以通過檢查 CommEvent 屬性的值來查詢事件和錯誤,編寫自己的
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