【文章內(nèi)容簡介】 中，每傳輸一幀字符都必須加上起始位和停止位，占用了傳輸時間，在要求傳送的數(shù)據(jù)量較大的 C. 串行數(shù)據(jù)通信的傳輸速率： 串行數(shù)據(jù)傳輸率有兩個概念，既美秒傳送的位數(shù) bps(Bit per second)和美秒符號數(shù) 波特率（ Band rate） ,在具有調(diào)治解調(diào)器的通信中，波特率與調(diào)治速率有關(guān)。 MCS51 的串行和控制寄存器 串行口和控制寄存器 MCS51 單片機串行口專用寄存器結(jié)構(gòu)如圖所示。 SBUF 為串行口的收發(fā)緩沖器，它是一個可尋址的專用寄存器，其中包含了接收器和發(fā)射器寄存器，可以實現(xiàn)全雙工通信。但這兩個寄存器具有同一地址（ 99H）。 MCS51 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)。而從接收緩沖器讀出數(shù)據(jù)既可接收數(shù)據(jù)。 此外，接收緩沖器前還加上一級輸入移位寄存器， MCS51 這種結(jié)構(gòu)的目的在于接收數(shù)據(jù)時避免發(fā)生重疊現(xiàn)象，文獻稱這種結(jié)構(gòu)為雙緩沖結(jié)構(gòu)。而發(fā)送 數(shù)據(jù)就不需要這樣設(shè)計，因為發(fā)送時， CPU 是主動的，不可能出現(xiàn)這種情況。 A：串行通信寄存器 在上一節(jié)我們已經(jīng)分析了 SCON 控制寄存器，它 是 一個可尋址的專用寄存器，用于串行數(shù)據(jù)通信的控制，單元地址是 98H，其結(jié)構(gòu)格式如下： 表 SCON 寄存器結(jié)構(gòu) 表 1 寄存器 SCON 結(jié)構(gòu) SCON D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI 位地址 9FH 9EH 8DH 9CH 9BH 9AH 99H 98H 下面我們對個控制位功能介紹如 下： （ 1） SM0、 SM1：串行口工作方式控制位 SMO SM1 工作方式 功能說明 12 0 0 方式 0 移位寄存器方式（用于 I/O 擴展） 0 1 方式 1 8 位 UART，波特率可變（ T1 溢出率 / n） 1 0 方式 2 9 位 UART，波特率為 fosc/64 或 fosc/32 1 1 方式 3 9 位 UART，波特率可變（ T1 溢 出率 / n） （ 2） SM2：多機通信控制位 多機通信是工作方式 2 和方式 3， SM2 位主要用于方式 2 和方式 3。接收 狀態(tài)，當串行口工作方式 2 或 3，以及 SM2=1 時，只有當接收到第 9 位數(shù)據(jù)（ RB8）為 1 時，才把接收的前 8 位數(shù)據(jù)送入 SBUF，且置位 RI 發(fā)出中斷申請，否則會將收到的數(shù)據(jù)放棄。當 SM2=0 時，只有在接收到有效停止位時才啟動 RI，若沒接收到有效停止位，則 RI 清 “0”。在方式 0 中 SM2 應(yīng)該為 “0”。 REN：允許接收控制位。由軟件置 “1”時，允許接收；軟件置 “0”時，不許接收。 TB8：在方式 3 和方式 3 中 要發(fā)送的第 9 位數(shù)據(jù)，需要時用軟件置位和清零。 TB8：在方式 2 和方式 3 中是接收到的第 9 位數(shù)據(jù)。在方式 1 時，如 SM2=0，RB8 接收到的停止位。在方式 0 中，不使用 RB8。 TI：發(fā)送中斷標志。由硬件在方式 0 發(fā)送完第 8 位時置 “1”，或在其它方式中串行發(fā)送停止位的開始時置 “1”。必須由軟件清 “0”。 RI：接收中斷標志。由硬件在方式 0 串行發(fā)射第 8 位結(jié)束時置 “1” B:特殊功能寄存器 PCON PCON：主要是是 CHMOS 型單片機的電源控制而設(shè)置的專用寄存器，單元地址為 87H 其機構(gòu)格式如下表： 表 特殊功能 寄 存器 PCON PCON D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 位符號 SMOD GF1 GF0 PD IDL 在 CHMOS 型單片機中，除 SMOD 位外其它位均為虛設(shè)的， SMOD 是串行波特率倍增位，當 SMOD=1 時串行口波特率加倍，系統(tǒng)復(fù)位默認為 SMOD=0。 C：中斷允許寄存器 IE 中斷允許寄存器這里重述一下對串行口有影響的位 ES。 ES 為串行中斷允許控制位， ES=1 允許串行中斷， ES=0，禁止串行中斷。 13 串行口工作方式 串行口具有 4 種工作方式，我從應(yīng)用和畢業(yè)設(shè)計 的角度，重點討論方式 1 發(fā)送。 串行口定義為方式 1 時傳送 1 幀數(shù)據(jù)為 10 位，其中 1 位起始地址、 8 位數(shù)據(jù)位（先低位后高位）、 1 位停止位方式 1 的波特率可變，波特率 = ?32/2SMOD (T1 的溢出率 ) 表 中斷允許寄存器 符號 EA ES ET1 EX1 ETO EX0 位地址 AFH AEH ADH ACH ABH AAH A8H A8H 數(shù)碼顯示管 要用單片機構(gòu)成發(fā)射機，就需要一個人機界面。常采用的方式是 LED 數(shù)碼 管顯示測試結(jié)果，用一個小鍵盤執(zhí)行某些功能，如請零、預(yù)置值、改變測量范圍等等。 LED 顯示器的工作原理 LED 顯示是用發(fā)光二極管顯示字段的顯示器件，也可稱為數(shù)碼管，其外形結(jié)構(gòu)如圖所示，由圖可見它由 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。 圖 “8” 字型數(shù)碼管 LED 顯示器分為共陰極和共陽極，共陰極是將 8 個發(fā)光二極管陰極連接在一起 14 作為公共端，而共陽極是將 8 個發(fā)光二極管的陽極連接在一起作為公共端。我們這次就是采用的共陽極 LED，所以這里要介紹共陽極數(shù)碼管。如圖所 示， LED 顯示器有靜態(tài)和動態(tài)顯示兩種方式，靜態(tài)顯示是將共陰極聯(lián)到一起接地，每位的顯示段（ adp）分別與一個 8 位的鎖存器輸出相連。由于顯示的各位可以相互獨立，各位可以互相顯示，只要在該位的段選線上保持段選碼電平，該位就能保持相應(yīng)的顯示字符。并且由于各位由一個 8 位鎖存器控制段選線，故在同一時間內(nèi)每一位顯示的字符可以不同， 表 段碼與字型的關(guān)系 段碼 D7 DP D6 g D5 f D4 e D3 d D2 c D2 b D0 a 字形 3FH 0 0 1 1 1 1 1 1 0 06H 0 0 0 0 0 0 1 0 1 5BH 0 1 0 1 1 0 1 1 2 4FH 0 1 0 0 1 1 1 1 3 66H 0 1 1 0 0 1 1 0 4 6DH 0 1 1 0 1 1 0 1 5 7DH 0 1 1 1 1 1 0 1 6 07H 0 0 0 0 0 1 1 1 7 7FH 0 1 1 1 1 1 1 1 8 6FH 0 1 1 0 1 1 1 1 9 77H 0 1 1 1 0 1 1 1 a 7CH 0 1 1 1 0 1 1 1 b 39H 0 0 1 1 1 0 0 1 c 5EH 0 1 0 1 1 1 1 0 d 79H 0 1 1 1 1 0 0 1 e 71H 0 1 1 1 0 0 0 0 f 這種方式占用鎖存器較多。動態(tài)顯示是將所有位的段選線相應(yīng)的并聯(lián)在一起，由一個8 位的 I/O 口控制，形成段選線的多路復(fù)用。而各位的陰極分別由相應(yīng)的 I/O 口控制， 15 實現(xiàn)各位的分時選通。要 LED 能夠顯示相應(yīng)的字符，就必須采用動態(tài)掃描方式，只要每位顯示的時間足夠短，則可造成多位同時顯示的假象，達成顯示的目的。在數(shù)字電路中常常要把數(shù)據(jù)或運算結(jié)果通過半導(dǎo)體數(shù)碼管、液 晶數(shù)碼和熒光數(shù)碼管，用十進制數(shù)顯示出來。 發(fā)光二極管的工作電壓為 伏，工作電流為己毫安到幾十毫安，壽命很長。半導(dǎo)體數(shù)碼管將十位數(shù)分成七個字段，每段為一個發(fā)光二極管，其字形結(jié)構(gòu)如圖所示，選擇不同的字段發(fā)光，可顯示出不同的字型。例如：當 a,b,c,d,e,f,g 七個字段同時亮?xí)r，顯示 8,b、 c 段亮?xí)r，顯示出１ 。 共陽極：把發(fā)光二極管的陽極連在一起構(gòu)成共陽極。使用時公共端接 Vcc，當某陽極為低電平時，該發(fā)光二極管就導(dǎo)通發(fā)光。輸出一個段碼就可以控制 LED 顯示器的字型，表 給出了段碼與字型的關(guān)系，假 定 a、 b、 c、 d、 e、 f、 g、 DP 分別對應(yīng)D0、 D D D D D D D7。 硬件的焊接及調(diào)試過程 硬件的焊接是畢業(yè)設(shè)計中重要的環(huán)節(jié)，用的工具很簡單：電烙鐵、焊絲和鑷子。因為我們選用的是實驗板，所以要用導(dǎo)線把各個元器件連接起來，這就要有一定的技術(shù)基礎(chǔ)，幸好這個在我們以前的電娤實習(xí)中已經(jīng)掌握。焊接要細心，還要有耐心。焊接前要對照電路圖對元器件有一個合理的布局，那樣的話就會使電路簡潔明朗，而且不易出錯，即使出錯也容易檢查。下面就來介紹元器件的焊接方法和過程。 硬件的焊接 底座的焊接 我的電路板有兩個底座，一個是單片機 AT89C51 的，另一個是數(shù)碼顯示管的。我們用的是 40 腳的雙排直插式的，在焊接時，要先把底座插到電路板上再進行焊接，底座各腳的焊點要小，以免各腳之間導(dǎo)通，還不能形成虛焊，虛焊會導(dǎo)致電路不通，底座要焊接牢固，不能和電路板距離太遠，以免導(dǎo)致虛焊。底座還要放在公共線的兩邊，因為那兩條線是火線和地線。焊接好后要對照電路仔細檢查，再用萬用表檢測，看焊接是否良好。 按鍵的焊接 我的電路中用到了 5 個按鍵，一個復(fù)位鍵、一個發(fā)射鍵、兩個置數(shù)鍵，還 有我自己加的一個計數(shù)控制鍵。我雖然做的是發(fā)射機，但只要對軟件進行一些改動，也可以作為接收機，那時發(fā)射控制鍵就變成接收控制鍵了。 我所用的按鍵是普通的斷開按鍵，有 4 個腳，兩邊各兩個，其中每邊的兩個腳是導(dǎo)通的，在焊接的時候要特別注意，我就是不小心，把相連的兩個腳焊接當成不連的腳用來作開關(guān)，結(jié)果按鍵按下后不起作用。所以在焊接前一定要用萬用表測出那兩個腳是導(dǎo)通的，焊接完后再檢測，看焊接是否良好。 時鐘電路的焊接 16 我們的電路中時鐘電路包括一個晶震，兩個電容。晶震是 6M 的，電容是普通電容，焊接前要刮腿 ，以免接觸不好。晶震和電容要盡量靠近芯片，這樣有利于時鐘電路的穩(wěn)定，減少干擾。焊接好后要用萬用表檢測。 導(dǎo)線的焊接 導(dǎo)線的焊接比較麻煩。因為導(dǎo)線比較多，就要先對導(dǎo)線進行布局，找好于元器件相對的管腳，焊接前先要檢測導(dǎo)線是否導(dǎo)通。焊接完成后要檢測是不是連接良好。 電路板的檢測和故障排除 電路板完成后要進行全面檢測，包括以下幾個方面： 火線和底線的檢測 檢測單片機底座的 Vcc（ 40 腳）是否與火線相連，檢測數(shù)碼管的功用端是否與火線連接，手動復(fù)位開關(guān)是否連接上火線 。地線檢查：其他按鍵接地是否良好，時鐘電路接地端的檢測，單片機 GND 端（ 20 腳）是否接地。檢查完后再用萬用表檢查火線和地線是否導(dǎo)通。 元器件之間的連接的檢查 參照電路圖，用萬用表仔細檢查各個元器件連接是否良好，是否對應(yīng)。 硬件的調(diào)試機器故障排除 硬件的調(diào)試在上電后的工作是不是正常，主要包括不插單片機的調(diào)試和插上單片機的檢測。 無單片機的調(diào)試 無單片機調(diào)試主要檢查電路工作是否正常，調(diào)試數(shù)碼管是否點亮，顯示數(shù)據(jù)是否正確，具體步驟如下： A：打開電源，將輸出電壓調(diào) 到 5 伏，然后關(guān)閉電源。 B：將電路板的火線與電源正極相連，地線與負極相連。 C：打開電源，用萬用表檢測電路板是否有輸出電壓，如果有就是好的，沒有就要檢測是否有短路。 D：電路檢查完后，關(guān)閉電源，用一根