單片機與pc機串行通信系統(tǒng)硬件及上位機程序設計(編輯修改稿)
2025-08-03 13:04 本頁面
【文章內容簡介】 通用8位中央處理器（CPU）和Flash存儲單元，功能強大[5]。AT89C51單片機可為你提供許多高性價的應用場合，可靈活的應用于各種控制領域。1）AT89C51性能參數(shù)AT89C51有如下性能參數(shù)： 與MCS51產品指令系統(tǒng)的全兼容； 4k字節(jié)可重擦寫Flash閃速存儲器；1288字節(jié)內部RAM； 1000次可擦寫周期； 全靜態(tài)操作：0Hz24MHz； 三級加密程序存儲器； 32個可編程I/O口線； 2個16位定時/計數(shù)器；1個全雙工異步串行口； 6個中斷源，2個中斷優(yōu)先級； 低功耗空閑和掉電模式。2）AT89C51內部結構及管腳圖AT89C51包含中央處理器、程序存儲器(ROM)、數(shù)據存儲器(RAM)、定時/計數(shù)器、并行接口、串行接口和中斷系統(tǒng)等幾大單元及數(shù)據總線、地址總線和控制總線等三大總線[7]，其方框圖如圖41所示。圖41 AT89C51方框圖AT89C51單片機采用40Pin封裝的雙列直接DIP結構，其引腳配置如圖42所示。圖42 AT89C51引腳配置（1）RESET/Vpd（9腳）復位信號當8051通電，時鐘電路開始工作，在RESET引腳上出現(xiàn)24個時鐘周期以上的高電平，系統(tǒng)即初始復位。初始化后，程序計數(shù)器PC指向0000H。RESET由高電平下降為低電平后，系統(tǒng)即從0000H地址開始執(zhí)行程序。其復位電路如圖43所示。圖43 AT89C51復位電路（2）（30腳）地址鎖存信號當訪問外部程序存儲器時，ALE的輸出用于鎖存地址的低位字節(jié)，而訪問內部程序存儲器時，ALE端將有一個1/6時鐘頻率的正脈沖信號，這個信號可以用于識別單片機是否工作，也可以當作一個時鐘向外輸出。更有一個特點，當訪問外部程序存儲器，ALE會跳過一個脈沖。 （3）（29腳）片外程序存儲器讀選通當訪問外部程序存儲器時，此腳輸出負脈沖選通信號，PC的16位地址數(shù)據將出現(xiàn)在P0和P2口上，外部程序存儲器則把指令數(shù)據放到P0口上，由CPU讀入并執(zhí)行。（4） EA/Vpp（31腳）內部和外部程序存儲器選擇信號程序存儲器的內外部選通線，8051和8751單片機，內置有4kB的程序存儲器，當EA為高電平并且程序地址小于4kB時，讀取內部程序存儲器指令數(shù)據，而超過4kB地址則讀取外部指令數(shù)據。如EA為低電平，則不管地址大小，一律讀取外部程序存儲器指令。3）AT89C51串行口結構（1）數(shù)據緩沖器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）。單片機的串行數(shù)據傳輸很簡單，只要向緩沖器寫入數(shù)據就可發(fā)送數(shù)據，從接收緩沖器讀出數(shù)據既可接收數(shù)據。（2）串行口控制寄存器SCON它是一個可尋址的專用寄存器，用于串行通信的控制，單元地址是98H，其結構格式如表41所示。表41 SCON寄存器結構SCOND7D6D5D4D3D2D1D0SM0SM1SM2RENTB8RB8TIRI位地址9FH9EH8DH9CH9BH9AH99H98H（3）特殊功能寄存器PCON可 其字節(jié)地址為87H，沒有位尋址功能，與串行口有關只有PCON的最高位，其結構如表42所示。表42 特殊功能寄存器PCONPCOND7D6D5D4D3D2D1D0位符號SMODGF1GF0PDIDLSMOD：波特率選擇位。當SMOD=1時，波特率加倍。 單電源轉換芯片MAX232MAX232是MAXIM公司生產的、包含兩路接收/驅動器的芯片。芯片內部有一個電源電壓變換器，可以將輸入的+5V電源電壓變換成為RS232輸出電平。硬件接口簡單，被廣泛使用。芯片的引腳配置及典型就工作電路如圖44所示。 (a) 引腳圖 (b) 典型電路圖圖44 MAX232芯片引腳配置和典型工作電路 74LS245LED驅動芯片74LS245是常用的芯片，用來驅動led或者其他的設備，它是8路同相三態(tài)雙向總線收發(fā)器，可雙向傳輸數(shù)據。當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等總線驅動器。當片選端低電平有效時，DIR=“0”，信號由B向A傳輸；DIR=“1”，信號由A向B傳輸；當為高電平時，A、B均為高阻態(tài)，其引腳配置如圖45所示。圖45 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，其外形結構如圖46所示，由圖可知它由8個發(fā)光二極管構成，通過不同的組合可用來顯示0~A~F及小數(shù)點。（b）共陰極（c）共陽極（a）管腳配置圖46 “8”字形數(shù)碼管LED顯示器一般分為共陰極和共陽極兩種，共陰極是將8個發(fā)光二極管的陰極連接在一起作為公共端，而共陽極則是將8個發(fā)光二極管的陽極連在一起作為公共端[8]，其構成如圖46所示。 LED顯示器接口在單片機系統(tǒng)中，LED顯示接口一般采用靜態(tài)驅動和動態(tài)掃描兩種驅動方式。靜態(tài)驅動方式工作原理是每一個LED顯示器有一個I/
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