【文章內(nèi)容簡介】 前先發(fā)數(shù)據(jù)數(shù)目，接下 來 發(fā)送數(shù)據(jù)， 下位機 接收數(shù)據(jù)并動態(tài)顯示在 LED 數(shù)碼管上 。 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。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。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。 jiantou Visual Basic（簡稱 VB）是 Windows 操作系統(tǒng)下簡單、易學(xué)、高效的應(yīng)用軟件開發(fā)工具 。 因其具有面向?qū)ο蟮脑O(shè)計方法 ， 友好的用戶界面、編程高效、數(shù)據(jù)處理及驅(qū)動底層硬件功能強等優(yōu)點而受到廣泛的使用。 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。 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。 AT89C51 是美國 ATMEL 公司生產(chǎn)的低電壓，高性能的 CMOS8 位單片機片 ， 內(nèi) 置 4Kbytes 的可反復(fù)擦寫的只讀程序存儲器（ PEROM）和 128bytes 的隨機存儲器（ RAM），器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失存儲技術(shù)生產(chǎn) ， 兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS51 指令 系統(tǒng)，片內(nèi)置通用 8 位中央處理器（ CPU）和 Flash 存儲單元，功能強大。 AT89C51 單片機可為你提供許多高性價的應(yīng)用場合，可靈活的應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域。 1） AT89C51 性能參數(shù) AT89C51 有如下性能參數(shù)： 與 MCS51 產(chǎn)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(nèi)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(nèi)部結(jié)構(gòu)及管腳圖 AT89C51 包含中央處理器、程序存儲器 (ROM)、數(shù)據(jù)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(jù)總線、地址總線和控制總線等三大總線，其功能框圖如圖 41 所示。 7 圖 41 AT89C51 功能框圖 AT89C51 單片機采用 40Pin封裝的雙列直接 DIP 結(jié)構(gòu)，其引腳配置如圖 42 所示。 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）。 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)。 （ 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(jié)構(gòu)格式 如表 41 所示。 表 41 SCON寄存器結(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 （ 3）特殊功能寄存器 PCON 其字節(jié)地址為 87H，沒有位尋址功能，與串行口有關(guān)只有 PCON 的最高位，其 8 （ b）典型電路 （ a）引腳圖 結(jié)構(gòu)如表 42 所示。 表 42 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 SMOD：波特率 選擇位。當(dāng) SMOD=1 時，波特率加倍。 單電源 轉(zhuǎn)換芯片 MAX232 MAX232 是 MAXIM 公司生產(chǎn)的、包含兩路接收 /驅(qū)動器的芯片。芯片內(nèi)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 及典型工作電路如圖 43 所示。 圖 43 MAX232 芯片引腳 配置 和典型工作電路 74LS245LED 驅(qū)動芯片 74LS245 是常用的芯片，用來驅(qū)動 led 或者其他的設(shè)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(jù)。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。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。 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。 圖 45 “ 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，其構(gòu)成如圖 45 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(qū) 動和動態(tài)掃描兩種驅(qū)動方式。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。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。 系統(tǒng) 設(shè)計 系統(tǒng)中采用 AT89C51 單片機作為下位機， PC 機作為上位機 ，兩者通過 RS232串行口收發(fā)數(shù)據(jù) 。 RS232 信號的電平和單片機串口信號的電平不一致，必須進行二者之間的電 平轉(zhuǎn)換 ，系統(tǒng)中使用 集成電平轉(zhuǎn)換芯片 MAX232 實現(xiàn) RS232/TTL 電平轉(zhuǎn)換 。 單片機系統(tǒng)總體電路如圖 46 所示。 X T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29RS T9P 0 .0 /A D 039P 0 .1 /A D 138P 0 .2 /A D 237P 0 .3 /A D 336P 0 .4 /A D 435P 0 .5 /A D 534P 0 .6 /A D 633P 0 .7 /A D 732P 1 .01P 1 .12P 1 .23P 1 .34P 1 .45P 1 .56P 1 .67P 1 .78P 3 .0 /R X D10P 3 .1 /T X D11P 3 .2 /I NT 012P 3 .3 /I NT 113P 3 .4 /T 014P 3 .7 /R D17P 3 .6 /W R16P 3 .5 /T 115P 2 .7 /A 1 528P 2 .0 /A 821P 2 .1 /A 922P 2 .2 /A 1 023P 2 .3 /A 1 124P 2 .4 /A 1 225P 2 .5 /A 1 326P 2 .6 /A 1 427U1A T 8 9 C5 1P RO G RA M = W W L W A N G .H E XT 1 IN11R1O UT12T 2 IN10R2O UT9T 1 O UT14R1I N13T 2 O UT7R2I N8C2 +4C25C1 +1C13VS+2V S 6U2C11uFC21uFC31uFC41uF23456789 11 1 .0 5 9 M H z3 0 p F3 0 p FC71 0 u FR15 1 01 0 0A02B018A13B117A24B216A35B315A46B414A57B513A68B612A79B711CE19AB/BA1U37 4 L S 2 4 5A02B018A13B117A24B216A35B315A46B414A57B513A68B612A79B711CE19AB/BA1U47 4 L S 2 4 5162738495J1CO NN D9F連接 PC 機 圖 46 單片機系統(tǒng)總體電路 11 5 軟件設(shè)計 PC 機 程序 設(shè)計 應(yīng)用界面設(shè)計流程 1） 創(chuàng)建項目文件 （ 1） 單擊“開始”按鈕，選擇“程序 |Microsoft Visual Basic ”進入 窗口。 啟動后，會彈出“ New Projiect”對話框，如圖 51 所示。 圖 51 新建工程 （ 2）在“ New Project”對話框中選擇“ New”選 項卡。 （ 3）單擊“ Standard EXE”項，再單擊“打開”按鈕，或直接雙擊“ Standard EXE”建立程序開發(fā)窗口。 （ 4）選擇“ File|Save Project” 命令，保存文件。 2） 加入串口通信控件 （ 1）默認的控件工具欄中沒有 MSComm 控件，因此要先把它加入到控件工具欄上。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。 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。 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 ， 。 在窗體中添加需要的控件，調(diào)整控件的大小及在窗體中的位置，得到如圖 53 所示的 窗體 界面，其控件屬性及功能如表 51 所示。 圖 53 添加控件后的窗體 13 表 51 主要控件屬性 類型 名稱 屬性 功能 Form Form1 Caption=上位機串口通信 Commandbutton Send Caption=發(fā)送 數(shù)據(jù)發(fā)送 Cancel Caption=退出 結(jié)束數(shù)據(jù)發(fā)送 Label Label1 C