【導(dǎo)讀】independently.putertechnology.multiplication,division,etc.)andlogicoperations(parison,shift,Boolean. betweentheparts.

　　

【正文】 將中央處理器 (CPU)、存儲器 (RAM， ROM)、定時(shí)／計(jì)數(shù)器和各種接口電路都集成到一塊集成電路芯片上的微型計(jì)算機(jī)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)尤其是單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展，人們已越來越多地采用單片機(jī)來對一些工業(yè)控制系統(tǒng)中 如溫度、濕度等參數(shù)進(jìn)行檢測和控制。 PC 機(jī)具有強(qiáng)大的監(jiān)控和管理功能，而單片機(jī)則具有快速及靈活的控制特點(diǎn)，通過 PC機(jī)的 RS 232串行接口8 與外部設(shè)備進(jìn)行通信，是許多測控系統(tǒng)中常用的一種通信解決方案。因此如何實(shí)現(xiàn) PC 機(jī)與單片機(jī)之間的通信具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。針對一些遠(yuǎn)距離控制或者是危險(xiǎn)性比較高的數(shù)據(jù)采集和控制的應(yīng)用情況，本文主要介紹一種用雙工方式實(shí)現(xiàn) PC 機(jī)與單片機(jī)之間的串行通信。 所謂串行通信是指外設(shè)和計(jì)算機(jī)間使用一根數(shù)據(jù)信號線一位一位地傳輸數(shù)據(jù)，每一位數(shù)據(jù)都占據(jù)一個(gè)固定的時(shí)間長度?！按小笔侵竿庠O(shè)與接口 電路之間的信息傳送方式， CPU 與接口之間仍按并行方式工作。串行數(shù)據(jù)在傳輸過程中，由于干擾可能引起信息的出錯(cuò)。如何發(fā)現(xiàn)傳輸中的錯(cuò)誤，叫檢錯(cuò)；發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤后，如何消除錯(cuò)誤，叫糾錯(cuò)。 (1) 串行數(shù)據(jù)傳輸方式 1) 雙辦工方式通訊雙方能同時(shí)進(jìn)行發(fā)送和接收操作。 2) 半雙工方式只有 1根數(shù)據(jù)線傳送數(shù)據(jù)信號，要求通訊雙方的發(fā)送和接收由電子開關(guān)切換。由于只有一條信道，所以數(shù)據(jù)不能同時(shí)在兩個(gè)方向上傳送。 3) 單工方式只允許數(shù)據(jù)按照一個(gè)固定的方向傳送。 (2) 串行通信可以分為兩種類型：同步通信和異步通信。 異步通信 ：一個(gè)字符一個(gè)字符地傳輸，每個(gè)字符一位一位地傳輸，傳輸一個(gè)字符時(shí)，以起始位開始，然后傳輸字符本身的各位，接著傳輸校驗(yàn)位，最后以停止位結(jié)束該字符的傳輸。一次傳輸?shù)钠鹗嘉弧⒆址魑?、校?yàn)位、停止位構(gòu)成一組完整的信息，稱為幀 (Frame)。幀與幀之間可有任意個(gè)空閑位。起始位之后是數(shù)據(jù)的最低位。 ① 起始位：位于字符幀開頭，僅占一位，為邏輯低電平“ 0”，用來通知接收設(shè)備，發(fā)送端開始發(fā)送數(shù)據(jù)。線路上在不傳送字符時(shí)應(yīng)保持為“ 1”。接收端不斷檢查線路的狀態(tài)，如連續(xù)為“ 1”以后又測到一個(gè)“ 0”，就知 道發(fā)來一個(gè)新字符，應(yīng)馬上準(zhǔn)備接收。 ② 數(shù)據(jù)位：數(shù)據(jù)位（ D0D7)j 緊接在起始為后面，通常為 5到 8位，依據(jù)數(shù)據(jù)位由低到高的順序依次傳送。 ③ 奇偶校檢位：奇偶檢驗(yàn)位只占用一位，緊接在數(shù)據(jù)位后面，用來表征串行通信中采用奇校檢還是偶校檢，也可以用這一位（ I/O)來確定這一幀中的字符多代表信息的性質(zhì)（地址 /數(shù)據(jù)等）。 ④ 停止位：位于字符幀的最后，表征字符的結(jié)束，它一定是高電平（邏輯9 “ 1”）。停止位可以是 1位、 位、 2位。接收端收到停止位后，知道上一字符已經(jīng)傳送完畢，同時(shí)也為接收下一位字符做好準(zhǔn)備（只要再收到“ 0”就是 新的字符的起始位）。若停止，位以后不是緊跟著傳送下一個(gè)字符，則讓線路上保持為“ 1”。 同步通信：同步傳輸?shù)谋忍胤纸M要大得多。它不是獨(dú)立地發(fā)送每個(gè)字符，每個(gè)字符都有自己的開始位和停止位，而是把它們組合起來一起發(fā)送。我們將這些組合稱為數(shù)據(jù)幀，或簡稱為幀。 本設(shè)計(jì)課題主要研究系統(tǒng)之間、系統(tǒng)與外設(shè)之間的數(shù)據(jù)傳輸和控制。在系統(tǒng)與外設(shè)之間充當(dāng)連接任務(wù)串口了而在串口通信技術(shù)中又以 RS485和 RS232串口技術(shù)應(yīng)用最為廣泛，本課題主要研究設(shè)計(jì) RS485 串口，而為了滿足 RS485 的通信標(biāo)準(zhǔn) MAXIM 公司為此就設(shè) 計(jì)了一款名為 MAX488 的芯片，該芯片內(nèi)涵一個(gè)驅(qū)動(dòng)器和一個(gè)接收器，同時(shí)具有低功耗、單 +5V電源供電、驅(qū)動(dòng)器有過載保護(hù)、無需外接元器件等特點(diǎn)。 AT89C2051 單片機(jī)在執(zhí)行命令的時(shí)候出現(xiàn)故障，就可通過芯片 IMP813 將單片機(jī)復(fù)位。它也可以將單片機(jī)從休眠模式或空閑模式喚醒。在目前的 AT89 系列單片機(jī)的串口通信技術(shù)中目前流行的解決方案是采用 RS485 接口。它時(shí)一種并接式二總線的接口，采用的是半雙工通信總線的差分電平方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。微機(jī)要實(shí)現(xiàn) RS485 協(xié)議通信總體上概括可以采用兩種方法：第一種采用通信卡，插在微機(jī)主板擴(kuò)展槽上；第二種采用 RS232 與 RS485 轉(zhuǎn)換接口裝置。 系統(tǒng)中采用 AT89C51 單片機(jī)作為下位機(jī)， PC 機(jī)作為上位機(jī)，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(jī)串口信號的電平不一致，必須進(jìn)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(shí)現(xiàn) RS232/TTL電平轉(zhuǎn)換。 本設(shè)計(jì)運(yùn)用單片機(jī)原理和微機(jī)接口技術(shù)等知識探討完成單片機(jī)與 PC 機(jī)的串行通信設(shè)計(jì)。期間有涉及到串行通信原理的簡述、串行通信的制式、 RS232 接口的電氣標(biāo)準(zhǔn)、電平轉(zhuǎn)換的方式方法和單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)等相 關(guān)專業(yè)問題。 本系統(tǒng)由硬件和軟件兩大部分協(xié)調(diào)完成，硬件部分主要完成信息的顯示；軟件主要完成信號的處理及控制功能等。系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)采用模塊化設(shè)計(jì)，以AT89C51 單片機(jī)為核心，串行口通信電路組成控制系統(tǒng)。軟件設(shè)計(jì)部分運(yùn)用查詢和中斷方式完成數(shù)據(jù)的接收，并進(jìn)一步處理。 10 并且，實(shí)現(xiàn)期間在后面還采用了仿真調(diào)試，即運(yùn)用 Protues 平臺、虛擬串口軟件創(chuàng)建的一對相通的虛擬 COM 口、基于 MSC0mm 軟件的串口調(diào)試軟件等工具來仿真實(shí)現(xiàn) PC機(jī)與單片機(jī)串口通信系統(tǒng)。 在題目中涉及了波特率，波特率即數(shù)據(jù)傳送速率，表示每秒鐘傳送二進(jìn) 制代碼的位數(shù)，它的單位是位 /秒（ b/s),常用 bps表示。波特率是異步通信的重要指標(biāo)，表征數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣龋ㄌ芈试礁?，?shù)據(jù)傳輸速度越快，在數(shù)據(jù)傳送方式確定后，以多大的速率發(fā)送 /接收數(shù)據(jù)，是實(shí)現(xiàn)串行通信必須解決的問題。 假設(shè)數(shù)據(jù)傳送的速率是 120 字符 /S，每個(gè)字符格式包含 10個(gè)代碼位 120 字符 /s, 10 位 /字符 =1200b/s=1200 波特。 每一位的傳輸時(shí)間為波特率的倒數(shù)： Td=1/1200= 異步通信是按字符傳輸?shù)模邮赵O(shè)備在收到起到起始信號之后只要在一個(gè)字符的傳輸時(shí)間內(nèi)能和發(fā)送設(shè)備保持同 步就能正確接收。下一個(gè)字符起始位的到來又使同步重新校準(zhǔn)。 系統(tǒng)的工作原理中 MSC51單片機(jī)串行口發(fā)送 /接收數(shù)據(jù)時(shí)，通過 2個(gè)串行緩沖器 SBUF 進(jìn)行，由硬件自動(dòng)在發(fā)送字符的始、末加上起始位（低電平）、停止位（高電子）及其它控制位（如奇偶位等），而后在移動(dòng)脈沖的控制下，低位在前，高位在后，逐位從 TXD 端（方式 0除外）發(fā)出。 在接受過程中，串行口的接收與否受制于允許接受位 REN 的狀態(tài)，當(dāng) REN被軟件置“ 1”后，允許接收器接收。串口的接收器以所選波特率的 16 倍速對RXD 線進(jìn)行監(jiān)視。當(dāng)’’ 1”到“ 0”跳變時(shí)，檢測器連 續(xù)采樣到 RXD線上低電平時(shí)，便認(rèn)定 RXD 端出現(xiàn)起始位，繼而接收控制器開始工作，在每位傳送時(shí)間的第 9 三個(gè)脈沖狀態(tài)采樣 RXD 線，決定所接收的值為“ 0”或“ 1”。當(dāng)接收完停止位后，指控電路使用中斷標(biāo)志 R1 置“ 1”，此時(shí)程序可通過 MOV A,SBUF指令將接收到的字符從 SUBF 送入累加器 A,從而完成一幀數(shù)據(jù)的接收工作。 在實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)里面，系統(tǒng)的功能由硬件和軟件兩大部分協(xié)調(diào)完成，硬件部分主要完成信息的顯示；軟件主要完成信號的處理及控制功能等。 硬件主要采用模塊式設(shè)計(jì)，以 AT89C51 單片機(jī)為核心，與串行口通信 電路組成控制系統(tǒng)、 LED 顯示模塊構(gòu)成顯示電路。該系統(tǒng)硬件主要包括以下幾個(gè)模塊：11 AT89C51 中控模塊、 LED 顯示模塊、串行口通信模塊主要完成單片機(jī)和 PC機(jī)之間的通信功能。