【導讀】用相關的通訊協(xié)議實現(xiàn)串行通信的。本設計主要介紹如何使用一臺計算機與一臺。在本設計中單片機采用AT89C51，USB模塊。的接收和發(fā)送，程序采用也采用C語言。

　　

【正文】 向其寫入命令。 圖 46 是由 CH375 構(gòu)成的 USB 接口電路原理圖、 圖 47 即是由 USB 模塊 CH375 構(gòu)成的通信接口電路圖 。 圖 46 CH375 構(gòu)成的 USB 接口電路原理圖 圖 46USB 模塊 CH375 構(gòu)成的通信接口 電路 成都理工大學 2021 屆本科畢業(yè)設計（論文） 27 在本地端，單片機對 CH375 的操作是采用命令加數(shù)據(jù)的 I/O 操作方式，任何操作都是先發(fā)命令（其命令格式參考文獻 3）給 CH375，然后執(zhí)行數(shù)據(jù)輸入輸出。 CH375 接收到上位機發(fā)送的數(shù)據(jù)或者發(fā)送完給上位機的數(shù)據(jù)后，以中斷方式通知單片機。 將 CH375 芯片的驅(qū)動程序、動態(tài)鏈接庫拷貝到上位機中，利用 CH375 動態(tài)鏈接庫 DLL 提供的 API 函數(shù)對其進行操作，對 USB 設備的通信就幾乎和訪問本地硬盤中的文件差不多了 USB 接口的軟件設計 各通道的 USB 模塊 CH375 在計算機應用層與其本地端單片機 AT89C51 之間提供了端對端的連接。統(tǒng)一采用數(shù)據(jù)加應答方式進行通信，所有的通信都由計算機應用層發(fā)起，然后以接收到單片機的應答結(jié)束。單一通道完整的通信過程包括： ① 計算機應用層按事先約定的格式將數(shù)據(jù)請求發(fā)送給 CH375； ② CH375 以中斷方式通知單片機； ③ 單片機進入中斷服務程序，獲取 CH375 的中斷狀態(tài)并分析； ④ 如果是上傳（上傳緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)被計算機成功讀取），則釋放當前 USB緩沖區(qū)，然后退出中斷程序； ⑤ 如果是下傳（下傳緩沖區(qū)成功接收到計算機發(fā)送的數(shù)據(jù)），則從數(shù)據(jù)下傳緩沖區(qū)讀取數(shù)據(jù)塊； ⑥ 分析接收到 的數(shù)據(jù)塊，如果是數(shù)據(jù)請求上傳命令，準備應答數(shù)據(jù)（采集數(shù)據(jù)）； ⑦ 單片機將采集數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)上傳緩沖區(qū)中，然后退出中斷程序； ⑧ CH375 將采集數(shù)據(jù)返回給計算機； ⑨ 計算機應用層接收到應答數(shù)據(jù)，傳輸結(jié)束； 該通訊方式具有數(shù)據(jù)自動同步、程序設計簡單、較好的交互性和可控性等優(yōu)點。計算機定時以此方式順次訪問各通道，獲取各通道采集到的數(shù)據(jù) 通信程序設計 關于通信程序設計 , 本文只舉一個簡單的例子 :PC 機從鍵盤上輸入一個字成都理工大學 2021 屆本科畢業(yè)設計（論文） 28 符 , 然后將這個字符發(fā)送給 USB,USB 又傳送給 單片機 , 單片機接收到這 個字符后 , 不做任何處理 , 又將它發(fā)送給 USB， USB又傳送給 PC 機 , PC 機將這個字符顯示在屏幕上 , 如果顯示的字符與輸入的字符一致 , 則表明 PC 機與單片機 通過USB 通信正常。在設計 PC 機與單片機通信程序時 , 應首先明確數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議 , 例如 : 數(shù)據(jù)傳輸?shù)膸袷健⒉ㄌ芈省?PC 機與單片機在實現(xiàn)異步通信時的工作方式等。 為了實現(xiàn)通信 , 雙方約定如下 : 波特率 : 2400bit/ s； 幀格式 : 10 位為一幀 , 包括 1 個起始位 , 8 個數(shù)據(jù)位和 1 個停止位 ； 傳送方式 : PC 機采用查詢方式收發(fā)數(shù)據(jù) , 單片機采用中斷方式收發(fā)數(shù)據(jù)。 PC 機通信程序 PC 機的通信程序采用 T urbo C 編寫 , 程序清 單如下 : include main( ) { char c1, c2。 int s。 outportb( 0x3fb, 0x80) 。 / * 初始化 * / outportb( 0x3f8, 0x30) 。 outportb( 0x3f9, 0x00) 。 outportb( 0x3fb, 0x03) 。 / * 8 位數(shù)據(jù) , 1 位停 止位 * / outportb( 0x3fc, 0x03) 。 c1= getchar( ) 。 do{ / * 查詢發(fā)送緩沖器是否為空 * / s= inportb( 0x3fd)amp。0x20。 } while( s! = 0x20) 。 outportb( 0x3f8, c1) 。 成都理工大學 2021 屆本科畢業(yè)設計（論文） 29 waitok: / * 查詢接收數(shù)據(jù)是否為有效 * / s= inportb( 0x3fd) 。 if( ( samp。0x01) = = 0) goto waitok。 c2= inportb( 0x3f8) 。 printf(dThe r eturn char is:d) 。 putchar( 2) 。 } AT8C951 單片機 端 的通信程序 采用 C語言編程，編寫單片機端 AT89c51 中斷 1服務處理程序的基本框架如下所示： void int1_isr (void) //USB 中斷入口程序 { CH375_WR_CMD_PORT(CMD_GET_STATUS)； //向 CH375 發(fā)送中斷狀態(tài)獲取命令 InterruptStatus = CH375_RD_DAT_PORT()； //獲取中斷狀態(tài)，并通知 CH375取消中斷請求 // 分析中斷狀態(tài)，并做相應處理 if ( InterruptStatus= =USB_INT_EP2_OUT) // 數(shù)據(jù)下傳 { CH375_WR_CMD_PORT( CMD_RD_USB_DATA )； // 向 CH375 發(fā)送讀數(shù)據(jù)命令 RD_Data =CH375_RD_DAT_PORT( )； //從 CH375 下傳緩沖區(qū)讀取數(shù)據(jù)塊 //分析接收到的數(shù)據(jù)塊 CH375_WR_CMD_PORT(CMD_WR_USB_DATA7)； // 向 CH375 發(fā)送寫數(shù)據(jù)命令 CH375_WR_DAT_PORT( DATA)； // 將采集數(shù)據(jù) DATA 寫入 CH375 數(shù)據(jù)上傳緩沖區(qū) return； } If(InterruptStatus= = USB_INT_EP2_IN) // 數(shù)據(jù)上傳 { 成都理工大學 2021 屆本科畢業(yè)設計（論文） 30 CH375_WR_CMD_PORT( CMD_UNLOCK_USB )； // 釋放當前 USB 緩沖區(qū) return； } } 采用 CH375 進行 USB 數(shù)據(jù)傳輸速率高，達到 1Mbit/s 以上。而且無需編寫復雜的 USB 驅(qū)動程序，利用其動態(tài)鏈接庫即可實現(xiàn)多通道 USB 接口與 PC 機通信。研發(fā)簡單，易于實現(xiàn)，可以使數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)非常方便的從 RS232 總線轉(zhuǎn)向 USB總線，彌補其速度慢的缺點，進行系統(tǒng)升級。并且 USB 所具有的各種優(yōu)越性能，也必將使這種接口電路在數(shù)據(jù)傳輸中得到更廣泛的應用。 成都理工大學 2021 屆本科畢業(yè)設計（論文） 31 結(jié) 論 隨著計算機技術尤其是單片微型機技術的發(fā)展，人們已越來越多地采用單片機來對一些工業(yè)控制系統(tǒng)中如溫度、流量和壓力等參數(shù)進行檢測和控制。 PC 機具有強大的監(jiān)控和管理功能，而單片機則具有快速及靈活的控制特點，通過 PC機的 RS232 串行接口與外部設備進行通信，是許多測控系統(tǒng)中常用的一種通信解決方 案 。 串行通信端口在系統(tǒng)控制的范疇中一直 占據(jù)著及其重要的地位，它不僅沒有因為時代的進步而遭淘汰，反而在規(guī)格上越來越完善，應用也越來越廣泛。作為一種基本而又靈活方便的通信方式，串口通信被廣泛應用于 PC與 PC或者 PC與單 片機之間的數(shù)據(jù)交換以及其他工業(yè)控制與自動控制中。本設計給出了在主從式控制系統(tǒng)中上位ＰＣ機與下位單片機之間進行異步串行通信的解決方案，實現(xiàn)了上位機向 下位機發(fā)送信息以及下位機接收上位機的數(shù)據(jù)并能夠向上位機發(fā)送數(shù)據(jù)的功能。本設計方案在實際運行過程中，簡單方便，穩(wěn)定可靠，較好地解決了上位機與下位機之間的通信問題。 隨著單片機和微機技術的不斷發(fā) 展，由 PC 機和多臺單片機構(gòu)成的多機網(wǎng)絡監(jiān)控系統(tǒng)已成為單片機技術發(fā)展的一個方向。它結(jié)合了單片機在實時數(shù)據(jù)采集和微機對圖形處理、顯示的優(yōu)點。同時 ,Windows 環(huán)境下后臺微機在數(shù)據(jù)庫管理上具有明顯的優(yōu)勢，二者結(jié)合，使得單片機的應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)絡為核心的分布式多點系統(tǒng)發(fā)展的趨勢。 成都理工大學 2021 屆本科畢業(yè)設計（論文） 32 致 謝 在此論文撰寫過程中，要特別感謝我的導師 朱杰老師 的指導與督促，同時感謝 他 的諒解與包容。 在進行論文撰寫的時候，我的指導老師朱杰老師給予了很大的幫助，介紹了很多很有參考價值 的 資料， 他 淵博的專業(yè)知識，嚴謹?shù)闹螌W作風，育人求實的工作態(tài)度都體現(xiàn)在這次設計的指導中 ； 另外系上其他老師和同學都給了我大力支持和幫助，對這些老師和同學表示 誠摯的謝意； 求學歷程是艱苦的，但又是快樂的。感謝我的班主任 朱杰 老師 以及各位 任課老師 ，謝謝 您 們 在這四年中為我們?nèi)嗨龅囊磺校?您們 不求回報，無私奉獻的精神很讓我感動，再次向 您們 表示由衷的感謝。在這四年的學期中結(jié)識的各位生活和學習上的摯友讓我得到了人生最大的一筆財富。在此，也對他們表示衷心感謝。 成都理工大學 2021 屆本科畢業(yè)設計（論文） 33 參考文獻 [1]蕭世文 硬件設計 [M].北京：清華大學出版社 2021. 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