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單片機(jī)串行協(xié)議通信設(shè)計(jì)-wenkub.com

2024-12-03 09:57 本頁面
   

【正文】 由于本人水平有限,加之時(shí)間倉促,設(shè)計(jì)中的疏漏和錯誤之處在 所難免,希望老師給予諒解,同時(shí)希望老師加以批評和指證,是我在今后的學(xué)習(xí)和工作中取得更大成績。設(shè)計(jì)中,既要全面掌握理論知識,又要洞悉實(shí)際元件的工作原理。 這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)總的來說還是很成功的,自己從中學(xué)到很多,也發(fā)現(xiàn)了不少問題,為自己以后的學(xué)習(xí)、進(jìn)步打下了不錯的基礎(chǔ)。在這些都搞得比較明白后就開始畫設(shè)計(jì)流程圖和電路圖, 最后用了很長時(shí)間才 完成自己的通信程序設(shè)計(jì) ,給老師看后,在老師的幫助下,改正了幾處有問題的地方, 完成后就開始仿真。使自己在硬件設(shè)計(jì)方面樹立了信心,為以后從事這方面的工作打好了基礎(chǔ),這 也 是這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的最大收獲。一開始拿到這個題目的時(shí)候,真不知道從哪下 手,在老師的指導(dǎo)下,自己找資料、看書,總算完成了。首先設(shè)計(jì)程序流程圖;其次通信協(xié)議是單片機(jī)和 PC 機(jī)之間通信不可缺少的部分,也是我此次畢業(yè)設(shè)計(jì)最重要的部分,包括下面幾方面的設(shè)置:串行口控制寄存器 SCON 的設(shè)置,定時(shí)器的初始化設(shè)置和波特率計(jì)算。觀察串口調(diào)試軟件的接收數(shù)據(jù)欄的回饋信息。為了能夠在計(jì)算機(jī)端看到單片機(jī)發(fā)出的數(shù)據(jù),我們必須借助一個 WINDOWS 軟件進(jìn)行觀察,這里我們主要使用串口調(diào)試軟件做演示工具,所謂串口調(diào)試軟件 是指: ,支持常用的 11025600 波特率,能設(shè)置端口參數(shù); 2 能以字符或十六進(jìn)制收發(fā)數(shù)據(jù),真正支持中文字符的收發(fā); ;,自動發(fā)送數(shù)據(jù); ,不需安裝。 如果串行通信選用很低的波特率,可將定時(shí)器 Tl 置于工作方式 0 或工作方式 1,但在這種情況下, T1 溢出時(shí),需用中斷服務(wù)程序重裝初值。當(dāng) C/T= 0 時(shí),計(jì)數(shù)速率= fosc/2;當(dāng) C/T= 1 時(shí),計(jì)數(shù)速率取決于外部輸入時(shí)鐘頻率。 溢出率與 SMOD 值同時(shí)決定,即: 方式 1 和方式 3 的波特率= 2SMOD/32 M1MO:選定定時(shí)器 1工作方式 2。根據(jù)我們所做的內(nèi)容,我們采用了串行工作方式 1, REN 設(shè)置為 “ 1” (允許接收 ),綜上所述我們設(shè) SCON 的初始值為 50H, 如 表 51 所示 。 哈爾濱理工大學(xué)遠(yuǎn)東學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 15 第 5 章 軟件的設(shè)計(jì)和調(diào)整過程 程序流程圖 程序流程圖是編寫軟件的重要前提,它是在圖表上直觀的體現(xiàn)擬設(shè)計(jì)的目的及過程。 發(fā)送方 接收方 b7 b6 b5 b4 b3 b2 b1 b0 哈爾濱理工大學(xué)遠(yuǎn)東學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 14 圖 42 硬件連接圖 本章小結(jié) 本章介 紹了串行通訊技術(shù)的硬件是由單片機(jī) 89C5 、 30pF電容、 22uf/10V電容、 1K 電阻、 MAX232 轉(zhuǎn)換器, DB9 接口,按鍵組成的。在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中,每個字符一般使用一個 8 位二進(jìn)制代碼表示。在實(shí)驗(yàn)和工業(yè)應(yīng)用中,串口是常用的計(jì)算機(jī)與外部串行設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸通道,同時(shí),串行接口也可以用來實(shí)現(xiàn)短距離的雙機(jī)通信。以及串行口的工作方式。 本章小結(jié) 本章介紹了數(shù)據(jù)通信的傳輸方式分為單工、半雙工、全雙工和多工方式。 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。由硬件在方式 0 串行發(fā)射第 8 位結(jié)束時(shí)置 “ 1”。 TI:發(fā)送中斷標(biāo)志。 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(shí)用軟件置位和清零。當(dāng) SM2=0時(shí),只有在接收到有效停止位時(shí)才啟動 RI,若沒接收到有效停止位,則 RI 清 “ 0” 。而發(fā)送數(shù)據(jù)就不需要這樣設(shè)計(jì),因?yàn)榘l(fā)送時(shí), CPU是主動的,不可能出現(xiàn)這種情況。但這兩個寄存器具有同一地址 (99H)。 同步通信格式中,發(fā)送器和接收器由同一個時(shí)鐘源控制 , 為了克服在異步傳輸中,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(shí)間,在要求傳送的數(shù)據(jù)量較大的 。 雙工方式:數(shù)據(jù)可以實(shí)現(xiàn)雙向傳送,但不能同時(shí)進(jìn)行,實(shí)際的應(yīng)用采用某種協(xié)議實(shí)現(xiàn)收發(fā)開關(guān)轉(zhuǎn)換。 下面我們分別介紹。更加詳細(xì)的描述了 AT89C51 單片機(jī)的主要性能參數(shù)和功能特性。 圖 24 手動 復(fù)位 開關(guān) 電路圖 手動開關(guān)未按下之前,電容正極處于家電狀態(tài),當(dāng)按鍵按下去后, VCC 與 GND 導(dǎo)通,電容放電,從而實(shí)現(xiàn)放電。 ,將 EA/Vpp 端加上 +1V編程電壓。編程方法: 編程前需設(shè)置好地址、數(shù)據(jù)及控制信號,編程單元的地址就、加在 P1 口和 P2 口的— (11 位地址范圍為 0000H— 0FFFH),數(shù)據(jù)從 P0 口輸入,引腳 、 和 、 的電平設(shè)置見表。程序接收高電壓 (+12V)或低電壓 (Vcc)的允許編程信號。在這種情況下,外部時(shí)鐘脈沖接到 XTAL1 端,既內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端, XTAL2 懸空。對外接電容 C C2 雖然沒有非常嚴(yán)格的要求,但電容的大小會輕微影響震蕩頻率的高低、震蕩工作的穩(wěn)定性、起震的難易程序及溫度穩(wěn)定性,如果使用石英晶體,推薦使用 30pF177。 EA/VPP:外部訪問允許。 對 Flash 存儲器編程期間,該引腳還要輸入編程脈沖 (PROG)。當(dāng)震蕩器工作時(shí), RST 引腳出現(xiàn)兩個機(jī)器周期以上高電平使機(jī)器復(fù)位。 P3 口除可作為一般的 I/O 口線外,更重要的用途是它的第二功能 ,如表 21 所示。 對端口 “ 1” ,通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平,此時(shí)和作為輸出口,作輸出口時(shí),因?yàn)榇嬖趦?nèi)部上拉電阻,某個引腳被外部信號拉低時(shí)會輸出一個電流。作輸入口時(shí),因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻,某個引腳被外部信號拉低時(shí)輸出一個電流 (I)。在 Flash 編程時(shí), P0 口接收指令字節(jié),而在程序校驗(yàn)時(shí),輸出指令字節(jié),校驗(yàn)時(shí),要求接上拉電阻。 (1)AT89C51 引腳功能說明: 哈爾濱理工大學(xué)遠(yuǎn)東學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 6 AT89C51 功能特性描述 AT89C51 提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能: 4k 字節(jié) Flash 閃速存儲器, 128 字節(jié)內(nèi)部 RAM, 32 個I/O 口線,兩個 16 位定時(shí) /計(jì)數(shù)器,一個 5 向量中斷結(jié)構(gòu),一個全雙工串行通信口,片內(nèi)震蕩器及時(shí)鐘電路。 AT89C51 單片機(jī)可為你提供許多高性價(jià)的應(yīng)用場合,可靈活的應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域。近年來 , 單片機(jī)發(fā)展極快 , 其產(chǎn)量占微機(jī)產(chǎn)量的 70%以上。但近年來已開始哈爾濱理工大學(xué)遠(yuǎn)東學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 5 出現(xiàn)了片內(nèi)固化有 BASIC 解釋程序及 FROTH 操作系統(tǒng)的單片機(jī) , 使單片機(jī)系統(tǒng)的開發(fā)提高了一個新水平。 。程 序指令及其常數(shù)、表格固化在 ROM 中不易破壞 。 B:用單片 機(jī)組成的微機(jī)控制系統(tǒng)具有以下特點(diǎn) : , 片內(nèi)存儲器容量較小 。從前必須由模擬電路或數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)的大部分功能,現(xiàn)在已能通過單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)了。 。 單片機(jī)的應(yīng)用 由于單片機(jī)具有顯著的優(yōu)點(diǎn),它已成為科技領(lǐng)域的有力工具,人類生活的得力助手。 單片機(jī)的邏輯控制功能及運(yùn)行速度均高于同一檔次的微機(jī)。單片機(jī)把各功能部件集成在一塊芯片上,內(nèi)部采用總線結(jié)構(gòu),減少了各芯片之間的連線,大大提高了單片機(jī)的可靠性和抗干擾能力。 目前,單片機(jī)正朝著高性能和多品種方向發(fā)展,今后單片機(jī)的發(fā)展趨勢將是進(jìn)一步向著 CMOS 化 , 低功耗化 , 低電壓化 , 低噪聲與高可靠性 , 大容量化 , 高性能化 , 小容量 ,低價(jià)格化 , 外圍電路內(nèi)裝化和串 行擴(kuò)展技術(shù)。 第三階段 (1982— 1990): 8 位單片機(jī)的鞏固發(fā)展及 16 位單片機(jī)的推出階段,也是單片機(jī)向微控制器發(fā)展的階段。 MCS51 設(shè)置了經(jīng)典的 8 位單片機(jī)的總線結(jié)構(gòu),包括 8 位數(shù)據(jù)總線、16 位地址總線、控制總線及具有多機(jī)通信功能的串行通信接口。 第二階段 (1978— 1982):單片機(jī)的完善階段。以 Intel 公司的 MCS48 為代表。國際上逐漸采用“ MCU” (Micro Controller Unit)代替,形成了單片機(jī)界公認(rèn)的、最終統(tǒng)一的名詞。介紹了編譯軟件的使用和哈爾濱理工大學(xué)遠(yuǎn)東學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 2 使用過程中遇到的問題,在軟件調(diào)試過程中將詳細(xì)介紹調(diào)試遇到的問題,例如:通信協(xié)議是否相同,數(shù)碼管是否與芯片連接對應(yīng),計(jì)數(shù)器是否開始計(jì)數(shù)等。 AT89C51與 MCS51兼容, 4K字節(jié)可編程閃爍存儲器,壽命:1000次可擦,數(shù)據(jù)保存 10年,全靜態(tài)工作: 0HZ24HZ,三級程序存儲器鎖定, 128*8位內(nèi)部 RAM, 32跟可編程 I/O 線,兩個 16位定時(shí) /計(jì)數(shù)器, 5個中斷源, 5個可編程串行通道,低功耗的閑置和掉電模式,片內(nèi)震蕩和時(shí)鐘電路, P0和 P1 可作為串行輸入口, P3口因?yàn)槠涔苣_有特殊功能,可連接其他電路。因此如何實(shí)現(xiàn) PC 機(jī)與單片機(jī)之間的通訊具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。 目的 和意義 在工業(yè)控制及測量領(lǐng)域較為常見的 PC 機(jī)與單片機(jī)組成的多機(jī)串行通信系統(tǒng) , 一般以單片機(jī)為從節(jié)點(diǎn) (又稱下位機(jī) ), 負(fù)責(zé)現(xiàn)場控制和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集 ; PC 機(jī)為主節(jié)點(diǎn) (又稱上位機(jī) ),負(fù)責(zé)對各從節(jié)點(diǎn)發(fā)來的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理 , 并向各從節(jié)點(diǎn)發(fā)布命令 , 以實(shí)現(xiàn)對工業(yè)現(xiàn)場的集中監(jiān)控與管理 。著重研究當(dāng)今流行的串行通信協(xié)議和串行通信電路的設(shè)計(jì)和糾檢錯算法的實(shí)現(xiàn)。本課題研究串行通信系統(tǒng),也是為了應(yīng) 用于遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)。最后結(jié)合硬件設(shè)計(jì)部分,通過 C51 編程來實(shí)現(xiàn)空調(diào)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的通信傳輸 。本課題將研究 一臺 PC 機(jī)與一臺單片機(jī)之間的通信。而串行通信作為一種基本的通信方式,現(xiàn)今也在各個領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。在硬件上測試完好,測試表明,在基于設(shè)計(jì)的通信協(xié)議上的單片機(jī) PC 機(jī)的通訊狀況良好。針對這一現(xiàn)象,我對于 RS232 接口設(shè)計(jì)了比較規(guī)范的串行通信協(xié)議,實(shí)現(xiàn)了上位單片機(jī)與下位計(jì)算機(jī)的串行通信。 首先分析數(shù)據(jù)通信協(xié)議數(shù)據(jù)包的一般格式,然后采用有限狀態(tài)機(jī)的算法實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與上位機(jī)之間的串行通信協(xié)議,包含上下位機(jī)的數(shù)據(jù)發(fā)送接受和協(xié)議的解析實(shí)現(xiàn),并給出具體的實(shí)現(xiàn)方法。 附 錄 F ............................................................................................................................................ 31 附錄 G ............................................................................................................................................ 32哈爾濱理工大學(xué)遠(yuǎn)東學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 I 單片機(jī)串行通信協(xié)議設(shè)計(jì) 摘 要 本 文介紹了 89C51 單片機(jī)的發(fā)展歷史和簡單介紹,并展望了它們的前景。著重介紹了單片機(jī)串行接口技術(shù),指出了它們的重要性并闡述了其實(shí)現(xiàn)原理。 關(guān)鍵詞 89C51 單片機(jī);串行通訊原理; RS232 串口;串行通訊協(xié)議; 51 單片機(jī)串口通信協(xié)議上位機(jī)下位機(jī) 哈爾濱理工大學(xué)遠(yuǎn)東學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 II Monolithic integrated circuits design munication protocol for serial Abstract This article describes the development and give a brief history of the 89C51 microcontroller and look forward to their on singlechip serial interface technology, pointed out the importance of them and described the principles of its realization. Serial munication in accordance with the principle of bining the design of a serial RS232 serial Communication protocol, Based on the use of assembly language, the preparation of a RS232 serial munication based on the procedure, to achieve a singlechip dualPC machine munication. Welltested in hardware, testing showed that the singlechipPC munications machine based on the design of munication protocols in good condition. Firstly analyzes the data munication protocol, and the general form packet finitestate machine algorithm b
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