【正文】 桂林電子科技大學(xué)課程設(shè)計（論文）報告用紙 第 11 頁 共 14 頁 6 結(jié)論 本論文解決了雙機單片機平等權(quán)限的串行通信問題，通信速度較快并具有一定的檢錯能力。發(fā)送數(shù)據(jù)初始化在發(fā)送數(shù)據(jù)區(qū)存放待發(fā)送的數(shù)據(jù)串，以空字符作為結(jié)束符。串口初始化使串口工作在方式三， 9 位數(shù)據(jù)位。鍵盤控制流程如下： 圖 5－ 2 按鍵控制流程圖 按鍵掃描采用行掃描法，先輸出全零行，再讀看是否有按鍵按下，如有按鍵，則先消抖動，然后再次確認是否有按鍵，如果確有按鍵，再逐行置低電平掃描按下的鍵的行列位置，最后將按鍵對應(yīng)位置的 8位二進制碼；若 無按鍵，則返回 0。 鍵盤程序設(shè)計 1號單片機的按鍵采用列式形式， 8 1的行列矩陣，共 8個按鍵，可以完成多種控制功能。初始化模塊包括定時器、串 口、發(fā)送數(shù)據(jù)區(qū)與 LCD 初始化。按鍵處理是根據(jù)鍵值進行散轉(zhuǎn)，又有多個函數(shù)用來實現(xiàn)不同的功能。用 Proteus 作為仿真工具，與 Keil C51 uVesion3 聯(lián)合調(diào)試，最終達到了設(shè)計要求，仿真無誤。 5 軟件設(shè)計 本系統(tǒng)軟件部分包括通信模塊、鍵盤模塊、液晶顯示模塊、中斷服務(wù)和 LED 顯示等。如接 5V 電源，每只電阻的電流約為 ，很小。 圖 4－ 2 矩陣鍵盤電路 液晶顯示電路設(shè)計 排阻具有九個引腳，一個公共端，另外八個腳分別接到需要接上拉電阻的單片機的P0 口。 P2口接 8 1的矩陣鍵盤，共 8個按鍵，分別為二進制數(shù)。單片機上電 桂林電子科技大學(xué)課程設(shè)計（論文）報告用紙 第 9 頁 共 14 頁 即可復(fù)位， R1 與 C3的充電時間大于兩倍的機器周期，使 RST 引腳有足夠長的時間保存高電平，使單片機可靠的復(fù)位。 圖 4－ 1 單片機最小系統(tǒng)電路 復(fù)位電路也可以換成看門狗電路實現(xiàn)，可使單片機可靠的復(fù)位。 4 硬件電路設(shè)計 單片機最小系統(tǒng)的設(shè)計 本系統(tǒng)共用三塊單片機，每塊單片機均選用 AT89S52，最小系統(tǒng)也都一樣。 ERR＝ 0 時為合法命令， ERR＝ 1 時為非法命令； TRDY＝ 0 時表示從機發(fā)送未就緒， TRDY＝ 1表示從機發(fā)送就緒。 （ 6） 接收主機號，發(fā)送收發(fā)長度，等待主機的響應(yīng)。 （ 4） 發(fā)送數(shù)據(jù)，等待發(fā)送結(jié)束，轉(zhuǎn)到（ 6）。接收到主機發(fā)來的命令，先判斷，若 桂林電子科技大學(xué)課程設(shè)計（論文）報告用紙 第 8 頁 共 14 頁 不是合法命令則置 SM2=1 并返回；若為合法命令則繼續(xù)。 從機通信協(xié)議如下： （ 1） 置 SM2=1，接收主機發(fā)來的地址，若不符合本機地址，則返回；若符合本機地址，則回送本機地址作為響應(yīng)。發(fā)回響應(yīng)。轉(zhuǎn)到（ 8）。若從機接收且從機準備就緒，則發(fā)送數(shù)據(jù)塊。 （ 5） 將命令分類，若為 0x00 則準備發(fā)送轉(zhuǎn)（ 6），若為 0x01 則準備接收轉(zhuǎn)（ 7）。 （ 3） 發(fā)送通信方向控制命令（ 0x00 發(fā)或 0x01 收）。若有應(yīng)答，地址若不符，則發(fā)從機復(fù)位命令，返回(1)。 主機通信協(xié)議如下： （ 1） 主機的 SM2=0；發(fā)送從機地址。字符型 LCD通常有 14條引腳線或 16條引腳線的 LCD，多出來的 2 條線是背光電源線 VCC(15 腳 )和地線 GND(16 腳 )，其控制原理與 14 腳的 LCD 完全一樣，定義如下表所示： 3 單片機多機通信協(xié)議設(shè)計 AT89S52 的內(nèi)部 RAM 只有 256 字節(jié)，不能存儲太多的數(shù)據(jù)包；其次，單片機的外接晶振選用 ，片內(nèi) CPU 的速度不理想，控制多個時鐘， CPU 資源消耗太多，會大大降低系統(tǒng)性能。掉電保護方式下， RAM 內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復(fù)位為止。另外， AT89S52 可降至 0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持 2 種軟件可選擇節(jié)電模式。 綜合考慮以上各種因素，選用 MCS51 系列的單片機 AT89S52。通信的發(fā)送緩沖區(qū)與接收緩沖區(qū)均從RAM 中分配，為了能傳送更多的數(shù)據(jù) ，要求要有較大的 RAM。通信結(jié)束時，從機發(fā)回收發(fā)長度作為校驗。作為發(fā)送數(shù)據(jù)結(jié)束標志。 發(fā)送數(shù)據(jù)區(qū)可存放 1B～ 48B 的數(shù)據(jù)，以空字符 39。 單片機多機通信方案選擇 根據(jù)需要，各片單片機有相等的權(quán)限，每塊單片機都可設(shè)置為主機或從 機，因此單片機的串口應(yīng)具有雙向可選擇性。 附加的第 9 位數(shù)據(jù)為 SCON 中的 TB8 的值，它由軟件置位或清零，可作為多機通信中地址 /數(shù)據(jù)信息的標志位，也可作為數(shù)據(jù)的奇偶校驗位。波特率為振蕩頻率的 1/64 或 1/32 方式 3： 9位 UART，幀信息為 11 位，其中一位起始位“ 0”、八位數(shù)據(jù)位（先低位后高位），一位控制位（第九位）和一個停止位“ 1”。 方式 1： 8位 UART， 1 幀信息為 10位，其中一位起始位“ 0”、八位數(shù)據(jù)位（先低位后高位）和一個停止位“ 1”，波特率可變，根據(jù)定時器 1的溢出率計算。在這種工作方式下，發(fā)送和接收串行數(shù)據(jù)都通過 RXD（ ）進行，從 TXD（ ）輸出移位脈沖，控制外部的移位寄存器移位。字節(jié)地址為 98H，其各位定義如表 2－ 1。 寄存器用來控制串行口的工作方式和狀態(tài)，可按位尋址，其字節(jié)地址為 98H。兩個緩沖器只用一個字節(jié)地址 99H，可通過指令對 SBUF 的讀寫來區(qū)別是對接收緩沖器的操作還是對發(fā)送緩沖器的操作。 TI 和 RI 是由硬件置位的，但需要用軟件復(fù)位。 串行口的接收與否受制于允許接收位 REN 的狀態(tài)，當 REN 被軟件置“ 1”后，允許接收器接收。 MCS51串行口的發(fā)送和接收時鐘可由兩種方式產(chǎn)生，一種是由主機頻率 fosc 經(jīng)分頻后產(chǎn)生，另一種方式是由內(nèi)部定時器 T1或 T2的溢出率經(jīng) 16分頻后提供。該接口電路不僅能同時進行數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收，也可作為一個同步移位寄存器使用。主機發(fā)起通信，從機接收到自己的單片機號后，開始與主機通信。任何時刻，系統(tǒng)只有一片單片機作為主機，其他均為從機。 在此多機通信系統(tǒng)中，各個單片機具有平等的權(quán)限。主機通信結(jié)束即轉(zhuǎn)為從機，其他單片機可置為主機 ，獲得總線控制權(quán)。初始時， 1 號單片機為主機。 多機協(xié)同工作已是單片機發(fā)展的一個重要趨勢， 目前單片機多機通信的主要方式仍然是主從式多機通信系統(tǒng)。這種多機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，應(yīng)用廣泛，但它只能實現(xiàn)由主機呼叫分機，然后實現(xiàn)主機與分機之間的全雙工串行通信。 Mcs 一 51 系列單片機為實現(xiàn)多機通信聯(lián)網(wǎng)設(shè)計了方便的串行通信接口功能。串行通信作為單片機之間常用的通信方法之一 , 由于其通信編程靈活、硬件簡潔并遵循統(tǒng)一的標準 , 因此其在工業(yè)控制領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。更不用說自動控制領(lǐng)域的機器人、智能儀表、醫(yī)療器械了。 14 桂林電子科技大學(xué)課程設(shè)計（論文）報告用紙 第 3 頁 共 14 頁 引言 目前單片機滲透到我們生活的各個領(lǐng)域，幾乎很難找到哪個領(lǐng)域沒有單片機的蹤跡。 13 附錄一：仿真 電路 12 參考文獻 11