【正文】 時(shí)監(jiān)視，模擬輸出通道將單片機(jī)處理后的測(cè)量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)在示波器或圖示儀等模擬顯示器上顯示出來(lái)。它是單片控制系統(tǒng)的一個(gè)特例。硬件和軟件只有緊密配合，協(xié)調(diào)一致，才能組成高性能的單片機(jī)控制系統(tǒng)。像一般的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)一樣，單片機(jī)的控制系統(tǒng)也是由硬件和軟件所組成。顧名思義，單片機(jī)測(cè)量系統(tǒng)的功能是對(duì)某些參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，單片機(jī)控制系統(tǒng)的任務(wù)是對(duì)生產(chǎn)過(guò)程或某些物理量進(jìn)行控制。比如有的單片機(jī)內(nèi)部有A/D、D/A、串口、LCD驅(qū)動(dòng)等，使用這種單片機(jī)可減少外部器件，提高系統(tǒng)的可靠性。民用級(jí)的溫度范圍是0℃~70℃，工業(yè)級(jí)是40℃~85℃，軍用級(jí)是55℃~125℃（不同廠家的劃分標(biāo)準(zhǔn)可能不同）。有的單片機(jī)還具有等待、關(guān)斷、睡眠等多種工作模式，以此來(lái)降低功耗?，F(xiàn)代單片機(jī)又出現(xiàn)了寬電壓范圍型，~。5%或177。（4） 速度：指的是CPU的處理速度，以每秒執(zhí)行多少條指令來(lái)衡量，常用單位是MIPS（百萬(wàn)條指令每秒），目前最快的單片機(jī)可達(dá)到100MIPS。程序存儲(chǔ)器的編程方式也是用戶考慮的一個(gè)重要因素，有的是串行編程，有的是并行編程，新一代的單片機(jī)有的還具有在系統(tǒng)編程（ISP）或在應(yīng)用再編程（IAP）功能；有的還有專用的ISP編程接口JTAG口。（2） 存儲(chǔ)器：包括程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，程序存儲(chǔ)器空間較大，字節(jié)數(shù)一般從幾KB到幾十KB，另外還有不同的類型，如ROM、EPROM、Flash ROM和OTP ROM型。下面對(duì)單片機(jī)的幾個(gè)重要指標(biāo)進(jìn)行介紹。我們常用的都是通用型單片機(jī)，通用型單片機(jī)把所有資源（如ROM、I/O等）全部提供給用戶使用。專用型單片機(jī)是為某種專門用途而設(shè)計(jì)的，如DVD控制器和數(shù)碼攝像機(jī)控制器芯片等。內(nèi)部的RAM和ROM的容量也越來(lái)越大，ROM尋址空間甚至可達(dá)64KB，可以說(shuō)，單片機(jī)發(fā)展到了一個(gè)全新的階段，應(yīng)用領(lǐng)域也更為廣泛，許多家用電器均走向利用單片機(jī)控制的智能化發(fā)展道路。以上只是單片機(jī)的基本構(gòu)成，現(xiàn)代的單片機(jī)又加入了許多新的功能部件，如模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器（A/D）、數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器（D/A）、溫度傳感器、液晶（LCD）驅(qū)動(dòng)電路、電壓監(jiān)控、看門狗（WDT)電路、低壓檢測(cè)（LVD)電路等。 通常需要外接石英晶體或其他振蕩源提供時(shí)鐘信號(hào)輸入，有的也使用內(nèi)部RC振蕩器。不同的單片機(jī)可能提供不同標(biāo)準(zhǔn)的串行通信接口，如UART、SPI、MicroWire等。 用于單片機(jī)和串行設(shè)備或其他單片機(jī)的通信?，F(xiàn)代單片機(jī)的I/O接口也有不同的功能，有的內(nèi)部具有上拉或下拉電阻，有的是漏極開(kāi)路輸出，有的能提供足夠的電流可以直接驅(qū)動(dòng)外部設(shè)備。單片機(jī)通常還有特殊寄存器和通用寄存器，也屬于RAM空間，但它們存取數(shù)據(jù)速度很快，特殊寄存器還用于充分發(fā)揮單片機(jī)各種資源的功效，但這部分存儲(chǔ)器占用存儲(chǔ)空間更小。RAM的內(nèi)容具有易失性（也稱為易揮發(fā)性），掉電后數(shù)據(jù)會(huì)丟失。CPU就像人的大腦一樣，決定了單片機(jī)的運(yùn)算能力和處理速度。Flash ROM型單片機(jī)既可用于開(kāi)發(fā)階段，也可用于批量生產(chǎn)，隨著制造工藝的改進(jìn)，價(jià)格不斷下降，使用越來(lái)越普遍，已成為現(xiàn)代單片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)。OTP ROM型（一次可編程）單片機(jī)價(jià)格介于EPROM和MaskROM型單片機(jī)之間，它允許用戶對(duì)其編程，故只能寫入一次。Mask ROM型單片機(jī)價(jià)格最低，適用于批量生產(chǎn)。 單片機(jī)組成框圖 （ROM）ROM用來(lái)存放用戶程序，分為EPROM、Mask ROM、OTP ROM和Flash ROM等。單片機(jī)主要用于嵌入式應(yīng)用，故又被稱為嵌入式微控制器，國(guó)際上常把單片機(jī)稱為微控制器（MCU），而國(guó)內(nèi)則習(xí)慣稱為“單片機(jī)”。各行各業(yè)的工程技術(shù)人員都在根據(jù)自己的工程任務(wù)進(jìn)行單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)工作，從而改變了傳統(tǒng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)方法。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)選題為PC機(jī)與單片機(jī)間串口通信技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，主要介紹了單片機(jī)的原理以及串行通信的原理、方式，并列舉了三個(gè)實(shí)例來(lái)展示串口通信技術(shù)。由于主從式通信它的實(shí)時(shí)性好，在工業(yè)控制應(yīng)用領(lǐng)域用的非常的廣泛。所以串行接口是微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)常用的接口。對(duì)于那些與計(jì)算機(jī)相距不遠(yuǎn)的人－機(jī)交換設(shè)備和串行存儲(chǔ)的外部設(shè)備如終端、打印機(jī)、邏輯分析儀、磁盤等,采用串行方式交換數(shù)據(jù)也很普遍。通信既包括計(jì)算機(jī)與外部設(shè)備之間,也包括計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)之間的信息交換。所以，深入的理解學(xué)習(xí)和研究串口通信的相關(guān)知識(shí)是非常必要的。串口同時(shí)也是儀器儀表設(shè)備通用的通信協(xié)議，很多GPIB兼容的設(shè)備也帶有RS232口。 串口是計(jì)算機(jī)上一種非常通用設(shè)備通信的協(xié)議。同時(shí)，系統(tǒng)的更改和擴(kuò)充極為容易。從機(jī)被動(dòng)地接收、執(zhí)行主機(jī)發(fā)來(lái)的命令，并且根據(jù)主機(jī)的要求向主機(jī)回傳相應(yīng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，報(bào)告其運(yùn)行狀態(tài)。較為常見(jiàn)的形式是由一臺(tái)作管理用的上位主計(jì)算機(jī)（主機(jī)）和多臺(tái)直接參與控制檢測(cè)的下位從計(jì)算機(jī)（從機(jī)）構(gòu)成的主從式多機(jī)系統(tǒng)，主機(jī)和從機(jī)之間以通訊的方式來(lái)協(xié)調(diào)工作。其只需要少數(shù)幾條線就可以在系統(tǒng)間交換信息。使用串口通信時(shí)，發(fā)送和接收到的每一個(gè)字符實(shí)際上都是一次一位的傳送的，每一位為1或者為0?，F(xiàn)在多處理器通信已經(jīng)在工業(yè)、科研、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域廣泛地應(yīng)用。PC機(jī)與單片機(jī)間串口通信技術(shù)的實(shí)現(xiàn)畢業(yè)論文目 錄第一章 緒論 1 1 1 1第二章 單片機(jī)及控制系統(tǒng)概述 3 3 3 4 5 單片機(jī)控制系統(tǒng)的硬件組成 5 單片機(jī)控制系統(tǒng)的軟件組成 7 8第三章 串行口通信原理 12 12 12 13 13 14 14 17第四章 串行口方式1的編程與實(shí)現(xiàn) 19 20 22第五章 VC(MSCOMM控件）與單片機(jī)通信實(shí)現(xiàn)溫度顯示 27結(jié)束語(yǔ) 33致 謝 34參考文獻(xiàn) 35附錄A 36）第一章 緒論 隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，單片機(jī)的應(yīng)用范圍越來(lái)越廣泛，在工業(yè)控制、家電控制、數(shù)據(jù)采集等多個(gè)領(lǐng)域都有著十分重要的作用，由于單片機(jī)的使用，越來(lái)越多的系統(tǒng)開(kāi)始向智能化方向發(fā)展。而單片機(jī)自帶的串口功能可以實(shí)現(xiàn)其與其他外設(shè)MCU或PC機(jī)之間的通信，這樣就使得控制系統(tǒng)更加的方便實(shí)用，利用單片機(jī)的串口通信可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸、數(shù)據(jù)分析與系統(tǒng)綜合控制功能，尤其是在數(shù)據(jù)量比較大的場(chǎng)合下，利用一個(gè)主機(jī)向各個(gè)從機(jī)發(fā)送控制指令是一個(gè)很好的解決方案，在這個(gè)過(guò)程中，串口通信是實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與單片機(jī)之間通信的關(guān)鍵。 串行通信是指計(jì)算機(jī)主機(jī)與外設(shè)之間以及主機(jī)系統(tǒng)與主機(jī)系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)的串行傳送。串行通信只使用一條數(shù)據(jù)線，將數(shù)據(jù)一位一位地依次傳輸，每一位數(shù)據(jù)占據(jù)一個(gè)固定的時(shí)間長(zhǎng)度。 為了提高系統(tǒng)管理的先進(jìn)性和安全性，計(jì)算機(jī)工業(yè)自動(dòng)控制和檢測(cè)系統(tǒng)越來(lái)越多地采用集總分散系統(tǒng)。主機(jī)的作用一是要向從機(jī)發(fā)送各種命令及參數(shù)；二是要及時(shí)收集、整理和分析從機(jī)發(fā)回的數(shù)據(jù)，供進(jìn)一步?jīng)Q策和報(bào)表。 用串行總線技術(shù)可以使系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)大大簡(jiǎn)化、系統(tǒng)的體積減小、可靠性提高。MCS51系列單片機(jī)，由于內(nèi)部帶有一個(gè)可用于異步通訊的全雙工的串行通訊接口，因此可以很方便地構(gòu)成一個(gè)主從式多機(jī)系統(tǒng)。大多數(shù)計(jì)算機(jī)包含兩個(gè)基于RS232的串口。同時(shí)，串口通信協(xié)議也可以用于獲取遠(yuǎn)程采集設(shè)備的數(shù)據(jù)。 隨著計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的應(yīng)用和微機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,通信功能越來(lái)越顯的重要。由于串行通信是在一根傳輸線上一位一位的傳送信息,所用的傳輸線少,并且可以借助現(xiàn)成的電話網(wǎng)進(jìn)行信息傳送,因此,特別適合于遠(yuǎn)距離傳輸。在實(shí)時(shí)控制和管理方面,采用多臺(tái)微機(jī)處理機(jī)組成分級(jí)分布控制系統(tǒng)中,各CPU之間的通信一般都是串行方式。而主從式總線串口通信剛是串口通信的一種情況，在工業(yè)生產(chǎn)中，一般各個(gè)車間不是在一起的，此時(shí)如果采用人為的控制，不僅費(fèi)時(shí)，而且會(huì)浪費(fèi)大量的資金去管理。通常采用一主多從的方式，只要實(shí)時(shí)的關(guān)注主機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)就能達(dá)到控制各個(gè)從機(jī)的目的。第二章 單片機(jī)及控制系統(tǒng)概述 單片機(jī)以其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，在智能儀表、家用電器、工業(yè)控制、數(shù)據(jù)采集、網(wǎng)絡(luò)通信等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。以前必須由模擬電路或數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)的大部分控制功能，現(xiàn)在已能由單片機(jī)通過(guò)軟件方法來(lái)實(shí)現(xiàn)了，因此使控制系統(tǒng)的性能大大提高，應(yīng)用領(lǐng)域更加廣泛。單片機(jī)又稱單片微控制器，它把一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成到一塊芯片上，主要包括微處理器（CPU）、存儲(chǔ)器（隨機(jī)訪問(wèn)存儲(chǔ)器RAM、只讀存儲(chǔ)器ROM）和各種輸入/輸出接口（包括定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、并行I/O接口、串行口、A/D轉(zhuǎn)換器以及脈沖寬度調(diào)制（PWM）等。EPROM型存儲(chǔ)器編程（把程序代碼通過(guò)一種算法寫入程序存儲(chǔ)器的操作）后，其內(nèi)容可用紫外線擦除，用戶可反復(fù)使用，故特別適用于開(kāi)發(fā)階段，但EPROM型單片機(jī)價(jià)格很高。由于Mask ROM型單片機(jī)的代碼只能由生產(chǎn)廠商在制造芯片時(shí)寫入，故用戶更改程序代碼十分不便，在產(chǎn)品未成熟時(shí)選用此型單片機(jī)風(fēng)險(xiǎn)較高。Flash ROM型單片機(jī)可采用電擦除的方法修改其內(nèi)容，允許用戶使用編程工具或在系統(tǒng)中快速修改程序代碼，且可反復(fù)使用，故一推出就受到廣大用戶的歡迎。 （CPU）CPU是單片機(jī)的核心單元，通常由算術(shù)邏輯運(yùn)算部件（ALU)和控制部件構(gòu)成。 （RAM)RAM用來(lái)存放程序運(yùn)行時(shí)的工作變量和數(shù)據(jù)，由于RAM的制作工藝復(fù)雜，價(jià)格比ROM高得多，所以單片機(jī)的內(nèi)部RAM非常寶貴，通常僅有幾十到幾百字節(jié)。最近出現(xiàn)了EEPROM或Flash ROM型的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，方便用戶存放不經(jīng)常改變的數(shù)據(jù)及其他重要信息。 （I/O)接口通常為獨(dú)立的雙向I/O接口，既可以用作輸入方式，又可以用作輸出方式，通過(guò)軟件編程設(shè)定。I/O接口是單片機(jī)的重要資源，也是衡量單片機(jī)功能的重要指標(biāo)之一。串行通信有同步和異步之分，這可以用硬件或通用串行收發(fā)器件實(shí)現(xiàn)。 （T/C)用于單片機(jī)內(nèi)部精確定時(shí)或?qū)ν獠渴录ㄝ斎胄盘?hào)如脈沖等）進(jìn)行計(jì)數(shù)，通常單片機(jī)內(nèi)部有2個(gè)或2個(gè)以上的定時(shí)/計(jì)數(shù)器。系統(tǒng)時(shí)鐘相當(dāng)于PC微機(jī)中的主頻。此時(shí)的單片機(jī)才是真正單片化。單片機(jī)從用途上可分為專用型單片機(jī)和通用型單片機(jī)兩大類。在用量不大的情況下，設(shè)計(jì)和制造這樣的專用芯片成本很高，而且設(shè)計(jì)和制造的周期也很長(zhǎng)。當(dāng)今通用型單片機(jī)的生產(chǎn)廠家已不下幾十家，種類有幾百種之多。（1） 位數(shù)：是單片機(jī)能夠一次處理的數(shù)據(jù)的寬度，有1位機(jī)（如PD7502）、4位機(jī)（如MSM64155A）、8位機(jī)（如MCS51)、16位機(jī)（如MCS96）、32位機(jī)（如IMST414）等。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的字節(jié)數(shù)則通常為幾十字節(jié)到幾百字節(jié)之間。（3） I/O接口：即輸入/輸出接口，一般有幾個(gè)到幾十個(gè)，用戶可以根據(jù)需要進(jìn)行選擇。（5） 工作電壓：通常工作電壓是5V,范圍是177。10%；也有3V/；。（6） 功耗：低功耗是現(xiàn)代單片機(jī)所追求的一個(gè)目標(biāo)，目前低功耗單片機(jī)的靜態(tài)電流可以低至μA或nA級(jí)。（7） 溫度：?jiǎn)纹瑱C(jī)根據(jù)工作溫度可分為民用級(jí)（商業(yè)級(jí)）、工業(yè)級(jí)和軍用級(jí)3種。（8） 附加功能：有的單片機(jī)有更多的功能，用戶可根據(jù)需要選擇適合自己的產(chǎn)品。由單片機(jī)與其他器件和裝置適當(dāng)連接起來(lái)的硬件，在軟件的操作下協(xié)調(diào)運(yùn)行以執(zhí)行預(yù)定的測(cè)量或測(cè)量控制任務(wù)，這些硬件和軟件的整體就是單片機(jī)測(cè)量和控制系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱單片機(jī)控制系統(tǒng)。要控制就必須要測(cè)量，因此可以認(rèn)為單片機(jī)測(cè)量系統(tǒng)是單片機(jī)控制系統(tǒng)的一個(gè)特例。硬件是指單片機(jī)、擴(kuò)展的存儲(chǔ)器、輸入/輸出設(shè)備、控制設(shè)備、執(zhí)行部件等組成的系統(tǒng)，軟件是各種工作程序的總稱。 單片機(jī)控制系統(tǒng)的硬件組成 （1)單片機(jī)測(cè)量系統(tǒng)單片機(jī)測(cè)量系統(tǒng)是以單片機(jī)為核心，以“檢測(cè)”或“測(cè)試”為目的的系統(tǒng)。一般用來(lái)對(duì)一些物理量進(jìn)行測(cè)量并獲得相應(yīng)的精確測(cè)量數(shù)據(jù)，因此，又稱為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，：傳感器模擬量輸入通道單片機(jī)數(shù)據(jù)記錄器模擬量輸出通道報(bào)警器模擬顯示器 單片機(jī)測(cè)量系統(tǒng)組成框圖 被測(cè)參數(shù)經(jīng)傳感器轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，再由模擬量輸入通道進(jìn)行信號(hào)調(diào)理和數(shù)據(jù)采集，轉(zhuǎn)換成單片機(jī)要求的數(shù)據(jù)格式，再送入單片機(jī)進(jìn)行必要的處理，最后送到磁帶機(jī)、打印機(jī)等數(shù)據(jù)記錄器記錄下來(lái)，這樣就得到了供進(jìn)一步分析和處理的側(cè)量數(shù)據(jù)記錄。在對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中某些參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)的場(chǎng)合，當(dāng)被測(cè)參數(shù)超過(guò)規(guī)定限度時(shí)，單片機(jī)還將及時(shí)啟動(dòng)報(bào)警器發(fā)出報(bào)警信號(hào)。 （2）單片機(jī)開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng) 單片機(jī)開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)是以單片機(jī)為核心，以程序控制為目的的系統(tǒng)，：?jiǎn)纹瑱C(jī)控制電路執(zhí)行器 參數(shù)及動(dòng)作次序 單片機(jī)開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)組成框圖 程序控制的基本思想是：將被控對(duì)象的動(dòng)作次序和各類參數(shù)輸入單片機(jī)，單片機(jī)執(zhí)行固定的程序，一步一步地控制被控對(duì)象的動(dòng)作，以達(dá)到預(yù)期的目的，其實(shí)質(zhì)上是一種順序控制。 （3）單片機(jī)閉環(huán)控制系統(tǒng) 單片機(jī)閉環(huán)控制系統(tǒng)是以單片機(jī)為核心，測(cè)控一體化的系統(tǒng)，這種系統(tǒng)對(duì)被控對(duì)象的控制是基于對(duì)被控對(duì)象的測(cè)量結(jié)果而定的。執(zhí)行器傳感器執(zhí)行器通信接口操作員驅(qū)動(dòng)電路模擬量輸出通道信號(hào)調(diào)理器數(shù)字量輸入通道驅(qū)動(dòng)電路數(shù)字量輸出通道人機(jī)接口信號(hào)調(diào)理器模擬量輸入通道 單片機(jī) 被控對(duì)象傳感器其他微型機(jī) 單片機(jī)閉環(huán)控制系統(tǒng)組成框圖 圖中左側(cè)的輸入、輸出通道，稱為過(guò)程通道，它是單片機(jī)與測(cè)控對(duì)象的連接通道，分為模擬量輸入通道、模擬量輸出通道、開(kāi)關(guān)量輸入通道和開(kāi)關(guān)量輸出通道。 單片機(jī)控制系統(tǒng)的軟件組成單片機(jī)控制系統(tǒng)的軟件指的是它的全部程序，包括系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件兩大類。對(duì)于自行設(shè)計(jì)的微機(jī)化智能系統(tǒng)，系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)也需要自行設(shè)計(jì)，然后固化在EPROM等類似的存儲(chǔ)器中。?監(jiān)控（監(jiān)督）程序或操作系統(tǒng)。它的功能是掃描鍵盤，實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話，接收用戶程序，顯示、調(diào)試、修改用戶程序，顯示和修改存儲(chǔ)器中的內(nèi)容。一般在設(shè)計(jì)單片機(jī)智能化儀器、儀表及設(shè)備時(shí)要自己編制監(jiān)控（監(jiān)督）程序。操作系統(tǒng)是微型計(jì)算機(jī)的一款大型管理程序，是在監(jiān)控程序的基礎(chǔ)上進(jìn)一步擴(kuò)展許多控制程序形成的，其主要功能是實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話，管理微型機(jī)、存儲(chǔ)器、操作臺(tái)、外部設(shè)備（磁盤驅(qū)動(dòng)