【正文】 致謝 10 6 結(jié)論 7 4 硬件電路設(shè)計(jì) 6 液晶 LCD1602 介紹 4 單片機(jī)串口介紹 4 單片機(jī)串口通信 關(guān)鍵詞： 單片機(jī)；雙機(jī)通信；平權(quán)； AT89S52 桂林電子科技大學(xué)課程設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 2 頁 共 14 頁 目 錄 引言 具有一定的檢錯(cuò)能力，串行通信的比特率是9600bit/s，通信速度較快，且可靠性高。通過用單片機(jī)的一個(gè)引腳控制單片機(jī)的串口的連接方式，使其工作在主機(jī)模式或從機(jī)模式。然后從機(jī)發(fā)給主機(jī)校驗(yàn)字節(jié)數(shù)據(jù)，主機(jī)檢驗(yàn)錯(cuò)誤，檢驗(yàn)無誤后，作出響應(yīng)， 1 號(hào)單片機(jī)液晶會(huì)顯示， 2 號(hào)和 3 號(hào)單片機(jī)收發(fā)數(shù)據(jù)無誤后會(huì)使 LED 指示燈亮起。通信過程中，主機(jī)先發(fā)送 尋址的從機(jī)號(hào)，待從機(jī)響應(yīng)后開始通信。在不需置其他單片機(jī)為主機(jī)的情形下，本多機(jī)通信系統(tǒng)可以作為主從式多機(jī)通信系統(tǒng)。主機(jī)通信用按鍵控制，模擬實(shí)際應(yīng)用中的觸發(fā)信號(hào)輸入。本文重點(diǎn)研究了多單片機(jī)的平權(quán)式多機(jī)通信，使各單片機(jī)有相同的權(quán)限。 課程設(shè)計(jì) (論文 )說明書 題 目： 基于 51 單片機(jī)的串 口通信設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 院 （系）： 信息與通信學(xué)院 專 業(yè)： 通信工程 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師： 職 稱： 2020 年 12 月 12 日 桂林電子科技大學(xué)課程設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 1 頁 共 14 頁 摘 要 目前，單片機(jī)在雙機(jī)通信領(lǐng)域應(yīng)用很廣。但研究最多的是上位機(jī)與下位機(jī)的通信及多單片機(jī)構(gòu)成的主從式多機(jī)通信系統(tǒng)。 本文從平權(quán)式多機(jī)通信協(xié)議入手，首先設(shè)計(jì)了具體平權(quán)式多機(jī)通信協(xié)議 。對(duì)于 1 號(hào)單片機(jī)，還可通過液晶實(shí)時(shí)顯示工作狀態(tài)，初始為主機(jī)。從機(jī)通信模式通過串口中斷觸發(fā)啟動(dòng)，通信結(jié)束即恢復(fù)之前的從機(jī)狀態(tài)。通信結(jié)束后，主機(jī)發(fā)送自己的主機(jī)號(hào)，告知從機(jī)。其外，本文研究了可切換雙向接口的實(shí)現(xiàn)方法。 本研究已經(jīng)仿真通過，真實(shí)可行。本研究通過硬件電路解決了通信過程中多單片機(jī)爭用主機(jī)權(quán)的 問題。 3 1 單片機(jī)多機(jī)通信實(shí)現(xiàn) 3 本課題的研究內(nèi)容 3 2 單片機(jī)多機(jī)通信理論及方案選擇 4 單片機(jī)串口控制寄存器 4 單片機(jī)串口的四種工作方式 5 單片機(jī)多機(jī)通信方案選擇 6 微處理器的選擇 7 3 單片機(jī)多機(jī)通信協(xié)議設(shè)計(jì) 8 單片機(jī)最小系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 8 鍵盤電路設(shè)計(jì) 9 液晶顯示電路設(shè)計(jì) 9 5 軟件設(shè)計(jì) 9 單片機(jī)的程序設(shè)計(jì) 9 鍵盤程序設(shè)計(jì) 14 附錄二：原理圖 導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置，飛機(jī)上各種儀表的控制，計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸，工業(yè)自動(dòng)化過程的實(shí)時(shí)控制和數(shù)據(jù)處理，廣泛使用的各種智能 IC 卡，民用豪華轎車的安全保障系統(tǒng)，錄象機(jī)、攝象機(jī)、全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制，以及程控玩 具、電子寵物等等，這些都離不開單片機(jī)。 單片機(jī)廣泛應(yīng)用于儀器儀表、家用電器、醫(yī)用設(shè)備、航空航天、專用設(shè)備的智能化管理及過程控制等領(lǐng)域隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展及工業(yè)自動(dòng)化水平的提高 , 在許多場合采用單機(jī)控制已不能滿足現(xiàn)場要求 ,因而必須采用多機(jī)控制的形式 ,而多機(jī)控制主要通過多個(gè)單片機(jī)之間的串行通信實(shí)現(xiàn)。 構(gòu)成較大規(guī)模的檢測、控制系統(tǒng)， 經(jīng)常要采用多個(gè)單片機(jī)，組成可以通信的多機(jī)系統(tǒng)。將多個(gè)Mcs 一 51 單片機(jī)組成串行總線形式的相互通道，通過寫單片機(jī)的串行控制方式寄存器，將串行口置成方式 2或方式 3，就可以實(shí)現(xiàn)主機(jī)與分機(jī)之間的串行通信。我們在監(jiān)控系統(tǒng)中要求既有主機(jī)與分機(jī)主動(dòng)通信，又有分機(jī)與主機(jī)主動(dòng)通信，這種結(jié)構(gòu)的多機(jī)系統(tǒng)就無法滿足要求。 單片機(jī)多機(jī)通信的目的是實(shí)現(xiàn)分布式處理系統(tǒng)，單片機(jī)多機(jī)通信的方式有很多種，應(yīng)用前景廣闊，非常具有研究意義！ 1 單片機(jī)多機(jī)通信實(shí)現(xiàn) 本課題的研究內(nèi)容 本文在研究傳統(tǒng)的多機(jī)通信系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了一種基于 MCS－ 51 系列單片機(jī)AT89S52 的多機(jī)通信系統(tǒng)。主機(jī)通過串口向從單片機(jī)發(fā)送指定格式的數(shù)據(jù)，從 單片機(jī) 收數(shù)據(jù)并作出響應(yīng)，主機(jī)通過液晶屏顯示通信信息，從機(jī)通 桂林電子科技大學(xué)課程設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 4 頁 共 14 頁 過 LED顯示通信狀態(tài)。 1 號(hào)單片機(jī)通過矩陣鍵盤控制通信過程與顯示， 2 與 3 號(hào)單片機(jī)通過獨(dú)立按鍵控制通信狀態(tài)與主從機(jī)切換。僅在初始時(shí)， 1 號(hào)單片機(jī)被默認(rèn)置為主機(jī)，若不需使 2號(hào)與 3 號(hào)單片機(jī)變成主機(jī)，則此通信系統(tǒng)可以作為主從式多機(jī)通信系統(tǒng)。主機(jī)發(fā)送的信息可以傳送到指定從機(jī) ,各從機(jī)之間也不能直接通信。 2 單片機(jī)多機(jī)通信理論及方案選擇 單片機(jī)串口通信 單片機(jī)串口介紹 AT89S52 單片機(jī)內(nèi)部含有一個(gè)可編程全雙工串行通信接口，具有 UART 的全部功能。 在進(jìn)行異步通信時(shí)，數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收分別在各自的時(shí)鐘（ TCLK 和 RCLK）控制下進(jìn)行的，但都必須與字符位數(shù)的波特率保持一致。 串行口的發(fā)送過程由一條寫發(fā)送緩沖器的指令把數(shù)據(jù)（字符）寫入 串行口的發(fā)送緩沖器 SBUF（發(fā)）中，再由硬件電路自動(dòng)在字符的始、末加上起始位（低電平）、停止位（高電平）及其它控制位（如奇偶位等），然后在移位脈沖 SHIFT 的控制下，低位在前，高位在后，從 TXD 端（方式 0除外）一位位地向外發(fā)送。接收端 RXD 一位位地接收數(shù)據(jù)，直到收到一個(gè)完整的字符數(shù)據(jù)后，控制電路進(jìn)行最后一次移位，自動(dòng)去掉啟始位，使接收中斷標(biāo)志 RI 置“ 1”，并向 CPU 申請(qǐng)中斷。 單片機(jī)串口控制寄存器 是兩個(gè)在物理上獨(dú)立的接收、發(fā)送緩沖器，可同時(shí)發(fā)送、接收數(shù)據(jù)。串行口對(duì)外有兩條獨(dú)立的收發(fā)信號(hào)線 RXD（ ）、 TXD（ ）， 桂林電子科技大學(xué)課程設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 5 頁 共 14 頁 因此可以同時(shí)發(fā)送、接收數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)全雙工。 它用于定義串行口的工作方式及實(shí)施接收和發(fā)送控制。 表 2－ 1 SCON寄存器的各位功能定義 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI 表 2－ 2 串行口工作方式選擇位定義 SM0、 SM1 工作方式 功能描述 波特率 0 0 方式 0 8位移位寄存器 Fosc/12 0 1 方式 1 10位 UART 可變 1 0 方式 2 11位 UART Fosc/64或 fosc/32 1 1 方式 3 11位 UART 可變 單片