【正文】 Keywords: serial munications RS 232 serial port baud rate目 錄第一章 緒論 1 1 MCS51 單片機(jī)的基本組成 2 2第二章 串行通信介紹 3 3 3 全雙工方式與半雙工方式 4 串行異步通信 5 5 串口通信參數(shù)設(shè)置 6 51單片機(jī)串行通信格式及波特率 7第三章 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 8 8 9 MAX232芯片 9 RS232 連接方式 9 12 LED的接入 13 13 DS18B20溫度傳感器 13 14 LCD和數(shù)碼管與單片機(jī)的連接和排阻的接入 15 排阻的選擇 15 LCD、數(shù)碼管接入 16 16第四章 軟件調(diào)試 18 18 18 KK2鍵程序流程圖 19 20 主程序流程圖 21 22第五章 論文總結(jié) 25參考文獻(xiàn) 26謝辭 27附錄 28第一章 緒論為了提高系統(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。由于MCS51系列單片機(jī)具有體積小、功能全、價(jià)廉、面向控制、應(yīng)用軟件豐富、技術(shù)在不斷更新、開發(fā)應(yīng)用方便等優(yōu)點(diǎn)，可以適應(yīng)各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域的不同需要，因而具有極強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力和生命力，應(yīng)用前景廣闊。單片機(jī)的應(yīng)用提高了機(jī)電設(shè)備的技術(shù)水平和自動(dòng)化程度，對(duì)各行各業(yè)的技術(shù)改造和產(chǎn)品更新?lián)Q代起到了重要的推動(dòng)作用。圖形終端、彩色黑白復(fù)印機(jī)、軟盤及硬盤驅(qū)動(dòng)器、磁帶機(jī)、打印機(jī)的內(nèi)部都采用單片機(jī)進(jìn)行控制。，例如：電視機(jī)，人造衛(wèi)星，手機(jī)，電話等等。它由8個(gè)部件組成：中央處理器CPU），核心。程序存儲(chǔ)器（ROM/EPROM），4KB。并行I/O口（P0～P3口），P0和P2兼作外總線。定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，2個(gè)16位。它們都是通過單一總線連接，并被集成在一塊半導(dǎo)體芯片上，為單片微型計(jì)算機(jī)。（2）在A、B兩臺(tái)MCS51單片機(jī)各有1個(gè)按鍵。 B機(jī)K2，控制A機(jī)的一位數(shù)碼管的顯示加1。  第二章 串行通信的介紹串行通信使用的只是一根數(shù)據(jù)線，把數(shù)據(jù)一位一位地一次傳輸，其中每一位數(shù)據(jù)占據(jù)一個(gè)固定的時(shí)間長度。數(shù)據(jù)在單條一位寬的傳輸線上，一比特接一比特地按順序傳送的方式稱為串行通信。這樣一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)要分8次由低位到高位按順序一位位地傳送。為使雙方的收發(fā)協(xié)調(diào)，要求發(fā)送和接收設(shè)備的時(shí)鐘盡可能一致。原理圖如圖22所示。此時(shí)，傳輸數(shù)據(jù)的位之間的距離均為“位間隔”的整數(shù)倍，同時(shí)傳送的字符間不留間隙，即保持位同步關(guān)系，也保持字符同步關(guān)系。以下為自同步原理圖如圖23所示。全雙工的串行通訊只需要一根輸出線和一根輸入線。串行通信中我們要解決兩個(gè)技術(shù)問題，數(shù)據(jù)傳送是一個(gè)、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換也是一個(gè)。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換是指數(shù)據(jù)的串行和并行轉(zhuǎn)換。全雙工方式是不需要進(jìn)行方向切換的，所以，沒有因?yàn)榍袚Q操作而產(chǎn)生時(shí)間上的延遲，這些對(duì)不能有時(shí)間上的延誤的交互式應(yīng)用非常有利。前一個(gè)字符的回送過程及后一個(gè)字符的輸入過程是同時(shí)進(jìn)行的，也就是工作于全雙工方式。圖24全雙工制式如果采用同一根傳輸數(shù)據(jù)線既要作接收又要作發(fā)送，雖然數(shù)據(jù)是可以在兩個(gè)不同的方向上傳送，但是通信的雙方卻不能同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)的收發(fā)，這樣傳送的方式就稱為半雙工制，如圖25所示。如圖25。經(jīng)過一段隨機(jī)時(shí)間間隔之后，又進(jìn)行下一個(gè)字符的傳送過程。在TTL標(biāo)準(zhǔn)表示的二進(jìn)制數(shù)中，傳輸線上高電平表示二進(jìn)制1，低電平表示二進(jìn)制0，且每一位持續(xù)時(shí)間是固定的，由發(fā)送時(shí)鐘和接收時(shí)鐘的頻率決定。同步串行通信的特點(diǎn)可以概括為：以數(shù)據(jù)塊作為傳送單位傳送信息；在一個(gè)信息幀之內(nèi)，字符和字符間沒有間隔；因?yàn)槊恳淮蝹鬏數(shù)臄?shù)據(jù)塊中包含的數(shù)據(jù)比較多，因而接收時(shí)鐘和發(fā)送進(jìn)鐘是嚴(yán)格同步的，所以通常我們的單片機(jī)設(shè)計(jì)中要有同步時(shí)鐘。 串口通信參數(shù)設(shè)置串口通信最重要的參數(shù)是停止位和奇偶校驗(yàn)、波特率和數(shù)據(jù)位。表示的是每一秒鐘傳送的bit個(gè)數(shù)。如果我們說到的是時(shí)鐘的周期，那么指的就是波特率，例如協(xié)議需要2400波特率，那么時(shí)鐘是2400Hz。通常電話線的波特率為36600，28800和14400。高的波特率常用于放置得很近的儀器間通信，其中GPIB設(shè)備的通信就是一個(gè)例子。如果單片機(jī)發(fā)送了一個(gè)信息包時(shí)，實(shí)際的數(shù)據(jù)不可能一定就是8位，標(biāo)準(zhǔn)的值可能是5位、7位和8位。列如，一般標(biāo)準(zhǔn)ASCII碼采用的是0～127（7位）。如果數(shù)據(jù)使用標(biāo)準(zhǔn) ASCII碼，那么他的一個(gè)數(shù)據(jù)包就是用7位數(shù)據(jù)的。基于實(shí)際的數(shù)據(jù)位取決于通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，術(shù)語“包”指任何通信的情況。典型的值為1。因此停止位不僅僅是表示傳輸?shù)慕Y(jié)束，并且提供計(jì)算機(jī)校正時(shí)鐘同步的機(jī)會(huì)。奇偶校驗(yàn)位：在串口通信中一種簡(jiǎn)單的檢錯(cuò)方式。當(dāng)然沒有校驗(yàn)位也是可以的。例如，如果數(shù)據(jù)是011，那么對(duì)于偶校驗(yàn)，校驗(yàn)位為0，保證邏輯高的位數(shù)是偶數(shù)個(gè)。高位和低位不真正的檢查數(shù)據(jù)，簡(jiǎn)單置位邏輯高或者邏輯低校驗(yàn)。 51單片機(jī)串行通信格式及波特率51單片機(jī)串口通信協(xié)議有4種方式，其中對(duì)1方式（8位），2，3方式（9位）的格式，中在每發(fā)送一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)前都有一個(gè)起始位0，發(fā)送完畢一個(gè)字節(jié)后有一個(gè)停止位1，當(dāng)想要在SBUF寫一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)流時(shí)，單片機(jī)會(huì)自動(dòng)加上起始位，當(dāng)TI==1時(shí)，就會(huì)自動(dòng)加上停止位。在本次設(shè)計(jì)的串行通信中，發(fā)送和接收數(shù)據(jù)時(shí)，們要對(duì)數(shù)據(jù)的速率肯定要有一個(gè)約定，我通過軟件可以對(duì)MCS51單片機(jī)的串行口編程制定四種工作方式。方式0時(shí)，移位時(shí)鐘脈沖由56(即第6個(gè)狀態(tài)周期，第12個(gè)節(jié)拍)給出，即每個(gè)機(jī)器周期產(chǎn)生一個(gè)移位時(shí)鐘，發(fā)送或者接收一位數(shù)據(jù)。方式1及方式3的移位時(shí)鐘脈沖是由定時(shí)器T1的溢出率決定的，故波特率是由定時(shí)器T1的溢出率和SMOD的值共同決定，也就是方式1及方式3的波特率就可以寫成2SMOD/32*T1溢出率。計(jì)數(shù)速率與TMOD寄存器中C/T的狀態(tài)有關(guān)?？傊菊n題研究的內(nèi)容最主要是實(shí)現(xiàn)兩單片機(jī)的通信，LED閃爍和溫度控制是他實(shí)現(xiàn)的表現(xiàn)形式。下面是整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想，用圖形表示出來就是如圖31。12V的電壓。MAX232芯片的引腳結(jié)構(gòu)如上圖所示。 RS232 連接方式兩RS232把他們連接起來就可以構(gòu)成一個(gè)實(shí)用的系統(tǒng)，用一個(gè)圖就可以很清晰的看清楚他們之間的連接，如圖33。同時(shí)甲方RTS和CTS相連接，而且還要和DCD互連。甲方的TX和乙方的RXD相連接，就是一發(fā)一收。TTL電平串行數(shù)據(jù)幀格式如圖36：圖34 TTL電平串行數(shù)據(jù)幀格式RS232電平串行數(shù)據(jù)幀格式如圖35：圖35 RS232電平串行數(shù)據(jù)幀格式用Protues仿真軟件畫出實(shí)際RS232之間的連接電路圖如圖36。 開始通信時(shí)，信號(hào)線為空閑（邏輯1）模式時(shí)，如果檢測(cè)到從1跳變到0時(shí)，便開始接收時(shí)鐘吲數(shù)。如果是邏輯1的話，則作為數(shù)據(jù)位1。這其中，字符幀開頭的開頭是起始位，總共占1位，始終都為邏輯0電平，用于表示接收設(shè)備向發(fā)送端開始發(fā)送信息。數(shù)據(jù)位之后是奇偶校驗(yàn)位，僅僅占一位，用它來表示單片機(jī)串行通信中采用的是奇校驗(yàn)還是偶校驗(yàn)。在MCS－51單片機(jī)片內(nèi)是一個(gè)高增益反相放大器，輸入端為XTAL1為反相放大器，XTAL2為輸出端，由該放大器構(gòu)成的振蕩電路和時(shí)鐘電路便構(gòu)成了單片機(jī)時(shí)鐘方式。本次設(shè)計(jì)我用到的是內(nèi)部方式時(shí)鐘。對(duì)于外接時(shí)鐘電路，要求XTAL1接地，XTAL2腳接外部時(shí)鐘，對(duì)于外部時(shí)鐘信號(hào)并無特殊要求，只要保證一定的脈沖寬度，時(shí)鐘頻率低于12MHz即可。時(shí)鐘信號(hào)的周期稱為狀態(tài)時(shí)間S，它是振蕩周期的2倍，P1信號(hào)在每個(gè)狀態(tài)的前半周期有效，在每個(gè)狀態(tài)的后半周期P2信號(hào)有效。如圖37是內(nèi)部方式的時(shí)鐘電路。以下是DS18B20的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖，如圖39。當(dāng)外部電源供電時(shí)，VDD接外部電源，GND接地。另外，也可用多片DS18B20連接組網(wǎng)形成多點(diǎn)測(cè)溫系統(tǒng)，在多片連接時(shí)，DS18B20必須采用外部電源供電方式。圖310 溫度傳感器與mcs51單片機(jī)（B機(jī)）的連接 B機(jī)控制DS18B20溫度轉(zhuǎn)換 根據(jù)DS18B20的通信協(xié)議，B機(jī)控制DS18B20完成溫度轉(zhuǎn)換必須經(jīng)過三個(gè)步驟：每一次讀寫之前都要對(duì)DS18B20進(jìn)行復(fù)位，在復(fù)位成功之后就會(huì)發(fā)送ROM指令一條，最后就是發(fā)送RAM指令了，這樣就能對(duì)DS18B20溫度傳感器進(jìn)行預(yù)定操作。數(shù)據(jù)及命令的傳輸都是低位在前。復(fù)位時(shí)要求B機(jī)CPU將數(shù)據(jù)線下拉500s，然后釋放，DS18B20收到信號(hào)后等待15～60s左右，后發(fā)出60～240s的低電平，B機(jī)CPU收到此信號(hào)則表示復(fù)位成功。讀時(shí)序可以分為讀“0”時(shí)時(shí)的時(shí)序和讀“1”時(shí)的