【正文】 傳送信息，所用的傳輸線少，可借助現(xiàn)成的電話網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，因此特別適合遠(yuǎn)距離傳輸，所以串口通訊方式在計算機控制系統(tǒng)中有著廣泛的應(yīng)用。采用這一技術(shù)，即使用手表晶振(32768Hz)，波特率也可以達(dá)到4800 和9600。只要PC機屏幕上顯示的字符與鍵入的字符相同，即表明PC機與單片機間通信正常。并行通信是指將待發(fā)送數(shù)據(jù)的各位同時傳送，串行通信則將數(shù)據(jù)一位一位地按順序傳送；并行通信雖然傳輸效率高，由于所需硬件設(shè)備復(fù)雜，不適于長距離通信，所以一般只適用于要求實時性強，傳送速率較高的控制系統(tǒng)中，實用面較窄；相比之下，串行通信簡單易實現(xiàn)，傳輸距離較長，所以采用串行通訊方式。同步通信常用于信息量大，速度要求高的場合；異步通信則規(guī)定了標(biāo)準(zhǔn)的字符數(shù)據(jù)傳輸格式，即每一幀信息由起始位、數(shù)據(jù)位、奇偶校驗位和停止位組成。在計算機測控系統(tǒng)中，由于串行接口的標(biāo)準(zhǔn)化，一般采用異步串行通信方式，以提高其通用性。1）單片機部分硬件設(shè)計思路：AT89C5復(fù)位電路、USB電路、顯示電路等，即實現(xiàn)一個最小系統(tǒng)。LED是屬于電流控制器件，使用時必須加限流電阻。共陰電路電流小，數(shù)碼管可能亮度不夠，因此采用共陽電路。PC機及其兼容機的標(biāo)準(zhǔn)串行通信接口RS232C有一個9芯的D型插座，該收發(fā)裝置便是通過此接口插座與計算機連接，并由計算機通信軟件控制其數(shù)據(jù)的收發(fā)，并由計算機通信軟件控制其數(shù)據(jù)的收發(fā)。3）單片機部分軟件設(shè)計思路： 口分別串行通信的接收和發(fā)送端，其接口程序主要由INPUT 發(fā)送子程序和OUTPUT接收子程序成。發(fā)送時，先發(fā)送一個起始位（低電平），接著按低位在先的順序發(fā)送8 位數(shù)據(jù)，最后發(fā)送停止位。其中軟件編寫要嚴(yán)格按照異步通信的時序進(jìn)行，每bit 位傳送時間間隔按通信速率2400 bit /s計算為833μs。整體電路初步實現(xiàn)后，在pc機上用串口助手模擬PC部分，使用PROTUES仿真硬件并和KEILC聯(lián)合調(diào)試，實現(xiàn)軟件和硬件結(jié)合。3．完成本課題的工作方案1）PC機的RS232串行口接口設(shè)計通常，PC機提供一個打印機輸出的并行口(LPT)，兩個串行口(COM1，COM2)，采用PC機的RS232串行口時，在PC機與單片機間通信必須有相同的通信協(xié)議，由于AT89C51單片機采用的電平為TTL邏輯電平，在PC機側(cè)的RS一232串行口采用+12V和一12V的電平方式，為使兩者的連接，在PC機的RS232側(cè)用MAX202CP進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換。串行通信軟件設(shè)計應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)對穩(wěn)定性、實時性的要求, 以及被傳輸數(shù)據(jù)的流量情況來設(shè)計通信協(xié)議。但是, 穩(wěn)定、快速地實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸還需要微機、單片機、軟件以及通信協(xié)議等各個環(huán)節(jié)的相互配合才行。為了提高通信可靠性和抗干擾能力, 上、下位機在建立通信聯(lián)系時,先利用握手信號(軟握手)進(jìn)行通信測試,若下位機自檢出錯,則在應(yīng)答上位機命令時上傳錯誤代碼；若通信間隔時間超過限定時間,則此次通信數(shù)據(jù)作廢；若連續(xù)多次通信數(shù)據(jù)出錯則報告系統(tǒng)通信數(shù)據(jù)出錯。若下位機自檢出錯,則在應(yīng)答上位機命令時上傳錯誤代碼；若通信間隔時間超過限定時間,則此次通信數(shù)據(jù)作廢；若連續(xù)多次通信數(shù)據(jù)出錯則報告系統(tǒng)通信數(shù)據(jù)出錯。2）單片機通信程序設(shè)計設(shè)計單片機的通訊程序時,必須充分發(fā)揮單片機的效率?；谝陨峡紤], 在設(shè)計單片機通訊程序時,將其分成2個部分,中斷接收發(fā)送部分和通訊處理部分。4．指導(dǎo)教師審閱意見課題較為實用，前期調(diào)研充分，符合網(wǎng)絡(luò)軟件的發(fā)展趨勢。指導(dǎo)教師(簽字)：　　　　　　 說明：本報告必須由承擔(dān)畢業(yè)論文(設(shè)計)課題任務(wù)的學(xué)生在畢業(yè)論文(設(shè)計) 正式開始的第1周周五之前獨立撰寫完成，并交指導(dǎo)教師審閱。同時隨著科技的飛速發(fā)展，單片機的應(yīng)用正在不斷深入，同時帶動傳統(tǒng)控制檢測技術(shù)日益更新。本次設(shè)計是用STC89C52單片機、LCD顯示器、控制按鍵、MAX232為元件來設(shè)計與PC的通訊系統(tǒng)。采用STC89C52單片機為核心控制器，MAX233信息為通道，LCD顯示器和矩陣鍵盤為I/O，完成與PC通訊的基本功能，包括實現(xiàn):矩陣鍵盤信息采集、液晶屏對采集信息顯示、MAX232將信息進(jìn)行輸送到PC，同時還將傳遞PC的控制信息，還加入了異常處理功能等。t pletely rely on people to control, so the munication as control core. At the same time, with the rapid development of science and technology, SCM applications are deepening, drive traditional control detection technologies are increasingly updated at the same time. In realtime detection and automatic control of microputer application system, the single chip microputer often as a core ponent to use, only single chip microputer aspects knowledge is not enough, should also be based on specific hardware structure, software and hardware and more. This design is to use STC89C52 singlechip microputer, LCD display, control buttons and MAX232 for ponents to design with PC39。串口通信(Serial Communication)， 是指外設(shè)和計算機間，通過數(shù)據(jù)信號線 、地線、控制線等，按位進(jìn)行傳輸數(shù)據(jù)的一種通訊方式。本次畢業(yè)設(shè)計——基于單片機設(shè)計，是在PC下，以KEILC開發(fā)平臺，串口助手作為輔助，采用嵌入式技術(shù)開發(fā)的。第1章為序論，包括什么是串口通訊，以及它的發(fā)展和特點。 1　緒論串口通信是指外設(shè)和計算機間，通過數(shù)據(jù)信號線 、地線、控制線等，按位進(jìn)行傳輸數(shù)據(jù)的一種通訊方式。串口是計算機上一種非常通用的設(shè)備通信協(xié)議。串口同時也是儀器儀表設(shè)備通用的通信協(xié)議；很多GPIB兼容的設(shè)備也帶有RS232口。RS232（ANSI/EIA232標(biāo)準(zhǔn)）是IBMPC及其兼容機上的串行連接標(biāo)準(zhǔn)。用于驅(qū)動和連線的改進(jìn)，實際應(yīng)用中RS232的傳輸長度或者速度常常超過標(biāo)準(zhǔn)的值。RS232串口通信最遠(yuǎn)距離是50英尺。上述發(fā)展趨勢可歸納為寬帶化、移動性、網(wǎng)格化、泛在化和可信網(wǎng)。通信業(yè)務(wù)已經(jīng)從話音擴展到數(shù)據(jù)、多媒體與流媒體，接入帶寬從十年前的28kb/s到現(xiàn)在的ADSL（目前我國大量使用的是下行2Mb/s，但在日本已經(jīng)達(dá)到48Mb/s，也稱為VDSL），千兆以太網(wǎng)（GE）到小區(qū)也較普及，可以說用戶接入能力十年增加近千倍。光纖到家（FTTH）在日本等國已開始應(yīng)用，在我國也開始試驗，其接入帶寬可超過100Mb/s。上述帶寬的增長速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了摩爾定律，幸好密集波分復(fù)用（DWDM）技術(shù)的發(fā)展避免了電子瓶頸的限制使光纖的傳輸容量得以發(fā)揮，適應(yīng)了傳輸帶寬增長的需求。業(yè)務(wù)節(jié)點的容量跟不上業(yè)務(wù)帶寬需求的發(fā)展，勢必引起對網(wǎng)絡(luò)體系的反思。關(guān)于下一代互聯(lián)網(wǎng)（NGI）和下一代網(wǎng)（NGN）的研究和試驗?zāi)壳疤幵陂_始階段，NGI更多注意容量擴展和寬帶化，除了看重IPv6外，在其他方面還未看出相對現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)有多少革命性的變化。就目前而言，由于IP已在網(wǎng)絡(luò)帶寬方面占支配地位且顆粒性好，NGN基于IP發(fā)展已成事實，但值得注意的是NGN有采用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)而不是其機理的趨勢，在繼續(xù)利用終端的智能同時充分發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)的控制主導(dǎo)作用，基于IP并輔以面向連接的特性成為NGN的新探索。 移動性到2004年底，全球移動通信用戶將超過15億，固定電話用戶為13億，全球有近百個國家移動通信用戶數(shù)超過固定電話用戶數(shù)，中國2003年底移動用戶也多于固定用戶。固定電話以家庭或辦公室為單位，而移動通信則以人為本，從這一意義上說，移動通信用戶將數(shù)倍于固定電話用戶數(shù)。據(jù)2003年3月統(tǒng)計，日本移動通信用戶中有90%的手機具有上網(wǎng)功能，韓國為87%，中國也有近1/3的用戶手機可上網(wǎng)。移動上網(wǎng)對用戶和IP地址移動性管理提出了新問題，移動IPv6成為新的研究熱點。3G技術(shù)已基本成熟，開始邁入規(guī)模商用化的階段，可以實現(xiàn)10Mb/s以上數(shù)據(jù)傳輸?shù)?G增強型技術(shù)HSDPA即將在明后年開始商用，對支持更高速率（30Mb/s）基于OFDM的增強型技術(shù)的研究也已經(jīng)啟動。移動通信不僅用戶量大，而且在幾何上分布很不平衡，大城市中心區(qū)移動通信用戶非常密集，假設(shè)在這些區(qū)域移動用戶普及率達(dá)到70%（北京已超過90%），據(jù)測算，我國城市移動通信用戶密度可達(dá)13萬/km178。3G的提出不僅是適應(yīng)寬帶移動通信業(yè)務(wù)的需要，也是開辟新頻段并以更高的頻譜效率支持話音業(yè)務(wù)的需要。為達(dá)到這一要求，各發(fā)達(dá)國家以及中國和韓國等都在探索高效無線傳輸技術(shù)，已經(jīng)提出的有多天線MIMO系統(tǒng)、空時信號處理技術(shù)、混合多址技術(shù)等。商用時間估計在2008年左右。傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)了計算機硬件的連通，Web實現(xiàn)了網(wǎng)頁的連通，如果能夠通過互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)所有資源的全面連通，則互聯(lián)網(wǎng)成為一個巨大的超強的計算機，網(wǎng)格的概念由此而生。實現(xiàn)計算資源、存儲資源、通信資源、軟件資源、信息資源、知識資源的全面共享。美國國防部已在規(guī)劃實施一個宏大的網(wǎng)格計劃，叫做“全球信息網(wǎng)格”（Global Information Grid），預(yù)計在2020年完成。與網(wǎng)格概念類似，近來出現(xiàn)了一種新的應(yīng)用Peer to Peer（P2P）。由于現(xiàn)在的終端主機Peers具有的資源越來越豐富，寬帶接入越來越普遍，為不采用客戶/服務(wù)器體系的P2P提供了可能。Peer to Peer需要解決主機資源的共享問題，隱私和安全性對P2P的應(yīng)用是關(guān)鍵。Peer to Peer特別Bit Torrent將極大地消耗帶寬，對資源的優(yōu)化管理成為突出的問題。世界上最大的物流公司沃爾瑪宣布將在價值超過5美元的商品上使用芯片代替條碼。所有物品和設(shè)備，只要有對它們管理的需要都可通過RFID和傳感器等將它們連到網(wǎng)上，構(gòu)成了一個無處不在的網(wǎng)絡(luò)，這一網(wǎng)絡(luò)也稱為泛在網(wǎng)（Ubiquitous Network），即人們可以在任何時間任何地方安全使用但并不感覺其存在的信息通信網(wǎng)絡(luò)。NTT DoCoMo估計2010年有2/3的移動通信連接將不是人到人的通信，Analysts Ovum咨詢公司預(yù)測2010年移動運營商20%收入將來自機器到機器（M2M）。泛在網(wǎng)將使連網(wǎng)的終端數(shù)較現(xiàn)在有數(shù)百甚至上千倍增加，如此之多的終端連網(wǎng)對網(wǎng)絡(luò)體系和終端及地址管理等都提出新的挑戰(zhàn)。 可信網(wǎng)2001 到 2003 ，%的計算機感染過病毒，%的聯(lián)網(wǎng)計算機遭受過網(wǎng)絡(luò)攻擊，2003年,%。各國都在考慮建設(shè)信息安全監(jiān)控體系、密碼服務(wù)體系、網(wǎng)絡(luò)信任體系和應(yīng)急響應(yīng)體系的問題，重點研究可信網(wǎng)絡(luò)環(huán)境與可信計算理論、安全協(xié)議理論、生物識別科學(xué)、安全系統(tǒng)軟件、高性能安全芯片技術(shù)、安全存儲技術(shù)、逆向分析與可控理論、災(zāi)難恢復(fù)與故障容錯技術(shù)等。值得指出的是量子通信技術(shù)在加密傳輸方面表現(xiàn)出很高的潛力，受到廣泛的關(guān)注。完成整個系統(tǒng)需要每個模塊協(xié)調(diào)組合，以及硬件和軟件的有機結(jié)合。完成一個最基本最小的微型通信控制系統(tǒng)。單片機采用較流行的八位機AT89C52，根據(jù)內(nèi)部的特性，完全能滿足功能要求；因為需要輸入的數(shù)據(jù)比不多，所以鍵盤采用4X4矩陣鍵盤；顯示器使用液晶顯示器。基于此，有很多種方案實現(xiàn)這一操作：方案一、采用直接式獨立按鍵操作。從這一過程可知，完成任務(wù)需要單片機很多I/O口，花費了很多CPU資源，此種方案不可取。矩陣鍵盤，這里采用4*4矩陣鍵盤，一共有16組情況，實現(xiàn)的方法也是利用單片機的I/O口，通過上拉電阻相接，4*4正好用到了單片機一個端口。綜上所述，在本設(shè)計中采用方案二。根據(jù)此，有四種方案可完這一工作。這個時間不能太短，因為發(fā)光二極管從導(dǎo)通到發(fā)光有一定的延時，導(dǎo)通時間太短，發(fā)光太弱人眼無法看清，這個時間也不能太長，否占用CPU時間太長，由于人眼有視覺暫留現(xiàn)象，只要每一位顯示時間足夠短，就能夠造成多位同時顯示的假象，每一位顯示的時間間隔不能超過20ms，若時間間隔太長，就會造成閃爍現(xiàn)象，采用動態(tài)掃描方式，可降低功率消耗。但是在本系統(tǒng)中，此方案不可取。當(dāng)然這樣主就可以顯示漢字，但時和單片機相連較為復(fù)雜，本系統(tǒng)要許多塊這樣的16*16點陣，同時這種LED點陣方式顯示，造價較高，作為本電路，也是不可取的。便考慮到系統(tǒng)成本的問題，帶中文字庫的LCD價格一般都比較貴，采用這種方案，勢必會增加設(shè)計成本。方案四，采用兩行字符型顯示器，這種顯示器，用英文顯示相關(guān)信息，操作方便，價格又較適中，二十多元錢一塊，作為本設(shè)計，是最合適不過。 通訊芯片選擇 通訊模塊只有兩個作用：一是進(jìn)行TTL電平和PC+12V/12V進(jìn)行轉(zhuǎn)換；二是可以進(jìn)行串口和并口轉(zhuǎn)換。 RS232使用3根線（RX、TX、GND），收發(fā)同時進(jìn)行，效率比RS485高，但是3根線不方便擴展組網(wǎng)，適合短距離兩個設(shè)備單點快速通訊。 由于這次設(shè)計對距離沒有要求，而對控制信息和狀態(tài)信息的收發(fā)效率有相對較高的要求，所以舍棄RS485。依靠強大的Visual Studio2010編寫一個類似串口通訊的界面，來協(xié)助PC測試發(fā)送接收的狀態(tài)信息和命令應(yīng)答信息。下面將詳細(xì)討論這幾部分電路的設(shè)計過程。STC89C52單片機是STC公司8位單片機系列產(chǎn)品之一，是一種40引腳雙列直插式芯片。此外，STC89C52是用可降到0頻率的靜態(tài)邏輯操作設(shè)計的，并支持兩種可選的軟件節(jié)能工作方式。掉點方式保持RAM內(nèi)容，但振蕩器停止工作，并禁止所有其他部件的工作直到下一個硬件復(fù)位。選用它作為核心控制新片，可使電路極大地簡化，而且程序的編寫及固化也相當(dāng)方