【正文】 言， 本人 能較為熟練的使用匯編語言，因此本系統(tǒng)采用匯編語言進行程序設計更為合理。 17 串行通訊程序采用的是匯編語言，采用查詢的方式對主程序進行發(fā)送和接收并對執(zhí)行的結(jié)果送到顯示部分。通過外部中斷對按鍵進行控制 P2 口和串行口對數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。在串行通訊程序中基本上由主程序和中斷服務程序兩步分組成。 主程序用于設定波特率、外部中斷 T寄存器和串行中斷的初值 等；中斷服務程序用于發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，并且判斷接收數(shù)據(jù)是否發(fā)送正確，如果發(fā)送正確則顯示 ―8‖的字樣，否則顯示 ―0‖的字樣。 下面逐一進行詳細介紹。 通訊的協(xié)議 通訊協(xié)議是指通訊雙方的一種約定。約定包括對數(shù)據(jù)格式、異步方式、傳送速度、傳送步驟、檢糾錯方式以及控制字符定義等問題做出同意規(guī)定，通訊雙方共同遵守。 通訊方式 在單片機系統(tǒng)中， CPU與外部的基本通訊方式有兩種：并行通訊 —數(shù)據(jù)的各位同時傳送；串行通訊 —數(shù)據(jù)一位一位的傳送。串行通訊是指將構成字符的每個二進制數(shù)據(jù)位，按照一定的順序逐位進 行傳送的通訊方法。串行的優(yōu)點是只需要一根傳輸線，缺點是傳輸數(shù)據(jù)比并行通訊要慢。通過軟件可編程的串行通信有方式 0、方式 方式 2和方式 3共 4種工作方式。在這四種工作方式中它們有各自的特點。在這個設計中用的是異步串行通訊方式 1。異步串行通訊規(guī)定了字符數(shù)據(jù)的傳送格式，即每個數(shù)據(jù)以相同的幀格式。如圖 ，每一幀信息由起始位、數(shù)據(jù)位、停止位組成，共十位。 圖 異步通信的一 幀數(shù)據(jù)格式 (1) 起始位 ： 1位。在通訊線上沒有數(shù)據(jù)傳送時處于高電 平狀態(tài)（邏輯 ―1‖狀態(tài)）。當發(fā)送方要發(fā)送一個字符的數(shù)據(jù)時，首先發(fā)送一個邏輯 ―0‖信號，這個邏輯低 位 起始位 高 位 停止位 18 低電平就是起始位。起始位通過通訊線傳向接收方，當接收方檢測到這個邏輯低電平后，就開始準備接收數(shù)據(jù)位信號。因此，起始位所起的作用就是表示字符傳送開始。 (2) 數(shù)據(jù)位： 8位。 當接收方收到起始位后，緊接著就會接收數(shù)據(jù)位。在字符數(shù)據(jù)傳送的過程中，數(shù)據(jù)位從最小有效位開始傳送。 (3) 停止位 ： 1位。傳送八位數(shù)據(jù)位后數(shù)據(jù)線置邏輯 ―1‖狀態(tài)，表示一個數(shù)據(jù)幀傳送結(jié)束。 在異步通訊中，字符數(shù)據(jù)以圖 。 在發(fā)送間隙，即空閑時，通訊線路總是處于邏輯 ―1‖狀態(tài)，每個字符數(shù)據(jù)的傳送均以邏輯 ―0‖開始。這樣能保證傳送數(shù)據(jù)時不容易丟失數(shù)據(jù)。 波特率 （ Baud Rate） 串行通信的速率用波特率來表示，所謂波特率就是指一秒鐘傳送數(shù)據(jù)位的個數(shù)。每秒鐘傳送一個數(shù)據(jù)位就是 1波特。即： 1波特＝ 1bps（位 /秒） 。在串行通信中，數(shù)據(jù)位的發(fā)送和接收分別由發(fā)送時鐘脈沖和接收時鐘脈沖進行定時控制。時鐘頻率高，則波特率高，通信速度就快；反之，時鐘頻率低，波特率就低，通信速度就慢。 串行口的波特率設定如下： 在方式 0中，波 特率為時鐘頻率的 1/12，固定不變。 在方式 2中，波特率取決于 PCON中的 SMOD值，當 SMOD=0時，波特率為時鐘頻率的 1/64。當 SMOD=1時，波特率為時鐘頻率的 1/32。 在方式 1和方式 3下，波特率由定時器 1的溢出率和 SMOD共同決定。這次設計用的就是串行方式 1進行對串行口進行設置。在該設計中用的晶體是 12MHz，用的是定時器 T1工作方式 2波特率發(fā)生器，波特率為 9600波特，所以初值應該是： 其中 SMOD=1 X=25612106（ 1+1） 247。 （ 3849600） =FAH () 發(fā)送和接收時鐘 二進制數(shù)據(jù)序列在串行傳送過程中以數(shù)字信號波形的形式出現(xiàn)。不論發(fā)送還是接收，都必須有時鐘信號對傳送的數(shù)據(jù)進行定位。 在發(fā)送數(shù)據(jù)時，發(fā)送器在發(fā)送時鐘的下降沿將數(shù)據(jù)塊輸出；在接收數(shù)據(jù)時， 19 接收器在接收時鐘的上升沿對發(fā)送過來的數(shù)據(jù)位采樣，如圖 。 圖 出于實際需要，發(fā)送 /接收始終的頻率大于或等于波特率，兩者的關系如下： 發(fā)送 /接收時鐘頻率 =n波特率 式中的 n稱為波特率因子， n= 16或 64。對于同 步傳送方式，必須取 n=1；對于異步傳送方式，通常取 n=16。 進行數(shù)據(jù)傳送時每一位的時間 Td與發(fā)送 /接收時鐘周期 Tc之間的關系是 : Td=nTc () 在異步通信方式下，接收數(shù)據(jù)實現(xiàn)同步的過程如下：接收器在每一個接收時鐘的上升沿采樣接收數(shù)據(jù)線，當發(fā)現(xiàn)接收數(shù)據(jù)出現(xiàn)低電平時就認為可能是起始位開始。以后若在連續(xù)單個接收時鐘周期（假設 n=16， Td=16Tc）內(nèi)檢測到接收數(shù)據(jù)線保持低電平，確定它是起始位。通過這種方法，不僅能夠排除接收線上的噪聲干擾，而且能 夠相當準確的確定起始位的中間點，從而提供了一個準確的時間基準。 模擬串行發(fā)送程序 在設計中串行通信的實現(xiàn)是通過模擬串口 送一個同樣的單字節(jié)，接收方通過對發(fā)送的數(shù)據(jù)進行比較然后進行顯示如果兩者相等說明發(fā)送正確顯示 “ 8” ，否則就是發(fā)送失敗顯示器出現(xiàn) “ 0” 的字樣。通過。圖 43是 送數(shù)據(jù)的流程圖。 接收時鐘 數(shù)據(jù)位 發(fā)送時鐘 數(shù)據(jù)位 20 開 始設 定 串 行 通 信 方 式置 接 收 緩 沖 區(qū) 首 地 址和 接 收 數(shù) 據(jù) 模 塊 長 度發(fā) 送 數(shù) 據(jù)T I = 1 ?T I 清 零修 改 地 址 指 針 和塊 長 度 計 數(shù) 器全 部 數(shù) 據(jù) 發(fā) 送 完 ？結(jié) 束NYYNT 1 初 始 化 ， 啟 動 T 1 工作 圖 查詢方式發(fā)送程序流程圖 模擬 串 行接收程序 串行通訊的接收其實與發(fā)送有很大的相似之處，當接收方收到模擬口和串行口發(fā)送的信息時進行比較當發(fā)送的信息相同時就認為是正確的信息同時把這正 21 確的信息送到顯示部分去顯示正確的信號。就如以上所說正確的信息顯示 “ 8”信號，錯誤的信息就顯示 “ 0” 的信號。接收程序的流程圖如圖 。 開 始設 定 串 行 通 信 方 式 和允 許 接 收置 接 收 緩 沖 區(qū) 首 地 址和 接 收 數(shù) 據(jù) 模 塊 長 度接 收 數(shù) 據(jù)R I = 1 ?R I 清 零修 改 地 址 指 針 和 塊長 度 計 數(shù) 器全 部 數(shù) 據(jù) 發(fā) 送 完 ？結(jié) 束NYYNT 1 初 始 化 ， 啟 動 T 1 工作 圖 查詢方式接收程序流程圖 系統(tǒng)顯示 子 程序設計 系統(tǒng)顯示程序的目的是為了 驗證 通訊是否成功， 在程序中定義 30H 單元存放通訊成功標志位，若 30H 單元中數(shù)值為 0，則表明通訊不成功，數(shù)碼管顯示 0； 22 若 30H 單元中數(shù)值為 1，則表明通訊成功，數(shù)碼管顯示為 8。系統(tǒng)顯示程序流程圖如圖 所示： 3 0 H = = 1 ?R 3 ← 8顯 示 程 序R 3 ← 0YN開 始返 回 圖 顯示程序流程圖 其程序如下： DISPLAY: JB ， L1 MOV R3， 00H SJMP L3 L1: MOV R3， 08H L3: MOV A， R3 MOV DPTR， TADY MOVC A， @A+DPTR MOV P2， A lcall DEDAY RET DEDAY: 。延 時 程序，延 時時間 為 R3 乘 R4 乘指令周期，指令周期由晶振 決 定 MOV R0， 20 dd1:MOV R5， 0FFH DD:MOV R4， 0FFH DJNZ R4， $ 。R4 減 1，若不等于 0， 則 循 環(huán) 本行 DJNZ R5， DD 。 5 減 1，若不等于 0， 則 跳 轉(zhuǎn) 到 DD DJNZ R0， dd1 RET 。 TADY: 23 DB 00000001B， 01001111B， 00010010B， 00000110B， 01001100B DB 00100100B， 00100000B， 00001111B， 00000000B， 00000100B 系統(tǒng)的仿真與調(diào)試 在 ，它們用的是外部中斷方式。因為串行口通訊的發(fā)送和接收流程圖與模擬串行通訊的發(fā)送和接收流程圖非常相似，所以在這里就不在做過多的介紹。以下是系統(tǒng)仿真與調(diào)試的過程。 首先，在編寫的過程中我是在仿真器的環(huán)境下進行編寫的程序，這樣保證了編寫匯編語言的正確性 。其次，在編寫之前我對程序進行了模塊化設計，對每一個模塊都進行了仿真這樣能讓自己的思路清晰。第三，對編寫好的程序用兩個仿真器進行了雙機仿真與調(diào)試。最后將調(diào)試好 的程序下載到 AT89S52單片機里 。 24 結(jié) 論 通過兩個多月的努力，終于完成了課題的設計及論文的撰寫。 本課題為 “ 主從遙控 機器人 通訊 系統(tǒng)的設計 ” ，包括 AT89S52 單片機、 74HC244 驅(qū)動、數(shù)碼管顯示、 RS485 總線等技術。系統(tǒng)的核心在于主從遙控通訊設計。我在設計中完成的工作主要有： （ 1） 系統(tǒng)的功能和總體實現(xiàn)方案的設計。 （ 2） 單片機 最小系統(tǒng) 部分的設計，主要包括對 74HC244 的驅(qū)動，單片機外圍電路的設計以及數(shù)碼管顯示的控制， 及 RS485 接口的設計。 （ 3） 軟件功能的調(diào)試，主要包括程序流程圖，初始化，顯示部分，主從通訊部分。 由于知識水平有限和設計經(jīng)驗的不足，在設計中難免有許多不完善的地方。因時間關系，在電路的設計中仍存在一些問題，有待進一步的完善。兩個多月的畢業(yè)設計是大學四年知識的檢驗，也是對自己能力的一種升華。 25 致 謝 在完成這次畢業(yè)設計之際，我要感謝指導老師老師和老師的悉心指導。這兩個多月以來 ， 從課題的選定、資料的收集、課題的調(diào)查到畢業(yè)設計審定 ， 曹老師和劉老師都給予了我極大的幫助和指導 ， 傾注了大量的心血。 曹老師嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度、廣博的知識面和豐富的經(jīng)驗以及他的敬業(yè)精神給我留下深刻的印象，使我受益匪淺。同時 在劉老師的引導下 ， 我不僅開拓了思路、擴大了視野、豐富了知識面 ， 還初步掌握了分析和處理問題的科學方法。兩位老師平易近人的教學態(tài)度也讓我學會了謙虛待人，對我今后的工作和學習有很大幫助。此外，學院領導也多次關心我們的學習情況，對我們的設計嚴格督促。在此，我向兩位老師和學院領導表達我最誠摯的謝意。 在整個畢業(yè)設計過程中，得到了老師和老師的指導。在軟件調(diào)試過程中，得到了聶攀、白云飛，王進，梁玉其等同學的幫助，在此向他們表示衷心的感謝 。 26 參 考 文 獻 [1] 潘國民 .基于單片機的分布式船舶電站控制系統(tǒng) [J].艦船電子工程 ,2020，27,05:159～ 161 [2] 劉偉明 .漿液下機器人定位功能實現(xiàn)傳感器與微系統(tǒng) [J]， 2020， 26， 08:65～68 [3] 張建軍 .基于 RS485 網(wǎng)絡的水下機器人執(zhí)行機構 [J].水雷戰(zhàn)與艦船防護 ， 2020，15， 03:27～ 29 [4] 李朝炯 .分布式橋梁遠程監(jiān)測系統(tǒng)的研究 [J].中國水運 (理論版 ).2020， 10： 38～41 [5] 薛海濤 .數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中協(xié)議的實現(xiàn) .微計算 機信息 ,2020， 28， 281:68～ 69 [6] 張曉艷 .82C51 擴展 RS485 串口的研究 [J].天津職業(yè)院校聯(lián)合學報 ， 2020，05 :36～ 38 [7] 佘勃 .包裝生產(chǎn)線分布式監(jiān)控系統(tǒng)通信系統(tǒng)的總體設計 [J].包裝工程 .2020， 11，10 :86～ 88 [8] 梅美云 .土工膜測試的原理、方法與應用 [J].科技信息 (科學教研 )， 2020， 26: 16～ 17 [9] 劉正全 .基于 AVR 單片機的瓦斯?jié)舛葯z測儀的設計 [J].礦山機械 ， 2020， 35，10:146～ 148 [10]顧建華 .工業(yè)現(xiàn)場多點 空氣潔凈度監(jiān)測系統(tǒng)研制 [J].紡織科技進展 ， 2020，05:48～ 49 [11] 李力 .數(shù)字化焊接電源人機交互系統(tǒng)的設計與實現(xiàn) [J]， 焊接技術 .2020， 36，04: 52～ 54 [12] 原東輝 .溫度測控模塊真空控制系統(tǒng)的分析與設計 [J].科技資訊 ， 2020，25:15～ 15 [13] 張?zhí)禊i .P89C669 在智能電動推柜系統(tǒng)中的應用 [J].微計算機信息 ， 2020，23,8:94～ 96 [14] 田浩 . 基于 PC 的小環(huán) 境變 溫控制 系統(tǒng)設 計 [J]. 電子測 量技術 ，2020,30,06:160～ 162， 203 [15] 黃海宏 .二次放電在線檢測蓄電池內(nèi)阻 .電力系統(tǒng)自動化 [J]， 2020， 15， 022 [16] 李華 .MCS51 系列單片機實用接口技術 [M].北京航空航天大學出版社 ， 1999 [17] 陳壽法 .半雙工 RS485 通訊中繼器的設計 [J