《能力拓展訓(xùn)練》說明書-基于串口通信的單片機(jī)仿真開發(fā)

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1、武漢理工大學(xué)《能力拓展訓(xùn)練》說明書摘要隨著多微機(jī)系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的普及，計(jì)算機(jī)的通信功能愈來愈顯得重要。計(jì)算機(jī)通信是指計(jì)算機(jī)與外部設(shè)備或計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)之間的信息交換。本次能力拓展訓(xùn)練做的題目是：基于串口通信的單片機(jī)仿真和C語言開發(fā)。要求設(shè)計(jì)一種基于串口的數(shù)據(jù)收發(fā)模塊，并學(xué)習(xí)使用Proteus中的VirtualTerminal。要求進(jìn)行電路仿真實(shí)驗(yàn)，并使用C語言進(jìn)行程序的開發(fā)。我設(shè)計(jì)的是單片機(jī)與電腦之間的串口通信，主要涉及兩部分功能。一是通過按鍵掃描，當(dāng)不同的按鍵按下時單片機(jī)會像電腦傳輸不同的信息，這些信息都是通過事先編程的；另一功能是有電

2、腦向單片機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)，單片機(jī)收到數(shù)據(jù)以后會向電腦發(fā)送相關(guān)驗(yàn)證信息。通過軟硬件仿真，以上功能皆得到很好的驗(yàn)證。關(guān)鍵詞：串口通信，protues，單片20武漢理工大學(xué)《能力拓展訓(xùn)練》說明書目錄摘要I1緒論12設(shè)計(jì)原理22.1STC89C52單片機(jī)簡介22.1.1STC89C52單片機(jī)時序22.1.2STC89C52單片機(jī)引腳介紹22.2串口通信概述42.2.1串行通信基礎(chǔ)42.2.2串行接口的基本特點(diǎn)63系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)93.1系統(tǒng)的通信協(xié)議93.2編程實(shí)現(xiàn)串行通信93.2.1程序流程圖93.2.2完整程序代碼104仿真及硬件實(shí)現(xiàn)164.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)的框架164.

3、2系統(tǒng)仿真電路164.3系統(tǒng)仿真結(jié)果175心得體會19參考文獻(xiàn)2020武漢理工大學(xué)《能力拓展訓(xùn)練》說明書1緒論通信有并行通信和串行通信兩種方式。在多微機(jī)系統(tǒng)以及現(xiàn)代測控系統(tǒng)中信息的交換多采用串行通信方式。串行通信（SerialCommunications）的概念非常簡單，串口按位（bit）發(fā)送和接收字節(jié)。盡管比按字節(jié)（byte）的并行通信慢，但是串口可以在使用一根線發(fā)送數(shù)據(jù)的同時用另一根線接收數(shù)據(jù)。它很簡單并且能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)距離通信。比如IEEE488定義并行通行狀態(tài)時，規(guī)定設(shè)備線總長不得超過20米，并且任意兩個設(shè)備間的長度不得超過2米；而對于串口而言，長

4、度可達(dá)1200米。串行通信相關(guān)概念：a，波特率：這是一個衡量通信速度的參數(shù)。它表示每秒鐘傳送的bit的個數(shù)?！　，數(shù)據(jù)位：這是衡量通信中實(shí)際數(shù)據(jù)位的參數(shù)。c，停止位：用于表示單個包的最后一位。典型的值為1，1.5和2位?！　，奇偶校驗(yàn)位：在串口通信中一種簡單的檢錯方式，有四種檢錯方式：偶、奇、高和低。串行通信的特點(diǎn)：傳輸線少，長距離傳送時成本低，且可以利用電話網(wǎng)等現(xiàn)成的設(shè)備，但數(shù)據(jù)的傳送控制比并行通信復(fù)雜。20武漢理工大學(xué)《能力拓展訓(xùn)練》說明書2設(shè)計(jì)原理2.1STC89C52單片機(jī)簡介2.1.1STC89C52單片機(jī)時序STC89C52單片機(jī)的一個

5、執(zhí)器周期由6個狀態(tài)(s1—s6)組成，每個狀態(tài)又持續(xù)2個震蕩周期，分為P1和P2兩個節(jié)拍。這樣，一個機(jī)器周期由12個振蕩周期組成。若采用12MHz的晶體振蕩器，則每個機(jī)器周期為1us，每個狀態(tài)周期為1／6us；在一數(shù)情況下，算術(shù)和邏輯操作發(fā)生在N期間，而內(nèi)部寄存器到寄存器的傳輸發(fā)生在P2期間。對于單周期指令，當(dāng)指令操作碼讀人指令寄存器時，使從S1P2開始執(zhí)行指令。如果是雙字節(jié)指令，則在同一機(jī)器周期的s4讀人第二字節(jié)。若為單字節(jié)指令，則在51期間仍進(jìn)行讀，但所讀入的字節(jié)操作碼被忽略，且程序計(jì)數(shù)據(jù)也不加1。在加結(jié)束時完成指令操作。多數(shù)STC89C52指令周

6、期為1—2個機(jī)器周期，只有乘法和除法指令需要兩個以上機(jī)器周期的指令，它們需4個機(jī)器周期。2.1.2STC89C52單片機(jī)引腳介紹STC89C52單片機(jī)的40個引腳中有2個專用于主電源引腳，2個外接晶振的引腳，4個控制或與其它電源復(fù)用的引腳，以及32條輸入輸出I/O引腳。下面按引腳功能分為4個部分?jǐn)⑹鰝€引腳的功能。（1）電源引腳Vcc和VssVcc（40腳）：接+5V電源正端；Vss（20腳）：接+5V電源正端。（2）外接晶振引腳XTAL1和XTAL2XTAL1（19腳）：接外部石英晶體的一端。在單片機(jī)內(nèi)部，它是一個反相放大器的輸入端，這個放大器構(gòu)成采用

7、外部時鐘時，對于HMOS單片機(jī)，該引腳接地；對于CHOMS單片機(jī)，該引腳作為外部振蕩信號的輸入端。20武漢理工大學(xué)《能力拓展訓(xùn)練》說明書XTAL2（18腳）：接外部晶體的另一端。在單片機(jī)內(nèi)部，接至片內(nèi)振蕩器的反相放大器的輸出端。當(dāng)采用外部時鐘時，對于HMOS單片機(jī)，該引腳作為外部振蕩信號的輸入端。對于CHMOS芯片，該引腳懸空不接。（3）控制信號或與其它電源復(fù)用引腳控制信號或與其它電源復(fù)用引腳有RST/VPD、ALE/P、PSEN和EA/VPP等4種形式。（A）．RST/VPD（9腳）：RST即為RESET，VPD為備用電源，所以該引腳為單片機(jī)的上電復(fù)

8、位或掉電保護(hù)端。當(dāng)單片機(jī)振蕩器工作時，該引腳上出現(xiàn)持續(xù)兩個機(jī)器周期的高電平，就可實(shí)現(xiàn)復(fù)位操作，