基于STCSTC15F2K60S2单片机的串口通讯..

湖南科技大学

信息与电气工程学院《单片机课程设计报告》

题目：基于STCSTC15F2K60S2单片机的串口通讯

专业：自动化

班级：一班

姓名：罗永恒

学号： 1209010303

指导教师：范小春

2015年 6月 30日

单片机是一种集成在电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。本文将具体介绍单片机与PC机进行串口通信的实现方法和编程方法，并且在最后给出一个实用的单片机与计算机通过串口通信的程序。

关键词：单片机串口通信

第一章 STCSTC15F2K60S2的简介 (1)

1.1 STCSTC15F2K60S2的内部结构框图 (1)

1.2 STC15F2K60S的DIP封装图 (1)

1.3 STC15F2K60S的各引脚简介 (2)

第二章单片机通过USB与PC机的通信设计 (4)

2.1设计方案选择 (4)

2.1.1 PC机同单片机通信存在的问题 (4)

2.1.2 USB接口同RS-232(DB-9)串口的比较 (4)

2.1.3 USB转接芯片的选择 (4)

2.2 通信功能要求 (5)

第三章硬件电路图的设计 (5)

3.1单片机最小系统 (5)

3.2 USB与单片机连接主电路 (6)

3.3 总电路图 (6)

3.4 PCB图 (6)

第四章程序设计 (7)

4.1 串口初始化 (7)

4.2 主程序 (7)

4.3 中断服务程序 (8)

4.4 总程序 (8)

第五章总结与体会 (10)

第六章参考文献 (11)

第一章 STCSTC15F2K60S2的简介1.1 STCSTC15F2K60S2的内部结构框图

1.2 STC15F2K60S的DIP封装图

1.3 STC15F2K60S 的各引脚简介

（1）电源引脚

Vcc ：一般接电源的＋5V 。具体的电压幅度应参考单片机的手册。 GND ：接电源地。 （2）外接晶体引脚

XTAL2

XTAL1

C2

C1

GND

M

单片机

芯片内部一个反相放大器的输入端和输出端。通常用于连接晶体振荡器。 （3）控制和复位引脚

单片机

RST/VPD

GND

Cr 10uF

Rr 10KΩ

Vcc

功能：当访问外部存储器或者外部扩展的并行I/O 口时，ALE （允许地址锁 存）的输出用于锁存地址的低位字节。

RST （与P5.4复用）：当振荡器运行时，在此引脚上出现两个机器周期的 高电平将使单片机复位。如果需要单片机接上电源就可以复位，则需要使 用上电复位电路。 （4）I/O 口的复用功能 P0口:

a.用作数据总线（D7~D0）或者地址总线低8位（A7~A0）。

b.用作普通I/O 。 P1口：

a.用作普通I/O 。

b.复用为ADC 转换输入、捕获/比较/脉宽调制、SPI 通信线、第二串口 或者第二时钟输出，如表所示。

P2口：

a：用作通用I/O。

b:用作地址总线的高8位输出。

c:用于SPI和捕获/比较/脉宽调制的备用切换端口。

P3口：

a:用作通用I/O。

b:可复用为外部中断输入、计数器输入、时钟输出、第一串口和外部总线的读/写控制，如表所示。

P4口：

a:用作通用I/O。

b:某些口线具有复用功能，可配置为SPI通信线、捕捉/比较/脉宽调制、第二串口线等。

P5口：

a:P5.4/RST（复位脚）/MCLKO（内部R/C振荡时钟输出；

b:输出的频率可为MCLK/1或MCLK/2）/SS_3（SPI接口的从机选择信号备用切换引脚）。

c:该引脚默认为I/O口，可以通过ISP编程将其设置为RST（复位）引脚。

第二章单片机通过USB与PC机的通信设计2.1设计方案选择

由于实际应用中单片机在数据处理能力、人机交互等方面往往不能满足要求, 因而通常用PC来弥补单片机的这些不足。例如,在工程应用中,常常由一台PC机和一台单片机构成主从式计算机测控系统。在这样的系统中,以单片机为核心的智能测控仪表(从机)作为现场测控设备,完成数据的采集、处理和控制各种任务,同时将数据传给PC机(主机),PC机将这些数据加工处理后,进行显示、打印报表等。PC机也可以将各种控制命令传送给单片机,干预单片机系统的运行,从而发挥PC机的优势。要实现这样的功能,就涉及到PC机与单片机之间的通信问题。现在的计算机提供了各种各样的串口，他们支持不同的通信协议，有着不同的功能。目前计算机提供的串口有RS-232，RJ45，USB2.0等。

2.1.1 PC机同单片机通信存在的问题

目前，15系列单片机同PC机的通信在大多数情况下仍然是使用RS-232(DB-9)串口作为通信接口实现的。而随着USB接口技术的成熟和使用的普及，由于USB 接口有着一系列RS-232(DB-9)串口无法比拟的优点，RS-232(DB-9)串口正在逐步的为USB接口所替代。而在现在的大多数笔记本电脑中，出于节省物理空间和用处不大等原因，RS-232(DB-9)串口已不再设置，这就约束了基于RS-232(DB-9)串口与PC机联络的单片机设备的使用范围。

2.1.2 USB接口同RS-232(DB-9)串口的比较

通过USB接口和RS-232(DB-9)的比较，不难发现：

（1）USB接口支持即插即用和热插拔，而RS-232(DB-9)串口不支持即插即用和热插拔，设备安装后需重启计算机方可使用。

（2）USB接口的传输速率较快，可达480Mbps(V2.0)，而RS-232(DB-9)串口的最高速率仅为19200波特。

（3）USB接口占用体积较小，插拔方便；而RS-232(DB-9)串口的的插拔需要使用改锥，且在机箱后操作，比较麻烦。

综上可知，USB 接口取代RS-232(DB-9)串口的趋势不可逆转。

2.1.3 USB转接芯片的选择

目前常用的USB转接芯片包括PL2303，CH341，CP2101，FT232等。在综合考虑了各方面因素后，CH341成为了本次电路设计的首选芯片。CH341是南京沁恒电子公司生产的USB总线的转接芯片，通过USB总线提供异步串口，打印口，并口及常用的2线和4线等同步串行端口。其特点有：

（1）提供全速USB设备借口，兼容USB2.0，外围设备只需要晶体和电容；