单片机课程设计-- 单片机之间的双向通信演示

课程设计任务书

课程单片机课程设计

题目单片机之间的双向通信演示

专业姓名学号

一、任务

以AT89C51单片机为控制核心，利用串行通信技术实现两个单片机之间的数据传输。

二、设计要求

[1] 单片机甲机向单片机乙机发送控制命令符，甲机同时接收乙机发送的数字，并显示在数码管上

[2] 基本电路包括：单片机最小系统，串口通信电路，LED显示电路等。

[3] 提交设计报告、电路图及程序源码。

三、参考资料

[1] 万光毅.单片机实验与实践教程[M]. 北京：北京航空航天大学出版社.2005.1.

[2] 张毅刚.单片机原理及应用[M]. 北京：高等教育出版社.2003:160-190.

[3] 张小波, 徐航.基于MCS—51单片机的串行通信技术.[M].北京：北京航空航天大学出版社.2006

[4] 胡汉才．单片机原理与其接口技术（第二版）［M］．北京：清华大学出版社，2004．

[5] 何文才，杜鹏.基于VB．NET的PC机和MCS-51单片机之间的串行通信 [J]. 北京电子科技学院学报. 2006.4期

[6] 李秀忠.基于单片机的LED显示屏控制电路设计.[J].现代电子技术. 2010 .15期

完成期限2012.6.29 至2012.7.8

指导教师

专业负责人

2012年6月29 日

目录

第1章绪论 (1)

1.1 单片机AT89C51概述......................... 错误!未定义书签。

1.2 LED显示屏控制技术状况 (2)

1.3 MAX232概述 (2)

1.4 本设计任务 (3)

第2 章总体方案论证与设计......................... 错误!未定义书签。

2.1 LED驱动模块................................ 错误!未定义书签。

2.2 总体硬件组成框图........................... 错误!未定义书签。第3章系统硬件设计.. (4)

3.1 单片机最小系统硬件设计 (4)

3.2 串行通信电路 (5)

3.3 LED显示电路 (6)

第4章系统的软件设计 (7)

4.1 甲单片机程序设计 (7)

4.2 乙单片机程序设计 (8)

第5章系统调试与测试结果分析 (8)

5.1 使用的仪器仪表 (9)

5.2 系统调试 (9)

5.3 测试结果 (9)

结论 (9)

参考文献 (11)

附录1 程序 (12)

附录2 仿真效果图 (17)

第1章绪论

随着科学技术的发展，单片机在各个领域的应用越来越广泛，计算机领域，航天领域，电子技术领域等，都离不开单片机的使用。其中，串行通信技术是单片机的一个重要应用。在串行通信中，参与通信的两台或多台设备通常共享一条物理通路。发送者依次逐位发送一串数据信号，按一定的约定规则为接收者所接收。由于串行端口通常只是定义了物理层的接口规范，所以为确保每次传送的数据报文能准确到达目的地，使每一个接收者能够接收到所有发向它的数据，必须在通信连接上采取相应的措施。

由于借助串行通信端口所连接的设备在功能、型号上往往互不相同，其中大多数设备出了等待接收数据之外还会有其他的任务，例如，一个数据采集单元需要周期性地收集和存储数据；一个控制器需要负责控制计算机或向其他设备发送报文；一台设备可能会在接收方正在进行其他任务时向它发送信息。因此，必须有能应对多种不同工作状态的一系列规则来保证通信的有效性。这里所讲的保证串行通信的有效性的方法包括：使用轮询或者中断来检测、接收信息；设置通信帧的起始、停止位；建立连接握手；实行对接收数据的确认、数据缓存以及错误检查等。

本次课程设计就是要利用单片机来完成一个系统，实现单片机之间的双向通信演示，通信的结果使用LED数码管进行显示。

1.1 单片机AT89C51概述

AT89C51是一种带4K字节FLASH存储器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压、高性能CMOS 8位微处理器，俗称单片机。AT89C2051是一种带2K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C2051是它的一种精简版本。AT89C51单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。

AT89C51 提供以下标准功能：4k 字节Flash 闪速存储器，128字节内部RAM，32 个I/O 口线，两个16位定时/计数器，一个5向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内振荡器及时钟电路。同时，AT89C51可降至0Hz的静态逻辑操作，并支持两种软件可选的节电工作模式。空闲方式停止CPU的工作，

但允许RAM，定时/计数器，串行通信口及中断系统继续工作。掉电方式保存RAM 中的内容，但振荡器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一个硬件复位。

1.2 LED显示屏控制技术状况

显示屏的控制系统包括输入接口电路、信号控制、转换和数字化处理电路及输出接口电路等，涉及的具体技术很多，其关键技术包括串行传输与并行传输技术、动态扫描与静态锁存技术、自动检测及远程控制技术等。

1.2.1 串行传输与并行传输技术

LED显示屏的数据传输方式主要有串行和并行两种。日前普遍采用串行控制技术，显示屏每个单元内部的不同驱动电路和各级联单元之间，每个时钟仅传送一位数据。采用这种方式的驱动IC种类较多，不同显示单元之间的联线较少，可减少显示单元的数据传输驱动元件，从而提高整个系统的可靠性和性价比，具体工程实现也较为容易。

1.2.2 动态扫描与静态锁存技术

LED显示屏控制系统实现显示信息的刷新技术有动态扫描和静态锁存两种方式。一般室内显示屏多采用动态扫描技术，即一行发光二极管共用一行驱动寄存器，根据共用一行驱动寄存器的发光二极管像素数目，分为1/4,1/16扫描等。室外显示屏基本上采用静态锁存技术，即每一个发光一极管都对应有一个驱动寄存器，无需时分工作，从而保证了每一个发光一极管的亮度占空比为100%。动态扫描法可以大大减少控制器的I/O口，因此应用较广。

1.2.3 自动检测及远程控制技术

LED显示屏的构成复杂，特别是室外显示屏，供电、环境亮度、环境温度条件等都直接影响显示屏的正常运行。在LED显示屏的控制系统中，因根据需要对温度、亮度、电源等进行自动检测控制，也可根据需要，远程实现对显示屏的亮度、色度调节、图像水平和垂直位置的调节以及工作方式的转换等。

1.3 MAX232概述

MAX232芯片是美信（MAXIM）公司专为RS-232标准串口设计的单电源电平转换芯片，使用+5v单电源供电，应用于串行通信技术。