利用单片机实现波特率自检测的设计

摘要

高速发展的计算机业需要新型人才，需要具有创新的技术、专业的知识和富有团队作业能力的人才,踏着豪迈的脚步我们随着时间走进了21世纪,21世纪科学技术的飞快发展,人们不但在学习,工作方面有了更高的追求。他们已经不再局限于仅能做到,而是追求着更高的质更高飞跃和省时,省事,低成本成本的快捷方式。在当今社会,各种智能化控制系统均离不开数据信息的传输。其中波特率自动检测应用技术在单片机应用中占有很重要的一部分。通过学习单片机技术,解决实际生活中波特率自动检测的一种方案,性能,特点等,从而应用到实际当中去.通过对单片机的学习,开发出一个完整的系统.包括硬件设计,制作,独立运行及调试的软件及编程。

关键词：波特率检测

目录

摘要 (1)

1. 前言 (3)

1.1课题简介 (3)

1.2单片机的生产与发展 (4)

1.3单片机的特点及应用 (5)

1.4AT89S51系列单片机介绍 (6)

1.4.1 基本特性 (6)

3. 总体设计电路图及工作原理 (7)

2.1机型及器件的选择 (7)

2.2软、硬件功能划分 (7)

3. 系统硬件设计 (8)

3.1系统硬件电路设计 (8)

3.2硬件设计电路原理图 (9)

3.3各元件说明 (9)

3.3.1 AT89S51芯片 (9)

3.3.2 MAX232CPE芯片 (10)

4. 系统软件设计 (13)

4.1编程思路 (13)

4.1.1 详细设计 (15)

4.1.2 编写程序 (15)

4.2七段数码显示电路 (16)

4.2.1 接口及写入电路 (16)

总结 (17)

致谢....................................................... 错误!未定义书签。参考文献. (18)

附录1 (19)

附录2 (20)

利用单片机实现波特率自检测

1. 前言

1.1 课题简介

此课题的设计的目的和意义是以实用性的产品为设计对象,通过完整的设计和制作过程,使我们进一步清楚了解波特率自检测设计制作的流程和特点。

该设计项目采用了AT89S51芯片和MAX232CPE系列芯片.以往设计波特率自检测产品常常需要相应的自动检测专业知识和昂贵的专业设备,而且传统的电路方案不是电路太复杂就是调试困难而令人们望而却步,以致影响了用户的使用和新产品的开发研制工作.自从波特率MCU的出现,使人们摆脱了传统的自动检测产品设计的困扰.波特举MCU性能优异,小巧灵活,价格低廉等,其显著特点是所需外围元件少,线路简单.因而设计非常方便.该系统不仅可以很轻松的实现波特举的自动检测,而且可以使用于不同的单片机上.

随着电子技术的发展,由单片机构成的测控系统,利用PC机的串口测试模拟系统进行定时,灵活的控制以成为测控技术发展的一个方向.针对实际工作系统中存在的串口波特率自检测问题.提出了利用MAX232CPE来解决的一种实现波特率自检测的方法.

工作原理通是过本课题的研究,可以让我们了解到AT89S51芯片,并且深刻了解由AT89S51芯片和MAX232CPE芯片性能,特点等,从而应用到实际当中去.通过对单片机的学习,开发出一个完整的系统.包括硬件设计,制作,独立运行及调试的软件的编程。

串行通信是终端和主机之间的主要通信方式，通信波特率一般选择1800、4800、9600和 19200等。终端的类型有很多种，其通信速率也有很多种选择。主机怎样确定终端的通信速率呢？本文给出了一种简单、易行的方法：设定主机的接收波特率（以9600波特为例），终端发送一个特定的字符（以回车符为例），主机根据接收到的字符信息就可以确定终端的通信波特率。

通讯线上的字符是按位传送的,每一位信号持续的时间是由数据传送速率决定的既为波特率。

89S51的波特率的计算公式是波特率=定时器的溢出率*2smod/32

由上面公式可知我们只要得到传送数据中一位的持续时间,那么波特率就可以求出来。

在方案确定之前我们已经了解本项目的目的和意义，本次设计可能用到的知识和可以使用的芯片等元件,要进一步的了解。介绍一些可以使用的芯片类型。对项目有一个初步的了解。接下来查阅资料，比较各种方案，同时到市场上查询元器件，从而确定一套最优的方案。针对课题，实现所涉及到的应用软件讲解和项目设计所容易出现的问题进行分析：即在项目实施过程中，在调试过程中加以具体研究和学习。尤其对于在电路调试运行过程中出现的问题，请教老师共同探讨解决。

在本课题中,自检测芯片主要担当测控系统中单片机和微机之间的数据传输中的波特率进行检测出来.可以说,自检测芯片相当于是单片机测控系统中的一个特殊的执行元件.

单片机与微机之间的数据传输过程是:单片机处理需要发送的数据,利用串口将数据传输到数据传输模块的发送端,数据接收后进行自动检测出波特率数值并计算其数值并显示出来。

按照系统设计功能的要求初步确定设计系统包括初始化，接收发送和校验等功能模块，可以在各种复杂的工业现场高效而准确地进行计算出波特率数据。

主控芯片采用51系列AT89S51单片机.自检测芯片采用MAX232CPE芯片,是自检测科技推出的一种产品。

其要求是PC能够完成发出信号的组织和处理时,由MAX232CPE芯片进行检测波特率数据,计算并显示出来.根据我们得到的数值即波特率。

1.2 单片机的生产与发展

电子计算机是20世纪人类最伟大的发明之一.自从1946年第一台电子计算机诞生以来,计算机得到了飞速的发展与广泛的应用,对人类社会起到了极大的推动作用.然而,使计算机的应用能够真正深入到社会的各方面,促使人类社会大步跨入电脑时代的一个重要原因,是微型计算机的生产和发展。

随着半导体技术的发展,集成电路的集成度越来越高.1971年11月,Intel公司成功的将运算部分和逻辑控制功能集成在一起，制成了第一片中央处理器——Intel4004微处理器。由此揭开了微型计算机发展的序幕。

随着集成电路集成度的提高.微处理器的发展除了不断增强芯片的处理能力,提高产品的性能价格比,发展高性能的通用微型计算机之外,还在一块芯片上不断提高集成更多的功能部件,从而使微型计算机的硬件系统更加简化,使得微型计算机以但片机控制系统的形式不断的深入仪器仪表,家用电器,设备控制等领域。

早期的4位单片机,内部结构简单,功能较少,主要用于简单的控制。

1974年12月仙童公司首先推出了8位单片计算机F8.随后各公司纷纷推出了各自的8位单片机产品,有Intel公司的MCS-48型系列,Zilog公司的Z-8系列,Rockwell公司的6500系列等.这时的单片机性能有所提高,主要应用在简单的工业控制和早期智能仪器仪表及计算机外部设备。

1980年Intel公司开发出MCS-51型系列单片机,这种芯片带有串行口,定时/计数器,寻址范围64KB,被称为高档8位单片机.这些芯片功能强,适用范围宽,成为单片机的主流产品。

在8位单片机之后,16位单片机也陆续开发出来.1983年Intel公司推出MCS-96型单片机产品,与8位单片机相比,8096单片机不仅字长曾加一倍,而且还集成了10位A/D转换电路,其性能也有了很大提高1988年Iintel公司推出了具有8位的价格16位机性能的8098芯片.由于有极高的性能价格比,8098的芯片应用越来越广。

进入90年代,各厂家又推出更加强大的单片机。

现在可以说单片机是百花齐放，百家争鸣的时期，世界上各大芯片制造公司都推出了自己的单片机，从8位、16位到32位，数不胜数，应有尽有，有与主流C51系列兼容的，也有不兼容的，但它们各具特色，互成互补，为单片机的应用提供广阔的天地。

纵观单片机的发展过程，可以预示单片机的发展趋势，大致有：

1) 低功耗CMOS化

MCS-51系列的8031推出时的功耗达630mW，而现在的单片机普遍都在100mW左右，随着对单片机功耗要求越来越低，现在的各个单片机制造商基本都采用了CMOS(互补金属氧化物半导体工艺)。象80C51就采用了HMOS(即高密度金属氧化物半导体工艺)CHMOS(互补高密度金属氧化物半导体工艺)。CMOS虽然功耗较低，但由于其物理特征决定其工作速度不够高，而CHMOS则具备了高速和低功耗的特点，这些特征，更适合于在要求低功耗象电池供电的应用场合。所以这种工艺将是今后一段时期单片机发展的主要途径。