双机之间的串行通信设计(2)解读

2012~2013学年第一学期《单片机原理与应用》课程设计报告题目：双机之间的串行通信设计专业：通信工程班级：10通信2姓名：余诗长、杨号、苏李闯舒怀、汪才锐、潘升旗指导教师：周珍艮、崔雪英电气工程系2012年10月27日《单片机原理与应用》任务书串行通信时单片机的一个重要运用,本次课程设计就是要利用单片机来完成一个系统摘要,实现双片单片机串行通信。

通信的结果使用数码管进行显示，数码管采用查表方式显示。

两个单片机之间采用RS232进行双机通信。

在通信过程中使用通信协议进行通信。

两片单片机之间进行串行通信，发送端将0~f循环发送到接收端，并在收端显示。

本次设计，对于两片89c51，采用RS232进行双机通信。

发送方的数据由串行口TXD段输出，经过电平转换芯片MAX232将TTL电平转换为RS232电平输出，经过传输线将信号传送到接收端。

接收方也使用MAX232芯片进行电平转换后，信号到达接收方串行口的接收端。

接收方接收后，在数码管上显示接受的信息。

为提高抗干扰能力，还可以在输入输出端加光耦合进行光电隔离。

软件部分，通过通信协议进行发送接受，主机先送AAH给从机，当从机接收到AAH后，向主机回答BBH。

主机收到BBH后就把数码表TAB(16)中的10个数据送给从机，并发送检验和。

从机收到16个数据并计算接收到数据的检验和，与主机发送来的检验和进行比较，若检验和相同则发送00H给主机：否则发送FFH给主机，重新接受。

从机收到16个正确数据后送到一个数码管显示。

关键字51单片机串行通信接口《单片机原理与应用》 (1)课程设计报告 (1)《单片机原理与应用》任务书 (I)摘要 (II)目录 ...................................................................................................................................... I II 第1章双机之间的串行通信设计原理. (1)第2章双机之间的串行通信设计 (2)2.1硬件设计 (2)2.2主机模块设计 (2)2.3从机模块设计 (4)2.4 键盘扫面子程序设计 (4)第3章仿真 (6)3.1仿真软件的了解 (6)3.2仿真过程操作 (6)3.3运行测试 (6)总结 (7)参考文献 (8)附录 (9)答辩记录及评分表 (14)第1章双机之间的串行通信设计原理两个单片机之间进行通讯波特率的设定，最终归结到对定时计数器T1计数初值TH1、TL1进行设定。

故本题目本质上是通过键盘扫描得到设定的波特率，从而载入相应的T1计数初值TH1、TL1实现的。

示例程序中将0xaa从主机传输到从机，并显示在从机的数码管上实现串口通讯的验证。

如串口通讯线路过长，可考虑采用MAX232进行电平转换，以延长传输距离。

值得注意的是，为了减少计算载入初值时的误差，本项目最好采取11.0592MHz的晶振。

我们设计以AT89C51单片机为核心，利用其内部的串行口，通过硬件与软件相结合的方式，实现双机的全双工的串行通信。

硬件电路包括键盘电路，显示电路，单片机主控电路，串行通信线和电源电路。

软件包括键盘扫描程序，显示程序，发送程序和接受程序。

发送和接收都采用中断方式。

由于两个单片机应用系统相距很近，近程通信时，可以不使用调制解调器，将它们的串行口直接相连就可以实现全双工的串行通信。

电路设计如图1所示。

图1 系统整体电路图第2章双机之间的串行通信设计本系统利用单片机的串行口，由软件和硬件两部分协调实现两单片机的串行数据传输。

硬件电路以AT89C51单片机为核心，外围电路包括键盘电路（数据的输入），显示电路（数据的输出）。

工作在硬件电路基础上的软件主要完成数据的输入，存储，显示，发送和接收。

由于两单片机相距很近，可以直接将其串行口相连。

系统整体电路图如图2所示。

图2 系统整体电路框图2.1 硬件设计系统组成下面就以主号机为例，介绍硬件。

硬件电路包括AT89C51单片机，共阳性LED数码管以及传输线。

AT89C51是一个低电压，低功耗，高性能CMOS 8位单片机，40个引脚，32个外部双向输入/输出（I/O）端口，同时内含2个外设中断口，2个16位可编程定时计数器，2个全双工串行通信口。

AT89C51可以按照常规的方法进行编程，也可以在线编程。

片内含4k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和128 bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统。

2.2 主机模块设计此系统欲实现双机的全双工的串行通信。

甲乙两机的内部软件是完全相同的，主机和从机都能发送和接收数据信息，能同时进行数据交换。

假设主机为发送方，从机为接收方。

当按下发送按键时，主机开始发送数据，存储在R7中并通过显示器显示。

按下从机的接收按键，从机开始接收数据，每接收一个数值就直接送到显示器显示。

本设计通过键盘输入数据。

利用软件控制键盘进行加1或者减1操作，可以使其输入0～F之间的任意一个数。

主机主程序如图3所示。

图3 主机主程序流程图2.3 从机模块设计从机从主机接收数据，并在送至显示器显示。

从机主程序如图4所示。

图4 从机主程序流程图2.4 键盘扫面子程序设计键盘扫面程序是通过软件的操作对键盘输入的逐行逐列进行扫描设置，从而达到确定输入的键值，通过键盘扫描程序可以确定其输入0～F之间的任意一个数。

键盘扫面程序如图5所示。

图5 键盘扫面程序流程图第3章仿真3.1 仿真软件的了解Multisim是美国国家仪器（NI）有限公司推出的以Windows为基础的仿真工具，适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。

它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力。

3.2 仿真过程操作加载目标代码文件打开元器件单片机属性窗口，在“Program File”栏中添加上面编译好的目标代码文件；在“Clock Frequency”栏中输入晶振频率为11.0592MHz。

3.3 运行测试启动仿真结果如图6所示，二极管间隔点亮了，表明通讯成功了。

图6 整体仿真结果图总结通过这一次的课程设计，我不仅仅学到了专业知识，更使我懂得如何做事。

其实每一次的课程设计都是在教会我怎么样做事情，它告诉我完成一件事情，光靠团队的人数是没有任何优势的，关键在于团队之中是否有优秀的骨干去引领这个团队完成这件事情。

在老师眼中本课题知识体系庞大，最主要是难，在学生中就变得更甚，在我们队伍取到题目的初期甚至出现少部分同学短暂的晕厥现象。

随后不久，在各位老师英明的指导之下，我们的课程设计得到圆满成功。

在本次课程设计中让我们有很大的收获，不仅对课本的知识点有更深刻的认识而且也让我们对很多电脑软件有很大的了解。

希望我们的团队在今后有更大的突破。

参考文献[1] 高峰.单片微型计算机原理与接口技术.科学出版社，2007[2] 马丽.焦永梅.单片机仿真实验系统.石家庄铁道大学四方学院，2011[3] 陈桂友.单片机原理及应用.机械工业出版社，2007[4] 刘朝青.单片机原理及其接口技术.北京航空航天大学出版社，1999附录一、主机程序ORG 0000HAJMP STARTORG 0030HSTART: MOV TMOD, #20HMOV SCON, #40HCLR ESMOV PCON, #00HMOV B, #0FAHCLR ET1CLR TISETB TR1AGAIN1：MOV A, BMOV TH1，AMOV TL1，AAGAIN2：LCALL JIANMOV A, 33HMOV SBUF, AJNB TI, $CLR TIAJMP HEHE: CJNE A,, #0F3H, LP1MOV B, #0F3HAJMP AGAIN1LP1: CJNE A, #0FAH, LP2MOV B, #0FAH,AJMP AGAIN1LP2: CJNE A, #0FDH, LP3MOV B, #0FDHAJMP AGAIN1LP3: CJNE A, #0FEH, AGAIN2MOV B, #0FEHAJMP AGAIN1JIAN: PUSH ACCPUSH PSWPUSH BCLR CMOV 20H,#00HSMJP: SETB CMOV A, #11011111BMOV R4, AMOV R5, #00HMOV R7, #4HMAIN1: MOV DPTR,#8002HMOV A, R4MOVX @DPTR, AMOV DPTR, #8001HMOVX A, @DPTRORL A, #0F0HCPL AJNZ ZJHDJNZ R7, JZZAJMP SMJPJZZ: MOV A, R4RRC AMOV R4, AINC R5AJMP MAIN1ZJH: CJNE A, #01H, AAACLR CAJMP HHW0AAA: CJNE A, #02H, BBBCLR CAJMP HHW1BBB: CJNE A, #04H, STEP2CLR CAJMP HHW2STEP2：CJNE A, #08H, OVERAJMP HHW3HHW0：MOV A, R5AJMP XSHHW1: MOV A, #4HADD A, R5AJMP XSHHW2：MOV A, #08HADD A, R5AJMP XSHHW3: MOV A, #0CHADD A, R5AJMP XSXS: RL AMOV DPTR, #TABLEBJMP @A+DPTR OVER: AJMP SMJPJPCL: JB 00H, XGSXAJMP SMJP XGSX: JB 02H, XGSXSWMOV 34H, AJNB 02H, SMJP XGSXSW: JB 04H, ZHDJSMOV 35H, AMOV A, 34HSW AP AORL A, 35HMOV 33H, AJNB 04H, SMJP ZHDJS: POP BPOP PSWPOP ACCJS: RET TABLEB: AJMP KEY0AJMP KEY1AJMP KEY2AJMP KEY3AJMP KEY4AJMP KEY5AJMP KEY6AJMP KEY7AJMP KEY8AJMP KEY9AJMP KEYAAJMP KEYBAJMP KEYCAJMP KEYDAJMP KEYEAJMP KEYF KEY0: SETB 00HAJMP JPCL KEY1: MOV A, #01HAJMP JPCL KEY2: SETB 02HAJMP JPCL KEY3: MOV A, #03HAJMP JPCL KEY4: SETB 04HAJMP JPCL KEY5: MOV A, #05HAJMP JPCLKEY6: MOV A, #06HAJMP JPCLKEY7: MOV A, #07HAJMP JPCLKEY8: MOV A, #08HAJMP JPCLKEY9: MOV A, #09HAJMP JPCLKEYA: MOV A, #0AHAJMP JPCLKEYB: MOV A, #0BHAJMP JPCLKEYC: MOV A, #0CHAJMP JPCLKEYD: MOV A, #0DHAJMP JPCLKEYE: MOV A, #0EHAJMP JPCLKEYF: MOV A, #0FHAJMP JPCL 二、从机程序ORG 0000HAJMP STARTORG 0030HSTART: MOV TMOD, #20HCLR ESMOV SCON, #50HMOV B, #0FAHCLR ET1CLR RISETB TR1AGAIN1: MOV A, BMOV TH1, AMOV LL1, AAGAIN2: JNB RI, $CLR RIMOV A, SBUFMOV 40H, AANL A, #0F0HSWAP AMOV 42H, AMOV A, 40HANL A, #0FHMOV 41H, ALL: LCALL XIANMOV A, 40HCJNE A, #0F3H, LP1MOV B, #0F3HAJMP AGAIN1LP1: CJNE A, #0FAH, LP2MOV B, #0FAH,AJMP AGAIN1LP2: CJNE A, #0FDH, LP3MOV B, #0FDHAJMP AGAIN1LP3: CJNE A, #0FEH, AGAIN2MOV B, #0FEHAJMP AGAIN1XIAN: MOV A, 42HMOV DPTR, #TABLEMOVC A, @A+DPTRMOV DPTR, #8004HMOVX @DPTR, AMOV DPTR, #8002HMOV A, #02HMOVX @DPTR, AACALL DELAYMOV A, 41HMOV DPTR, #TABLEMOVC A, @A+DPTRMOV DPTR, #8004H\MOVX @DPTR, AMOV DPTR, #8002HMOV A, #01HMOVX @DPTR, AACALL DELAYRETDELAY: MOV R7，#0FFHMOVE: DJNZ R7, MOVERETTABLE: DB 3FH, 06H, 5BH, 4FH, 66H, 6DH, 7DH, 07H, 7FH, 6FH, 77H, 7CH, DB 39H, 5EH, 79H, 71H, 73H, 3EH, 31H, 6EH, 76H, 38H答辩记录及评分表。