基于52单片机的多机通信

课程设计报告

课程52单片机技术

题目串口通信－多机通信系统系别

年级07级专业电子科学与技术班级学号

学生姓名

指导教师职称

设计时间

目录

1 题设要求分析 .................................... 错误！未定义书签。

2 硬件电路的设计 (2)

2.1 系统的组成 (2)

2.2 系统的工作原理 (2)

2.3 硬件电路原理图设计 (3)

2.4 硬件电路的实现 (5)

3 软件电路的设计 (7)

3.1 通信协议的设计 (7)

3.2 主机程序设计 (7)

3.3 从机程序设计 (11)

4 系统的调试与实现 (14)

4.1 从机模块调试 (14)

4.2 LED显示模块调试 (14)

4.3电平转换模块功能调试 (14)

4.4主机模块功能调试 (15)

4.5整体设计功能调试 (15)

参考文献 (17)

2 硬件电路的设计

2.1 系统的组成

根据题目分析可知硬件电分为主机模块和从机模块。主机模块中包含单片机子模块、led 数码管显示子模块和串口电平转换子模块，从机模块则包括单片机子模块、AD 转换子模块和串口电平转换子模块。在主模块中由AT89S51单片机担任主机，六个led 数码管担任显示设备和一片MAX485担任串口的电平转换。在整个主机系统中有三个从机模块三个从机模块结构一样，有一片AT89S51单片机担任从机外接一片ADC0809转换芯片和一片MAX485担任串口的电平转换。串口采用单工及异步通信方式。整个硬件结构原如图1所示。

主机

数码管显示设备

MA X 485

MA X 485MA X 485

MA X 485

从机1从机2从机3

TX D

R X D

TX D

TX D TX D

R X D R X D R X D A D 转换设备1A D 转换设备2A D 转换设备3

A T89S 51A T89S 51

A T89S 51

A T89S 51

R 1

R 2

.

..

...

.

.

图 1 系统结构原理图

2.2 系统的工作原理

主机AT89S51编程可实现循环访问个从机，当从机接受主机访问后启动AD

转换设备ADC0809对外部模拟信号进行转换。当从机获得转换结果后通过串口将其发送到主机，主机接受到转换结果后再将其发送到相应的led 数码管显示。

2.3 硬件电路原理图设计

（1）led数码管显示电路led数码管显示电路如图2所示显示子模块由六个数码管和相应的启动芯片构成。其中每路通道的采集值用量为数码管显示。为了节约单片机的I/O口本题的数码管采用MAX7219芯片。给芯片的优点在于可完成电路的刷新。MAX7219芯片的SEG A-SEG DP为数码管段码接口，DIG0-DIG7为位码接口，CLK、DIN、LOAD分别与单片机P1.0、P1.1、P1.2连接。单片机通过串行的方式将要显示的数据通过CLK、DIN、LOAD三个接口送入相应的显示寄存器内，MAX7219将自动完成对数码管的刷新工作。具体的电路如图2所示。

图 2 led显示电路

（2）串口电平转换电路串口电平转换电路的电路图如图3所示：本实验中采用MAX485的电平转换芯片。MAX485是一种RS-485标准接口的电平转换芯片。RS-485采用差分式半双工通信方式，真正实现多点总线连接，具有传输距离远可靠性高的特点。基于以上原因本小组选择该芯片实现电平转换。MAX485的1号引脚RO为接收端接单片RXD, 4号引脚DI为发送端接单片TXD, 2、3号引脚

分别为发送接收使能端端接单片P1.3引脚。6、7号引脚总线接线口。

12

D

C

B

A

P1.01P1.12P1.23P1.34P1.4

5(MOS I)P1.56(MIS O)P1.67(SC K)P1.78

R ST 9(RX D )P 3.010(TX D)P3.111(IN T0)P 3.212(IN T1)P 3.313(T0)P3.414(T1)P3.515(W R )P 3.616(RD )P3.717X TA L218X TA L119G ND 20

U 1

A T89S51

W R R D

EO C

C 1

22p f

Y 1

11.0592M

C 2

22p f

V CC 8B 7A 6G ND

5

D I

18D E 3R O 1R E 2MA X485

R R

C 310u F

R 28.2K

V CC

123JP1

H EA DE R 3

V CC

图 3 电平转换电路

（3）主机模块电路

根据设计要求绘制主机模块电路图如图4所示。

1

2

3

4

A

B

C

D

4

3

2

1

D

C

B

A

Title

N u mb er

R ev isio n

Size A 4D ate:20-Ju n -2010Sh eet o f File:

C :\U sers\y an g \

D esk to p \主机\7420 - 副本\my 1.d db D raw n B y :

Y 111.0592M

C 1

51PF C 2

51PF

P1.01P1.12P1.23

P1.34P1.4

5(MOS I)P1.56(MIS O)P1.67(SC K)P1.78

R ST 9(RX D )P 3.010(TX D)P3.111(IN T0)P 3.212(IN T1)P 3.313(T0)P3.414(T1)P3.515(W R )P 3.616(RD )P3.717X TA L218X TA L119

C N

D 20

P2.0(A 8)

21

P2.1(A 9)22P2.2(A 10)23P2.3(A 11)24P2.4(A 12)25P2.5(A 13)26P2.6(A 14)27P2.7(A 15)28PS EN

29

A LE/PR O G

30EA /VP P 31P0.7(A D 7)

32

P0.6(A D 6)33P0.5(A D 5)34P0.4(A D 4)35P0.3(A D 3)36P0.2(A D 2)37P0.1(A D 1)38P0.0(A D 0)39V CC 40U 1

A T89S51/52

R 18.2K

C 410u F

V CC

v cc

a b

f c

g d e D PY 1234567a

b

c d

e f

g

8

d p

d p 910D S5

D PY _7-S

E G_DP

a b

f c

g d e D PY 1234567a

b

c d

e f

g

8

d p

d p 910D S4

D PY _7-S

E G_DP

a b

f c

g d e D PY 1234567a

b

c d

e f

g

8

d p

d p 910D S3

D PY _7-S

E G_DP

a b

f c

g d e D PY 1234567a

b

c d

e f

g

8

d p

d p 910D S2

D PY _7-S

E G_DP

a b

f c

g d e D PY 1234567a

b

c d

e f

g

8

d p

d p 910D S1

D PY _7-S

E G_DP

a b

f c

g d e D PY 1234567a

b

c d

e f

g

8

d p

d p 910

D S0

D PY _7-S

E G_DP

a b c d e f g d p a b c d e f g d p a b c d e f g d p a b c d e f g d p a b c d e f g d p a b c d e f g d p a b c d e f g d p

R 247K

C 30.1u F

v cc

C LK

D IN LO A D LO A D D IN C LK V CC 8B 7A 6G ND

5

D I

18D E 3R O 1R E 2MA X485

U 3

123

JP1H EA DE R 3

v cc

V +

19

SE G A 1SE G B 16SE G C 20SE G D 23SE G E 21SE G F 15SE G G 17SE G D P 22D IG 02D IG 111D IG 26D IG 37D IG 43D IG 510D IG 65D IG 7

8

ISET 18

C LK 13

D IN 1LO A D 12

D OU T 24G ND 4

G ND 19

U 2MA X7219

图 4 主机模块电路图

（4）从机模块电路

根据设计要求绘制从机模块电路图如图5所示。