雙機通信實習(xí)報告

1、單片機課程設(shè)計報告書系部名稱：學(xué)生姓名：專業(yè)名稱：自動化班 級：時間： 雙機通信系統(tǒng)設(shè)計一、設(shè)計要求：1.A機，B機互發(fā)信息； 2.顯示接收到的信息。二、設(shè)計方案分析1、方案設(shè)計：系統(tǒng)電路設(shè)計思路、原因、框圖、器材選擇等等。系統(tǒng)電路設(shè)計思路：基本功能采集：實現(xiàn)參數(shù)，通信，基本顯示形式；擴展功能：在實現(xiàn)基本部分基礎(chǔ)上，擴展8路開關(guān)信號輸入和8位開關(guān)量輸出帶LED燈顯示，輸出量由后端計算機給定?？驁D：發(fā)送端及接收端流程圖： 器材選擇：器件名稱個數(shù)STC8952RC2晶振2電容（30PF、10uF）2、14位LED2電阻（200R、8.20K）9、1開關(guān)2撥碼開關(guān)22、背景知識介紹：單片機系統(tǒng)標準型

2、89系列單片機是與MCS-51系列單片機兼容的。在內(nèi)部含有4KB或8KB可重復(fù)編程的Flash存儲器，可進行1000次擦寫操作。全靜態(tài)工作為033MHz，有3級程序存儲器加密鎖定，內(nèi)含有128256字節(jié)的RAM、32條可編程的I/O端口、23個16位定時器/計數(shù)器，68級中斷，此外有通用串行接口、低電壓空閑模式及掉電模式。AT89C51相當于將8051中的4KB ROM換成相應(yīng)數(shù)量的Flash存儲器，其余結(jié)構(gòu)、供電電壓、引腳數(shù)量及封裝均相同，使用時可直接替換。AT89C51在內(nèi)部采用40條引腳的雙列直插式封裝，引腳排列如圖所示： 圖2（a）內(nèi)部方式時鐘電路 （b）外部方式時鐘電路在自動化測量和

3、控制系統(tǒng)中，各臺儀表之間需要不斷地進行各種信息的交換和傳輸，這種信息的交換和傳輸是通過儀表的通信接口，按照一定的協(xié)議進行的。通信接口是各臺儀表之間或者是儀表與計算機之間進行信息交換和傳輸?shù)穆?lián)絡(luò)裝置。計算機與外界的信息交換稱為通信，常用的通信方式有兩種：并行通信和串行通信。所謂并行通信是指數(shù)據(jù)的各位同時在多根數(shù)據(jù)線上發(fā)送或接收，其特點是傳輸信號的速度快，但所用的信號線較多，成本高，傳輸?shù)木嚯x較近。串行通信是指將構(gòu)成字符的每個二進制數(shù)據(jù)位，依照一定的順序逐位進行傳送的通信方式，其特點是只用兩條信號線（一條信號線，再加一條地線作為信號回路）即可完成通信，成本低，傳輸?shù)木嚯x較遠。三、硬件設(shè)計：兩個單片

4、機子系統(tǒng)如果共在一個電路板上或同處于一個機箱內(nèi)，這是只要將兩個單片機的TXD和RXD引出線交叉相連即可；若兩子系統(tǒng)不在一個機箱內(nèi)，且相距一定距離（幾米或幾十米），這時要采用RS-232C接口進行連接。串口通信LED接收顯示STC89C52RCSTC89C52RCLED接收顯示撥碼開關(guān)撥碼開關(guān)LED發(fā)送顯示LED發(fā)送顯示四位一體LED：1串行數(shù)據(jù)緩沖器（SBUF）接受或發(fā)送的數(shù)據(jù)都要先送到SBUF緩存。SBUF包括緩存寄存器和發(fā)送寄存器，以便能以全雙工方式進行通信。此外，在接收寄存器之前還有移位寄存器，從而構(gòu)成了串行接收的雙緩沖結(jié)構(gòu)，這樣可以避免在數(shù)據(jù)接收過程中出現(xiàn)幀重疊錯誤。發(fā)送數(shù)據(jù)時，由于C

5、PU是主動的，不會發(fā)生幀重疊錯誤，因此發(fā)送電路不需要雙重緩沖結(jié)構(gòu)。在邏輯上，SBUF只有一個，它既表示發(fā)送寄存器，又表示接收寄存器，具有同一個單元地址99H。但在物理結(jié)構(gòu)上，則有兩個完全獨立的SBUF，一個是發(fā)送緩沖寄存器SBUF，另一個是接收緩沖寄存器SBUF。如果CPU寫SBUF，數(shù)據(jù)就會被送入發(fā)送寄存器準備發(fā)送；如果CPU讀SBUF，則讀入的數(shù)據(jù)一定來自接收緩沖器。即CPU對SBUF的讀寫，實際上是分別訪問上述兩個不同的寄存器。2串行控制寄存器（PCON）串行控制寄存器SCON用于設(shè)置串行口的工作方式、監(jiān)視串行口的工作狀態(tài)、控制發(fā)送與接收的狀態(tài)等。它是一個既可以字節(jié)尋址又可以位尋址的8位

6、特殊功能寄存器。其格式如表1所示： 表1 串行口控制寄存器SCON位地址9FH9EH9DH9CH9BH9AH99H98HSCONSM0SM1SM2RENTB8RB8T1R1SM2：多機通信控制位。REN：接收允許控制位。軟件置1允許接收；軟件置0禁止接收。TB8：方式2或3時，TB8為要發(fā)送的第9位數(shù)據(jù)，根據(jù)需要由軟件置1或清0。RB9：在方式2或3時，RB8位接收到的第9位數(shù)據(jù)，實際為主機發(fā)送的第9位數(shù)據(jù)TB8，使從機根據(jù)這一位來判斷主機發(fā)送的時呼叫地址還是要傳送的數(shù)據(jù)。TI：發(fā)送中斷標志。發(fā)送完一幀數(shù)據(jù)后由硬件自動置位，并申請中斷。必須要軟件清零后才能繼續(xù)發(fā)送。RI：接收中斷標志。接收完一

7、幀數(shù)據(jù)后由硬件自動置位，并申請中斷。必須要軟件清零后才能繼續(xù)接收。SM0,SM1:串行口工作方式選擇位，這兩位組合成00，01，10，11對應(yīng)于工作方式0、工作方式1、工作方式2、工作方式3。串行接口工作方式如表2：表2 串行工作方式SM0SM1工作方式功能波特率 0008位同步移位寄存器（用于I/O擴展）fORC/1201110位異步串行通信（UART）可變（T1溢出率*2SMOD/32）10211位異步串行通信（UART）fORC/64或fORC/3211311位異步串行通信（UART）可變（T1溢出率*2SMOD/32）3輸入移位寄存器接收的數(shù)據(jù)先串行進入輸入移位寄存器，8位數(shù)據(jù)全移入后

8、，再并行送入接收SBUF中。4波特率發(fā)生器波特率發(fā)生器用來控制串行通信的數(shù)據(jù)傳輸速率的，51系列單片機用定時器T1作為波特率發(fā)生器，T1設(shè)置在定時方式。波特率是用來表示串行通信數(shù)據(jù)傳輸快慢程度的物理量，定義為每秒鐘傳送的數(shù)據(jù)位數(shù)。 表3 特殊功能寄存器PCON的格式PCOND7D6D5D4D3D2D1D0位名稱SMODGF1GF0PDIDL 5電源控制寄存器PCON波特率系數(shù)控制寄存器PCON的最高位為Smod，僅僅是最高位與串行口有關(guān)。在工作方式1工作方式3時，若SMOD=1，則串行口波特率增加一倍。若SMOD=0，波特率不加倍。系統(tǒng)復(fù)位時，SMOD=0。PCON字節(jié)地址為87H，不能位尋址

9、。PCON的格式如表36 波特率計算 串行口每秒鐘發(fā)送（或接收）的位數(shù)稱為波特率。設(shè)發(fā)送一位所需要的時間為T，則波特率為1/T。對于不同方式，得到的波特率的范圍是不一樣的，這是由定時器/計數(shù)器T1在不同方式下計數(shù)位數(shù)的不同所決定的。串行口工作在方式1或方式3時，常用定時器T1作為波特率發(fā)生器，關(guān)系式為：波特率=2SMOD(T1溢出率)/32。(1) C1+，C1-，C2+，C2-；外接電容端。(2) R1IN，R2IN：兩路RS-232C電平信號輸入端，可接傳輸線。(3) R1OUT，R2OUT：兩路轉(zhuǎn)換后的TTL電平輸出端，可接單片機的RXD端。(4) T1OUT，T2OUT：兩路轉(zhuǎn)換后的R

10、S-232C電平信號輸出端，可接傳輸線。(5) T1IN，T2IN：兩路TTL電平輸入端，可接單片機的TXD端。(6)Vs+，Vs-：分別經(jīng)電容接電源和地。7整體電路設(shè)計四、軟件設(shè)計：軟件部分,主機先送AAH給從機，當從機接收到AAH后，向主機回答B(yǎng)BH。主機收到BBH后就把數(shù)碼表TAB16中的10個數(shù)據(jù)送給從機，并發(fā)送檢驗和。從機收到16個數(shù)據(jù)并計算接收到數(shù)據(jù)的檢驗和，與主機發(fā)送來的檢驗和進行比較，若檢驗和相同則發(fā)送00H給主機；否則發(fā)送FFH給主機，重新接收。從機收到16個正確數(shù)據(jù)后送到一個數(shù)碼管顯示。1 串行通信軟件實現(xiàn)（1）串行口工作于方式1；用定時器1產(chǎn)生9600bit/s的波特率，工作于方式2。（2）功能:將本機ROM中數(shù)碼表TAB16中的16個數(shù)發(fā)送到從機,并保存在從機內(nèi)部ROM中，從機收到這16個數(shù)據(jù)后送到一個數(shù)碼管循環(huán)顯示。（3）通信協(xié)議:主機首先發(fā)送連絡(luò)信號(AAH),從機接收到之后返回一個連絡(luò)信號(BBH)表示從機已準備好接收。（4）通信過程使用第九位發(fā)送奇偶校驗位。（5）從機接收到一個數(shù)據(jù)后，立即進行奇偶校驗，若數(shù)據(jù)沒有錯誤，則