at89c51雙機串口通信課程設計.doc

課程設計報告書設計名稱： 計算機控制技術(shù) 題 目： AT89C51的串口通信 學生姓名： XXX 專 業(yè)： 計算機科學與技術(shù) 班 別： 計科本XXX班 學 號： XXXXXXXX 指導老師： XXX 日 期： 2012 年 7 月 12 日一、主要內(nèi)容：本課程設計利用兩片AT89C51實現(xiàn)雙機串口通信；主機發(fā)送并顯示 10 以下的隨機數(shù)，從機顯示該數(shù)的階乘值，通過開關(guān)改變主機輸出的數(shù)值。設計電路并編寫一個串行口方式1收發(fā)程序，實現(xiàn)兩片AT89C51之間的通信，甲機將數(shù)據(jù)發(fā)送到乙機并顯示出來，同樣，乙機也可將數(shù)據(jù)發(fā)送到甲機顯示出來。二、硬件電路設計及描述1、方案選擇及設計思想 單片機（從機）單片機（主機）顯示階乘值顯示發(fā)的數(shù) 2、工作原理在串行通信中，數(shù)據(jù)是在兩個站之間傳送的。按照數(shù)據(jù)傳送方向，串行通信可分為三種制式。1）. 單工制式(Simplex)單工制式是指甲乙雙方通信只能單向傳送數(shù)據(jù)。單工制式如圖1所示。2）. 半雙工制式(Half duplex) 半雙工制式是指通信雙方都具有發(fā)送器和接收器，雙方既可發(fā)送也可接收，但接收和發(fā)送不能同時進行，即發(fā)送時就不能接收，接收時就不能發(fā)送。半雙工制式如圖2所示。3）. 全雙工制式(Full duplex) 全雙工制式是指通信雙方均設有發(fā)送器和接收器，并且將信道劃分為發(fā)送信道和接收信道，兩端數(shù)據(jù)允許同時收發(fā)，因此通信效率比前兩種高。全雙工制式如圖3所示。AT89C51內(nèi)部有一個可編程全雙工串行通信接口。該部件不僅能同時進行數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收，也可作為一個同步移位寄存器使用。下面將對其內(nèi)部結(jié)構(gòu)、工作方式以及波特率進行介紹。圖4 AT89C51串行口結(jié)構(gòu)框圖 串口通信方式11）方式1發(fā)送 方式1輸出時，數(shù)據(jù)由TXD輸出，一幀信息為10位，1位起始位0，8位數(shù)據(jù)位（先低位）和1位停止位1。當執(zhí)行一條數(shù)據(jù)寫發(fā)送緩沖器SBUF的指令，就啟動發(fā)送。圖中TX時鐘的頻率就是發(fā)送的波特率。發(fā)送開始時，內(nèi)部發(fā)送控制信號變?yōu)橛行?。將起始位向TXD輸出，此后，每經(jīng)過一個TX時鐘周期，便產(chǎn)生一個移位脈沖，并由TXD輸出一個數(shù)據(jù)位。8位數(shù)據(jù)位全部發(fā)送完畢后，置“1” TI。2）方式1接收 數(shù)據(jù)從RXD（P3.0）腳輸入。當檢測到起始位的負跳變時，開始接收數(shù)據(jù)。定時控制信號有兩種）：接收移位時鐘（RX時鐘，頻率和波特率相同）和位檢測器采樣脈沖（頻率是RX時鐘的16倍，1位數(shù)據(jù)期間，有16個采樣脈沖），當采樣到RXD端從1到0的跳變時就啟動檢測器，接收的值是3次連續(xù)采樣（第7、8、9個脈沖時采樣）進行表決以確認是否是真正的起始位（負跳變）的開始。當一幀數(shù)據(jù)接收完，須同時滿足兩個條件，接收才真正有效。 RI=0，即上一幀數(shù)據(jù)接收完成時，RI=1發(fā)出的中斷請求已被響應，SBUF中的數(shù)據(jù)已被取走，說明“接收SBUF”已空。 SM2=0或收到的停止位=1（方式1時，停止位已進入RB8），則收到的數(shù)據(jù)裝入SBUF和RB8（RB8裝入停止位），且置“1”中斷標志RI。若這兩個條件不同時滿足，收到的數(shù)據(jù)將丟失。波特率波特率（band rate）是異步通信中每秒鐘傳送的二進制數(shù)碼的位數(shù)（比特數(shù)），單位是位/秒。 作用：1、反映串行通信的速率； 2、反映對傳輸通道的要求：波特率越高，要求的傳輸通道的頻帶寬度就越寬異步通信：波特率為每秒傳送的字符數(shù)和每個字符位數(shù)的乘積。方式 1、3： 波特率=2SMOD(T1溢出率)/32對波特率需要說明的是，當串行口工作在方式1或方式3，且要求波特率按規(guī)范取1200、2400、4800、9600時，若采用晶振12MHz和6MHz,按上述公式算出的T1定時初值將不是一個整數(shù)，因此會產(chǎn)生波特率誤差而影響串行通信的同步性能。解決的方法只有調(diào)整單片機的晶振頻率fosc,為此有一種頻率為11.0592MHz的晶振，這樣可使計算出的T1初值為整數(shù)。表9-2列出了串行方式1或方式3在不同晶振時的常用波特率和誤差。 用兩塊AT89C51模擬主機和從機，在主機的P2口低4位處設4個按鍵，并連上高電平，通過按鍵來給P2口輸入09的隨機數(shù)，在主機的程序里編寫的程序主要實現(xiàn)檢測P2口的數(shù)值，并通過LED顯示出來，然后把這個數(shù)發(fā)出到從機去。在從機里，先通過中斷程序取出接收到的數(shù)據(jù)，然后處理，通過P1來控制片選，P2口來掃描輸出高低電平，讓LED顯示接收到的數(shù)的階乘值。2、原理電路圖，各元器件之間的實際連接關(guān)系圖5 原理電路圖3、元器件清單列表：單片機(AT89C51)兩片 U1 U2按鍵開關(guān)6個 K1 K2 K3 K4 K5 K6電容6個 C1(20pf) C2(20pf) C3(22uf) C4(20pf) C5(22pf) C6(20pf)電阻兩個（1K） R1 R21位的共陰LED數(shù)碼管1個 2位的共陽LED數(shù)碼管1個4位的共陽LED數(shù)碼管1個12Mhz的晶振兩個 X1 X2三、軟件設計源程序代碼發(fā)送程序：#include void csh()P2=0;SM0=0;SM1=1;/通信方式設為方式1REN=1;TI=0;RI=0;PCON=0;TH1=0xFd;TL1=0XFd;TMOD=0X20;EA=1;ET1=0;ES=1;TR1=1;/初始化設置void main()int i,j;char c=0;csh();while(1)ES=0;TI=0;c=P2;/檢測P2口輸入的數(shù)據(jù)if(P2=0) P1=0x3f; if(P2=1) P1=6; if(P2=2) P1=0x5b; if(P2=3) P1=0x4f;if(P2=4) P1=0x66;if(P2=5) P1=0x6d;if(P2=6) P1=0x7d;if(P2=7) P1=7;if(P2=8) P1=0x7f;if(P2=9) P1=0x6f;/通過P1口輸出并顯示輸入的數(shù)據(jù)SBUF=c;/把檢測到的數(shù)據(jù)放到發(fā)送緩存區(qū)發(fā)送while(!TI);TI=0;ES=1;for(j=0;j30;j+)for(i=0;i5000;i+)/可以設置延時的長短來改變發(fā)送數(shù)據(jù)的快慢;接收程序#include int c=0;void csh()P2=0xFF;SM0=0;SM1=1;/通信方式設為方式1 REN=1;TI=0;/ 清串口發(fā)送中斷標志 RI=0; PCON=0; /波特率不倍增TH1=0xFd; /*設定初值，波特率9600 TL1=0XFd;TMOD=0X20; /設置定時器1為工作方式2， 8-bit 自動裝載方式 ET1=0; /禁止T1中斷EA=1;ES=1; /開串口中斷TR1=1; /啟動定時器T1/初始化設置void delay1ms(int count) int i; int j; for(i=0;icount;i+) for(j=0;j120;j+); /定義一個延時函數(shù) void intrr() interrupt 4 char temp;temp=SBUF; c=temp;/進入中斷取出接收到的數(shù)據(jù) RI=0; ES=1;void main() csh();while(1) if(c=1) P1=1; P2=0xF9; delay1ms(2); P1=2; P2=0x40; delay1ms(2); P1=4; P2=0x40; delay1ms(2); P1=8; P2=0x40; delay1ms(2); P1=0x10; P2=0x40; delay1ms(2); P1=0x20; P2=0x40; delay1ms(2); ;/顯示000001 if(c=2) P1=1; P2=0x24; delay1ms(2); P1=2; P2=0x40; delay1ms(2); P1=4; P2=0x40; delay1ms(2); P1=8; P2=0x40; delay1ms(2); P1=0x10; P2=0x40; delay1ms(2); P1=0x20; P2=0x40; delay1ms(2); ;/顯示000002 if(c=3) P1=1; P2=2; delay1ms(2); P1=2; P2=0x40; delay1ms(2); P1=4; P2=0x40; delay1ms(2); P1=8; P2=0x40; delay1ms(2); P1=0x10; P2=0x40; delay1ms(2); P1=0x20; P2=0x40; delay1ms(2); ;/顯示000006 if(c=4) P1=1; P2=0x19; delay1ms(2); P1=2; P2=0x24; delay1ms(2); P1=4; P2=0x40; delay1ms(2); P1=8; P2=0x40; delay1ms(2); P1=0x10; P2=0x40; delay1ms(2); P1=0x20; P2=0x40; delay1ms(2); ;/顯示000024 if(c=5) P1=1; P2=0x40; delay1ms(2); P1=2; P2=0x24; delay1ms(2); P1=4; P2=0xF9; delay1ms(2); P1=8; P2=0x40; delay1ms(2); P1=0x10; P2=0x40; delay1ms(2); P1=0x20; P2=0x40; delay1ms(1); ;/顯示000120 if(c=6) P1=1; P2=0x40; delay1ms(2); P1=2; P2=0x24; delay1ms(2); P1=4; P2=0x78; delay1ms(2); P1=8; P2=0x40; delay1ms(2); P1=0x10; P2=0x40; delay1ms(2); P1=0x20; P2=0x40; delay1ms(2); ;/顯示000720 if(c=7) P1=1; P2=0x40; delay1ms(2); P1=2; P2=0x19; delay1ms(2); P1=4; P2=0x40; delay1ms(2); P1=8; P2=0x12; delay1ms(2); P1=0x10; P2=0x40; delay1ms(2); P1=0x20; P2=0x40; delay1ms(2); ;/顯示005040 if(c=8) P1=1; P2=0x40; delay1ms(2); P1=2; P2=0x24; delay1ms(2); P1=4; P2=0x30; delay1ms(2); P1=8; P2=0x40; delay1ms(2); P1=0x10; P2=0x19; delay1ms(2); P1=0x20; P2=0x40; delay1ms(2); ;/顯示40320 if(c=9) P1=1; P2=0x40; delay1ms(3); P1=2; P2=0; delay1ms(3); P1=4; P2=0; delay1ms(3); P1=8; P2=0x24; delay1ms(3); P1=0x10; P2=2; delay1ms(3); P1=0x20; P2=0x30; delay1ms(2); ;/顯示362880 ;/對接收到的數(shù)據(jù)處理，通過P1、P2口控制輸出顯示該數(shù)的階乘四實驗體會：在此次計算機控制技術(shù)課程設計，從編輯程序到調(diào)試仿真到在試驗箱中做實驗，從理論到實踐，我學到了很多很多的的東西，不僅可以鞏固了以前所學過的知識，而且學到了很多在書本上所沒有學到過的知識。通過這次課程設計使我懂得了理論與實際相結(jié)合是