計(jì)算機(jī)硬件實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、李新基 學(xué)號(hào)：2012010630實(shí)驗(yàn)班號(hào)：23 機(jī)器號(hào)：39計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)6 串行通信技術(shù)目錄一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?二、實(shí)驗(yàn)任務(wù)21.了解MSP430G2553實(shí)驗(yàn)板USB轉(zhuǎn)串口的通信功能，掌握串口助手的使用22.查詢方式控制單片機(jī)通過(guò)板載USB轉(zhuǎn)串口與PC機(jī)實(shí)現(xiàn)串行通信23.利用PC機(jī)RS232通信接口與單片機(jī)完成串行通信2三選作實(shí)驗(yàn)完成及思考2四實(shí)驗(yàn)清單。22（1）23（1）2實(shí)驗(yàn)6. 串行通信技術(shù)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 了解異步串行通信原理；2. 掌握MSP430異步串行通信模塊及其編程方法。二、實(shí)驗(yàn)任務(wù)1.了解MSP430G2553實(shí)驗(yàn)板USB轉(zhuǎn)串口的通信功能，掌握串口助手的使用參看附

2、錄A MSP430G2553單片機(jī)板原理圖，板上的eZ430-FET板載仿真器主要由一片MSP430F1612單片機(jī)和一片USB轉(zhuǎn)串口的控制器TUSB 3410芯片組成。除完成目標(biāo)單片機(jī)的程序下載和調(diào)試外，F(xiàn)1612單片機(jī)還將目標(biāo)單片機(jī)（如G2553）以異步串行方式通信的數(shù)據(jù)傳送給TUSB3410芯片，由TUSB3410將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成USB 傳送給PC機(jī)的USB 接口，在PC機(jī)側(cè)對(duì)該接口可以用串口助手方式進(jìn)行控制，圖6-1是 eZ-FET板載仿真器USB轉(zhuǎn)串口功能示意圖。eZ430-FET板載仿真器與目標(biāo)實(shí)驗(yàn)板的J3接口信號(hào)見圖6-2，支持最高9600波特率的異步串行通信。其中 BRXD、BTX

3、D分別為板載仿真器的串行接收、發(fā)送信號(hào)，P1.1、P1.2為G2553單片機(jī)的串行接收、發(fā)送信號(hào)。用杜邦線將實(shí)驗(yàn)板上BRXD和BTXD連接，見圖6-3，利用PC機(jī)的串口調(diào)試助手程序控制該串口，實(shí)現(xiàn)該串口的自發(fā)自收功能。串口調(diào)試助手程序可從網(wǎng)絡(luò)學(xué)堂可下載。說(shuō)明：將MSP430G2553的擴(kuò)展板從G2553單片機(jī)板上卸下，用USB數(shù)據(jù)線將G2553單片機(jī)板與PC機(jī)相連，點(diǎn)擊/計(jì)算機(jī)/設(shè)備管理器/端口(COM和LPT)，查看eZ430-FET板載仿真器所對(duì)應(yīng)的串口號(hào)，右鍵該串口，點(diǎn)擊/屬性/端口設(shè)置/高級(jí)/COM端口號(hào)，將端口號(hào)改到COM2上。當(dāng)在串口助手中選用COM2，出現(xiàn)“端口被占用”時(shí)，可在設(shè)

4、備管理器中將該串口禁用，再啟用，重新在串口助手中打開該串口。思考：異步串行通信接口的收/發(fā)雙方是怎樣建立起通信的？ 思考題答案：在異步串行通信的收發(fā)雙方進(jìn)行通信時(shí)。在硬件上。我們需要有兩條線，第一條連接A方的發(fā)送端口和B方的接收端口，第二條連接B方的發(fā)送端口和A方的接收端口。在軟件上，我們需要一個(gè)通信協(xié)議，統(tǒng)一信號(hào)的格式。在本實(shí)驗(yàn)中由于是自發(fā)自收，因此A方和B方均為PC機(jī)，也就是說(shuō)其實(shí)我們只需要一根線，另外由于是自發(fā)自收所以信號(hào)格式自然就是統(tǒng)一的。因此可以順利實(shí)現(xiàn)自發(fā)自收功能。2.查詢方式控制單片機(jī)通過(guò)板載USB轉(zhuǎn)串口與PC機(jī)實(shí)現(xiàn)串行通信參看附錄A實(shí)驗(yàn)板原理圖，用跳線將G2553單片機(jī)的P1.

5、2與BRXD相連、P1.1與BTXD相連，使單片機(jī)G2553的SCI異步串行接口與板載仿真器上串口的收發(fā)信號(hào)對(duì)接，見圖94，注意不要接錯(cuò)了，否則無(wú)法通信成功。設(shè)置波特率9600bps、無(wú)校驗(yàn)、8位數(shù)據(jù)、先低后高、1個(gè)停止位，采用查詢方式控制單片機(jī)串口的接收和發(fā)送，用下面方式分別編程，實(shí)現(xiàn)接收PC機(jī)的串口發(fā)送來(lái)的字符串，字符串以字符結(jié)尾，單片機(jī)將接收到的字符串保存在RAM中，收到字符后，將接收到的字符串再發(fā)給PC機(jī)。PC機(jī)側(cè)用串口助手程序接收并顯示收到的字符串。1） 串口時(shí)鐘選用 SMCLK=1.0MHz。思考： 如果在兩個(gè)單片機(jī)之間進(jìn)行串行通信，如何設(shè)計(jì)連線和編程？思考題答案：在兩個(gè)單片機(jī)之間

6、進(jìn)行通信時(shí)，編程可繼續(xù)采用本實(shí)驗(yàn)中所用的程序。先將其下載到其中一個(gè)單片機(jī)中，另一個(gè)單片機(jī)則編程輸出一串以結(jié)尾的字符，之后進(jìn)入接收狀態(tài)，初始化及寄存器的設(shè)置部分的程序不變，將一個(gè)單片機(jī)的P1.1接口與第二個(gè)單片機(jī)的P1.2接口連接，第二個(gè)單片機(jī)的P1.1也與第一個(gè)的P1.2連接，然后只需控制兩個(gè)單片機(jī)同時(shí)運(yùn)行程序即可完成兩個(gè)單片機(jī)之間的通信。3.利用PC機(jī)RS232通信接口與單片機(jī)完成串行通信參看講義，了解PC機(jī)串口RS-232標(biāo)準(zhǔn)特點(diǎn)：1）D9針型引腳信號(hào)：2-接收，3-發(fā)送，5-GND；2）負(fù)邏輯電平：-5V-15V為邏輯1， +5V+15V為0。TTL電平的單片機(jī)串口信號(hào)不能直接與PC機(jī)串

7、口相連。參看附錄C MSP430F1xx實(shí)驗(yàn)板原理圖，了解MSP430F1xx實(shí)驗(yàn)板上RS-232電平轉(zhuǎn)換信號(hào)關(guān)系，見圖6-5，電路上有兩路轉(zhuǎn)換信號(hào)均可用，其中 UTXD0、 URXD0與D9連接器的2、3信號(hào)未交叉， UTXD1、URXD1與D9連接器2、3信號(hào)交叉。圖6-6是MSP430F1xx實(shí)驗(yàn)板RS232電平轉(zhuǎn)換信號(hào)引出示意圖。如圖6-7和圖6-8路分別是MSP430G2553利用這兩路轉(zhuǎn)換電路與PC機(jī)串口通信的連線圖，實(shí)驗(yàn)時(shí)采用其中任何一種均可。由于PC機(jī)的串口不受9600波特率和數(shù)據(jù)格式的限制，單片機(jī)可以采用高波特率和帶校驗(yàn)方式與PC機(jī)進(jìn)行異步串行通信。編程采用下面數(shù)據(jù)格式，完成

8、單片機(jī)與PC機(jī)之間的字符串傳送。1） 波特率9600bps，奇校驗(yàn)，8位數(shù)據(jù)，先低后高，1個(gè)停止位；思考：設(shè)計(jì)單片機(jī)與PC機(jī)進(jìn)行串行通信時(shí)，硬件設(shè)計(jì)有哪些需要注意的事項(xiàng)？思考題答案：設(shè)計(jì)單片機(jī)與PC機(jī)之間進(jìn)行串行通信的時(shí)，首先應(yīng)考慮PC機(jī)的信號(hào)可以有多種輸出方式，從USB，串口，并口等不同的輸出形式中選取最為合適的，之后要構(gòu)建通信協(xié)議，統(tǒng)一規(guī)范單片機(jī)和PC機(jī)的收發(fā)信號(hào)格式，還要統(tǒng)一兩者的邏輯電平關(guān)系，不同邏輯電平是不能直接相連的，要進(jìn)行相應(yīng)的轉(zhuǎn)換。三選作實(shí)驗(yàn)完成及思考由于時(shí)間的原因，本次沒(méi)有完成選作實(shí)驗(yàn)。在本次的實(shí)驗(yàn)中可以看到串行通信技術(shù)必須要仔細(xì)思考模擬電壓與數(shù)字電壓之間的關(guān)系，注意兩個(gè)之間

9、的相互轉(zhuǎn)化。另外在設(shè)計(jì)電路時(shí)，一個(gè)比較容易常見的錯(cuò)誤就是將PC機(jī)與單片機(jī)的P1.1和P1.2之間的連線方式弄錯(cuò)。四實(shí)驗(yàn)清單。2（1）#include "io430.h"char message81;int main( void )/ Stop watchdog timer to prevent time out reset WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD;/設(shè)置P1.4輸出SMCLK的信號(hào),這部分不必要，只是方便實(shí)驗(yàn)時(shí)用示波器檢測(cè) P1SEL|=BIT4; P1SEL2&=BIT4; P1DIR|=BIT4;/MCLK設(shè)置為DCO模式 BCSCTL

10、2|=SELM_0;/設(shè)置DCO為1MHz模式 if(CALBC1_1MHZ!=0xff) BCSCTL1=CALBC1_1MHZ; DCOCTL=CALDCO_1MHZ; UCA0CTL1|=UCSWRST; P1SEL|=BIT1+BIT2; /設(shè)置P1.1，P1.2為USCI_A0的收發(fā)引腳 P1SEL2|=BIT1+BIT2; UCA0CTL0|=UCPEN+UCSPB; /設(shè)置時(shí)鐘源采用SMCLK，1MHz，波特率設(shè)置為9600 UCA0CTL1|=UCSSEL_2; UCA0BR1=0; UCA0BR0=6; UCA0MCTL=UCBRF_8+UCBRS_0+UCOS16; UCA

11、0CTL1&=UCSWRST; while(1) int n=0; int m; while(messagen-1!=''&&n<81) while(IFG2&UCA0RXIFG)=0); messagen=UCA0RXBUF; n+; for(m=0;m<n;m+) while(IFG2&UCA0TXIFG)=0); UCA0TXBUF=messagem; 3（1）#include "io430.h"char message81;int main( void )/ Stop watchdog timer

12、to prevent time out reset WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD;/設(shè)置P1.4輸出SMCLK的信號(hào),這部分不必要，只是方便實(shí)驗(yàn)時(shí)用示波器檢測(cè) P1SEL|=BIT4; P1SEL2&=BIT4; P1DIR|=BIT4;/MCLK設(shè)置為DCO模式 BCSCTL2|=SELM_0;/設(shè)置DCO為1MHz模式 if(CALBC1_1MHZ!=0xff) BCSCTL1=CALBC1_1MHZ; DCOCTL=CALDCO_1MHZ; UCA0CTL1|=UCSWRST; P1SEL|=BIT1+BIT2; /設(shè)置P1.1，P1.2為USCI_A0的收發(fā)引腳 P1SEL2|=BIT1+BIT2; /設(shè)置時(shí)鐘源采用SMCLK，1MHz，波特率設(shè)置為9600，奇校驗(yàn) UCA0CTL0|=UCPEN+UCSPB; UCA0CTL1|=UCSSEL_2; UCA0BR1=0; UCA0BR0=6; UCA0MCTL=UCBRF_8+UCBRS_0+UCOS16; UCA0CTL1&=UCSWRS