課題七單片機(jī)雙機(jī)通信課件

課題七單片機(jī)雙機(jī)通信任務(wù)一與PC通信任務(wù)二雙機(jī)通信課題目標(biāo)通過本任務(wù)學(xué)習(xí)什么是計(jì)算機(jī)的通信，什么是串口通信，什么是并口通信，學(xué)習(xí)用串行通信的方式實(shí)現(xiàn)單片機(jī)之間的信息交換，學(xué)會(huì)應(yīng)用單片機(jī)的串行端口進(jìn)行數(shù)據(jù)的輸入/輸出傳送，能用串行通信實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。本課題的任務(wù)是將兩個(gè)獨(dú)立的單片機(jī)系統(tǒng)用連接線進(jìn)行連接，使用串行通信進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。作為演示的系統(tǒng)，在其中一個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)中通過鍵盤輸入數(shù)據(jù)，通過單片機(jī)的串口傳輸?shù)搅硪粋€(gè)單機(jī)系統(tǒng)的串口，并在另一個(gè)單片機(jī)中顯示所輸入的數(shù)據(jù)。課題分析

為了便于對(duì)串口的工作及串口程序的編寫，本課題分為與PC通信和雙機(jī)通信兩個(gè)任務(wù)。要實(shí)現(xiàn)兩個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)之間的通信，首先要考慮的是兩個(gè)系統(tǒng)之間的信號(hào)的是如何傳遞問題，然后再考慮要傳遞的信號(hào)的用途問題。圖7-1串口電平轉(zhuǎn)換電路程序設(shè)計(jì)分析

if((ch>='A')&(ch<='Z'))ch=ch+'a'-'A';根據(jù)本任務(wù)的目標(biāo)，要求單片機(jī)每接收到一個(gè)字符時(shí)，先作字符判斷并轉(zhuǎn)換，然后將字符通過串口發(fā)回PC機(jī)。本任務(wù)的附加條件，要求單片機(jī)本身需要設(shè)置串行口波特率設(shè)置為9600，選擇模式1（無附加的奇偶校驗(yàn)位），即SCON需要設(shè)置的值為0X80，對(duì)應(yīng)的T1應(yīng)設(shè)置為模式2且TH1的值設(shè)置為0XFD。將字符中的大寫字母轉(zhuǎn)換為小寫，首先應(yīng)判斷字符是否為大寫字母，然后根據(jù)ASCII碼的方式，加上小寫字母與大寫字母的差值就能完成轉(zhuǎn)換，如下所示的語句：

任務(wù)二雙機(jī)通信如圖7-2所示電路原理圖中，要求在單片機(jī)系統(tǒng)中通過鍵盤輸入數(shù)據(jù)，通過單片機(jī)的串口傳輸?shù)搅硪粋€(gè)單機(jī)系統(tǒng)的串口，在串口接收另一個(gè)單片機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)并在數(shù)碼管上顯示。在圖7-2中，鍵盤電路選擇行列式矩陣鍵盤接在P2口；顯示電路選擇LED數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示電路，顯示段碼接P0口和位碼接P1口；串行通信接口電路選擇直接連接的插座，RXD、TXD與GND直接通過導(dǎo)線與另一單片機(jī)系統(tǒng)相連。任務(wù)目標(biāo)程序設(shè)計(jì)分析

由任務(wù)可知，對(duì)于一個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)而言，要求程序要完成的功能一是將本機(jī)的按鍵通過串口用異步通信的方式發(fā)送出去，二是對(duì)接收到另一單片機(jī)傳送到串口的數(shù)據(jù)，先保存下來，再送LED數(shù)碼管依次顯示出來。因此，程序?qū)榉秩齻€(gè)部分組成，其一是隨時(shí)掃描鍵盤，如果有鍵按下，則調(diào)用串口發(fā)送程序；其二是串口接收程序，只要有數(shù)據(jù)到了，就執(zhí)行數(shù)據(jù)接收程序，并把數(shù)據(jù)送到顯示數(shù)組里；其三是動(dòng)態(tài)顯示程序。為了完成這三個(gè)并行任務(wù)，最簡單的方法采用中斷進(jìn)行任務(wù)分配，將串口接收程序使用串口中斷對(duì)輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測和接收，將動(dòng)態(tài)顯示程序使用定時(shí)中斷完成，而鍵盤掃描則采用主程序?qū)崟r(shí)檢測，程序的流程框圖如圖7-3所示。下面就這三個(gè)部分的程序進(jìn)行具體的分析。圖7-3單片機(jī)程序框圖（A）主程序（B）串口中斷服務(wù)程序初始化讀入鍵盤狀態(tài)開始發(fā)送數(shù)據(jù)是否按下鍵剛按下鍵否接收到數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)處理（存放到顯示數(shù)組中）清中斷標(biāo)志接收數(shù)據(jù)？否（A）（B）串行中斷入口中斷處理結(jié)束一、串口接收程序if(RI==1){display_data[point++]=SBUF;if(point==8)point=0;RI=0;}作為串口中斷，當(dāng)串口在發(fā)送或接收完一個(gè)數(shù)據(jù)時(shí)，會(huì)使對(duì)應(yīng)的標(biāo)志位TI（RI）出現(xiàn)置位，產(chǎn)生中斷。因而在出現(xiàn)中斷時(shí)，需要先判斷是不是RI標(biāo)志（接收），如果是接收到了數(shù)據(jù)，則數(shù)據(jù)自動(dòng)被硬件保存在SBUF單元中，然后從SBUF單元中讀出具體的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，在本任務(wù)中是將數(shù)據(jù)送到顯示數(shù)組中。對(duì)應(yīng)的程序如下所示：三、鍵盤處理voidsendchar(unsignedcharch){ SBUF=ch; while(TI==0); TI=0;}作為鍵盤掃描程序，在前面的課題中已經(jīng)有較詳細(xì)的說明，在此不作過多的說明。具體處理僅需將數(shù)據(jù)發(fā)送。使用串口的發(fā)送數(shù)據(jù)，需要將發(fā)送的數(shù)據(jù)送至SBUF單元，如果發(fā)送完畢，則TI自動(dòng)置位，需要將其手動(dòng)清除，發(fā)送一個(gè)字符的程序如下所示。一、有關(guān)通信的基本概念數(shù)據(jù)通信的基本方法有并行通信和串行通信兩種。異步串行通信以字符為傳送單位用起始位和停止位標(biāo)識(shí)每個(gè)字符的開始和結(jié)束，字符間隔不固定，只需字符傳送時(shí)同步。異步串行通信的雙方需要兩項(xiàng)約定：異步串行通信是指通信時(shí)發(fā)送設(shè)備與接收設(shè)備使用各自的時(shí)鐘控制數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收的過程。異步串行通信的特點(diǎn)是以字符為單位進(jìn)行傳輸，傳送字符與字符之間的時(shí)間間隔是任意的，但所傳送每個(gè)字符中的各位是以固定的時(shí)間傳送的，硬件設(shè)備簡單。串行通信的基本方式分為同步串行通信和異步串行通信。⑴字符格式一幀字符位數(shù)的規(guī)定：數(shù)據(jù)位，校驗(yàn)位，起始位和停止位。⑵波特率波特率是數(shù)據(jù)傳送的速率，要求發(fā)送方和接收方都要以相同的數(shù)據(jù)傳送速率工作。在異步通信中，波特率為每秒鐘傳送二進(jìn)制數(shù)碼的位數(shù)，以位/秒作為單位。一、有關(guān)通信的基本概念SM2（SCON.5）：8051連接多重處理器通信的控制位。即在工作方式2、3中允許多機(jī)通信的控制位。REN（SCON.4）：串行通信接收允許位。REN=1時(shí)允許接收，REN=0時(shí)禁止接收。該位可以由軟件來設(shè)定。TB8（SCON.3）：在串行通信模式2和模式3操作時(shí)的第9個(gè)傳送數(shù)據(jù)位。RB8（SCON.2）：在串行通信模式2和模式3操作時(shí)的第9個(gè)接收數(shù)據(jù)位。TI（SCON.1）：串行通信傳送的中斷處理標(biāo)志位。在方式0中，發(fā)送完第8位數(shù)據(jù)時(shí)，由硬件自動(dòng)置位，其它方式中，在發(fā)送停止位之初，由硬件自動(dòng)置位。T=1時(shí)，申請(qǐng)中斷，CPU響應(yīng)中斷后，發(fā)送下一幀數(shù)據(jù)。注意在任何方式中，T1都必須由軟件先清零。RI（SCON.0）：串行通信接收的中斷處理標(biāo)志位。⑵PCONPCON是電源控制寄存器，它只有其最高位與串口相關(guān)，即PCON的D7位SMOD作為串行口的波特率控制位，SMOD=1，波特率加倍，SMOD=0，則不加倍。⑶串口緩沖寄存器SBUFSBUF是由發(fā)送緩沖寄存器和接收緩沖寄存器兩個(gè)單元組成，在單片機(jī)中占用同一個(gè)字節(jié)地址（99H），可同時(shí)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。單片機(jī)在處理時(shí)，由讀/寫指令來區(qū)別兩個(gè)單元，因而不會(huì)出現(xiàn)讀寫沖突和錯(cuò)誤。二、與串口控制相關(guān)的寄存器三、MCS-51串行口的工作方式

1、方式0方式0時(shí)，串行口為同步移位寄存器的輸入輸出方式。主要用于擴(kuò)展并行輸入或輸出口。數(shù)據(jù)由RXD（P3.0）引腳輸入或輸出，同步移位脈沖由TXD（P3.1）引腳輸出。發(fā)送和接收均為8位數(shù)據(jù)，低位在先，高位在后。波特率固定為fosc/12。

方式0的輸出時(shí)序3、方式2和方式3方式2或方式3時(shí)為11位數(shù)據(jù)的異步通信口。方式2和方式3時(shí)起始位1位，數(shù)據(jù)9位（含1位附加的第9位，發(fā)送時(shí)為SCON中的TB8，接收時(shí)為RB8），停止位1位，一幀數(shù)據(jù)為11位。方式2的波特率固定為晶振頻率的1/64或1/32，方式3的波特率由定時(shí)器T1的溢出率決定。

三、MCS-51串行口的工作方式

計(jì)算機(jī)通信主要有串行通信和并行通信兩種方式，遠(yuǎn)距離通信通常采用串行通信方式但需要增加電平、接口轉(zhuǎn)換電路，如RS-232C、RS485接口等。

MCS-51單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)全雙工的異步串行通信接口，工有四種工作方式；其數(shù)據(jù)幀格式有1