雙機(jī)通信實(shí)習(xí)報(bào)告

1、單片機(jī)課程設(shè)計(jì)報(bào)告書(shū)系部名稱：學(xué)生姓名：專業(yè)名稱：自動(dòng)化班 級(jí)：時(shí)間： 雙機(jī)通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)要求：1.A機(jī)，B機(jī)互發(fā)信息； 2.顯示接收到的信息。二、設(shè)計(jì)方案分析1、方案設(shè)計(jì)：系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)思路、原因、框圖、器材選擇等等。系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)思路：基本功能采集：實(shí)現(xiàn)參數(shù)，通信，基本顯示形式；擴(kuò)展功能：在實(shí)現(xiàn)基本部分基礎(chǔ)上，擴(kuò)展8路開(kāi)關(guān)信號(hào)輸入和8位開(kāi)關(guān)量輸出帶LED燈顯示，輸出量由后端計(jì)算機(jī)給定?？驁D：發(fā)送端及接收端流程圖： 器材選擇：器件名稱個(gè)數(shù)STC8952RC2晶振2電容（30PF、10uF）2、14位LED2電阻（200R、8.20K）9、1開(kāi)關(guān)2撥碼開(kāi)關(guān)22、背景知識(shí)介紹：?jiǎn)纹瑱C(jī)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)型

2、89系列單片機(jī)是與MCS-51系列單片機(jī)兼容的。在內(nèi)部含有4KB或8KB可重復(fù)編程的Flash存儲(chǔ)器，可進(jìn)行1000次擦寫(xiě)操作。全靜態(tài)工作為033MHz，有3級(jí)程序存儲(chǔ)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(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，68級(jí)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(dāng)于將8051中的4KB ROM換成相應(yīng)數(shù)量的Flash存儲(chǔ)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(shí)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(shí)鐘電路 （b）外部方式時(shí)鐘電路在自動(dòng)化測(cè)量和

3、控制系統(tǒng)中，各臺(tái)儀表之間需要不斷地進(jìn)行各種信息的交換和傳輸，這種信息的交換和傳輸是通過(guò)儀表的通信接口，按照一定的協(xié)議進(jìn)行的。通信接口是各臺(tái)儀表之間或者是儀表與計(jì)算機(jī)之間進(jìn)行信息交換和傳輸?shù)穆?lián)絡(luò)裝置。計(jì)算機(jī)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(shí)在多根數(shù)據(jù)線上發(fā)送或接收，其特點(diǎn)是傳輸信號(hào)的速度快，但所用的信號(hào)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(gè)二進(jìn)制數(shù)據(jù)位，依照一定的順序逐位進(jìn)行傳送的通信方式，其特點(diǎn)是只用兩條信號(hào)線（一條信號(hào)線，再加一條地線作為信號(hào)回路）即可完成通信，成本低，傳輸?shù)木嚯x較遠(yuǎn)。三、硬件設(shè)計(jì)：兩個(gè)單片

4、機(jī)子系統(tǒng)如果共在一個(gè)電路板上或同處于一個(gè)機(jī)箱內(nèi)，這是只要將兩個(gè)單片機(jī)的TXD和RXD引出線交叉相連即可；若兩子系統(tǒng)不在一個(gè)機(jī)箱內(nèi)，且相距一定距離（幾米或幾十米），這時(shí)要采用RS-232C接口進(jìn)行連接。串口通信LED接收顯示STC89C52RCSTC89C52RCLED接收顯示撥碼開(kāi)關(guān)撥碼開(kāi)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(jìn)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(guò)程中出現(xiàn)幀重疊錯(cuò)誤。發(fā)送數(shù)

5、據(jù)時(shí)，由于CPU是主動(dòng)的，不會(huì)發(fā)生幀重疊錯(cuò)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(gè)，它既表示發(fā)送寄存器，又表示接收寄存器，具有同一個(gè)單元地址99H。但在物理結(jié)構(gòu)上，則有兩個(gè)完全獨(dú)立的SBUF，一個(gè)是發(fā)送緩沖寄存器SBUF，另一個(gè)是接收緩沖寄存器SBUF。如果CPU寫(xiě)SBUF，數(shù)據(jù)就會(huì)被送入發(fā)送寄存器準(zhǔn)備發(fā)送；如果CPU讀SBUF，則讀入的數(shù)據(jù)一定來(lái)自接收緩沖器。即CPU對(duì)SBUF的讀寫(xiě)，實(shí)際上是分別訪問(wèn)上述兩個(gè)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(gè)既可以字

6、節(jié)尋址又可以位尋址的8位特殊功能寄存器。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(jī)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(shí)，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(shí)，RB8位接收到的第9位數(shù)據(jù)，實(shí)際為主機(jī)發(fā)送的第9位數(shù)據(jù)TB8，使從機(jī)根據(jù)這一位來(lái)判斷主機(jī)發(fā)送的時(shí)呼叫地址還是要傳送的數(shù)據(jù)。TI：發(fā)送中斷標(biāo)志。發(fā)送完一幀數(shù)據(jù)后由硬件自動(dòng)置位，并申請(qǐng)中斷。必須要軟件清零后才能繼續(xù)發(fā)送。RI

7、：接收中斷標(biāo)志。接收完一幀數(shù)據(jù)后由硬件自動(dòng)置位，并申請(qǐng)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(duì)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(kuò)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

8、進(jìn)入輸入移位寄存器，8位數(shù)據(jù)全移入后，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(lái)控制串行通信的數(shù)據(jù)傳輸速率的，51系列單片機(jī)用定時(shí)器T1作為波特率發(fā)生器，T1設(shè)置在定時(shí)方式。波特率是用來(lái)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(shí)，若SMOD=1，則串行口波特率增加一倍。若SMOD=0，波特率不加倍。系

9、統(tǒng)復(fù)位時(shí)，SMOD=0。PCON字節(jié)地址為87H，不能位尋址。PCON的格式如表36 ·波特率計(jì)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(shí)間為T(mén)，則波特率為1/T。對(duì)于不同方式，得到的波特率的范圍是不一樣的，這是由定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T1在不同方式下計(jì)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(shí)，常用定時(shí)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(hào)輸入端，可接傳輸線。(3) R1OUT，R2OUT：兩路轉(zhuǎn)換后的T

10、TL電平輸出端，可接單片機(jī)的RXD端。(4) T1OUT，T2OUT：兩路轉(zhuǎn)換后的RS-232C電平信號(hào)輸出端，可接傳輸線。(5) T1IN，T2IN：兩路TTL電平輸入端，可接單片機(jī)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(jì)四、軟件設(shè)計(jì)：軟件部分,主機(jī)先送AAH給從機(jī)，當(dāng)從機(jī)接收到AAH后，向主機(jī)回答B(yǎng)BH。主機(jī)收到BBH后就把數(shù)碼表TAB16中的10個(gè)數(shù)據(jù)送給從機(jī)，并發(fā)送檢驗(yàn)和。從機(jī)收到16個(gè)數(shù)據(jù)并計(jì)算接收到數(shù)據(jù)的檢驗(yàn)和，與主機(jī)發(fā)送來(lái)的檢驗(yàn)和進(jìn)行比較，若檢驗(yàn)和相同則發(fā)送00H給主機(jī)；否則發(fā)送FFH給主機(jī)，重新接收。從機(jī)收到16個(gè)正確數(shù)據(jù)后送到一個(gè)數(shù)碼管顯示。1 串行通信軟件實(shí)現(xiàn)（1）串行口工作于方式1；用定時(shí)器1產(chǎn)生9600bit/s的波特率，工作于方式2。（2）功能:將本機(jī)ROM中數(shù)碼表TAB16中的16個(gè)數(shù)發(fā)送到從機(jī),并保存在從機(jī)內(nèi)部ROM中，從機(jī)收到這16個(gè)數(shù)據(jù)后送到一個(gè)數(shù)碼管循環(huán)顯示。（3）通信協(xié)議:主機(jī)首先發(fā)送連絡(luò)信號(hào)(AAH),從機(jī)接收到之后返回一個(gè)連絡(luò)信號(hào)(BBH)表示從機(jī)已準(zhǔn)備好接收。（4）通信過(guò)程使用第九位發(fā)送奇偶校驗(yàn)位。（5）從機(jī)接收到一個(gè)數(shù)據(jù)后，立即進(jìn)行奇偶校驗(yàn)，若數(shù)據(jù)沒(méi)有錯(cuò)誤