单片机串行通信功能设计论文

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1、 沈阳化工学院 本科毕业论文 题 目 单片机串行通信功能设计 摘 要 现代的单片机测控系统中通常以 PC 机作为控制中心 单片机将 采集到的数据通过串口送给 PC 机进行各种处理 为保证数据传送的 及时性和正确性 就必须建立可靠的通讯 在开发控制系统时 信 号的测控及采集均由单片机系统自行完成 然后通过异步串行通信 口将信号实时地传送给 PC 机进行处理 上位 PC 机使用 VB 进行串口 通信的编程 下位单片机使用 C51 进行编程 本文详述了使用 VB 和 C51 实现 PC 机和单片机串行通信的开发方法 并简要地介绍了 VB 通讯控件及其使用方法 给出了调试程序 采用将置于现场 MCS

2、一 51 单片机应用系统挂在主机 PC 的串行 通信上 通过串行通信电路及系统控制软件与 PC 机和单片机进行数 据交换的方式 实现了对现场数据的接收与发送 串行通信系统主 机采用标准接口 该系统的通信是由 PC 机主动进行发信访问 各个 MCS 一 51 单片机处于被动通信状态 对 PC 机与单片机数据通信的 校验采用奇校验方式 关键词关键词 单片机 串行通信 VB 程序设计 上位机 AbstractAbstract Modern microcontroller measure control system usually regard PC as the control center th

3、e microcontroller will send the collected data to a PC for a serial port to ensure that the transmission of all the timeliness and accuracy data It must establish reliable communication In the development of the control system signal control and collection of microcomputer system itself then through

4、 asynchronous serial communication to the real time signal transmitted PC PC using VB programming for serial communication SCM C51 use for programming The paper describes using VB C51 and PC machine and MCU development method of serial communication and briefly introduces the method of using VB comm

5、unication control is presented and debugging Using placed on site MCS a 51 SCM system in the PC host hanging on the serial communication through serial communication circuit and control system software and PC and MCU exchange data on site receiving and sending data Serial communication system is usi

6、ng standard interface host The system of communication by the PC is active on a visit each MCS kindhearted passive communication 51 series microcomputer For PC and calibration adopts single chip data communication s parity KeywordsKeywords Single Chip Serial communication VB program design Host comp

7、uter 目 录 第一章第一章 绪论绪论 1 1 1 1 单片机技术介绍 1 1 2 课题背景与意义 2 1 3 课题研究内容 3 第二章第二章 串行通信基础串行通信基础 4 4 2 1 串行通信协议 4 2 2 通信方式 5 2 2 1 串行通信 5 2 2 2 并行通信 6 2 3 串行通信方式 6 2 3 1 异步串行通信方式 6 2 3 2 同步串行通信方式 7 2 4 串行通信的制式 8 2 4 1 单工 8 2 4 2 半双工 8 2 4 3 全双工 9 2 5 波特率 9 2 6 串行通信的错误校验 10 2 6 1 奇偶校验 10 2 6 2 代码和校验 10 2 6 3 循环

8、冗余校验 10 2 7 串行通信的工作方式 11 2 7 1 方式 0 11 2 7 2 方式 1 12 2 7 3 方式 2 和方式 3 13 2 8 本章小结 14 第三章第三章 系统开发基础系统开发基础 1515 3 1 系统硬件 15 3 1 1 微处理器芯片 89C51 15 3 1 2 显示芯片 HD7279A 17 3 1 3 串行通信芯 MAX232 18 3 2 软件工具及编程语言 19 3 2 1 选用 VB 开发上位机软件 19 3 2 2 MSComm 控件的主要属性 事件 19 3 2 3 编程小结 20 3 3 系统方案设计 21 第四章第四章 系统方案实施系统方案

9、实施 2222 4 1 接口设计 22 4 1 1 系统连接电路 22 4 1 2 串行通信电路 23 4 2 软件设计 24 4 2 1 显示 HD7279 显示程序 24 4 2 2 串行口通信 25 4 2 3 VB 通信程序 26 4 3 小结 27 第五章第五章 结束语结束语 2828 致致 谢谢 2929 参考文献参考文献 3030 第一章 绪论 1 11 1 单片机单片机技术介绍技术介绍 单片机也被称为 微控制器 Microcontroller Unit 常用英文字母的 缩写 MCU 表示单片机 它最早是被用在工业控制领域 单片机由芯片内仅有 CPU 的专用处理器发展而来 最早的

10、设计理念是通过将大量外围设备和 CPU 集成在一个芯片中 使计算机系统更小 更容易集成为复杂的而对体 积要求严格的控制设备当中 自单片机出现至今 单片机技术已走过了近 20 年的发展路程 纵观 20 年 来单片机发展历程可以看出 单片机技术的发展以微处理器 MPU 技术及超大规 模集成电路技术的发展为先导 以广泛的应用领域为拉动 表现出较微处理器 更具个性的发展趋势 与此同时在市场上以单片机为核心控制器的产品更是层 出不穷 各种家用电器 智能仪器仪表 医疗器械 机电一体化 实时工业控 制 交通领域无不用到单片机 从目前单片机的发展趋势来看 单片机控制技 术已成为电子设计技术及计算机技术不可缺少

11、的一个重要部分 因此单片机系 统在电子世界里有着较好的前景 进行单片机的系统开发设计在当今电子领域 有着重大的意义 单片机又称单片微控制器 它不是完成某一个逻辑功能的芯片 而是把 一个计算机系统集成到一个芯片上 相当于一个微型的计算机 和计算机相 比 单片机只缺少了 I O 设备 概括的讲 一块芯片就成了一台计算机 它 的体积小 质量轻 价格便宜 为学习 应用和开发提供了便利条件 同时 学习使用单片机是了解计算机原理与结构的最佳选择 它是一种在线式实时控制计算机 在线式就是现场控制 需要的是有较 强的抗干扰能力 较低的成本 这也是和离线式计算机的 比如家用PC 的主要区别 单片机是靠程序运行的

12、 并且可以修改 通过不同的程序实现不同的功 能 尤其是特殊的独特的一些功能 这是别的器件需要费很大力气才能做到 的 有些则是花大力气也很难做到的 一个不是很复杂的功能要是用美国 50 年代开发的 74 系列 或者 60 年代的 CD4000 系列这些纯硬件来搞定的话 电路一定是一块大 PCB 板 但是如果要是用美国 70 年代成功投放市场的系 列单片机 结果就会有天壤之别 只因为单片机的通过你编写的程序可以实 现高智能 高效率 以及高可靠性 由于单片机对成本是敏感的 所以目前占统治地位的软件还是最低级 汇编语言 它是除了二进制机器码以上最低级的语言了 既然这么低级为什 么还要用呢 很多高级的语

13、言已经达到了可视化编程的水平为什么不用呢 原因很简单 就是单片机没有家用计算机那样的CPU 也没有像硬盘那样的 海量存储设备 一个可视化高级语言编写的小程序里面即使只有一个按钮 也会达到几十 K 的尺寸 对于家用 PC 的硬盘来讲没什么 可是对于单片机 来讲是不能接受的 单片机在硬件资源方面的利用率必须很高才行 所以 汇编虽然原始却还是在大量使用 一样的道理 如果把巨型计算机上的操作 系统和应用软件拿到家用 PC 上来运行 家用 PC 的也是承受不了的 1 21 2 课题背景与意义课题背景与意义 计算机与计算机或计算机与终端之间的数据传送可以采用串行通讯和并行 通讯二种方式 由于串行通讯方式具

14、有使用线路少 成本低 特别是在远程传 输时 避免了多条线路特性的不一致而被广泛采用 在串行通讯时 要求通讯 双方都采用一个标准接口 使不同 的设备可以方便地连接起来进行通讯 RS 232 C 接口 又称 EIA RS 232 C 是目前最常用的一种串行通讯接口 它是在 1970 年由美国电子工业协会 EIA 联合贝尔系统 调制解调器厂家及计 算机终端生产厂家共同制定的用于串行通讯的标 准 它的全名是 数据终端设 备 DTE 和数据通讯设备 DCE 之间 串行二进制数据交换接口技术标准 该标准 规定采用一个 25 个脚的 DB25 连接器 对连接器的每个引脚的信号内容加以规 定 还对各种信 号的

15、电平加以规定 随着计算机技术尤其是单片微型机技术的发展 人们已越来越多地采用单 片机来对一些工业控制系统中如温度 流量和压力等参数进行检测和控制 PC 机具有强大的监控和管理功能 而单片机则具有快速及灵活的控制特点 通过 PC 机的 RS 232 串行接口与外部设备进行通信 是许多测控系统中常用的一种 通信解决方案 因此如何实现 PC 机与单片机之间的通讯具有非常重要的现实意 义 1 31 3 课题研究内容课题研究内容 设计要求实现如下功能 1 完成最小系统设计 2 设计串行通信接口 实现与 PC 机的通信 3 具有人机对话功能 可通过键盘进行输入 具有串行通信功能的数据采集模块为通用化模块设

16、计 下位机 A D 芯片可 采集工业现场的标准信号 经单片机数据量化能够实时上传给 PC 机 灵活组网 使用十分方便 基于单片机技术的发展 随着其成本的降低 这种通过 RS232 串口与外围数据采集设备的通信模式将会更大地发挥其市场价值 下章先介绍 串行通信基础知识 第二章 串行通信基础 2 12 1 串行通信协议串行通信协议 最被人们熟悉的串行通信技术标准是EIA 232 EIA 422 和 EIA 485 也就是以前所称的 RS 232 RS 422 和 RS 485 由于 EIA 提出 的建议标准都是以 RS 作为前缀 所以在工业通信领域 仍然习惯将上述标 准以 RS 作前缀称谓 EIA 232 EIA 422 和 EIA 485 都是串行数据接口标准 最初都是由 电子工业协会 EIA 制订并发布的 EIA 232 在 1962 年发布 后来陆续 有不少改进版本 其中最常用的是EIA 232 C 版 1 EIA 232 目前 EIA 232 是 PC 机与通信工业中应用最广泛的一种串行接口 EIA 232 被定义为一种在低速率串行通信中增加通信距离的单端标准 EIA 232 采取