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1、专业综合课程设计任务书学生姓名: 专业班级: 指导教师: 工作单位: 题 目: 基于PC机Windows环境下数据通信、处理及存储程序设计与实现。初始条件:（1） 提供实验室机房及安装Windows系统的PC机；（2） 数据通信的基本理论学习。 要求完成的主要任务:(包括课程设计工作量及其技术要求,以及说明书撰写等具体要求):（1）在PC机Windows环境下设计出一款集数据发送、接收处理及存储程序；（2）通信接口为RS-232，USB，网卡任意一款；（3）通信的数据流自定，处理操作自定；（4）接收的数据以文件的形式存在硬盘上；（5）对结果进行分析； （6）要求阅读相关参考文献不少于5篇；（7
2、）根据课程设计有关规范，按时、独立完成课程设计说明书。时间安排: (1) 布置课程设计任务,查阅资料,确定方案 四天； (2) 进行编程设计 一周； (3) 完成课程设计报告书 三天；指导教师签名: 年 月 日系主任(或责任教师)签名: 年 月 日目录摘要I1 Proteus软件简介12 Visual Basic 6.0简介23 串口通信原理33.1串行通信定义33.2串行通信的异步通信43.3波特率43.4串行接口的基本特点53.4.1串行端口工作方式54单片机与PC机通信84.1 AT89C51单片机上对应端口介绍84.3单片机通信代码94.4仿真电路图115 VB设计PC机125.1界面
3、设计125.2 VB设计的窗体125.3 VB代码126 串口通信结果及其分析226.1通信结果226.2结果分析247 实物图258心得体会26参考文献27摘要为了实现本次课设的要求，完成基于PC机Windows环境下数据通信、处理及存储程序设计与实现。我们采用Visual Basic 6.0软件设计和Proteus单片机串口仿真来完成课程设计的要求。我们选取的是通信接口为RS-232，利用单片机与PC机的之间相互通信来实现课设要求，Visual Basic软件主要用于设计代表PC机的窗体，实现PC机进行串口通信的基本功能；Proteus软件仿真的单片机用于模拟单片机，完成与PC机的通信。本
4、次课设除了要用到VB和Proteus软件外，还需使用KEIL软件生成适用于51单片机的.HEX文件，以及用到Virtual Serial Port Driver软件来对PC机和单片机之间串口进行连接，使用VSPD软件来设置连接串口的时候我将单片机设为COM3，PC机设为COM1。关键字：RS-232 ,串口通信，Proteus，Visual Basic 6.01 Proteus软件简介 Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真软件)，从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真，一键切换到PCB设计，真正实现了从概念到产品的完整设计。是目前世界上唯一将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟
5、模型仿真软件三合一的设计平台，其处理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等，2010年又增加了Cortex和DSP系列处理器，并持续增加其他系列处理器模型。在编译方面，它也支持IAR、Keil和MPLAB等多种编译器。Proteus软件具有其它EDA工具软件（例：multisim）的功能。这些功能是：1原理布图2PCB自动或人工布线3SPICE电路仿真4互动的电路仿真5仿真处理器及其外围电路Proteus拥有丰富的资源，它体现在：1Proteus可提供的仿真元器件资源：仿真数字和模拟、交流和直流等数千种元
6、器件，有30多个元件库。2Proteus可提供的仿真仪表资源 ：示波器、逻辑分析仪、虚拟终端、SPI调试器、I2C调试器、信号发生器、模式发生器、交直流电压表、交直流电流表。理论上同一种仪器可以在一个电路中随意的调用。3除了现实存在的仪器外，Proteus还提供了一个图形显示功能，可以将线路上变化的信号，以图形的方式实时地显示出来，其作用与示波器相似，但功能更多。这些虚拟仪器仪表具有理想的参数指标，例如极高的输入阻抗、极低的输出阻抗。这些都尽可能减少了仪器对测量结果的影响。4Proteus可提供的调试手段 Proteus提供了比较丰富的测试信号用于电路的测试。这些测试信号包括模拟信号和数字信号
7、。 Proteus不仅可将许多单片机实例功能形象化，也可将许多单片机实例运行过程形象化。前者可在相当程度上得到实物演示实验的效果，后者则是实物演示实验难以达到的效果。 课程设计、毕业设计是学生走向就业的重要实践环节。由于PROTEUS提供了实验室无法相比的大量的元器件库，提供了修改电路设计的灵活性、提供了实验室在数量、质量上难以相比的虚拟仪器、仪表，因而也提供了培养学生实践精神、创造精神的平台随着科技的发展，“计算机仿真技术”已成为许多设计部门重要的前期设计手段。它具有设计灵活，结果、过程的统一的特点。可使设计时间大为缩短、耗资大为减少，也可降低工程制造的风险。相信在单片机开发应用中PROTE
8、US也能茯得愈来愈广泛的应用。2 Visual Basic 6.0简介Visual Basic（VB）是由微软公司开发的包含协助开发环境的事件驱动编程语言。它源自于BASIC编程语言。VB拥有图形用户界面（GUI）快速应用程序开发（RAD）系统，可以轻易的使用DAO、RDO、ADO连接数据库，或者轻松的创建ActiveX控件。程序员可以轻松的使用VB提供的组件快速创建一个应用程序。VB的中心思想就是要便于程序员使用，无论是新手或者专家。VB使用了可以简单创建应用程序的GUI系统，但是又可以开发相当复杂的程序。VB的程序是一种基于窗体的可视化组件安排的联合，并且增加代码来指定组建的属性和方法。因
9、为默认的属性和方法已经有一部分定义在了组件内，所以程序员不用写多少代码就可以完成一个简单的程序。过去的版本里面VB程序的性能问题一直被放在了桌面上，但是随着计算机速度的飞速增加，关于性能的争论已经越来越少。窗体控件的增加和改变可以用拖放技术实现。一个排列满控件的工具箱用来显示可用控件（比如文本框或者按钮）。每个控件都有自己的属性和事件。默认的属性值会在控件创建的时候提供，但是程序员也可以进行更改。很多的属性值可以在运行时候随着用户的动作和修改进行改动，这样就形成了一个动态的程序。举个例子来说：窗体的大小改变事件中加入了可以改变控件位置的代码，在运行时候每当用户更改窗口大小，控件也会随之改变位置
10、。在文本框中的文字改变事件中加入相应的代码，程序就能够在文字输入的时候自动翻译或者阻止某些字符的输入。VB的程序可以包含一个或多个窗体，或者是一个主窗体和多个子窗体，类似于操作系统的样子。有很少功能的对话框窗口（比如没有最大化和最小化按钮的窗体）可以用来提供弹出功能。VB的组件既可以拥有用户界面，也可以没有。这样一来服务器端程序就可以处理增加的模块。VB使用引用计数的方法来进行垃圾收集，这个方法中包含有大量的对象，提供基本的面向对象支持。因为越来越多组建的出现，程序员可以选用自己需要的扩展库。和有些语言不一样，VB对大小写不敏感，但是能自动转换关键词到标准的大小写状态，以及强制使得符号表入口的
11、实体的变量名称遵循书写规则。默认情况下字符串的比较是对大小写敏感的，但是可以关闭这个功能。VB使得大量的外界控件有了自己的生存空间。大量的第三方控件针对VB提供。VB也提供了创建、使用和重用这些控件的方法，但是由于语言问题，从一个应用程序创建另外一个并不简单。3 串口通信原理3.1串行通信定义串口是计算机上一种非常通用设备通信的协议。大多数计算机包含两个基于RS-232的串口。串口同时也是仪器仪表设备通用的通信协议；很多GPIB兼容的设备也带有RS-232口。同时，串口通信协议也可以用于获取远程采集设备的数据。3.2串行通信的异步通信字符帧也叫数据帧，由起始位、数据位、奇偶校验位和停止位等四部
12、分组成。在串行通信中，发送端一帧一帧发送信息，接收端一帧一帧接收信息。两相邻字符帧之间可以无空闲位，也可以由若干空闲位，自行定义。串行通信的数据或者字符是一帧一帧地传送，在异步通信中，一帧数据先用一个起始位“0”表示字符的开始，然后是58位上数据，即该字符的代码，规定低位在前，高位在后，接下来是奇偶校验位，最后一个停止位“1”表示字符的结束。下面是异步通信一帧数据为10位的帧格式见图3-1。图3-1字符帧格式图3.3波特率波特率是通信中对数据传送速率的要求。在计算机通信中，其意义是每秒钟传送多少位二进制数。假如异步传送速率为每秒120个字符，每个字符有1个起始位，8个数据位，1个停止位组成，则
13、其传送波特率为 传送一位所需要的时间为波特率的倒数，即 在串行传输中，二进制数据序列是以数字波形出现的，发送时在发送时钟下将通信线上传来的数据串行移入移位寄存器，所以，发送时钟和接受时钟也可作移位时钟。能产生该时钟的电路称为波特率发生器。为提高采样的分辨率，准确地测定数据位的上升沿或下降沿，时钟频率总是高于波特率的若干倍，这个倍数称为波特率因子。在单片机中，发送和接收时钟可以由系统时钟fosc产生，其波特率因子为12,32,64.如果波特率由fosc决定称为固定波特率方式。也可以由单片机的内部定时器T1产生，它工作于自动重装8位定时方式，由于定时器的计数初值可以人为的改变，T1产生的时钟频率就
14、可以改变，称为可变波特率方式。3.4串行接口的基本特点3.4.1串行端口工作方式MCS-51单片机的串行端口有4种基本工作方式，通过编程设置，可以使其工作在任一方式，以满足不同场合的需要。其中，方式0主要用于外接移位寄存器，以扩展单片机的IO电路；工作方式1多用于双机之间或与外设电路的通信；方式2、3除有方式1的功能外，还可以作多机通信，以构成分布式多微机系统。 串行端口有两个控制寄存器SCON、PCON，用于设置工作方式、发送或接收的状态、特征位、数据传送波特率每秒传送的位数以及作为中断标志等。串行端口有一个数据寄存器SBUF在特殊功能寄存器中的字节地址为99H，该寄存器为发送和接收所共用。
15、串行端口的波特率可以用程序来控制。在不同工作方式中，由时钟振荡频率的分频值或由定时器T1的定时溢出时间确定，使用十分方便灵活。串口控制寄存器：输入：在时，串行口采样RXD引脚，当采样到1至O的跳变时，确认是串行发送来的一帧数据的开始位0，从而开始接收一帧数据。只有当8位数据接收完，并检测到高电平停止位后，只有满足；或接收到的第9位数据为1时，停止位才进入RB8，8位数据才能进入接收寄存器，并由硬件置位中断标志RI；否则信息丢失。所以在方式1接收时，应先用软件清零RI和SM2标志。1. 方式2方式2为固定波特率的11位UART方式。它比方式1增加了一位可程控为1或0的第9位数据。输出：发送的串行数据由TXD端输出一帧信息为11位，附加的第9位来自SCON寄存器的TB8位，用软件置位或复位。它可
