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1、1目录目录单片机串行通信发射机单片机串行通信发射机.2 21 1 绪论绪论.2 22.1 硬件的基本组成： .42.2 电路图 .42.3 硬件介绍 .42.3.1 单片机概述.42.3.2 AT89C51 单片机简介 .72.4 单片机的串行接口 .142.4.1 基本概念.142.4.2 MCS-51 的串行和控制寄存器 .152.5 数码显示管 .182.6 硬件的焊接及调试过程 .212.6.1 硬件的焊接.213 3 软件的设计和调整过程软件的设计和调整过程.25253.1 程序流程图 .253.2 通信协议 .263.2.1 串行口控制寄存器 SCON 的设置.263.2.2 定时
2、器的初始化设置.263.2.3 波特率计算.263.2.4 发射程序.273.3 编译软件的使用和 PLDA 的使用 .273.3.1 编译软件的使用和编译过程.273.4 烧片 .284 4 单片机串行通信领域的扩展单片机串行通信领域的扩展.292924.1 无线发射电路组成及工作原理： .294.2 单片机串口接口 .314.2.1 扩展串行口与单片机的连接.314.2.2 操作指令.324.2.3 基于 TTL 电路的设计方案和工作原理.33结论结论.3535参考文献参考文献.3636致谢致谢.3737附录附录 A A.3838附录附录 B B.3939单片机串行通信发射机单片机串行通信
3、发射机1 绪论绪论我所做的单片机串行通信发射机主要在实验室完成,参考有关的书籍和资料，个人完成电路的设计、焊接、检查、调试，再根据自己的硬件和通信协议用汇编语言编写发射和显示程序，然后加电调试，最终达到准确无误的发射和显示。在这过程中需要选择适当的元件，合理的电路图扎实的焊接技术，基本的故障排除和纠正能力，会使用基本的仪器对硬件进行调试，会熟练的运用汇编语言编写程序，会用相关的软件对自己的程序进行翻译，并烧进芯片中，要与对方接收机统一通信协议，要耐心的反复检查、修改和调试，直到达到预期目的。单片机串行通信发射机采用串行工作方式，发射并显示两位数字信息，既显示300-99，使数据能够在不同地方传
4、递。硬件部分主要分两大块，由 AT89C51 和多个按键组成的控制模块，包括时钟电路、控制信号电路，时钟采用 6MHZ 晶振和30pF 的电容来组成内部时钟方式，控制信号用手动开关来控制，P1 口来控制，P2、P3 口产生信号并通过共阳极数码管来显示，软件采用汇编语言来编写，发射程序在通信协议一致的情况下完成数据的发射，同时显示程序对发射的数据加以显示。毕业设计的目的是了解基本电路设计的流程，丰富自己的知识和理论，巩固所学的知识，提高自己的动手能力和实验能力，从而具备一定的设计能力。我做得的毕业设计注重于对单片机串行发射的理论的理解，明白发射机的工作原理，以便以后单片机领域的开发和研制打下基础
5、，提高自己的设计能力，培养创新能力，丰富自己的知识理论，做到理论和实际结合。本课题的重要意义还在于能在进一步层次了解单片机的工作原理，内部结构和工作状态。理解单片机的接口技术，中断技术，存储方式，时钟方式和控制方式，这样才能更好的利用单片机来做有效的设计。我的毕业设计分为两个部分，硬件部分和软件部分。硬件部分介绍：单片机串行通信发射机电路的设计，单片机 AT89C51 的功能和其在电路的作用。介绍了AT89C51 的管脚结构和每个管脚的作用及各自的连接方法。AT89C51 与 MCS-51兼容，4K 字节可编程闪烁存储器，寿命：1000 次可擦，数据保存 10 年，全静态工作：0HZ-24HZ
6、，三级程序存储器锁定，128*8 位内部 RAM，32 跟可编程 I/O线，两个 16 位定时/计数器，5 个中断源，5 个可编程串行通道，低功耗的闲置和掉电模式，片内震荡和时钟电路，P0 和 P1 可作为串行输入口，P3 口因为其管脚有特殊功能，可连接其他电路。例如 P3.0RXD 作为串行输出口，其中时钟电路采用内时钟工作方式，控制信号采用手动控制。数据的传输方式分为单工、半双工、全双工和多工工作方式；串行通信有两种形式，异步和同步通信。介绍了串行串行口控制寄存器，电源管理寄存器 PCON，中断允许寄存器 IE，还介绍了数码显示管的工作方式、组成，共阳极和共阴极数码显示管的电路组成，有动态
7、和静态显示两种方式，说明了不同显示方法与单片机的连接。再后来还4介绍了硬件的焊接过程，及在焊接时遇到的问题和应该注意的方面。硬件焊接好后的检查电路、不装芯片上电检查及上电装芯片检查。软件部分：在了解电路设计原理后，根据原理和目的画出电路流程图，列出数码显示的断码表，计算波特率，设置串行口，在与接受机设置相同的通信协议的基础上编写显示和发射程序。编写完程序还要进行编译，这就必须会使用编译软件。介绍了编译软件的使用和使用过程中遇到的问题，及在编译后烧入芯片使用的软件 PLDA，后来的加电调试，及遇到的问题，在没问题后与接受机连接，发射数据，直到对方准确接收到。在软件调试过程中将详细介绍调试遇到的问
8、题，例如：通信协议是否相同，数码管是否与芯片连接对应，计数器是否开始计数等。我所设计的单片机串行接口现在已经发展到无线收发的阶段，本文参考无线发射部分就是参考南华大学黄智伟、朱卫华的单片机与嵌入式系统应用一文，该串行无线发射电路结构简单、工作可靠，可方便地在单片机与单片机之间，构成一个点对点、一点对多点的无线串行数据传输通道。单片机无线串行接口电路由 MICRF102 单片发射器芯片、MICRF007 单片接收器芯片组成，工作在300440 MHz ISM 频段；具有 ASK 调制和解调能力，抗干扰能力强，适合工业控制应用；采用 PLL 频率合成技术，频率稳定性好；接收灵敏度高达 96 dBm
9、，最大发射功率达2.5 dBm；数据速率可达 2 Kb/s；低工作电压：4.755.5 V；功耗低，接收时电流 3 mA，发射时电流 7.75 mA，接收待机状态仅为 0.5A，发射待机状态仅为 1.0A；可用于单片机之间的串行数据无线传输，也可在单片机数据采集、遥测遥控等系统中应用。最后介绍了毕业设计做完后的结论以及自己的心得体会。2 硬件硬件2.1 硬件的基本组成硬件的基本组成：单片机 89C51、6M 晶震、30pF 电容、22uf/10V 电容、1K 电阻、共阳极数码显示管、按键。52.2 电路图电路图 （见附录 A）2.3 硬件介绍硬件介绍2.3.1 单片机概述单片机概述单片机也被称
10、作“单片微型计算机” 、 “微控制器” 、 “嵌入式微控制器” 。单片机一词最初是源于“Single Chip Microcomputer”,简称 SCM。随着 SCM 在技术上、体系结构上不断扩展其控制功能，单片机已不能用“单片微型计算机”来表达其内涵。国际上逐渐采用“MCU”(Micro Controller Unit)来代替，形成了单片机界公认的、最终统一的名词。为了与国际接轨，以后应将中文“单片机”一词和“MCU”唯一对应解释。在国内因为“单片机”一词已约定俗成，故而可继续沿用。2.3.1.1 单片机的发展历史单片机的发展历史如果将 8 位单片机的推出作为起点，那么单片机的发展历史大致可以分为以下几个阶段：第一阶段（19761978）：单片机的探索阶段。以 Intel 公司的 MCS-48 为代表。MCS-48 的推出是在工控领域的探索，参与这一探索的公司还有Motorola、Zilog 等。都取得了满意的效果。这就是
