单片机与pc机串口通信

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1、1目录1 摘要22 硬件32.1 硬件介绍32.2 单片机的串行接口102.3 数码显示管132.4 硬件的焊接及调试过程153 软件的设计及调整过程193.1 通信协议193.2 程序流程图203.3 编译软件的使用213.4 烧片214 单片机串行通信领域的扩展224.1 无线发射电路组成及工作原理224.2 单片机串口接口24心得25参考文献26附录 A27附录 B28附录 C312单片机与单片机与 PCPC 机串行通信机串行通信摘摘 要要:我所做的是单片机串行通信发射机，它能显示数字信号，还能将信号发射出去。采用串行工作方式，能显示 00-99 的数字，用单片机 89C51 来控制，采

2、用共阳极数码显示， 软件部分由汇编语言编写。单片机串行通信发射机是用来发射信息，能完成信息准确无误的显示发射，使信息能够 在两地之间传递，给人们在通信上带来方便。发射机设计的思路是:由一片单片机来控制信 息的发射、存储和显示，用汇编语言编写发射程序和显示程序，使硬件和软件加以结合， 完成发射机的设计。硬件的设计要考虑多方面，以自己设计的目的为出发点，设计合理的方案。发射机需要 硬件和软件的配合、补充，软件编写要和接收机达成相同的通信协议，这样才能完成预期 的效果。关键词：单片机，汇编语言，数字信号，发射32 硬件2.12.1 硬件介绍硬件介绍 2.1.1 单片机概述单片机也被称作“单片微型计算

3、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。2.1.1.1 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

4、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 SCM 的诞生年代， “单片机”一词即由此而来。 第二阶段（19781982）：单片机的完善阶段。Intel 公司在 MCS-48 基础上推出了完 善的、典型的单片机系列 MCS-51。它在以下几个方面奠定了典型的通用总线型单片机体系 结构。 1.完善的外部总线。MCS-51 设置了经典的 8 位单片机的总线结构，包括 8 位数据总线、 16 位地址总线、控制总线及具

5、有多机通信功能的串行通信接口。 2.CPU 外围功能单元的集中管理模式。 3.体现工控特性的地址空间及位操作方式。 4.指令系统趋于丰富和完善，并且增加了许多突出控制功能的指令。 第三阶段（19821990）：8 位单片机的巩固发展及 16 位单片机的推出阶段，也是单 片机向微控制器发展的阶段。Intel 公司推出的 MCS-96 系列单片机，将一些用于测控系统 的模数转换器、程序运行监视器、脉宽调制器等纳入片中，体现了单片机的微控制器特征。第四阶段（1990）：微控制器的全面发展阶段。随着单片机在各个领域全面、深入 地发展和应用，出现了高速、大寻址范围、强运算能力的 8 位/16 位/32

6、位通用型单片机， 以及小型廉价的专用型单片机。 2.1.1.2 单片机的发展趋势 目前，单片机正朝着高性能和多品种方向发展，今后单片机的发展趋势将是进一步向 着 CMOS 化、低功耗化、低电压化、低噪声与高可靠性、大容量化、高性能化、小容量、低 价格化、外围电路内装化和串行扩展技术。随着半导体集成工艺的不断发展，单片机的集 成度将更高、体积将更小和功能将更强。 2.1.1.3 单片机的特点 单片机主要有如下特点： 1.有优异的性能价格比。 2.集成度高、体积小、有很高的可靠性。单片机把各功能部件集成在一块芯片上，内 部采用总线结构，减少了各芯片之间的连线，大大提高了单片机的可靠性和抗干扰能力。

7、 另外，其体积小，对于强磁场环境易于采取屏蔽措施，适合在恶劣环境 下工作。43.制功能强。为了满足工业控制的要求，一般单片机的指令系统中均有极丰富的转移 指令、I/O 口的逻辑操作以及位处理功能。单片机的逻辑控制功能及运行速度均高于同一 档次的微机。 4.低功耗、低电压，便于生产便携式产品。 5.外部总线增加了 I2C（Inter-Integrated Circuit）及 SPI(Serial Peripheral Interface)等串行总线方式，进一步缩小了体积，简化了结构。 6.单片机的系统扩展和系统配置较典型、规范，容易构成各种规模的应用系统。 2.1.1.4 单片机的应用 由于单片

8、机具有显著的优点，它已成为科技领域的有力工具，人类生活的得力助手。 它的应用遍及各个领域，主要表现在以下几个方面： 1.单片机在智能仪表中的应用 2.单片机在机电一体化中的应用 3.单片机在实时控制中的应用 4.单片机在分布式多机系统中的应用 5.单片机在人类生活中的应用 单片机已成为计算机发展和应用的一个重要方面，另一方面，单片机应用的重要意义 还在于，它从根本上改变了传统的控制系统设计思想和设计方法。从前必须由模拟电路或 数字电路实现的大部分功能，现在已能通过单片机来实现了。这种用软件代替硬件的控制 技术也称为微控制技术，是对传统控制技术的一次革命。 A：由单片机组成控制器的结构和特点：

9、单片微型计算机是微型计算机发展中的一个重要分支，是把构成一台微型计算机的主 要部件如中央处理器(CPU)、存储器(RAM/ROM)和各种功能 I/O 接口集成在一块芯片上的单 芯片微型计算机(Single Chip Micro Computer),简称单片机.由于它的结构与指令功能都 是按工业控制要求设计的,且近年来单片机着力扩展了各种控制功能如 A/D、PWM 等,因此我 们更多时候称其为一个单片形态的微控制器(Single Chip Micro Controller),或直接称其 为微控制器(Micro Controller)。B：用单片机组成的微机控制系统具有以下特点:1.受集成度限制,

10、片内存储器容量较小,一般片内 ROM 小于 48K 字节,片内 RAM 小于 256 字节;但可在外部进行扩展,如 MCS51 系列单片机的片外可擦可编程只读存储器 (EPROM)、静态随机存储器(SRAM)可分别扩展至 64K 字节。2.可靠性高。单片机芯片本身是按工业控制环境要求设计的,其抗工业噪声的能力优 于一般通用 CPU;程序指令及其常数、表格固化在 ROM 中不易破坏;常用信号通道均在一个 芯片内,故可靠性高。3.易扩展。片内具有计算机正常运行所必须的部件,芯片外部有许多供扩展用的总线及 并行、串行输入/输出端口,很容易构成各种规模的微机控制系统。4.控制功能强。为了满足工业控制要

11、求,单片机的指令系统中有极丰富的条件分支转移 指令、I/O 口的逻辑操作以及位处理功能。一般来说,单片机的逻辑控制功能及运行速度均 高于同一档次的微处理器。5.一般的单片机内无监控程序或系统管理软件,软件开发工作量大。但近年来已开始 出现了片内固化有 BASIC 解释程序及 FROTH 操作系统的单片机,使单片机系统的开发提高了 一个新水平。5此外,单片机成本低、集成度高、控制功能多,可灵活地组装成各种智能控制装置,并能 有针对性设计成专用系统,解决从简单到复杂的各种需要,实现最佳的性价比。特别是单片 机与传统机械产品相结合,使原有机械产品的结构简化、控制智能化。如数控机床就是典型 实例。近年

12、来,单片机发展极快,其产量占微机产量的 70%以上。目前，至少有 50 个系列 400 余种机型，性能和结构各不相同,INTEL、MOTOROLA、ZILCG 等公司都有系列单片微型计 算机。国内普及的几乎都是 INTEL 公司的产品。2.1.2 AT89C51 单片机简介AT89C51 是美国 ATMEL 公司生产的低电压，高性能的 CMOS8 位单片机片内 4Kbytes 的 可反复擦写的只读程序存储器（PEROM）和 128bytes 的随机存储器（RAM） ，器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失存储技术生产，兼容标准 MCS-51 指令系统，片内置通用 8 位 中央处理器（CPU

13、）和 Flash 存储单元，功能强大。AT89C51 单片机可为你提供许多高性价 的应用场合，可灵活的应用于各种控制领域。AT89C51 图 2.1 单片机 AT89C51 主要性能参数： 与 MCS-51 产品指令系统的全兼容 4k 字节可重擦写 Flash 闪速存储器 1000 次可擦写周期 全静态操作：0Hz-24MHz 三级加密程序存储器 1288 字节内部 RAM 32 个可编程 I/O 口线 2 个 16 位定时/计数器 6 个中断源 可编程串行 UART 通道 低功耗空闲和掉电模式 2.1.2.1 AT89C51 功能特性描述： AT89C51 提供以下标准功能：4k 字节 Fl

14、ash 闪速存储器，128 字节内部 RAM，32 个 I/O 口线，两个 16 位定时/计数器，一个 5 向量中断结构，一个全双工串行通信口，片内震荡6器及时钟电路。同时，AT89C51 可降至 0Hz 的静态逻辑操作，并支持两种软件的可选的节 电工作模式。空闲方式停止 CPU 的工作，但允许 RAM，定时/计数器，窜行通信口及中断系 统继续工作。掉电方式保存 RAM 中的内容，但震荡器停止工作并禁止所有部件工作直到下 一个硬件复位。 （1） AT89C51 引脚功能说明： Vcc：电源电压 GND：地 P0 口：PO 口是一组 8 位漏极开路行双向 I/O 口，也既地址/数据总线复用口。可

15、作 为输出口使用时，每位可吸收电流的方式驱动 8 个 TTL 逻辑电路，对端口写“1”可作为高 阻抗输入输入端用。在访问外部数据存储器时，这组口线分时转换地址（低 8 位）和数据 总线复用，在访问期间激活内部上拉电阻。在 Flash 编程时，PO 口接收指令字节，而在程 序校验时，输出指令字节，校验时，要求接上拉电阻。 P1 口：P1 口是一个内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口，P1 的输入缓冲级可驱动（吸收 或输出电流）4 个 TTL 逻辑门电路。对端口写“1” ，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电 平，此时可作输出口。作输入口时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时 输出一个电流（I） 。Flash 编程和程序校验期间，P1 口接收 8 位地址。 P2 口：P2 口是一个带有内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口，P2 的输入缓