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1、单片机课程设计报告书系部名称学生姓名自动化专业名称班 级双机通信系统设计一、设计要求：1 .A机，B机互发信息；2 .显示接收到的信息。二、设计方案分析1、方案设计：系统电路设计思路、原因、框图、器材选择等等。系统电路设计思路：基本功能采集：实现参数，通信，基本显示形式；扩展功能：在实现基本部分基础上，扩展8路开关信号输入和8位开关量输出带LED灯显示，输出量由后端计 算机给定。框图：发送端及接收端流程图：器材选择:器件名称个数STC8952RC2晶振2电容（30PF、10uF）2、14 位 LED2电阻（ 200R、8.20K）9、1开关2拨码开关22、背景知识介绍：单片机系统标准型89系列
2、单片机是与MCS-51系列单片机兼容的。在内部含有4KB或8KB可重复编程的Flash存储器，可进行1000次擦写操作。全静态工作为033MHz,有3级程序存储器加密锁定，内含有 128256字节的RAM、32条可 编程的I/O端口、23个16位定时器/计数器，68级中断，此外有通用串行接口、低电压空闲模式及掉电模式。 AT89C51相当于将8051中的4KB ROM换成相应数量的Flash存储器，其余结构、供电电压、引脚数量及封装均相同，使用时可直接替换。AT89C51在内部采用40条引脚的双列直插式封装，引脚排列如图所示:a i | 1X7AL1PO.tVADOP0.1/AD1P0.2/A
3、D2XTAL2P0.3/AD3PO.4/AD4PO.5/AD5PO.6/AD6RSTP07/AD7P20/A3P21/A9P2.2rA100:工35 3433S熨2122232924PSENP2 HAi11ALEP24JTA12302531J26EAP2,5TA13P2.6/A14P27/A15P1jOP3.0FXDP1.1P31/TXDP11P3.2JINTOP1JP3.3JINT1P1 4P3.4JTnP1.5P3JT1P1.6P3,5WR-P1 7P3.7/RD-271前io：工TT12q146图k16617AT89C51 iiiiir I1111- - - -(a)内部方式时钟电路(b
4、)外部方式时钟电路在自动化测量和控制系统中，各台仪表之间需要不断地进行各种信息的交换 和传输，这种信息的交换和传输是通过仪表的通信接口，按照一定的协议进行 的。通信接口是各台仪表之间或者是仪表与计算机之间进行信息交换和传输的联 络装置。计算机与外界的信息交换称为通信，常用的通信方式有两种：并行通信 和串行通信。所谓并行通信是指数据的各位同时在多根数据线上发送或接收，具 特点是传输信号的速度快，但所用的信号线较多，成本高，传输的距离较近。用 行通信是指将构成字符的每个二进制数据位，依照一定的顺序逐位进行传送的通 信方式，其特点是只用两条信号线（一条信号线，再加一条地线作为信号回路） 即可完成通信
5、，成本低，传输的距离较远。三、硬件设计：两个单片机子系统如果共在一个电路板上或同处于一个机箱内， 这是只要将两个单片机的 TXD和RXD引出线交叉相连即可；若两 子系统不在一个机箱内，且相距一定距离（几米或几十米），这时要采用RS-232C接口进行连接。LEDSEG1 a f SEG2 SEG3 b0. B t! 4e d dp c g SEG4。68K1 串行数据缓冲器（SBUF接受或发送的数据都要先送到SBU限存。SBUF&括缓存寄存器和发送寄存 器，以便能以全双工方式进行通信。止匕外，在接收寄存器之前还有移位寄存器， 从而构成了用行接收的双缓冲结构，这样可以避免在数据接收过程中出现帧重叠
6、 错误。发送数据时，由于CPia主动的，不会发生帧重叠错误，因此发送电路不 需要双重缓冲结构。在逻辑上，SBUF只有一个，它既表示发送寄存器，又表示 接收寄存器，具有同一个单元地址 99Ho但在物理结构上，则有两个完全独立的 SBUF 一个是发送缓冲寄存器 SBUF另一个是接收缓冲寄存器 SBUF如果CPU 写SBUF数据就会被送入发送寄存器准备发送；如果 CPU卖SBUF则读入的数 据一定来自接收缓冲器。即 CPUX寸SBUF勺读写，实际上是分别访问上述两个不 同的寄存器。2 用行控制寄存器（PCON用行控制寄存器 SCON用于设置用行口的工作方式、监视用行口的工作状 态、控制发送与接收的状
7、态等。它是一个既可以字节寻址又可以位寻址的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多机通信控制位。REIN接收允许控制位。软件置1允许接收；软件置0禁止接收。TB8:方式2或3时，TB8为要发送的第9位数据，根据需要由软件置1或 清0。RB9在方式2或3时，RB8位接收到的第9位数据，实际为主机发送的第9 位数据TB8,使从机根据这一位来判断主机发送的时呼叫地址还是要传送的数 据。TI:发送中断标志。发送完一帧数据后由硬件自动置位，并申请中断。必须 要软
8、件清零后才能继续发送。RI:接收中断标志。接收完一帧数据后由硬件自动置位，并申请中断。必须 要软件清零后才能继续接收。SM0,SM1申行口工作方式选择位，这两位组合成 00, 01, 10, 11对应于工 作方式0、工作方式1、工作方式2、工作方式3。用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PCOND7D6D5D4D3D2D1D00008位同步移位寄存器（用于I/O扩展）foR/1201110位异步串行通信（UART可变（T1溢出率*2 SMO/32 ）10211位异步串行通信（UARTfoR/64 或 f orC3211311位异步串行通信（UART可变（T1
9、溢出率*2SMOD32 ）3输入移位寄存器接收的数据先用行进入输入移位寄存器，8位数据全移入后，再并行送入接收 SBUFo 4波特率发生器波特率发生器用来控制串行通信的数据传输速率的， 51系列单片机用定时 器T1作为波特率发生器，T1设置在定时方式。波特率是用来表示串行通信数据 传输快慢程度的物理量，定义为每秒钟传送的数据位数。表3特殊功能寄存器 PCO曲格式位名称SMOD一一一GF1GF0PDIDL5 电源控制寄存器PCON波特率系数控制寄存器 PCON勺最高位为Smod仅仅是最高位与用行口有 关。在工作方式1工作方式3时，若SMOD=1则串行口波特率增加一倍。若 SMOD=0波特率不加倍
10、。系统复位时，SMOD-0PCON?节地址为87H不能位寻 址。PCON勺格式如表36 波特率计算用行口每秒钟发送(或接收)的位数称为波特率。设发送一位所需要的时 问为T,则波特率为1/T。对于不同方式，得到的波特率的范围是不一样的，这 是由定时器/计数器T1在不同方式下计数位数的不同所决定的。 用行口工作在方 式1或方式3时，常用定时器T1作为波特率发生器，关系式为：波特率 =2smo% (T1溢出率)/32。(1) C1+ , C1-, C2+ C2-;外接电容端。R1IN , R2IN:两路RS-232C电平信号输入端，可接传输线。R1OUT, R2OUT两路转换后的TTL电平输出端，可
11、接单片机的 RXD。 T1OUT, T2OUT两路转换后的RS-232C电平信号输出端，可接传输线。 (5) T1IN , T2IN:两路TTL电平输入端，可接单片机的 TXD端。(6)Vs+, Vs-:分别经电容接电源和地。7整体电路设计四、软件设计：软件部分，主机先送AAHt合从机，当从机接收到AAH后，向主机回答BBH主 机收到BBH后就把数码表TAB16中的10个数据送给从机，并发送检验和。从 机收到16个数据并计算接收到数据的检验和，与主机发送来的检验和进行比较， 若检验和相同则发送00H给主机；否则发送FFH给主机，重新接收。从机收到 16个正确数据后送到一个数码管显示。1申行通信
12、软件实现(1)用行口工作于方式1;用定时器1产生9600bit/s的波特率，工作于方 式2。(2)功能:将本机ROM中数码表TAB16中的16个数发送到从机，并保存在从机内部ROM中，从机收到这16个数据后送到一个数码管循环显示(3)通信协议：主机首先发送连络信号(AAH),从机接收到之后返回一个连络 信号(BBH)表示从机已准备好接收。(4)通信过程使用第九位发送奇偶校验位。(5)从机接收到一个数据后，立即进行奇偶校验，若数据没有错误，则返回00H,否WJ返回FFH(6)主机发送一个数据后，等待从机返回数据；若为 00H,则继续发送下一 个数据，若为FFH则重新发送数据。2程序流程图发送端程序流程图，如图5所示：五、测试数据及设计结果： 测试数据、结果(仿真、实际调试结果)
