单片机课程设计实验

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1、单片机原理及应用课程设计报告课程设计题目：单片机间串行通信原理专业班级：2 0 12级电子信息科学与技术学生姓名:罗滨志学 号 :1 2080201005 1成 绩：201 4 年12 月 27 日目录摘要错误!未定义书签。1设计任务1。1. 1功能要求错误!未定义书签。1.2 总体方案及工作原理。错误!未定义书签。2 系统硬件设计2。2. 1器件选择22.1.1主要器件的型号22.1.2AT89C5132.1.3键盘输入电路 52.1.4 晶振电路方案6。2.1. 5数码管显示62.1.6 复位电路方案6。2.2硬件原理图3系统软件设计错误!未定义书签。3.1基本原理83.2系统软件设计流程

2、图83.3按键程序设计93.3.1串口通信程序设计：103.3.2显示程序设计： 103.4软件清单103.4.1发送端程序 103.4.2接收端程序错误！未定义书签。4实验步骤144.1实验程序调试14。4. 1.1发送端程序调试144.1.2接收端程序调试154.2实验仿真16。5设计总结 176参考文献：17摘要单片机自2 0世纪7 0年代问世以来，以其极高的性能价格比，受到人们的重视 和关注，应用很广、发展很快。而AT89C51单片机是各单片机中最为典型和最有代 表性的一种，本设计是基于MCS51系列单片机中AT89C5 1所设计的一种具有 一个全双工的串行通信口，可以实现单片机与单片

3、机之间点对点串行通信，主从 通信以及上，下位机互相通信等。本设计基于单片机技术原理，以单片机芯片 AT8 9 C5 1作为核心控制器，由单片机与键盘控制数码管的显示，修改设置LED显示 由按键开关控制，通过硬件电路制作以及软件程序的编制，设计制作一个简单的单 片机间串行通信。关键词：单片机AT89C5 1串行通信1设计任务单片机间串行通信,是工业自动化、智能终端、通信管理等领域传统且重要的 通讯手段。此次设计单片机串行通信，就是为了了解单片机的工作原理，从而学会制作 数字钟。本次课程设计通过理论设计和实物制作解决相应的实际问题，巩固和运 用在单片机原理与应用及C51程序设计中所学的理论知识和实

4、验技能，掌握 单片机应用系统的一般设计方法,提高设计能力和实践动手能力，为以后从事电子 电路设计、研发电子产品打下良好的基础。1. 1功能要求设计一个单片机与单片机之间点对点串行通信的应用电路，要求按下发送端 单片机键盘上的按钮,该键的键号通过串行异步通信传送到接收端单片机中，并在 LED上显示出来，其晶振频率为6MHZ。1.2 总体方案及工作原理本设计 2 个相同单片机之间通过串口进行通信，通过按键输入要发送的数据, 该数据为数字，并可在数码管上显示出来,设置完后通过串口通信发送给另一个单 片机,另一个单片机接收到后在数码管上显示出来， 2 个单片机可以互相发送数据， 通过2个单片机系统的数

5、码管显示的数字可以判断串口通信发送的数据的正确性。 系统设计框图如图21所示。本设计主要由按键输入电路、单片机控制电路和数 码管显示电路组成， 2 个单片机的电路图完全相同，实现的功能也相同,所以本文 只介绍其中一块单片机电路的设计方法和串口通信的原理。整个串行通信的工作原理是:在正常的供电状态下，首先利用发送端单片机读 入键盘输入的数据，在将读入的数据传送到接收端，由单片机将所需要显示的数 据送到 LED 显示器的输入口,当有键按下时则进入相应的按键调整状态,进行按键 调整。2 系统硬件设计21 器件选择2.1.1 主要器件的型号元件名称数量AT8 9C51 芯片27SEG-MPX2-C A

6、 数码管16MHZ 晶振（CRYSTAL）110 uF 电解电容（CAPELEC）13 OpF普通电容(CAP)27 4 LS 0 6六驱动器220 OR 电阻（RES）21 OK 电阻（RES）15.1K 电阻（RES）4按钮（BU T TON）16BUS22.1.2 AT89C51AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器(FPEROM-FALSH P ROGRAMMABLE AND ERASABLE READ ONLY MEORY)的低电压，高性能 CMOS8 位微处理器，俗称单片机o AT89C5 1是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存 储器的单片机，单片机的可擦除只读

7、存储器可以反复擦除1 00次。该器件采用AT MEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS 5 1指令集和输出管 脚相兼容，AT89C51单片机包含中央处理器、程序存储器(ROM)、数据存储器(RAM)、 定时/计数器、串行接口和中断系统等几大单元及数据总线、地址总线和控制总线 等三大总线。其基本结构如图 1Po P 1 P 2 P STXD EXHurr o i nt i1 AT89C51单片机的基本结构AT89C51是一个低电压，高性能CMOS 8 位单片机,片内含8kB的可反 复擦写的Fl a sh只读程序存储器和25 6 B的随机存取数据存储器（RAM），器 件采用ATME

8、L公司的高密度、非易失性存储技术生产，与标准MCS-5 1指令 系统及8 052产品引脚兼容，片内置有通用8位中央处理器（CPU ）和卩lash存 储单元。U11SKTAL1ELL3PSTPD-QmCiO PtL1 刚 1 PDJJiMtiS FDJAC-a 尸 口 WED* PD-fiAC-S P口方曲购 F 口耐【TPTB.iiBP2.1i3psa.H.nALEFZ .4X12EhPZSAll卩inPZ.S.H.ItFZ.TW.15P1.1P3.imCDP12PSIUTTP1.H-pj.iiTnP1JP3ST1P1.5P3.SWRP1.TPa.TiKF543TT图2 AT 8 9C51单片

9、机的引脚VCC/GND:供电电源。P0 口：可以被定义为数据/地址的低八位，能够用于外部程序/数据存储器。在F IASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时,P0输出原码，此时P0 外部必须被拉高。P1 口：标准输入输出I/O 口，P1 口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入。 在FLASH编程和校验时，P 1 口作为第八位地址接收。P2 口：既可用于标准输入输出I/O,也可用于外部程序存储器或数据存储器访问 时的高八位地址。P2 口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。P3 口：既可以作标准输入输出I/O,也可作为AT8 9C51的一些特殊功能口，管 脚

10、 备选功能 P3.0 RXD（串行输入口）P3.1 TXD（串行输出口） P3.2 /INTO （外部中断O）P3.3/INT1 （外部中断1） P3.4 TO （记时器0外部输入） P3.5 T1 （记时器1外部输入）P3.6 /WR （外部数据存储器写选通）P3.7 /R D（外部数据存储器读选通）RST:复位输入。当振荡器复位器件时,要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。 ALE/PROG:当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地 位字节。在F LASH编程期间,此引脚用于输入编程脉冲。在平时,ALE端以不变 的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/ 6。P

11、SEN:外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周 期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不 出现。EA /VPP:当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH）， 不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当 /EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施 加12V编程电源（VPP）。XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。XTAL2 :来自反向振荡器的输出。2.1.3键盘输入电路键盘输入电路由发送端单片机接口“ PO. 0/

12、P0. 1/P0. 2/ P0.3/ P0. 4 / P0.5/ P0.6/ P0.7/四个按键一组串联”构成，按下S 1按键，LED显示器显 示相应键盘值, 同理其余15个按键如此。1-II-O 01ij Ci1 JO 0-1 - -J=L* O O11I-馨 o o1. /Io-1H *O 0_1 Ih e-1ij a11：| 0* 1 -J=L* Ia o11馨 a a1J i.卒 a o1 - R76.14(J WTSTk . . . L尺B6.ikR56.1kJ fTETR . . . LR4百w：- .图3键盘输入原理图2 .1.4晶振电路方案晶振电路的功能在于给单片机提供振荡时钟

13、信号，使单片机正常工作。本设计中采用了常用的晶振电路组成方案，具体如下图所示。KTAa 图4晶振电路2 .1. 5数码管显示引脚接口APl .0BPl .1CPl .2DPl .3EPl .4FP1.5GP1.6DPP1. 71R82R92.1. 6复位电路方案复位电路的功能在于对单片机进行复位从而达到对整个电路复位的功能。要达到目的则要求在复位按键按下后在RST引脚上要出现一个维持2个机器周期高电平4。考虑到可以利用电容的电压不能突变儒要一定的充放电时间），于是采 用如下复位电路。r:1.1g p尸 ELPPE. EL HP.ETR1 dd.-MTAL3图5复位电路22硬件原理图DO_IPl

14、iiTFPkiiTcD?P.lftbTPUTIPS-u-THPUVTTNFFhFrFEs-一二PZloLiGFEA.I +P7AkiSF2liai2proma FZI FTA-UFD141.P* gm;rm.zFD.llJ.P1FUbKlJTQrL2 jCTXL i:vuWt!ra.inhiJCTXJLJXTXLIcdET nualOTK MTN CL+rniraL?!.l5 FTAAI-iRZb.13 TZaVAZP7JLA11 FZJ3.IDRZUW VSSBrojsjj WWW Klhaj-imuiiaICL1IAD1 IUIVJMI! RwTal TWT- 3系统软件设计3.1 基本原理它是利用单片机的全双工的串行通信口，实现单片机与