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1、 大作业（论文） 课程名称： 单片机原理及其应用 题 目： 单片机与PC机通信串口仿真 西安建筑科技大学大作业（论文）任务书专业班级： 计算机1102 学生姓名：110620227 指导教师（签名）： 1、 大作业（论文）题目 单片机与PC机串口的通信仿真2、 本次大作业（论文）应达到的目的课程设计的基本教学目的是培养学生综合运用所学的基础理论、专业知识和基本技能，提高分析与解决实际问题的能力以及科技写作或设计能力。要求学生在做大作业的过程中要有意识地培养自己的实际能力。通过本次大作业的实践，了解单片机工作的原理及应用技术，掌握根据硬件电路设计软件的方法，了解设计过程中的各个基本环节，也为今后
2、的实际应用奠定基础。3、本次大作业（论文）任务的主要内容和要求（包括原始数据、技术参数、设计要求等） 设计任务：以单片机为核心，进行单片机与PC机串口的通信仿真。设计内容和要求： 1） PC 机上位机通过上位机程序界面发送数据给单片机，并送给液晶屏显示相应的数据；键盘输入数据传给单片机，接着发送给 PC 机，并在 PC 机上位机程序界面上显示出来。2）按照任务书的要求完成系统需求分析及功能定义。 3）完成硬件设计。 4）完成软件设计。 5）完成代码编写。 6）进行硬件线路连接。 7）进行代码的在线调试。 8）完成任务书的撰写。详见西安建筑科技大学本科课程设计（论文） 4、应收集的资料及主要参考
3、文献： 1）单片机系统教材及相关元器件的数据手册 2）仿真软件protues的使用说明 3）protel的原理图绘制使用说明 5、审核批准意见教研室主任（签字） 摘要 本次课程设计主要介绍一种用双工方式实现单片机与 PC 机之间的串行通信。这次以AT89C2051 单片机为主，辅以串口模型、虚拟终端 VIRTUAL TERMINA、收发器以及7SEG-BCD-GRN：绿色 BCD 数码管等器件。系统在虚拟终端口输入相应的字符然后会在LED灯显示其相应的ASCALL码，本系统运行稳定，其优点是硬件电路简单，软件功能完善，性价比较高等，具有一定的实用和参考价值。关键词：AT89C2051 单片机；
4、7SEG-BCD-GRN：绿色 BCD 数码管；串口模型；VIRTUAL TERMINA 目录1、概述. .12、课程设计任务、要求及分析2.1、设计任务及要求.22.2、系统需求分析.23、系统方案设计3.1、方案设计说明. 33.2、硬件设计及描述. 43.3、软件设计及描述. 63.4、代码设计及实现.74、设计调试过程及结果4.1、加载目标代码文件. 84.2、串口模型属性设置. 84.3、虚拟终端属性设置. 94.4、启动仿真. 105、 系统设计体会. .146、 致谢.157、参考文献 .16 8、附录 . .17 1、 概述 单片微型计算机是大规模集成电路技术发展的产物，属于第
5、四代电子计算机，它具有高性能、高速度、体积小、价格低廉、稳定可靠、应用广泛的特点。它的应用必定导致传统的控制技术从根本上发生变革。因此，单片机的开发应用已成为高科技和工程领域的一项重大课题。 随着计算机技术尤其是单片机技术的发展，人们已越来越多地采用单片机来对一些工业控制系统中如温度、湿度等参数进行检测和控制。PC 机具有强大的监控和管理功能，而单片机则具有快速及灵活的控制特点，通过 PC 机的 RS 232 串行接口与外部设备进行通信，是许多测控系统中常用的一种通信解决方案。因此针对一些远距离控制或者是危险性比较高的数据采集和控制的应用情况，如何实现 PC 机与单片机之间的通信具有非常重要的
6、现实意义。 本次课程设计主要介绍一种用双工方式实现单片机与 PC 机之间的串行通信。这次以AT89C2051 单片机为主，辅以串口模型、虚拟终端 VIRTUAL TERMINA、收发器以及7SEG-BCD-GRN：绿色 BCD 数码管等器件。系统在虚拟终端口输入相应的字符然后会在LED灯显示其相应的ASCALL码，本系统运行稳定，其优点是硬件电路简单，软件功能完善，性价比较高等，具有一定的实用和参考价值第 1页 共 17 页2、课程设计任务要求及分析2.1 设计任务及要求： 任务：以单片机为核心，进行单片机与PC机串口的通信仿真。 要求：（1）PC 机上位机通过上位机程序界面发送数据给单片机，
7、并送 给液晶屏显示相应的数据；键盘输入数据传给单片机，接着发送给 PC 机，并在 PC 机上位机 程序界面上显示出来。 2）按照任务书的要求完成系统需求分析及功能定义。 3）完成硬件设计。 4）完成软件设计。 5）完成代码编写。 6）进行硬件线路连接。 7）进行代码的在线调试。 8）完成任务书的撰写。详见西安建筑科技大学本科课程设计 （论文） 2.2 系统需求分析： 本次课程设计的任务是单片机与PC机串口的通信仿真，在满足其功能的前提下，我们需要串口模型来进行模拟，需要虚拟终端进行输入数据，需要LED显示器来显示相应的结果第2页 共17页3、系统方案设计3.1 方案设计说明系统总体方案 此双工
8、无线通信系统的总体框图如图 1 所示。由于此系统可实现双工通信，因此它可分为两个通信过程：PC 机上位机通过上位机程序界面发送数据给单片机，并送给液晶屏显示相应的数据；键盘输入数据传给单片机，接着发送给 PC 机，并在 PC 机上位机程序界面上显示出来。无线收发部分无线收发部分单片机部分液晶单片机部分 电平 转换PC机键盘 图31通信系统的总体框图 AT89C2051 主要性能：（1） 和 MCS-51 产品兼容；（2） 2KB 可重编程 FLASH 存储器（1000 次）；（3） 2.7-6V 电压范围； （4） 全静态工作：0Hz-24KHz （5） 2 级程序存储器保密锁定 （6） 12
9、88 位内部 RAM （7） 15 条可编程 I/O 线 （8） 两个 16 位定时器/计数器（9） 6 个中断源 （10）可编程串行通道 （11 ）高精度电压比较器（P1.0，P1.1，P3.6） （12）直接驱动 LED 的输出端口 正因为 AT89C2051 有以上特点所以用它来设计一个串行通讯系统是很可靠地。设计电路的时候也比较灵活大大提高了电路设计的速度，利用 AT89C2051 单片设计的系统也比较稳定，调试方便容易，给我省去了许多繁琐的步骤，本次设主要用到了 AT89C2051 的 P1口与 P3 口的第二功能，串行口输入端 P3.0/RXD 串行口输出端 P3.1/TXD。第3
10、页 共17页3.2 硬件设计及描述根据设计原理及需要我们得出了如图2的元器件。图32 所需的器件设备3.2.1、打开 PROTEUS 软件从库中选取元器件：a、 AT89C2051：单片机b、RES：电阻；c、7SEG-BCD-GRN：绿色 BCD 数码管；d、CAP-ELEC：电容、电解电容；e、MAX232:RS232 收发器； f、COMPIM：串口模型；3.2.2、串口模型 串口模型 COMPIM 及其引脚功能如图3所示图33 串口模型及其引脚功能图第4页 共17页3.2. 3、虚拟终端 从虚拟仪器中选取虚拟终端 VIRTUAL TERMINA 图34 虚拟终端 VIRTUAL TER
11、MINA结构图3.2.4、放置元器件 放置电源和地、连线、元器件属性设置、电器检测所有操做都是在 ISIS 中进行的 。 （如图 5） 放置 4 个虚拟终端，分配给单片机的串行口及 COMPIM 的 2 脚、3 脚。COMPIM 的 3 脚与虚拟终端的发送端 TXD 相连，将单片机串口的 RXD、TXD，以及 COMPIM 的 2 脚分别接入虚拟终端的 RXD。 图35 实验原理图第5页 共17页3.3 软件设计及描述对应于本次设计任务及要求，在编写代码时，需考虑实施方案的选择。不同的系统，需求不尽相同，侧重点亦不同，必然导致编写代码的差异，优化的代码更能使系统稳定运行，更好地实现系统功能。
12、而对于PROTEUS仿真，需要用汇编语言进行代码的编制，而且汇编语言非常接近计算机的硬件，因此，它可以最大限度地发挥计算机硬件的性能。用汇编写的程序执行速度相当快，适用于实时性要求较高的场合。图36 程序流程图第6页 共17页3.4、代码设计及实现 本次课程设计的代码主要包含三部分：设置相关寄存器的处置和工作方式。对输入的字符进行判断。在LED显示器上显示相应的结果3.4.1、设置寄存器的初值和工作方式ORG 3OHSJMP STARTSTART：MOV TMOD,#20H ；设置定时方式寄存器 MOV PCON,#0 ；设置电源制寄存器 MOV TH1，#0E6H MOV TL1，#0E6H ；装初值 SETB TR1 ；开中断 CLR ES ；终端允许 MOV SP,#5FH LOOP：MOV SCON,#50H JNB RI,$ ；判断RI=1？ CLR RI ；
