文档介绍：目录
第1章概述 1
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课题的设计目的 1
第2章控制系统硬件设计 2
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3
4
4
数码管显示模块 6
MCS—51串行口结构及工作原理 8
第3章控制系统软件设计 10
10
13
第4章调试步骤与结果 14
第5章总结 15
参考文献 16
附录A 17
附录B 20
第1章概述
本课题要求以51系列单片机为核心,进行单片机与PC机RS—232串行通信设计,要求有以下功能:PC机发送相应控制命令数据,单片机接收后执行LED灯循环点亮,或是通过继电器启动电机运行,并通过数码管显示出接收到相应控制命令数据。
课题的设计目的
此次设计的目的是通过对单片机与PC机RS—232串行通信设计,结合以前所学的专业知识(比如传感器、电路等),通过这次的设计,把理论联系到实际。通过对课题的分析,了解课题的任务,进行实际操作,从而更好地锻炼我们的实际动手操作能力。同时也为我们以后就业或是创业的道路准备一定的基础。
第2章控制系统硬件设计
单片机和PC机之间的通信选用异步串行通信。
并行通信是指所传送的数据各位同时进行传送。其优点是传送速度快,缺点是传输线多,通信线路费用高,且收发之间还需要同步,不利于长距离传输。因此并行传送适用于近距离,传送速度高的场合。
串行通信时,传送数据的各位按分时顺序一位一位地传送有点是传输线少,传送通道费用低,故适合长距离的数据传送,缺点是传送速度较低。此外,考虑到机器内部的数据均以并行方式存储,所以在发送和接收时还必须进行并—串和串—并转换。
串行通信方式从原理上可以分成两种:同步串行I/O和异步串行I/O。
(1)异步通信方式
异步方式实现简单,在微型计算机中大量使用异步串行I/O方式,为了避免连续传送过程中的误差积累,每个字符都要独立地确定起始和结束位,字符和字符间还可能有长度不定的空间时间。
在异步通信方式中,数据或字符是一帧一帧传送的,每一串行帧的格式如图一所示。在帧格式中包含了4个组成部分:起始位,数据位,奇偶位和停止位。
第N个字符(7~12) 第N+1个字符
0 0/1 0/1 0/1 0/1 … 0/1 0/1 1 1 1 0 0/1
起奇偶停止位空闲
始 5~8位数据位校验位
位位
图一异步串行通信的格式
起始位占一位,用逻辑“0”表示字符的开始。起始位后面紧接着是数据位,数据位的个数可以是5位,6位,7位或是8位。在数据位传送过程中,规定地位在前,高位在后。数据位发送完后,接下来的是1位奇偶校验位。奇偶校验用于有限差错检测,通信双方约定一致的奇偶校验方式。停止位在最后,用逻辑值“1”表示一个字符传送的结束。结束位可以是1位,。接收端收到停止位后,知道上一字符已传送完毕,通信线路上便又恢复逻辑“1”状态,直至下一个字符数据的起始位到来。
异步通信方式每传送一个字符都要附加一些标志信息,因此其传输效率低,一般用于低速通信系统。但由于接收方接收每个字符时都重新同步,故少量的漂移不会造成太大的影响。
(2)同步通信方式
在同步通信中,在数据或字符开始传送前用同步字符来指示,由时钟来实现发送端和接收端同步,当检测到规定的同步字符后,就连续按顺序传送数据。同步字符是一种特定的二进制序列,在传送的数据中不会出现。同步传送格式如图二所示:
同步数据……数据 CRC1 CRC2
单同步格式
同步同步数据 ……数据 CRC1 CRC2
b)双同步格式
图二同步格式
同步传送方式传输效率高,但是硬件复杂,成本高,一般用于高速率,大容量的数据通信中。
在比较同步通信和异步通信的优缺点之后,我们可以在本次设计中采用异步通信方式。
单片机与PC机串行通信是单片机与计算机之间使用一根数据信号线,数据在一根数据信号线上一位一位的进行传输,每一位数据都占据一个固定的时间长度。这种通信方式使用的数据线少,在远距离通信中可以节约通信成本。在IBM 1
、COM2接口。
电路的系统设计框图如图三所示
P C 机
单
片
机
按键电路
R S—232
数
码
管
图三系统结构框图
工作原理:串口电平转换电路由MAX232芯片来完成相应的电平转换功能,并将接收、发送口分别连接到单片机和PC机的RXD和T