双机串行通信设计
 
课 程 设 计 报 告 书
 
所属课程名称 单片机原理与接口技术
 
题 目 双机串行通信
 
分 院 机电学院
 
专 业、班 级 机械设计制造及其自动化 B0902
 
学 号 0612090218
 
学 生 姓 名 爱谁谁
 
指 导 教 师 周春明
 
2012年7月13日
 
目 录
 
课程设计任务书………………………………1
 
总体设计………………………………………2
 
硬件系统设计…………………………………3
 
程序设计………………………………………6
 
程序调试及结果分析…………………………11
 
总结……………………………………………13
 
参考文献………………………………………14
 
辽东学院
 
一 课 程 设 计 任 务 书
 
课程设计题目： 双机串行通信
 
课程设计时间：自 2012 年7月2日起至 2012 年 7月 13日。
 
课程设计要求：
 
1.通过本次课题设计，应用《单片机原理及其接口技术》等所学相关知识及查阅资料，完成简易双机串行通信设计，以达到理论与实践更好的结合、进一步提高综合运用所学知识和设计的能力的目的。
 
2.两片单片机之间进行串行通信，发送端将0~f循环发送到接收端，并在接收端显示。接收完成后，led灯亮。
 
学生签名：史强
 
2012 年7月 13日
 
课程设计评阅意见
 
项目课程设计态度评价
 
10%出勤情况评价10%任务难度
 
、量评价10%创新性评价
 
10%综合设计
 
能力评价20%报告书写规范评价20%答辩
 
20%成绩综合评定等级
 
评阅教师：
 
2012年 月 日
 
二 总体设计
 
2.1 设计目的
 
通过本次课题设计，应用《单片机原理及其接口技术》等所学相关知识及查阅资料，完成简易双机串行通信设计，以达到理论与实践更好的结合、进一步提高综合运用所学知识和设计的能力的目的。
 
通过本次设计的训练，可以使我在基本思路和基本方法上对基于MCS-51单片机的嵌入式系统设计有一个比较感性的认识，并具备一定程度的设计能力。
 
2.2 设计任务
 
两片单片机之间进行串行通信，发送端将0~f循环发送到接收端，完成后在接收端的led 灯亮。
 
2.3 设计方法
 
本次设计，对于两片89C51，采用RS232进行双机通信。发送方的数据由串行口TXD段输出。接受方接收后，灯亮。为提高抗干扰能力，还可以在输入输出端加光耦合进行光电隔离。
 
软件部分，通过通信协议进行发送接收，主机先送AAH给从机，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TAB[16]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，重新接受。从机收到16个正确数据后送到一个数码管显示。
 
三 硬件系统设计
 
3.1基本功能：
 
利用89c51完成两片单片机之间进行串行通信。
 
3.2可选器件：
 
51系列单片机、电容、LED灯
 
本设计是硬件电路和软件编程相结合的设计方案，选择合适的编程语言是一个重要的环节。在单片机的应用系统程序设计时，常用的是汇编语言和C语言。C语言虽然执行效率没有汇编语言高，但语言简洁，使用方便，灵活，运算丰富，表达化类型多样化，数据结构类型丰富，具有结构化的控制语句。本着学习和创新的精神，我们采用汇编语言编写了程序。
 
3.1 51单片机串行通信功能
 
图1.AT89C51
 
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。51单片机用4个接口与外界进行数据输入与数据输出就是并行通信，并行通信的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。串行通信的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，成本低，传输的距离较远。
 
51单片机的串行接口是一个全双工的接口，它可以作为UART(通用异步接受和发送器)用，也可以作为同步移位寄存器用。51单片机串行接口的结构如下：
 
(1)数据缓冲器(SBUF)
 
接受或发送的数据都要先送到SBUF缓存。有两个，一个缓存，另一个接受，用同一直

 
综合实验报告
 
实验题目： 双机串行通信的设计与实现
 
学生班级: 电子
 
学生姓名:
 
学生学号：
 
指导教师：
 
实验时间: 2016.9.12-2016.9.17
 
0
 
题目：双机串行通信的设计与实现
 
班级：电子 14-2 姓名：陈俊臣
 
摘要
 
串行通信是单片机的一个重要应用。本次课程设计就是要利用单片机来完成一个系
 
统 实现双片单片机串行通信。通信的结果实用数码管进行显示 数码管采用查表方式显示。两个单片机
 
之间采用RS232 进行双机通信。在通信过程中 使用通信协议进行通信。
 
双机通信的实质就是解决两单片机串行通信问题。针对于89C51 单片机全双工异步串行通信口，我们采
 
用单片机直接交叉互连的串行通信方式。考虑到本设计应用于短距离传输、两单片机具有相同的数据格式
 
及电平且为使设计简单，我们最终决定本系统采用方式一单片机直接交叉连接的串行通信方式，上位机发
 
送的数据由串行口TXD 端输出，直接由下位机的串行口数据接收端RXD 接收。本设计的硬件电路分为数码
 
管显示模块、单片机工作的基本复位电路以及晶振模块。编程采用C 语言加以实现。通信的结果使用数码
 
管进行显示，数码管采用查表方式显示，两个单片机之间采用RS-232 进行双向通信。
 
1
 
目录
 
1 引言
 
2 设计原理及要求
 
2.1 设计要求和原理
 
2.2 串行通信概述与分类
 
2.3 串行通信和并行通信区别
 
2.4 MCS-51 串行接口的基本特点
 
3 器件介绍
 
3.1 器件简单概述
 
3.2 器件主要功能特性
 
3.3 芯片引脚介绍
 
4 系统设计
 
4.1 设计要求
 
4.2 设计方案
 
4.3 硬件设计
 
4.4 软件设计
 
4 电路仿真图
 
5 心得
 
6 参考文献
 
2
 
1 引言
 
片机广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的
 
智能化管理及过程控制等领域随着计算机技术的发展及工业自动化水平的提高,
 
在许多场合采用单机控制已不能满足现场要求,因而必须采用多机控制的形式,
 
而多机控制主要通过多个单片机之间的串行通信实现。串行通信作为单片机之间
 
常用的通信方法之一, 由于其通信编程灵活、硬件简洁并遵循统一的标准, 因此
 
其在工业控制领域得到了广泛的应用。
 
在测控系统和工程应用中，常遇到多项任务需同时执行的情况，因而主从式
 
多机分布式系统成为现代工业广泛应用的模式。单片机功能强、体积小、价格低
 
廉、开发应用方便，尤其具有全双工串行通讯的特点，在工业控制、数据采集、
 
智能仪器仪表、家用电器方面都有广泛的应用。同时，IBM－PC 机正好补充单片
 
机人机对话和外围设备薄弱的缺陷。各单片机独立完成数据采集处理和控制任
 
务，同时通过通信接口将数据传给PC 机，PC 机将这些数据进行处理、显示或打
 
印，把各种控制命令传给单片机，以实现集中管理和最优控制。串行通信是单片
 
机的一个重要应用，本次课程设计就是要利用单片机来完成一个系统，实现爽片
 
单片机床航通信，通信的结果使用数码管进行显示，数码管采用查表方式显示，
 
两个单片机之间采用RS-232 进行双击通信。
 
在通信过程中，使用通信协议进行通信。在测控系统和工程应用中，常遇到
 
多项任务需同时执行的情况，因而主从式多机分布式系统成为现代工业广泛应用
 
的模式。单片机功能强、体积小、价格低廉、开发应用方便，尤其具有全双工串
 
行通讯的特点，在工业控制、数据采集、智能仪器仪表、家用电器方面都有广泛
 
的应用。同时，IBM－PC 机正好补充单片机人机对话和外围设备薄弱的缺陷。各
 
单片机独立完成数据采集处理和控制任务，同时通过通信接口将数据传给PC 机，
 
PC 机将这些数据进行处理、显示或打印，把各种控制命令传给单片机，以实现
 
集中管理和最优控制。

 
课程设计的目的及意义
 
《单片机原理及接口技术》程设计是为自动化学生专业的一门核心课程。它的特点是知识面广，内容广，难度大，更新快，在基础课和专业之间起到承前启后的重要作用，同时单片机在现代电子系统中的作用已经日渐成为最重要的智能化核心部件。是我们当代大学生步入社会参加工作的立足之本。通过本课程设计，使学生独立地完成一个典型单片机应用系统的设计和调试任务，深刻地领会和掌握《单片机原理及接口技术》课程中讲述的基本理论和基本技能，进一步培养学生的综合分析与设计能力和动手能力，为后续课程学习和今后从事自动化系统及相关领域的实际工作打下坚实的基础。
 
课程设计任务书
 
此次课程设计的任务是实现串行通信的系统设计其中包括程序设计以及仿真电路设计。
 
(1)甲单片机设置两个按钮，可以改变一个变量的值，若值改变，则发送数据给给已单片机，变量为uchar类型(0~255)
 
(2)乙单片机接收数据并显示(用4LED数码管)，同时将该值返回甲单片机
 
(3)甲单片机比较乙单片机返回的数据，若不同则重新发送
 
(4)设计硬件电路，编写程序，利用Proteus实现仿真
 
(5)绘制流程图、电路原理图，并撰写报告。
 
串行通信结构及工作原理
 
51系列单片机的串行口主要有两个数据缓冲器SBUF，一个输入移位寄存器(9位)，一个穿行控制寄存器SCON和一个波特率发生器T1等组成。
 

 
图2 串行口结构框图(图片来自网络)系统总体设计
 

 
图2 系统设计线路图硬件电路设计
 

 
软件设计
 
先设置甲乙两块单片机串行口工作方式 ，然后再将初值赋值为250，发送数据，乙机接受数据显示，接受的数据返还甲机，相同则继续判断按键，程序继续运行。
 

 
图9 软件设计流程
 
5.1显示程序设计
 
时钟显示是通过LED数码动态刷新，即一位一位地轮流点亮八位数码管，对于任意一位LED数码管，每隔一段时间点亮一次，利用人眼的“视觉暂留”效应，即扫描速度选择足够快时，尽管实际上各位数码管并非同时点亮，人眼觉得是同时显示，就会看到一组稳定的“时分秒”显示数据。通过 74LS138 对 LED 数码管进行位选，采用循环扫描方式，分时轮流选通8位共阴数码管，数码管的位选分别接到译码器的输出端，只要位选给高电平“1”，则相应数码管就会点亮，从而实现8 位555
 
5．1显示程序。
 
void display(void)                //显示
 
{
 
P2=0xfe; // 1111 1110
 
P0=b[a%10];
 
delay(20);
 
P0=0;
 
P2=0xfd; // 1111 1101
 
P0=b[a/10%10];
 
delay(20);
 
P0=0;
 
P2= 0xfb; // 1111 1011
 
P0=b[a/100%10];
 
delay(20);
 
P0=0;
 
P2=0xf7; // 1111 0111
 
P0=b[a/1000%10];
 
delay(20);
 
P0=0;
 
}
 
5.2甲机发送程序
 
#include
 
#define uint unsigned int
 
#define uchar unsigned char
 
void delay(uint t);
 
uchar a;
 
void main()
 
{
 
a=250;
 
//P0=0x00;
 
SCON=0x50;
 
TMOD=0x20;
 
PCON=0x00;
 
TH1=0xfd;
 
TL1=0xfd;
 
TR1=1;
 
while(1)
 
{
 
if(P1_0==0)
 
{              delay(100);
 
if(P1_0==0)
 
{
 
a++;
 
SBUF=a;
 
while(TI==0)              ;
 
TI=0;
 
while(RI==0);
 
RI=0;
 
delay(10000);
 
}
 
}
 
if(P1_2==0)
 
{              delay(100);
 
if(P1_2==0)
 
{
 
a=a+10;
 
SBUF=a;
 
while(TI==0)              ;
 
TI=0;
 
while(RI==0);
 
RI=0;
 
delay(10000);
 
}
 
}
 
if(P1_1==0)
 
{ delay(100);
 
if(P1_1==0)
 
{
 
a--;
 
SBUF=a;
 
while(TI==0)              ;
 
TI=0;
 
while(RI==0);
 
RI=0;
 
delay(10000);
 
}
 
}
 
}
 
}复制代码
 
5.3乙机接收程序
 
#include
 
#define uint unsigned int
 
#define uchar unsigned char
 
void delay(uint t);
 
void display(void);
 
uchar a;
 
uchar code b[10]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};
 
void main(void)
 
{
 
a=250;
 
//P0=0x00;
 
SCON=0x50;
 
TMOD=0x20;
 
PCON=0x00;
 
TH1=0xfd;
 
TL1=0xfd;
 
TR1=1;
 
while(1)
 
{
 
display();
 
while(RI==1)
 
{
 
RI=0;
 
a=SBUF;
 
SBUF=a;
 
while(TI==0);
 
TI=0;
 
delay(1000);
 
//display();
 
}
 
display();
 
}
 
}
 
5.4延时程序
 
void delay(uint t)
 
{
 
uint i;
 
do
 
{
 
for(i=0;i<10;i++);
 
}while(--t);
 
}复制代码
 
6仿真实验
 

 
单片机接收到电路反馈回来的时间信息，经过相应算法的处理后, 得到物体到发射器的距离与方向等信息,既可以控制相应的被控对象进行相应的动作, 另一方面可以通过LED 显示相应的距离。为节省单片机硬件资源，采用动态扫描方式显示。结束语
 
《单片机原理及接口技术》课程设计是自动化专业开设的实践教学必修课。要求学生能够根据所掌握单片机应用系统设计方法，依据所给定任务进行简单的工程应用系统部分环节综合设计，从而把所学专业课贯穿起来，在工程应用设计中锻炼和提高学生能力。在这次的单片机课程学习以及课设实验的设计中，我深刻的理解到了单片机串行通信的原理以及工作形式。同时在这个实验课设过程中我也深刻的理解了单片机的课程知识。
 
参考文献：《单片机原理及应用》 余发山 王福忠 主编  中国电力出版社
 
河南理工大学单片机实验指导书2017版

 
综 合 实验 报告
 
实验题目 :双机串行通信的设计与实现
 
学生班级 :电子
 
学生姓名 :
 
学生学号 :
 
指导教师 :
 
实验时间 :.9.12- .9.17
 
题目 :双机串行通信的设计与实现
 
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班级 :电子14-2姓名 :陈俊
 
臣
 
摘要
 
串行通信是单片机的一个重要应用。 本次课程设计就是要利用单片机来完成一个系
 
统实现双片单片机串行通信。通信的结果实用数码管进行显示
 
数码管采用查表方式显示。两个单片机之间采用RS232进行双机通
 
信。在通信过程中使用通信协议进行通信。
 
双机通信的实质就是解决两单片机串行通信问题。
 
针对于 89C51
 
单片机全双工异步串行通信口
 
, 我们采用单片机直接交叉互连的
 
串行通信方式。考虑到本设计应用于短距离传输、
 
两单片机具有
 
相同的数据格式及电平且为使设计简单
 
, 我们最终决定本系统采
 
用方式一单片机直接交叉连接的串行通信方式
 
,
 
上位机发送的数
 
据由串行口 TXD端输出 , 直接由下位机的串行口数据接收端
 
RXD接
 
收。本设计的硬件电路分为数码管显示模块、
 
单片机工作的基本
 
复位电路以及晶振模块。 编程采用 C语言加以实现。 通信的结果使
 
用数码管进行显示 , 数码管采用查表方式显示
 
,
 
两个单片机之间
 
采用 RS-232 进行双向通信。
 
资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。
 
目录
 
1引言
 
-------------------------------------------------------
 
2设计原理及要求
 
---------------------------------------------
 
2.1设计要求和原理
 
--------------------------------------------
 
2.2串行通信概述与分类
 
-----------------------------------
 
2.3串行通信和并行通信区别
 
-------------------------------
 
资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。
 
2.4MCS-51串行接口的基本特点
 
-----------------------------
 
器件介绍
 
3.1器件简单概述
 
-----------------------------------------
 
3.2器件主要功能特性
 
--------------------------------------
 
3.3芯片引脚介绍
 
----------------------------------------
 
系统设计
 
4.1
 
设
 
计
 
要
 
求
 
--------------------------------------------
 
4.2
 
设
 
计
 
方
 
案
 
--------------------------------------------
 
4.3
 
硬
 
件
 
设
 
计
 
--------------------------------------------
 
4.4
 
软
 
件
 
设
 
计
 
-------------------------------------------
 
4
 
电
 
路
 
仿
 
真
 
图
 
----------------------------------------------------
 
资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。
 
5心得
 
---------------------------------------------------------
 
---
 
6参考文献
 
--------------------------------------------------------
 
引言
 
片机广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航
 
空航天、专用设备的
 
智能化管理及过程控制等领域随着计算机技术的发展及工业自动化水平的提高 ,
 
在许多场合采用单机控制已不能满足现场要求 , 因而必须采用多机控制的形式 ,
 
资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。
 
而多机控制主要经过多个单片机之间的串行通信实现。串行通信作为单片机之间
 
常见的通信方法之一 , 由于其通信编程灵活、 硬件简洁并遵循统一的标准 , 因此
 
其在工业控制领域得到了广泛的应用。
 
在测控系统和工程应用中,常遇到多项任务需同时执行
 
的情况 ,因而主从式
 
多机分布式系统成为现代工业广泛应用的模式。单片机功能强、 体积小、 价格低
 
廉、 开发应用方便