1、單片機課程設計報告書系部名稱：學生姓名：專業名稱：自動化班 級：時間： 雙機通信系統設計一、設計要求：1.A機，B機互發信息； 2.顯示接收到的信息。二、設計方案分析1、方案設計：系統電路設計思路、原因、框圖、器材選擇等等。系統電路設計思路：基本功能采集：實現參數，通信，基本顯示形式；擴展功能：在實現基本部分基礎上，擴展8路開關信號輸入和8位開關量輸出帶LED燈顯示，輸出量由后端計算機給定。框圖：發送端及接收端流程圖： 器材選擇：器件名稱個數STC8952RC2晶振2電容（30PF、10uF）2、14位LED2電阻（200R、8.20K）9、1開關2撥碼開關22、背景知識介紹：單片機系統標準型

2、89系列單片機是與MCS-51系列單片機兼容的。在內部含有4KB或8KB可重復編程的Flash存儲器，可進行1000次擦寫操作。全靜態工作為033MHz，有3級程序存儲器加密鎖定，內含有128256字節的RAM、32條可編程的I/O端口、23個16位定時器/計數器，68級中斷，此外有通用串行接口、低電壓空閑模式及掉電模式。AT89C51相當于將8051中的4KB ROM換成相應數量的Flash存儲器，其余結構、供電電壓、引腳數量及封裝均相同，使用時可直接替換。AT89C51在內部采用40條引腳的雙列直插式封裝，引腳排列如圖所示： 圖2（a）內部方式時鐘電路 （b）外部方式時鐘電路在自動化測量和

3、控制系統中，各臺儀表之間需要不斷地進行各種信息的交換和傳輸，這種信息的交換和傳輸是通過儀表的通信接口，按照一定的協議進行的。通信接口是各臺儀表之間或者是儀表與計算機之間進行信息交換和傳輸的聯絡裝置。計算機與外界的信息交換稱為通信，常用的通信方式有兩種：并行通信和串行通信。所謂并行通信是指數據的各位同時在多根數據線上發送或接收，其特點是傳輸信號的速度快，但所用的信號線較多，成本高，傳輸的距離較近。串行通信是指將構成字符的每個二進制數據位，依照一定的順序逐位進行傳送的通信方式，其特點是只用兩條信號線（一條信號線，再加一條地線作為信號回路）即可完成通信，成本低，傳輸的距離較遠。三、硬件設計：兩個單片

4、機子系統如果共在一個電路板上或同處于一個機箱內，這是只要將兩個單片機的TXD和RXD引出線交叉相連即可；若兩子系統不在一個機箱內，且相距一定距離（幾米或幾十米），這時要采用RS-232C接口進行連接。串口通信LED接收顯示STC89C52RCSTC89C52RCLED接收顯示撥碼開關撥碼開關LED發送顯示LED發送顯示四位一體LED：1·串行數據緩沖器（SBUF）接受或發送的數據都要先送到SBUF緩存。SBUF包括緩存寄存器和發送寄存器，以便能以全雙工方式進行通信。此外，在接收寄存器之前還有移位寄存器，從而構成了串行接收的雙緩沖結構，這樣可以避免在數據接收過程中出現幀重疊錯誤。發送數

5、據時，由于CPU是主動的，不會發生幀重疊錯誤，因此發送電路不需要雙重緩沖結構。在邏輯上，SBUF只有一個，它既表示發送寄存器，又表示接收寄存器，具有同一個單元地址99H。但在物理結構上，則有兩個完全獨立的SBUF，一個是發送緩沖寄存器SBUF，另一個是接收緩沖寄存器SBUF。如果CPU寫SBUF，數據就會被送入發送寄存器準備發送；如果CPU讀SBUF，則讀入的數據一定來自接收緩沖器。即CPU對SBUF的讀寫，實際上是分別訪問上述兩個不同的寄存器。2·串行控制寄存器（PCON）串行控制寄存器SCON用于設置串行口的工作方式、監視串行口的工作狀態、控制發送與接收的狀態等。它是一個既可以字

6、節尋址又可以位尋址的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：多機通信控制位。REN：接收允許控制位。軟件置1允許接收；軟件置0禁止接收。TB8：方式2或3時，TB8為要發送的第9位數據，根據需要由軟件置1或清0。RB9：在方式2或3時，RB8位接收到的第9位數據，實際為主機發送的第9位數據TB8，使從機根據這一位來判斷主機發送的時呼叫地址還是要傳送的數據。TI：發送中斷標志。發送完一幀數據后由硬件自動置位，并申請中斷。必須要軟件清零后才能繼續發送。RI

7、：接收中斷標志。接收完一幀數據后由硬件自動置位，并申請中斷。必須要軟件清零后才能繼續接收。SM0,SM1:串行口工作方式選擇位，這兩位組合成00，01，10，11對應于工作方式0、工作方式1、工作方式2、工作方式3。串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 0008位同步移位寄存器（用于I/O擴展）fORC/1201110位異步串行通信（UART）可變（T1溢出率*2SMOD/32）10211位異步串行通信（UART）fORC/64或fORC/3211311位異步串行通信（UART）可變（T1溢出率*2SMOD/32）3·輸入移位寄存器接收的數據先串行

8、進入輸入移位寄存器，8位數據全移入后，再并行送入接收SBUF中。4·波特率發生器波特率發生器用來控制串行通信的數據傳輸速率的，51系列單片機用定時器T1作為波特率發生器，T1設置在定時方式。波特率是用來表示串行通信數據傳輸快慢程度的物理量，定義為每秒鐘傳送的數據位數。 表3 特殊功能寄存器PCON的格式PCOND7D6D5D4D3D2D1D0位名稱SMODGF1GF0PDIDL 5·電源控制寄存器PCON波特率系數控制寄存器PCON的最高位為Smod，僅僅是最高位與串行口有關。在工作方式1工作方式3時，若SMOD=1，則串行口波特率增加一倍。若SMOD=0，波特率不加倍。系

9、統復位時，SMOD=0。PCON字節地址為87H，不能位尋址。PCON的格式如表36 ·波特率計算 串行口每秒鐘發送（或接收）的位數稱為波特率。設發送一位所需要的時間為T，則波特率為1/T。對于不同方式，得到的波特率的范圍是不一樣的，這是由定時器/計數器T1在不同方式下計數位數的不同所決定的。串行口工作在方式1或方式3時，常用定時器T1作為波特率發生器，關系式為：波特率=2SMOD×(T1溢出率)/32。(1) C1+，C1-，C2+，C2-；外接電容端。(2) R1IN，R2IN：兩路RS-232C電平信號輸入端，可接傳輸線。(3) R1OUT，R2OUT：兩路轉換后的T

10、TL電平輸出端，可接單片機的RXD端。(4) T1OUT，T2OUT：兩路轉換后的RS-232C電平信號輸出端，可接傳輸線。(5) T1IN，T2IN：兩路TTL電平輸入端，可接單片機的TXD端。(6)Vs+，Vs-：分別經電容接電源和地。7·整體電路設計四、軟件設計：軟件部分,主機先送AAH給從機，當從機接收到AAH后，向主機回答BBH。主機收到BBH后就把數碼表TAB16中的10個數據送給從機，并發送檢驗和。從機收到16個數據并計算接收到數據的檢驗和，與主機發送來的檢驗和進行比較，若檢驗和相同則發送00H給主機；否則發送FFH給主機，重新接收。從機收到16個正確數據后送到一個數碼管顯示。1 串行通信軟件實現（1）串行口工作于方式1；用定時器1產生9600bit/s的波特率，工作于方式2。（2）功能:將本機ROM中數碼表TAB16中的16個數發送到從機,并保存在從機內部ROM中，從機收到這16個數據后送到一個數碼管循環顯示。（3）通信協議:主機首先發送連絡信號(AAH),從機接收到之后返回一個連絡信號(BBH)表示從機已準備好接收。（4）通信過程使用第九位發送奇偶校驗位。（5）從機接收到一個數據后，立即進行奇偶校驗，若數據沒有錯誤