本文格式為Word版，下載可任意編輯——基于單片機的雙機通信程序設計課程設計報告

四川師范大學成都學院電子工程學院課程設計報告

前言

單片機的通信接口是各臺儀表之間或儀表與計算機之間進行信息交換和傳輸的聯絡裝置。主要有五種類型，串行通信接口、并行通信接口、USB接口、現場總線接口以及以太網接口。

串行通訊是單片機的一個重要應用。本設計就是利用兩塊單片機來完成一個系統，實現單片機之間的串行通訊。

隨著計算機的不斷普及，在我們的周邊可能會同時出現多臺微型計算機，而且這些計算機的牌號，后型號不同，而且有的格式不兼容。于是利用單片機串行口實現不同計算機之間的相互通信，以達到信息或程序的共享是十分有用的。從智能家用電器到工業上的控制系統都采用了上位機與下位機基于串行通信的主從工作方式，這樣就充分利用了微機分析處理能力強、速度快的特點及下位機（單片機）面向控制、使用靈活便利的優勢。利用多機通訊構成的分布式系統逐漸普及。本試驗就點對點的雙機通信進行訓練。學習串口的工作方式，初始化編程，和單片機與單片機點對點通信的編程方法以及硬件電路的設計方法。

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1.總體設計方案

1.1串口通信的設計原理

復位電路復位電路單片機單片機

電源電路電源電路

時鐘電路時鐘電路

按鍵輸入1位LED數碼管顯示電路

圖1串口通信的設計原理框圖

本次設計用于兩片89S51，PC機的串行口采用的是標準的RS232接口，單片機的串行口電平是FTL電平，而TTL電平特性與RS232的電氣特性不匹配，因此為了使單片機的串行口能與RS232接口通信，必需將串行口的輸入/輸出電平進行轉換。尋常用MAX232芯片來完成電平轉換。單片機的發送方的數據由串行口TXD段輸出，經過電平轉換芯片MAX232將TTL電平轉換為RS232電平輸出，經過傳輸線將信號傳送到接收端。接收方也使用MAX232芯片進行電平轉換后，信號到達接收方串行口的接收端。接收方接收后，在數碼管上顯示接收的信息,實現串口通訊數據的發送和接收，該系統可采用max232進行串口通訊數據傳送。可用LED顯示發送的相應據。

1.2數據傳輸方案比較與選折

在串行通信中，數據是在兩個站之間傳送的。依照數據傳送方向，串行通信可采用三種方案。

方案一：單工制式

單工制式是指甲乙雙方通信只能單向傳送數據。

發送器A圖2單工制式

接收器B方案二：半雙工制式

半雙工制式是指通信雙方都具有發送器和接收器，雙方既可發送也可接收，

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但接收和發送不能同時進行，即發送時就不能接收，接收時就不能發送。

A端發送接收圖3半雙工制式

B發送端接收方案三：全雙工制式

全雙工制式是指通信雙方均設有發送器和接收器，并且將信道劃分為發送信道和接收信道，兩端數據允許同時收發，因此通信效率比前兩種高。

A端發送接收圖4全雙工制式B發送接收端因此，本文選擇方案三，全雙工制式來實現數據傳送。

1.3控制部分的電路

由于單片機集成了運算器電路、控制電路、存儲器、中斷系統、定時器/計數器以及輸入/輸出口電路等，所以用單片機設計控制電路省去了好多分立元器件。由于單片機是可編程芯片，并且它可以運用C語言編寫，對于一些繁雜的計算功能，可以調用C語言庫函數，使編寫程序變得十分簡單。且經過上學期對單片機課程的學習，我們對單片機的應用比較熟悉，運用靈活，所以用單片機來實現本次課程設計。

2.硬件系統設計

本設計選用以89S51單片機為主控單元，顯示部分采用8段LED數碼管動態顯示。

2.1時鐘電路

時鐘電路用于產生單片機工作所需要的時鐘信號，單片機本身就是一個繁雜的同步時序電路，為了保證同步工作方式的實現，電路應在唯一的時鐘信號控制下嚴格地按時序進行工作。

在89S51芯片內部有一個高增益反相放大器，其輸入端為芯片引腳X1，輸

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出端為引腳X2，在芯片的外部跨接晶體振蕩器和微調電容，形成反饋電路，就構成了一個穩定的自激振蕩器。此電路采用12MHz的石英晶體。

時鐘電路如下圖：

圖5時鐘電路

2.2復位電路

復位是單片機的初始化操作,進入系統的正常初始化之外，當由于程序運行出錯或操作錯誤是系統處于死鎖狀態時，為擺脫窘境，也需要按復位鍵以重新啟動。RST引腳是單片機復位信號的輸入端，復位信號是高電平有效，其有效時間應持續24個振蕩周期（即2個機器周期）以上，若使用頻率為12MHz的晶振，則復位信號持續時間應超過4s才能完成復位操作。復位操作有上電自動復位和按鍵手動復位兩種方式。上電自動復位是通過外部復位電路的電容充電來實現的。按鍵電平復位是通過使復位端經電阻與Vcc電源接通而實現的。

在本設計中采用了按鍵電平方式如下圖：

圖6按鍵電平的連接方式

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2.3單片機串行通信功能

51單片機的串行接口是一個全雙工的接口，它可以作為通用異步接受和發送器用，也可以作為同步移位寄放器用。51單片機串行接口的結構如下圖所示：

圖7單片機串行接口的結構

（1）數據緩沖器（SBUFF）

接受或發送的數據都要先送到SBUF緩存。有兩個，一個緩存，另一個接受，用同一直接地址99H,發送時用指令將數據送到SBUF即可啟動發送；接收時用指令將SBUF中接收到的數據取出。（2）串行控制寄放器（SCON）

SM0,SM1:串行接口工作方式選擇位，串行接口工作方式可有以下四種工作方式：

表1工作方式

SM0SM1工作方式000功能8位同步移位寄放器（用于I/O