毕业设计（论文）-PC与单片机通过USB接口实现串行通信

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1、毕业设计题目：PC与单片机通过USB接口实现串行通信毕业设计专业：电子信息工程技术班级：姓名：***摘要-3-基于串口通讯的原理，分析和讨论了计算机与单片机如何通过USB接口使用相关的通讯协议实现串行通信的。本设计主要介绍如何使用一台计算机与一台单片机通过USB接口实现串行通信。在本设计中单片机采用AT89C51，USB转接芯片CH341；软件设计方面，PC机采用C语言编程，单片机方面用中断方式完成数据的接收和发送，程序开发采用汇编语言和KeilC语言。关键字：PC机，单片机，USB，串行通信-3-目录第1章前言11.1本

2、课题研究的目的和背景11.2本课题研究的主要内容1第2章串行通信基础32.1串口通信的基本知识32.1.1并行通信与串行通信32.1.2串行通信工作模式52.1.3异步传输和同步传输6第3章USB通信原理简介73.1USB简介73.1.1USB设备83.1.2USB的优点93.1.3传输方式103.2USB的总线协议113.2.1总线拓扑结构113.2.2USB的物理层113.2.3USB总线协议12第4章PC与单片机通过USB的通信设计204.1设计方案选择204.1.1PC机同单片机通信存在的问题214.1.2USB接

3、口同RS-232(DB-9)串口的比较214.1.3USB转接芯片的选择214.2硬件设计224.2.1硬件电路设计224.2.2硬件驱动程序安装234.3通信程序设计234.3.1PC机与USB通信程序设计234.3.2单片机通信程序设计254.4USB通信模块调试27结论28致谢29参考文献30-3-河南工业职业技术学院毕业设计论文第1章前言1.1本课题研究的目的和背景通信是指不同的独立系统利用线路互相交换数据，它的主要目的是将数据从一端传送到另一端，实现数据的交换。在现代工业控制中，通常采用计算机作为上位机与下层的实

4、时控制与监测设备进行通讯。现场数据必须通过一个数据收集器传给上位机，同样上位机向现场设备发命令也必须通过数据收集器。串行通信因其结构简单、执行速度快、抗干扰能力强等优点，已被广泛应用于数据采集和过程控制等领域。计算机与外界的信息交换称为通信。基本的通信方式有并行通信和串行通信两种。串行通信是指一条信息额各位数据被逐位按顺序传送的通信方式。串行通信的特点是：数据位传送，按位顺序进行，最少只需要一根传输线即可完成，成本低但传送速度快，串行通信的距离可以从几米到几千米。随着计算机技术尤其是单片微型机技术的发展，人们已越来越多地采

5、用单片机来对一些工业控制系统中如温度、流量和压力等参数进行监测和控制。PC机具有强大的监控和管理能力，而单片机则具有快速及灵和的控制特点，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。而随着USB接口技术的成熟和使用的普及，由于USB接口有着RS-232(DB-9)串口无法比拟的优点，RS-232(DB-9)串口正在逐步地为USB接口所替代。而在现在的大多数笔记本电脑中，出于节省物理空间和用处不大等原因，RS-232(DB-9)串口已不再设置，这就约束了基于RS-232(DB-

6、9)串口与PC机联络的单片机设备的使用范围。当前USB接口逐步取代RS-232(DB-9)串口已是大势所趋，单片机同计算机的USB通信在实际工作中的应用范围也将越来越广。本文所介绍的单片机和PC机的USB通信方法，电路简单，兼容性好，可移植性强，故可作为单片机同计算机的USB通信模块广泛应用于工业和电子产品的开发中。因此研究如何实现PC机与单片机通过USB之间的通信具有非常重要的现实意义。1.2本课题研究的主要内容（1）串行通信原理介绍；（2）USB技术原理分析；（3）单片机和PC机通过USB实现串行通信设计与实现。本设计

7、主要包含以下两个方面：（1）硬件设计：单片机及外围电路设计；（2）软件设计：单片机的通信控制程序，PC机的通信程序。1河南工业职业技术学院毕业设计论文第2章串行通信基础2.1串口通信的基本知识2.1.1并行通信与串行通信微机的信息交换有两种方式进行：串行通信方式和并行通信方式。1.串行通信串行通信的设备是最古老的沟通机制之一。从IBM个人电脑和兼容式电脑的时代开始，几乎所有的计算机都配有一个或多个串行端口和一个并行端口。顾名思义，一个串行端口发送和接收串行数据，一次一位数据。相反，一个并行端口一次发送和接收8位数据，使用8

8、个单独的线路。提示：要使串行通信工作，你只需要一根三根线的电缆——1根发送，1根用来接收，1根接地。对于并行通信，你需要采用8条导线。尽管相对较慢的传输速度远低于并行端口，串行端口通信依然因为它简单的设备、高的成本效益以及差错可控性强而成为一个受欢迎的连接选项。图2-1显示了使用串行口连接到计算机的设备