智能仪表综合训练设计计划书

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1、智能仪表综合训练设计计划书第1章概述1.1课题设计的目的近年来,由于PC机(个人计算机)优越的性价比和丰富的软件资源,己成为计算机应用的主流机种。而MCS-51系列单片机在工业控制系统中也越来越得到广泛的应用,它以价格低、功能全、体积小、抗干扰能力强、开发应用方便等特点己渗透到了各个应用领域。特别是利用其能直接进行全双工通讯的特点,在数据采集、智能仪器仪表、家用电器和过程控制中作为智能前沿机。现代的实时监控系统和工业自动化领域中，串行通信技术是一种重要的数据传输首手段。在单片机应用系统中，作为下位机核心器件的单片机往往

2、只负责数据的采集和通信。现阶段，这种应用的核心便是数据通讯，它包括单片机和上位机之间、客户端和服务器之间的通信，而单片机和上位机之间的数据通信则是整个系统的基础。单片机和PC机的通信是通过单片机的串口和PC机串口之间的硬件连接实现的。1.2串口通信1.2.1串口的概念串口是计算机上一种非常通用设备通信的协议。大多数计算机包含两个基于RS232的串口。串口同时也是仪器仪表设备通用的通信协议；很多GPIB兼容的设备也带有RS-232口。同时，串口通信协议也可以用于获取远程采集设备的数据。串口按位（bit）发送和接收字节。尽

3、管比按字节（byte）的并行通信慢，但是串口可以在使用一根线发送数据的同时用另一根线接收数据。它很简单并且能够实现远距离通信。比如IEEE488定义并行通行状态时，规定设备线总常不得超过20米，并且任意两个设备间的长度不得超过2米；而对于串口而言，长度可达1200米。231.2.2串口通信的分类计算机与外界的信息交换称为通信。通信的基本方式可分为并行通信和串行通信两种。所谓并行通信是指数据的各位同时在多根数据线上发送或接收。串行通信是数据的各位在同一根数据线上依次逐位发送或接收。串行通信按同步方式可分为异步通信和同步通

4、信两种基本的通信方式。1、同步通信，同步通信依靠同步字符保持通信同步。同步通信是由1～2个同步字符和多字节数据位组成，同步字符作为起始位以触发同步时钟开始发送或接收数据；多字节数据之间不允许有空隙，每位占用的时间相等；空闲位需发送同步字符。同步通信是一种连续传送数据的通信方式，一次通信传送多个字符数据，称为一帧信息。数据传输速率较高，通常可达56000bps或更高。其缺点是要求发送时钟和接收时钟保持严格同步。典型的同步通信数据帧格式如下所示：同步字符1同步字符2连续数据校验信息1校验信息22、异步通信，在异步通信中，数

5、据通常是以字符或字节为单位组成数据帧进行传送的。收、发端各有一套彼此独立，互不同步的通信机构，由于收发数据的帧格式相同，因此可以相互识别接收到的数据信息。异步通信依靠起始位、停止位保持通信同步。它的数据传送按帧传输，一帧数据包含起始位、数据位、校验位和停止位。异步通信对硬件要求较低，实现起来比较简单、灵活，适用于数据的随机发送/接收，但因每个字节都要建立一次同步，即每个字符都要额外附加两位，所以工作速度较低，在单片机中主要采用异步通信方式。串行通信波特率波特率bps(bitpersecond)是指每秒传输数据的位数，即

6、：231波特=1位/秒（1bps）波特率的倒数即为每位传输所需的时间。相互通信的甲乙双方必须具有相同的波特率，否则无法成功地完成串行数据通信。串行通信的工作方式串行通信按照数据传送方向可分为三种制式：1、单工制式（Simplex）单工制式是指甲乙双方通信时只能单向传送数据，发送方和接收方固定。2、半双工制式（HalfDuplex）半双工制式是指通信双方都具有发送器和接收器，既可发送也可接收，但不能同时接收和发送，发送时不能接收，接收时不能发送。3、全双工制式（FullDuplex）全双工制式是指通信双方均设有发送器和接

7、收器，并且信道划分为发送信道和接收信道，因此全双工制式可实现甲乙双方同时发送和接收数据，发送时能接收，接收时也能发送。23串行通信虽然有其自身优点：如适合长距离通信，有一定的纠错能力等，但并行通信在短距离(数米范围内)传输过程中的优点是显而易见的。首先串行通信时要设置串口数据，如：串口号(Com1、Com2或者其他串口)、波特率、数据位数、停止位、校验位等等。而且单片机与PC机的串口数据必须一一对等，否则不能传输。而并行传输时，无需上述过程。其次，PC机的串口电平值为+12V~-12V，单片机是TTL电平(0~+5V)

8、，两者必须要经过电平转换芯片进行电平间的转换。而进行并行传输时，由于双方都是TTL电平，所以PC的并口可以与单片机或其他芯片直接相连；另外，串行传输速度慢，每次只能传送一位，而并行每次可以传送8位，速度上的差异显而易见。而对于单片机，串口(UART)是最常用的端口，尤其对于存在两个或多个串口的单片机来说，充分利用串口进行通信是非常