PC机与单片机串行通信.ppt

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1、项目7PC机与单片机串行通信泸州职业技术学院机电工程系《单片机应用技术》精品课程组《单片机应用技术》本讲主要内容4相关知识1教学目标2工作任务3项目实践5能力拓展6项目考核1、终极目标：制作PC机与单片机通信的单片机系统。2、促成目标：(1)了解MCS-51单片机串行接口结构；(2)掌握MCS-51串行接口的使用方法；(3)理解MCS-51单片机串行口接收和发送数据的实现方法；(4)熟悉MCS-51单片机串行通信的格式规定；(5)理解MCS-51单片机串行通信的程序设计思想。【教学目标】单片机系统接收电脑PC机串口发过来的ASCII码，并在

2、液晶LCD1602上显示出来；同时把收到的ASCII码回传给电脑PC机串口，以验证串口接收、发送数据的正确性。【工作任务】1．系统组成本系统功能由硬件和软件两大部份协调完成，硬件部分主要完成信息的显示；软件主要完成信号的处理及控制功能等。本系统的硬件采用模块化设计，以AT89S52单片机为核心，与LCD显示电路、串行口通信电路组成控制系统。该系统硬件主要包括以下几个模块：AT89S52主控模块、LCD显示模块、串行口通信模块等。其中AT89S52主要完成外围硬件的控制以及一些运算功能，LCD显示模块完成字符、数字的显示功能、串行口通信模块主

3、要完成单片机和PC机之间的通信功能。系统组成方框图如图7.1所示。【项目实践】【活动一】总体设计单片机LCD显示电路复位电路时钟电路电源电路串行口通信电路图7.1单片机串行通信控制系统组成方框图【项目实践】应用软件采用模块化设计方法。该系统软件主要由主程序、串口接收发送数据中断子程序、LCD显示子程序等模块组成，系统软件结构框图如图7.4所示。LCD显示子程序串口接收发送数据中断子程序主程序图7.4系统软件结构框图【项目实践】2．系统工作原理MCS－51单片机串行口发送/接收数据时，通过2个串行缓冲器SBUF进行，这2个缓冲器采用一个地址（

4、98H），但在物理上是独立的。其中接收缓冲器只能读出不能写入，发送缓冲器只能写入不能读出。①发送过程由指令MOVSBUF，A启动，此时待传送的数据由A累加器传入串行发送缓冲器SBUF，由硬件自动在发送字符的始、末加上起始位(低电平)、停止位(高电子)及其它控制位(如奇偶位等)，而后在移位脉冲的控制下，低位在前，高位在后，逐位从TXD端(方式0除外)发出。【项目实践】②接收过程串行口的接收与否受制于允许接收位REN的状态，当REN被软件置“1”后，允许接收器接收。串口的接收器以所选波特率的16倍速对RXD线进行监视。当“1”到“0”跳变时，检

5、测器连续采样到RXD线上低电平时。便认定RXD端出现起始位，继而接收控制器开始工作。在每位传送时间的第7、8、9三个脉冲状态采样RXD线，决定所接收的值为“0”或“1”。当接收完停止位后，控制电路使中断标志R1置为“1”，此时程序可通过MOVA，SBUF指令将接收到的字符从SBUF送入累加器A，从而完成一帧数据的接收工作。【项目实践】1．主控模块设计本项目采用ATMEL公司生产的AT89S52单片机，主控模块的具体设计参见项目1。2．LCD显示模块设计LCD显示模块选用1602字符型LCD模块，具体设计请参见项目6“LCD显示技术”。3．串

6、行口通信模块设计51单片机有一个全双工的串行通信口，使单片机和计算机之间可以方便地进行通信。电平范围是电路能够安全可靠识别信号的电压范围。CMOS电路的电平范围一般是从0到电源电压。CMOS电平中，高电平（3.5~5V）为逻辑“1”，低电平（0~0.8V）为逻辑“0”。【项目实践】【活动二】硬件设计RS232接口的电平范围是-15V到+15V，RS232电平采用负逻辑，即逻辑“1”：-3~-15V，逻辑“0”：+3~+15V。单片机的串口是TTL电平的，而计算机的串口是RS232电平，要使两者之间进行通信，两者之间必须有一个电平转换电路，即

7、单片机的串口要外接电平转换电路芯片把与TTL兼容的CMOS高电平表示的1转换成RS232的负电压信号，把低电平转换成RS-232的正电压信号。典型的转换电路给出-9V和+9V。实现逻辑电平转换可以采用以下三种方式：(1)采用MC1488和MC1489芯片的转换接口MC1488和MC1489芯片为早期的RS232至TTL逻辑电平的转换芯片。该方式的不便之处是需要±12V电压，并且功耗较大，不适合用于低功耗的系统。【项目实践】(2)采用MAX232芯片的转换接口MAX232是MAXIM公司生产的，包含两路驱动器和接收器的RS-232转换芯片。M

8、AX232芯片内部有一个电压转换器，可以把输人的+5V电压转换为RS-232接口所需的±10V电压，尤其适用于没有±12V的单电源系统。与此原理相同的芯片还有MAX202、AD公