构建一简单系统,该系统通过RS232与计算机连接通讯.doc

一、实验目的构建一简单系统，该系统通过RS232与计算机连接通讯。二、实验内容利用微控制器STC89C52构建一个简单系统，通过RS232实现系统与计算机的串口通讯、利用LCD或数码管显示时分秒等时间显示、利用按键实现系统时间的设置、以及LED流水灯等功能。三、实验要求 1.系统硬件要求： 微控制器， LCD1602或8个LED数码管， RS232模块，DB9接口一个（用于串口通讯）， 4个独立按键， 4个LED灯。 2.系统功能要求： （1）电子时钟功能。可通过按键设置（同第一次作业要求）。系统上电后，默认功能为电子时钟。LED数码管（或LCD1602）显示时间。4个led灯全灭。串口终端输出：embedded system Demo。 （2）与PC通讯功能。每个系统都有自己的地址，范围0099（十进制），可自行设定。PC机通过串口发布命令#A可查询系统地址，系统返回ADDR:XX,其中XX表示系统的地址。PC机还可以通过串口发布其他相应命令，可控制系统中LED灯的亮灭，设置电子时钟的时间值，获取时间值等。比如发布命令#80SL11，可点亮第一个led灯，发布命令#80SL10，关灭第一个led灯。关于命令的格式，说明如下：（起始定界符）（地址）（动作）（对象）（命令值）起始定界符：#地址：系统地址，两位，比如80，90，12等动作：分设置和获取，设置用大写字母S（取SET头字母）表示；获取用大写字母G（取GET头字母）表示对象：系统中的对象，4个led灯，分别用L1,L2,L3,L4表示。系统中的电子时钟用T表示。命令值：对于控制led灯的亮灭，用1表示点亮，0表示关灭结束定界符：*如命令#80SL20*，其中#为起始定界符，80为系统地址，S为动作（设置），L2为对象（第二个led灯），0为设置值，表示关灭。 举例1：命令#80SL11*表示控制地址为80的系统中的第一个led灯点亮。举例2：命令#76SL30*表示控制地址为76的系统中的第3个led灯关灭。举例3：命令#80ST123456*表示设置电子时钟时间为12点34分56秒。命令#80ST212534表示设置电子时钟时间为21点25分34秒。举例4：命令#80GL1*表示获取系统中第一个led灯的状态，系统相应返回led1:on或led1:off。 举例5:命令#80GT*表示获取系统中电子时钟的时间值，系统返回Time is xx:xx:xx。4、 系统硬件模块介绍1. 微控制器STC89C52STC89C52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器，为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。 具有以下标准功能：8k字节Flash，512字节RAM，32位I/O口线，看门狗定时器，内置4KB EEPROM，MAX810复位电路，三个16位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口。另外STC89X52可降0Hz静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。最高运作频率35Mhz，6T/12T可选。 单片机最小系统电路图如下图1所示。图1 单片机最小系统电路图2. LCD1602液晶显示模块 （1）基本特性 单5V电源电压，低功耗、长寿命、高可靠性 内置192种字符（160个57点阵字符和32个510点阵字符） 具有64个字节的自定义字符RAM，可自定义8个58点阵字符或四个511点阵字符 显示方式：STN、半透、正显 驱动方式：1/16DUTY，1/5BIAS 视角方向：6点 背光方式：底部LED 通讯方式：4位或8位并口可选 标准的接口特性，适配MC51和M6800系列MPU的操作时序。 （2）工作原理 控制器接收来自MPU的指令和数据，控制着整个模块的工作，由CGROM、CGRAM和DDRAM等字符存储区域、以及与MPU和列驱动器的I/O接口、指令寄存和译码机构、地址计数器等部分组成。在控制器的控制下，模块通过数据总线 DB0DB7 和 E、R/W、RS 三个输入控制端与MPU接口。这三根控制线按照规定的时序相互协调作用，使控制器通过数据总线DB接收MPU发送来的指令和数据，从CGROM中找到欲显示字符的字符码，送入DDRAM，在LCD显示屏上与DDRAM存储单元对应的规定位置显示出该字符。控制器还可以根据MPU的指令，实现字符的显示、闪烁和移位等显示效果。 （3）液晶显示电路图如下图2所示。图2 液晶显示电路图3. 串口通信模块串行接口是一种可以将接受来自CPU的并行数据字符转换为连续的串行数据流发送出去，同时可将接受的串行数据流转换为并行的数据字符供给CPU的器件。串口通信即串口按位（bit）发送和接收字节，特点是简单、异步传输、可远距离通信。51单片机有一个全双工的串行通讯口，所以单片机和计算机之间可以方便地进行串口通讯。串口通信最重要的参数是波特率、数据位、停止位和奇偶校验。此外，进行串行通讯时要满足一定的条件，比如计算机的串口是RS232电平的，而单片机的串口是TTL电平的，两者之间必须有一个电平转换电路，我们采用专用芯片MAX232进行转换，这里我们采用三线制连接，即地线、发送线、接收线。串口通讯电路图如下图3所示。图3 串口通讯电路图为了能够在计算机端看到单片机发出的数据，我们必须借助一个WINDOWS软件进行观察，这里利用一个免费计算机串口调试软件来观察。串口调试小助手窗口图如下图4所示。 图4 串口调试小助手窗口图4. 按键模块 本系统采用按键实现系统时钟的设置，按键电路图如下图5所示。P1.4-P1.7分别接4个按键，当S1按下时即为时间部位调整键，来选择不同的时间部位，当S2按下时对时间部位进行加1调整部位。当S2按下时对时间部位进行加1调整，当S4键按下时确认所调整的时间，开始正常计时。图5 按键电路图5. LED模块 LED电路图如下图6所示，限流电阻为1K，当单片机端口输出低电平时，对应的LED亮，否则LED灭。图6 LED电路图5、 系统软件流程图 系统软件流程图如下图7所示。图7