at89c51双机串口通信课程设计.doc

课程设计报告书设计名称： 计算机控制技术 题 目： AT89C51的串口通信 学生姓名： XXX 专 业： 计算机科学与技术 班 别： 计科本XXX班 学 号： XXXXXXXX 指导老师： XXX 日 期： 2012 年 7 月 12 日一、主要内容：本课程设计利用两片AT89C51实现双机串口通信；主机发送并显示 10 以下的随机数，从机显示该数的阶乘值，通过开关改变主机输出的数值。设计电路并编写一个串行口方式1收发程序，实现两片AT89C51之间的通信，甲机将数据发送到乙机并显示出来，同样，乙机也可将数据发送到甲机显示出来。二、硬件电路设计及描述1、方案选择及设计思想 单片机（从机）单片机（主机）显示阶乘值显示发的数 2、工作原理在串行通信中，数据是在两个站之间传送的。按照数据传送方向，串行通信可分为三种制式。1）. 单工制式(Simplex)单工制式是指甲乙双方通信只能单向传送数据。单工制式如图1所示。2）. 半双工制式(Half duplex) 半双工制式是指通信双方都具有发送器和接收器，双方既可发送也可接收，但接收和发送不能同时进行，即发送时就不能接收，接收时就不能发送。半双工制式如图2所示。3）. 全双工制式(Full duplex) 全双工制式是指通信双方均设有发送器和接收器，并且将信道划分为发送信道和接收信道，两端数据允许同时收发，因此通信效率比前两种高。全双工制式如图3所示。AT89C51内部有一个可编程全双工串行通信接口。该部件不仅能同时进行数据的发送和接收，也可作为一个同步移位寄存器使用。下面将对其内部结构、工作方式以及波特率进行介绍。图4 AT89C51串行口结构框图 串口通信方式11）方式1发送 方式1输出时，数据由TXD输出，一帧信息为10位，1位起始位0，8位数据位（先低位）和1位停止位1。当执行一条数据写发送缓冲器SBUF的指令，就启动发送。图中TX时钟的频率就是发送的波特率。发送开始时，内部发送控制信号变为有效。将起始位向TXD输出，此后，每经过一个TX时钟周期，便产生一个移位脉冲，并由TXD输出一个数据位。8位数据位全部发送完毕后，置“1” TI。2）方式1接收 数据从RXD（P3.0）脚输入。当检测到起始位的负跳变时，开始接收数据。定时控制信号有两种）：接收移位时钟（RX时钟，频率和波特率相同）和位检测器采样脉冲（频率是RX时钟的16倍，1位数据期间，有16个采样脉冲），当采样到RXD端从1到0的跳变时就启动检测器，接收的值是3次连续采样（第7、8、9个脉冲时采样）进行表决以确认是否是真正的起始位（负跳变）的开始。当一帧数据接收完，须同时满足两个条件，接收才真正有效。 RI=0，即上一帧数据接收完成时，RI=1发出的中断请求已被响应，SBUF中的数据已被取走，说明“接收SBUF”已空。 SM2=0或收到的停止位=1（方式1时，停止位已进入RB8），则收到的数据装入SBUF和RB8（RB8装入停止位），且置“1”中断标志RI。若这两个条件不同时满足，收到的数据将丢失。波特率波特率（band rate）是异步通信中每秒钟传送的二进制数码的位数（比特数），单位是位/秒。 作用：1、反映串行通信的速率； 2、反映对传输通道的要求：波特率越高，要求的传输通道的频带宽度就越宽异步通信：波特率为每秒传送的字符数和每个字符位数的乘积。方式 1、3： 波特率=2SMOD(T1溢出率)/32对波特率需要说明的是，当串行口工作在方式1或方式3，且要求波特率按规范取1200、2400、4800、9600时，若采用晶振12MHz和6MHz,按上述公式算出的T1定时初值将不是一个整数，因此会产生波特率误差而影响串行通信的同步性能。解决的方法只有调整单片机的晶振频率fosc,为此有一种频率为11.0592MHz的晶振，这样可使计算出的T1初值为整数。表9-2列出了串行方式1或方式3在不同晶振时的常用波特率和误差。 用两块AT89C51模拟主机和从机，在主机的P2口低4位处设4个按键，并连上高电平，通过按键来给P2口输入09的随机数，在主机的程序里编写的程序主要实现检测P2口的数值，并通过LED显示出来，然后把这个数发出到从机去。在从机里，先通过中断程序取出接收到的数据，然后处理，通过P1来控制片选，P2口来扫描输出高低电平，让LED显示接收到的数的阶乘值。2、原理电路图，各元器件之间的实际连接关系图5 原理电路图3、元器件清单列表：单片机(AT89C51)两片 U1 U2按键开关6个 K1 K2 K3 K4 K5 K6电容6个 C1(20pf) C2(20pf) C3(22uf) C4(20pf) C5(22pf) C6(20pf)电阻两个（1K） R1 R21位的共阴LED数码管1个 2位的共阳LED数码管1个4位的共阳LED数码管1个12Mhz的晶振两个 X1 X2三、软件设计源程序代码发送程序：#include void csh()P2=0;SM0=0;SM1=1;/通信方式设为方式1REN=1;TI=0;RI=0;PCON=0;TH1=0xFd;TL1=0XFd;TMOD=0X20;EA=1;ET1=0;ES=1;TR1=1;/初始化设置void main()int i,j;char c=0;csh();while(1)ES=0;TI=0;c=P2;/检测P2口输入的数据if(P2=0) P1=0x3f; if(P2=1) P1=6; if(P2=2) P1=0x5b; if(P2=3) P1=0x4f;if(P2=4) P1=0x66;if(P2=5) P1=0x6d;if(P2=6) P1=0x7d;if(P2=7) P1=7;if(P2=8) P1=0x7f;if(P2=9) P1=0x6f;/通过P1口输出并显示输入的数据SBUF=c;/把检测到的数据放到发送缓存区发送while(!TI);TI=0;ES=1;for(j=0;j30;j+)for(i=0;i5000;i+)/可以设置延时的长短来改变发送数据的快慢;接收程序#include int c=0;void csh()P2=0xFF;SM0=0;SM1=1;/通信方式设为方式1 REN=1;TI=0;/ 清串口发送中断标志 RI=0; PCON=0; /波特率不倍增TH1=0xFd; /*设定初值，波特率9600 TL1=0XFd;TMOD=0X20; /设置定时器1为工作方式2， 8-bit 自动装载方式 ET1=0; /禁止T1中断EA=1;ES=1; /开串口中断TR1=1; /启动定时器T1/初始化设置void delay1ms(int count) int i; int j; for(i=0;icount;i+) for(j=0;j120;j+); /定义一个延时函数 void intrr() interrupt 4 char temp;temp=SBUF; c=temp;/进入中断取出接收到的数据 RI=0; ES=1;void main() csh();while(1) if(c=1) P1=1; P2=0xF9; delay1ms(2); P1=2; P2=0x40; delay1ms(2); P1=4; P2=0x40; delay1ms(2); P1=8; P2=0x40; delay1ms(2); P1=0x10; P2=0x40; delay1ms(2); P1=0x20; P2=0x40; delay1ms(2); ;/显示000001 if(c=2) P1=1; P2=0x24; delay1ms(2); P1=2; P2=0x40; delay1ms(2); P1=4; P2=0x40; delay1ms(2); P1=8; P2=0x40; delay1ms(2); P1=0x10; P2=0x40; delay1ms(2); P1=0x20; P2=0x40; delay1ms(2); ;/显示000002 if(c=3) P1=1; P2=2; delay1ms(2); P1=2; P2=0x40; delay1ms(2); P1=4; P2=0x40; delay1ms(2); P1=8; P2=0x40; delay1ms(2); P1=0x10; P2=0x40; delay1ms(2); P1=0x20; P2=0x40; delay1ms(2); ;/显示000006 if(c=4) P1=1; P2=0x19; delay1ms(2); P1=2; P2=0x24; delay1ms(2); P1=4; P2=0x40; delay1ms(2); P1=8; P2=0x40; delay1ms(2); P1=0x10; P2=0x40; delay1ms(2); P1=0x20; P2=0x40; delay1ms(2); ;/显示000024 if(c=5) P1=1; P2=0x40; delay1ms(2); P1=2; P2=0x24; delay1ms(2); P1=4; P2=0xF9; delay1ms(2); P1=8; P2=0x40; delay1ms(2); P1=0x10; P2=0x40; delay1ms(2); P1=0x20; P2=0x40; delay1ms(1); ;/显示000120 if(c=6) P1=1; P2=0x40; delay1ms(2); P1=2; P2=0x24; delay1ms(2); P1=4; P2=0x78; delay1ms(2); P1=8; P2=0x40; delay1ms(2); P1=0x10; P2=0x40; delay1ms(2); P1=0x20; P2=0x40; delay1ms(2); ;/显示000720 if(c=7) P1=1; P2=0x40; delay1ms(2); P1=2; P2=0x19; delay1ms(2); P1=4; P2=0x40; delay1ms(2); P1=8; P2=0x12; delay1ms(2); P1=0x10; P2=0x40; delay1ms(2); P1=0x20; P2=0x40; delay1ms(2); ;/显示005040 if(c=8) P1=1; P2=0x40; delay1ms(2); P1=2; P2=0x24; delay1ms(2); P1=4; P2=0x30; delay1ms(2); P1=8; P2=0x40; delay1ms(2); P1=0x10; P2=0x19; delay1ms(2); P1=0x20; P2=0x40; delay1ms(2); ;/显示40320 if(c=9) P1=1; P2=0x40; delay1ms(3); P1=2; P2=0; delay1ms(3); P1=4; P2=0; delay1ms(3); P1=8; P2=0x24; delay1ms(3); P1=0x10; P2=2; delay1ms(3); P1=0x20; P2=0x30; delay1ms(2); ;/显示362880 ;/对接收到的数据处理，通过P1、P2口控制输出显示该数的阶乘四实验体会：在此次计算机控制技术课程设计，从编辑程序到调试仿真到在试验箱中做实验，从理论到实践，我学到了很多很多的的东西，不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是