基于STCSTC15F2K60S2单片机的串口通讯

1、湖南科技大学信息与电气工程学院 单片机课程设计报告 题 目：基于stcstc15f2k60s2单片机的串口通讯 专 业： 自动化 班 级： 一班 姓 名： 罗永恒 学 号： 1209010303 指导教师： 范小春 2015年 6月 30日 摘要单片机是一种集成在电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器cpu随机存储器ram、只读存储器rom、多种i/o口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、a/d转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。本文将具体介绍单片机与pc机进行串口通信的实现方法和编程方法

2、，并且在最后给出一个实用的单片机与计算机通过串口通信的程序。关键词：单片机 串口通信目录第一章 stcstc15f2k60s2的简介11.1 stcstc15f2k60s2的内部结构框图11.2 stc15f2k60s的dip封装图11.3 stc15f2k60s的各引脚简介2第二章 单片机通过usb与pc机的通信设计42.1设计方案选择 42.1.1 pc机同单片机通信存在的问题42.1.2 usb接口同rs-232(db-9)串口的比较 42.1.3 usb转接芯片的选择 42.2 通信功能要求5第三章 硬件电路图的设计53.1单片机最小系统53.2

3、 usb与单片机连接主电路63.3 总电路图63.4 pcb图6第四章 程序设计74.1 串口初始化74.2 主程序74.3 中断服务程序84.4 总程序8第五章 总结与体会10第六章 参考文献11第一章 stcstc15f2k60s2的简介1.1 stcstc15f2k60s2的内部结构框图1.2 stc15f2k60s的dip封装图 1.3 stc15f2k60s的各引脚简介（1）电源引脚 vcc：一般接电源的5v。具体的电压幅度应参考单片机的手册。 gnd：接电源地。（2） 外接晶体引脚 芯片内部一个反相放大器的输入端和输出端。通常用于连接晶体振荡器。（3） 控制和复位引脚 功能：当访问

4、外部存储器或者外部扩展的并行i/o口时，ale（允许地址锁 存）的输出用于锁存地址的低位字节。 rst（与p5.4复用）：当振荡器运行时，在此引脚上出现两个机器周期的 高电平将使单片机复位。如果需要单片机接上电源就可以复位，则需要使 用上电复位电路。（4） i/o口的复用功能 p0口: a.用作数据总线（d7d0）或者地址总线低8位（a7a0）。 b.用作普通i/o。 p1口： a.用作普通i/o。 b.复用为adc转换输入、捕获/比较/脉宽调制、spi通信线、第二串口 或者第二时钟输出，如表所示。 p2口： a：用作通用i/o。 b:用作地址总线的高8位输出。 c:用于spi和捕获/比较/脉

5、宽调制的备用切换端口。 p3口： a:用作通用i/o。 b:可复用为外部中断输入、计数器输入、时钟输出、第一串口和外部总 线的读/写控制，如表所示。 p4口： a:用作通用i/o。 b:某些口线具有复用功能，可配置为spi通信线、捕捉/比较/脉宽调 制、第二串口线等。 p5口： a:p5.4/rst（复位脚）/mclko（内部r/c振荡时钟输出； b:输出的频率可为mclk/1或mclk/2）/ss_3（spi接口的从机选择信 号备用切换引脚）。 c:该引脚默认为i/o口，可以通过isp编程将其设置为rst（复位） 引脚。第二章 单片机通过usb与pc机的通信设计2.1设计方案选择 

6、由于实际应用中单片机在数据处理能力、人机交互等方面往往不能满足要求, 因而通常用pc来弥补单片机的这些不足。例如,在工程应用中,常常由一台pc机和一台单片机构成主从式计算机测控系统。在这样的系统中,以单片机为核心的智能测控仪表(从机)作为现场测控设备,完成数据的采集、处理和控制各种任务,同时将数据传给pc机(主机),pc机将这些数据加工处理后,进行显示、打印报表等。pc机也可以将各种控制命令传送给单片机,干预单片机系统的运行,从而发挥pc机的优势。要实现这样的功能,就涉及到pc机与单片机之间的通信问题。现在的计算机提供了各种各样的串口，他们支持不同的通信协议，有着不同的功能。目前计算

7、机提供的串口有rs-232，rj45，usb2.0等。  2.1.1 pc机同单片机通信存在的问题目前，15系列单片机同pc机的通信在大多数情况下仍然是使用rs-232(db-9)串口作为通信接口实现的。而随着usb接口技术的成熟和使用的普及，由于usb接口有着一系列rs-232(db-9)串口无法比拟的优点，rs-232(db-9)串口正在逐步的为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-9)串口与pc机联络的单片机设备的使用范围。 2.1.2 usb接口同rs-232

8、(db-9)串口的比较  通过usb接口和rs-232(db-9)的比较，不难发现： （1）usb接口支持即插即用和热插拔，而rs-232(db-9)串口不支持即插即 用和热插拔，设备安装后需重启计算机方可使用。 （2）usb接口的传输速率较快，可达480mbps(v2.0)，而rs-232(db-9)串 口的最高速率仅为19200波特。 （3）usb接口占用体积较小，插拔方便；而rs-232(db-9)串口的的插拔需 要使用改锥，且在机箱后操作，比较麻烦。  综上可知，usb 接口取代rs-232(db-9)串口的趋势不可逆转。 2

9、.1.3 usb转接芯片的选择  目前常用的usb转接芯片包括pl2303，ch341，cp2101，ft232等。在综合考虑了各方面因素后，ch341成为了本次电路设计的首选芯片。ch341是南京沁恒电子公司生产的usb总线的转接芯片，通过usb总线提供异步串口，打印口，并口及常用的2线和4线等同步串行端口。其特点有：  （1）提供全速usb设备借口，兼容usb2.0，外围设备只需要晶体和电容；  （2）可通过外部的低成本串行eprom定义厂商id，产品id，序列号等； （3）成本低廉，可直接转换原串口外围设备；  （4）采用sop-28封装

10、，串口应用还提供小型的ssop20封装。正是由于在pc机同单片机通信电路中，usb转接芯片ch341 具有以上其他芯片无法比拟的优点，同时价格低廉并且提供中文技术支持，因此它成为了本电路usb转接芯片的最优选择。本电路采用的是ssop-20封装的ch341t，其引脚图如图所示。 2.2 通信功能要求（1） pc控制单片机io口输出，并且通过两个led灯显示数据发收状态，如果数据处于发送或者接收状态，则相应的led灯闪亮。（2） pc控制单片机io口输出，并且通过两个按键控制pc机是否接收数据。（3） pc机与单片机之间的通信结果通过串口助手进行调试和显示。第三章 硬件电路图的设计3.

11、1单片机最小系统 由起振电路，复位电路组成3.2 usb与单片机连接主电路 其中，两个按键分别控制是否接收数据，两个led灯显示接收数据状态，ch341芯片提供串口。3.3 总电路图3.4 pcb图 第四章 程序设计4.1 串口初始化 void uartinit(void)/115200bps22.1184mhzscon = 0x50;/8位数据可变波特率auxr |= 0x40;/定时器1时钟为fosc,即1tauxr &= 0xfe;/串口1选择定时器1为波特率发射生器tmod &= 0x0f;/设置定时器1为16位自动重装方式tl1 = 0xd0;/设定定时初值th1 =

12、 0xff;/设定定时初值et1 = 0;/禁止定时器1中断tr1 = 1;/启动定时器14.2 主程序 void main(void)p0m1 = 0;p0m0 = 0;/设置为准双向口p1m1 = 0;p1m0 = 0;/设置为准双向口p2m1 = 0;p2m0 = 0;/设置为准双向口p3m1 = 0;p3m0 = 0;/设置为准双向口p4m1 = 0;p4m0 = 0;/设置为准双向口p5m1 = 0;p5m0 = 0;/设置为准双向口p6m1 = 0;p6m0 = 0;/设置为准双向口p7m1 = 0;p7m0 = 0;/设置为准双向口uartinit();/uart1_config

13、(1);/ 选择波特率, 2: 使用timer2做波特率, 其它值: 使用timer1做波特率.ea = 1;/允许总中断 es=1; /开串口中断printstring1("stc15f2k60s2 uart1 test prgramme!rn");/suart1发送一个字符串while (1) if(int0=0) /如果相应按键（默认为sw18）按下，则允许接收 ren=0;if(tx1_cnt != rx1_cnt) && (!b_tx1_busy)/收到数据, 发送空闲sbuf = rx1_buffertx1_cnt;/把收到的数据远样返回b_tx

14、1_busy = 1;if(+tx1_cnt >= uart1_buf_length)tx1_cnt = 0;elseif(int1=0) /如果相应按键（默认为sw17）按下，则禁止接收 ren=1;4.3 中断服务程序 void uart1_int (void) interrupt 4/中断服务子程序 if(ri) /如果产生中断，则把sbuf内容赋值给单片机的数组 ri = 0; rx1_bufferrx1_cnt = sbuf; if(+rx1_cnt >= uart1_buf_length) rx1_cnt = 0; /防溢出 if(ti)ti = 0;b_tx1_bus

15、y = 0;4.4 总程序 /*功能说明*双串口全双工中断方式收发通讯程序。通过pc向mcu发送数据, mcu收到后通过串口把收到的数据原样返回.*/#define main_fosc22118400l/定义主时钟#include"stc15fxxxx.h"#definebaudrate1115200l#defineuart1_buf_length200u8tx1_cnt;/发送计数u8rx1_cnt;/接收计数bitb_tx1_busy;/发送忙标志u8 idata rx1_bufferuart1_buf_length;/接收缓冲void uartinit(void)/1

16、15200bps22.1184mhzscon = 0x50;/8位数据可变波特率auxr |= 0x40;/定时器1时钟为fosc,即1tauxr &= 0xfe;/串口1选择定时器1为波特率发射生器tmod &= 0x0f;/设置定时器1为16位自动重装方式tl1 = 0xd0;/设定定时初值th1 = 0xff;/设定定时初值et1 = 0;/禁止定时器1中断tr1 = 1;/启动定时器1void main(void)p0m1 = 0;p0m0 = 0;/设置为准双向口p1m1 = 0;p1m0 = 0;/设置为准双向口p2m1 = 0;p2m0 = 0;/设置为准双向口p

17、3m1 = 0;p3m0 = 0;/设置为准双向口p4m1 = 0;p4m0 = 0;/设置为准双向口p5m1 = 0;p5m0 = 0;/设置为准双向口p6m1 = 0;p6m0 = 0;/设置为准双向口p7m1 = 0;p7m0 = 0;/设置为准双向口uartinit();/uart1_config(1);/ 选择波特率, 2: 使用timer2做波特率, 其它值: 使用timer1做波特率.ea = 1;/允许总中断 es=1; /开串口中断printstring1("stc15f2k60s2 uart1 test prgramme!rn");/suart1发送一个

18、字符串while (1) if(int0=0) ren=0;if(tx1_cnt != rx1_cnt) && (!b_tx1_busy)/收到数据, 发送空闲sbuf = rx1_buffertx1_cnt;/把收到的数据远样返回b_tx1_busy = 1;if(+tx1_cnt >= uart1_buf_length)tx1_cnt = 0;elseif(int1=0) ren=1;void uart1_int (void) interrupt 4/中断服务子程序 if(ri) ri = 0; rx1_bufferrx1_cnt = sbuf; if(+rx1_cnt >= uart1_buf_length) rx1_cnt = 0; /防溢出 if(ti)ti = 0;b_tx1_busy = 0;第五章 总结与体会 串行通信端口在系统控制的范畴中一直占据着及其重要的地位，它不仅没有因为时代的进步而遭淘汰，反而在规格上越来越完善，应用也越来越广泛。作为一种基本而又灵活方便的通信方式，串口通信被广泛应用于pc与pc或者pc与单片机之间的数据交换以及其他工业控制与自动