单片机串行口PC机通讯

1、-PAGE . z数理与信息工程学院课 程 设 计题 目：单片机串行口与PC机通讯 专 业：计算机科学与技术专升本班 级：计算机056姓 名： 王伟伟*：05191140实验地点：数理与信息工程学院电子系统设计室指导教师：余水宝 成 绩：( 2006.6 )目 录第1节 引 言11.1 单片机串行口与PC机通信概述11.2 系统主要功能1第2节 单片机串行口与PC机通讯硬件设计22.1系统的硬件构成22.2设计说明22.3系统电路图32.4 8031单片机及其引脚说明52.5显示接口8279的功能及其引脚说明52.6 数据格式和数据的协议6第3节 系统软件设计73.1 系统主程序框架图73.2

2、 系统主要程序8第3节 完毕语14参考文献15-. z单片机串行口与PC机通讯数理与信息工程学院 05计算机专升本 王伟伟指导教师：余水宝 第1节 引 言单片机应用中，串口通信是不可缺少的局部。如何编写有效的串口通信程序对程序的构造、可靠性都有很大的影响。串口控制程序一般分为查询和中断两者方式。查询方式适用于简单的应用，简单可靠，但是缺点是需要占用处理器资源，在发送或者接收数据的时候不能做其它的事情，处理器利用率低。中断方式下，在发送或者承受数据的时候处理器还可以做其它的工作，效率较高。1.1 单片机串行口与PC机通讯概述目前，计算机控制系统已逐步从单机控制开展成为多机控制并出现了以计算机技术

3、为核心，与数据通讯技术相结合的集检测、控制和管理为一体的计算机网络，即集中分布式测控系统。其中单片机作为从机，负责现场控制和实时数据的采集；PC机作为主机，负责对各从机发来的数据进展分析、处理，并向各从机发布命令，以实现对工业现场的集中监控与管理。由于主从机需不断进展信息交流，因此通信成为分布式测控系统重要而根本的功能。根本原理PC机与单片机之间通常采用2种通信方式：并行通信和串行通信。并行通信是指将待发送数据的各位同时传送，串行通信则将数据一位一位地按顺序传送。并行通信虽然传输效率高，由于所需硬件设备复杂，不适于长距离通信，所以一般只适用于要时性强，传送速率较高的控制系统中，实用面较窄；相比

4、之下，串行通信简单易实现，传输距离较长，所以已被广泛应用于各种工控系统中。串行通信分为同步通信和异步通信2种方式。同步通信是指通过在每个数据块开场时的同步字符来实现收发双方同步的一种数据传输方法，常用于信息量大，速度要求高的场合；异步通信则规定了标准的字符数据传输格式，即每一帧信息由起始位、数据位、奇偶校验位和停顿位组成。由于有冗余位，所以传送效率不高，常用于信息量不大，速度较低的场合。在计算机测控系统中，由于串行接口的标准化，一般采用异步串行通信方式，以提高其通用性。由于各种接口的机械和电器特性有所差异，串行通信分为近程通信和远程通信。2接口电路的设计21近程通信目前，PC机是利用异步通讯控

5、制器来实现串行通讯的，其核心是8250通讯芯片加上一些收发逻辑电路。接口标准大多是RS232标准，其通讯距离小于15 m，传输速率小于20 kbs。RS232标准是按负逻辑定义的，他的1”电平在515 V之间，0”电平在515 V之间。由于PC机使用的是TTL电平信号，因此数据输出时必须把TTL电平信号转换成驱动器MC1488和接收器MC1489，其作用除了电平转换外，还实现正负逻辑电平转换。1.2 系统主要功能本实验实现以下功能，将从实验机键盘上键入的数字，字母显示到PC机显示器上，将PC机键盘输入的字符0-F显示到实验机的数码管上。第2节单片机串行口与PC机通讯硬件设计2.1 系统的硬件构

6、成利用8031单片机串行口，实现与PC机通讯。 CS8279接8700H。 模块中的十个短路套都套在8279侧。 8279状态口地址为8701H；8279数据口地址为8700H2.2 设计说明1.当用GR命令执行程序时，实验机部会将8031串行口电路切换与PC机通讯，无须连线。 2.程序执行前，进入LCA51，加载程序后，才进入调试菜单工具中的对话窗口，然后执行GR0，就可实行单片机串行口与PC机通信实验2.3 系统电路图图1 系统电路图2.48031单片机及其引脚说明单片机有许多种类，从生产厂家看，有Intel、Motorola、Epson、NEC、Phlips等公司；按位数分有四位机、八位

7、机、十六位机也就是可以同时对四位、八位或十六位二进制码进展运算；从用途上又可以分为通用和专用。Intel公司的 MCS-51系列属于8位机的系列，性能可能满足大多数应用的需要。它应用广泛、价格廉价、技术成熟，适于初学者学习。 在MCS-51系列中又有许多型号，包括8031、8051、8751等。其中8051的程序已经由工厂做在单片机部称做掩膜， 是为批量用户定制的，对于我们学习不适用。8751是在芯片有可擦写的程序存储器，这种芯片是为做掩膜前验证电路用的， 也用于一些有特殊要求的场所。8031部没有程序存储器，它的程序存储器接在芯片外面，这样恰好便于在开发过程中对程序存储器进展控制，因此选80

8、31学习是比拟适宜的。其实这几种型号的原理完全一样，学会8031其它型号也就掌握了图28031引脚配置8031芯片的40条引脚功能为：1、主电源引脚VCC和VSS VCC40脚接+5V电压； VSS20脚接地。2、外接晶体引脚*TAL1和*TAL2 *TAL119脚接外部晶体的一个引脚。在单片机部，它是一个反相放大器的输入端，这个放大器构成了片振荡器。当采用外部振荡器时，对HMOS单片机，此引脚应接地；对CHMOS单片机，此引脚作为驱动端。 *TAL218脚接外晶体的另一端。在单片机部，接至上述振荡器的反相放大器的输出端。采用外部振荡器时，对HMOS单片机，该引脚接外部振荡器的信号，即把外部振

9、荡器的信号直接接到部时钟发生器的输入端；对*HMOS，此引脚应悬浮。3、控制或与其它电源复用引脚RST/VPD、ALE/PROG、PSEN和EA/VPP RST/VPD9脚当振荡器运行时，在此脚上出现两个机器周期的高电平将使单片机复位。推荐在此引脚与VSS引脚之间连接一个约8.2k的下拉电阻，与VCC引脚之间连接一个约10F的电容，以保证可靠地复位。 VCC掉电期间，此引脚可接上备用电源，以保证部RAM的数据不丧失。当VCC主电源下掉到低于规定的电平，而VPD在其规定的电压围50.5V，VPD就向部RAM提供备用电源。 ALE/PROG30脚：当外部存贮器时，ALE允许地址锁存的输出用于锁存地

10、址的低位字节。即使不外部存储器，ALE端仍以不变的频率周期性地出现正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此，它可用作对外输出的时钟，或用于定时目的。然而要注意的是，每当外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。ALE端可以驱动吸收或输出电流8个LS型的TTL输入电路。 对于EPROM单片机如8751，在EPROM编程期间，此引脚用于输入编程脉冲PROG。 PSEN29脚：此脚的输出是外部程序存储器的读选通信号。在从外部程序存储器取指令或常数期间，每个机器周期两次PSEN有效。但在此期间，每当外部数据存储器时，这两次有效的PSEN信号将不出现。PSEN同样可以驱动吸收或输出8个LS型的TTL输

11、入。EA/VPP引脚：当EA端保持高电平时，部程序存储器，但在PC程序计数器值超过0FFFH对851/8751/80C51或1FFFH对8052时，将自动转向执行外部程序存储器的程序。当EA保持低电平时，则只外部程序存储器，不管是否有部程序存储器。对于常用的8031来说，无部程序存储器，所以EA脚必须常接地，这样才能只选择外部程序存储器。 对于EPROM型的单片机如8751，在EPROM编程期间，此引脚也用于施加21V的编程电源VPP。4、输入/输出I/O引脚P0、P1、P2、P3共32根 P0口39脚至32脚：是双向8位三态I/O口，在外接存储器时，与地址总线的低8位及数据总线复用，能以吸收

12、电流的方式驱动8个LS型的TTL负载。 P1口1脚至8脚：是准双向8位I/O口。由于这种接口输出没有高阻状态，输入也不能锁存，故不是真正的双向I/O口。P1口能驱动吸收或输出电流4个LS型的TTL负载。对8052、8032，P1.0引脚的第二功能为T2定时/计数器的外部输入，P1.1引脚的第二功能为T2E*捕捉、重装触发，即T2的外部控制端。对EPROM编程和程序验证时，它接收低8位地址。 P2口21脚至28脚：是准双向8位I/O口。在外部存储器时，它可以作为扩展电路高8位地址总线送出高8位地址。在对EPROM编程和程序验证期间，它接收高8位地址。P2可以驱动吸收或输出电流4个LS型的TTL负

13、载。 P3口10脚至17脚：是准双向8位I/O口，在MCS-51中，这8个引脚还用于专门功能，是复用双功能口。P3能驱动吸收或输出电流4个LS型的TTL负载。 作为第一功能使用时，就作为普通I/O口用，功能和操作方法与P1口一样。 作为第二功能使用时，各引脚的定义如表所示。 值得强调的是，P3口的每一条引脚均可独立定义为第一功能的输入输出或第二功能。图3 系统主程序流程图2.5 显示接口8279的功能及其引脚说明可编程键盘/显示接口8279可编程键盘/显示接口8279的引脚功能8279采用单一电源供电，脚封装。DB0DB7:双向数据总线，用来传送8279与CPU之间的数据和命令。CLK:时钟输

14、入线，用以产生部定时的时钟脉冲。RESET:复位输入线，8279复位后被置为字符显示左端输入，二键闭锁的触点回弹型式，程序时钟前置分频器被置为31,RESET信号为高电平有效。CS:片选输入线，低电平有效，单片机在CS端为低时可以对8279读/写操作。A0:缓冲器低位地址，当A0为高电平时，表示数据总线上为命令或状态， 当为低电平时，表示数据总线上为命令或状态，当为低电平时，表示数据总线上为数据。RD:读信号输入线，低电平有效，将缓冲器读出，数据送往外部总线。WR:写信号输入线，低电平有效，将缓立器读出， 将数据从外部数据总线写入8279的缓冲器。RL2- 1 40 -VCC RL3- 2 3

15、9 -RL 1 CLK- 3 38 -RL 0 IRQ- 4 37 -TL/STB RL4- 5 36 -SHIFT RL5- 6 35 -SL 3 RL6- 7 34 -SL 2 RL7- 8 33 -SL 1 RESRT- 9 32 -SL 0 RD- 10 31 -OUT B0 WR- 11 30 -OUT B1 DB0- 12 29 -OUT B2 DB1- 13 28 -OUT B3 DB2- 14 27 -OUT A0 DB3- 15 26 -OUT A1 DB4- 16 25 -OUT A2 DB5- 17 24 -OUT A3 DB6- 18 23 -BD DB7- 19 22

16、 -CS VSS- 20 21 -A0 IRQ:中断请求输出线，高电平有效，在键盘工作方式下，当FIFO/传感器RAM中有数据时，此中断线变为高电平，在FIFO/传感器RAM每次读出时，中断线就下降为低电平，假设在RAM中还有信息，则此线重又变为高电平。在传感器工作方式中， 每当探测到传感器信号变化时，中断线就变为高电平。SL0SL3:扫描线，用来扫描按键开关，传感器阵列和显示数字， 这些可被编程或被译码。RL0RL7:回送线，经过按键或传感器开关与扫描线联接， 这些回送线部设置有上拉电路，使之保持为高电平，只有当一个按闭合时，对应的返回线变为低电平；无按键闭合时，均保持高电平。SHIFT:换

17、位功能，当有开关闭合时被拉为低电平，没有按下SHIFT开关时，SHIFT输入端保持高电平，在键盘扫描方式中，按键一闭合，按键位置和换位输入状态一起被存贮起来。TL/STB:当TL/STB开关闭合时将其拉到低电平，否则始终保持高电平， 对于键盘输入方式，此线用作控制输入端，当键被按下时，按键位置就和控制输入状态一起被存贮起来，在选通输入方式中，作选通用，把数据存入FIFO RAM中。OUTA3OUTA0及OUTB3OUTB0:显示输出A口及B口，这两个口是164切换的数字显示。这两个端口可被独立控制，也可看成一个位端口。BD:空格显示,此输出端信号用于在数字转换时将显示空格或者用显示空格命令控制

18、其显示空格字符。VCC:电源输入线。VSS:地线输入线。2.6数据格式和数据交换的协议Ma*232产品是由仪器公司TI推出的一款兼容RS232标准的芯片。该器件包含2驱动器、2接收器和一个电压发生器电路提供TIA/EIA-232-F电平。该器件符合TIA/EIA-232-F标准，每一个接收器将TIA/EIA-232-F电平转换成5-V TTL/CMOS电平。每一个发送器将TTL/CMOS电平转换成TIA/EIA-232-F电平。图4 系统主程序流程图 计算机与计算机或计算机与终端之间的数据传送可以采用串行通讯和并行通讯二种方式。由于串行通讯方式具有使用线路少、本钱低，特别是在远程传输时，防止了

19、多条线路特性的不一致而被广泛采用。在串行通讯时，要求通讯双方都采用一个标准接口，使不同的设备可以方便地连接起来进展通讯。RS-232-C接口又称 EIA RS-232-C是目前最常用的一种串行通讯接口。它是在1970年由美国电子工业协会EIA联合贝尔系统、调制解调器厂家及计算机终端生产厂家共同制定的用于串行通讯的标准。它的全名是数据终端设备DTE和数据通讯设备DCE之间串行二进制数据交换接口技术标准该标准规定采用一个25个脚的DB25连接器，对连接器的每个引脚的信号容加以规定，还对各种信号的电平加以规定。一般只使用3-9条引线。第3节 系统的软件设计本系统的软件系统主要可分为主程序、串口收发程

20、序，读取键盘子程序，显示字符子程序四大模块。3.1 系统主程序设计图5 系统主程序流程图图6 INIT8279子程序框图主要程序Z8279 EQU 8701H ;8279 状态/命令口地址 D8279 EQU 8700H ;8279 数据口地址 LEDMOD EQU 00H ;左边输入 八位字符显示 ;外部译码键扫描方式,双键互锁 LEDFEQ EQU 2FH ;扫描速率 LEDCLS EQU 0C1H ;去除显示 RAM LEDWR0 EQU 80H ;设定的将要写入的显示RAM地址 READKB EQU 40H ;读 FIFO RAM 地址 0 的命令字 ORG 0000H AJMP ST

21、ART ORG 0040H START: MOV SP,*60H LCALL INIT8279 ;初始化8279 MOV SCON,*50H ;串口 方式 1 MOV TMOD,*20H ;T1 方式 1 MOV TL1,*0FDH ;波特率 9600 的常数 MOV TH1,*0FDH SETB TR1 ;开中断 SETB ET1 SETB EAWAIT: C RI,DIS_REC ;是否接收到数据 LCALL GETKEY ;读键盘 CJNE A,*0FFH,WAIT ;是否有键输入 MOV SBUF,B ;串口输出键盘输入的值 NOP SS: C TI,WAIT ;是否发送完毕 SJMP

22、 SS DIS_REC: MOV A,SBUF ;读串口接收到的数据 CLR C SUBB A,*30H ;以下判定输入是否在0-F JC ERROR SUBB A,*0AH JNC DIS_REC1 ADD A,*0AH SJMP DIS_REC2 DIS_REC1: SUBB A,*7H JC ERROR SUBB A,*6H JNC ERROR ADD A,*10H DIS_REC2: MOV R4,*00H MOV R5,A LCALL DISLED ;显示输入的数字(0-F) ERROR: AJMP WAIT INIT8279: ;8279初始化子程序 PUSH DPH ;保存现场

23、PUSH DPL PUSH ACC LCALL DELAY ;延时 MOV DPTR ,*Z8279 MOV A,*LEDMOD ;置8279工作方式 MOV* DPTR,A MOV A,*LEDFEQ ;置键盘扫描速率 MOV* DPTR,A MOV A,*LEDCLS ;去除 LED 显示 MOV* DPTR,A POP ACC ;恢复现场 POP DPL POP DPH RET ;读取键盘子程序 ;输入: 无 ; 输出: B: 读到的键码 A: 按键的标志 GETKEY: PUSH DPH ;保存现场 PUSH DPL PUSH PSW MOV DPTR,*Z8279 MOV* A,DP

24、TR ;读8279状态 ANL A,*07H ;屏蔽D7-D3 JNZ GETVAL ;判断是否有键输入 MOV A,*0H ;置标志(无键输入) SJMP NKBHIT GETVAL: MOV A,*READKB ;读 FIFO RAM 命令 MOV* DPTR,A MOV DPTR,*D8279 MOV* A,DPTR ;读键 ANL A,*0FH ;屏蔽 SHIFT 和 CTRL 键 MOV DPTR,*KEYCODE ;键码表起始地址 MOVC A,A+DPTR ;查表 MOV B,A ;置返回键值 MOV A,*0FFH ;置标志(有键输入) NKBHIT: POP PSW ;恢复现

25、场 POP DPL POP DPH RET ;显示字符子程序 输入: R4,位置 R5,值DISLED: PUSH DPH ;保存现场 PUSH DPL PUSH ACC MOV A,*LEDWR0 ;置显示起始地址 ADD A,R4 ;加位置偏移量 MOV DPTR,*Z8279 MOV* DPTR,A ;设定显示位置 MOV DPTR,*LEDSEG ;置显示常数表起始位置 MOV A,R5 MOVC A,A+DPTR ;查表 MOV DPTR,*D8279 MOV* DPTR,A ;显示数据 POP ACC ;恢复现场 POP DPL POP DPH RET DELAY: ;延时子程序

26、PUSH 0 ;保存现场 PUSH 1 MOV 0,*0H DELAY1: MOV 1,*0H DJNZ 1,$ DJNZ 0,DELAY1 POP 1 ;恢复现场 POP 0 RET ;LED显示常数表 LEDSEG: DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H ;0,1,2,3,4,5,6,7 DB 7FH,6FH,77H,7CH,39H,5EH,79H,71H ;8,9,A,B,C,D,E,F DB 0BFH,086H,0DBH,0CFH,0E6H,0EDH,0FDH,087H ;0.,1.,2.,3.,4.,5.,6.,7. DB 0FFH,0EFH,0F7H,0FCH,0B9H,0DEH,0F9H,0F1H ;8.,9.,A.,B.,C.,D.,E.,F. DB 6DH,02H,08H,00H,59H,0FH,76H ;U,-,_, ,I,O,P, ;键盘键码表 KEYCODE:DB 30H,31H,32H,33H,34H,35H,36H,37H ;1,2,Q,W,A,S,+,Z DB 38H,39H,41H,42H,43H,44H,45H,46H ;3,4,E,R,D,F,*,C DB 47H,48H,49H,4AH,4BH,4CH,4DH,4EH ;5,6,T,Y,G,H,V,B END 结 束 语经过一段时间的收集资料，我的应用设计终于完