实验六 串口通信+实验报告

实验六串口通信实验实验报告姓名：学号：一、实验内容USB供电及自动下载原理图如图7-1所示，CH340G实现串口转USB原理图如图7-2所示。自行编制程：实现以下功能：串口调试助手向单片机发送控制码，单片机向PC回送控制码，并按表7-1实现控制功能。要求串口配置用ConfigUART()函数实现，注意从串口接收到的数据是ASCII码还是16进制数。蜂鸣器连接原理图如图7-3所示。表7-1控制功能表控制码控制功能0熄灭1LED从上往-卜循环2LED从下往上循环3LED闪烁4蜂鸣器响图7-1USB供电及自动下载原理图图7-2串口转USB原理图图 7-3蜂鸣器连接原理图二、相关知识1、请说明矗中所用的串口通信协议。UART通信协议。是异步串口通信协议的一种，工作原理是将传输数据的每个字符一位接•位地传输，它能将要传输的资料在串行通信与并行通信之间加以转换，能够灵活地与外部设备进行全双工数据交换。1）起始位当未有数据发送时，数据线处于逻辑“1”状态；先发出一个逻辑“0”信号，表示开始传输字符。2）数据位紧接着起始位之后。资料位的个数可以是4、5、6、7、8等，构成一个字符。通常采用ASCII码。从最低位开始传送，靠时钟定位。3）奇偶校验位资料为加上这一位后，使得“1”的位数应为偶数（偶校验）或奇数（奇校验），以此来校验资料传送的正确性。4）停止位它是一个字符数据的结束标志。可以是1位、1.5位、2位的高电平。由于数据是在传输线上定时的，并且每一个设备有其自己的时钟，很可能在通信中两台设备间出现了小小的不同步。因此停止位不仅仅是表示传输的结束，并且提供计算机校正时钟同步的机会。适用于停止位的位数越多，不同时钟同步的容忍程度越大，但是数据传输率同时也越慢。5）空闲位或起始位处于逻辑“1”状态，表示当前线路上没有资料传送，进入空闲状态。处于逻辑“0”状态，表示开始传送下一数据段。6）波特率表示每秒钟传送的码元符号的个数，是衡量数据传送速率的指标，它用单位时间内载波调制状态改变的次数来表示。常用的波特率有:9600、115200等时间间隔计算：1秒除以波特率得出的时间，例如，波特率为9600的时间间隔为1s/9600（波特率）=104uso7）接口接口通过两个引脚从外部连接到其它设备。任何USART双向通信均需要至少两个引脚：接收数据输入引脚（RX）和发送数据引脚输出（TX）：RX：接收数据输入引脚就是串行数据输入引脚。过采样技术可区分有效输入数据和噪声，从而用于恢复数据。TX：发送数据输出引脚。如果关闭发送器，该输出引脚模式由其I/O端II配置决定。如果使能了发送器但没有待发送的数据，则TX引脚处于高电平。在单线和智能卡模式下，该"0用于发送和接收数据。2、串口初始化包含哪些？串行□初始化，主要是设置产生波特率的定时器口、串行口控制和中断控制。具体步骤如下：（1）配置串行口为方式1（编程SCON寄存器）。（2）配置T1为方式2,即自动重装模式（编程TMOD寄存器）。（3）根据波特率计算或查表T1的初值,装载TH1、TL1,如果有需要可以使用PCON进行波特率加倍。（4）启动T1（编程TCON中的TR1位）。另外，串行门在中断方式工作时，还要进行中断设置（编程IE、IP寄存器）。3、串口通信中波特率如何进行设置？通过软件可设置单片机传行口的工作方式，其中方式0和方式2的波特率是固定的，方式1和方式3的波特率是可变的。串口可变的波特率需要由定时器产生，对于STC89C52单片机来讲，这个波特率发生器只能由定时器T1或定时器T2实现，而不能由定时器TO实现。如果用定时器T2,需要配置额外的寄存器，默认是使用定时器T1的。使用定时器门作为波特率发生器，方式1下的波特率发生器必须使用定时器口的方式2,也就是自动重装载模式当T1作为波特率发生器时，方式1和方式3的波特率为TITI溢出率=晶振值

12x(256-THD可推导出当SMOD=0时，定时器重载值的计算公式为TH1=TL1=256-晶振值

TH1=TL1=256-晶振值

12x2xl6x波特率和波特率有关的还有一个寄存器，是电源管理寄存器PCON,它的最高位SMOD可以把波特率提高一倍，也就是说PCON1=0x80,计算公式可写TH1=TL1=256-晶振值TH1=TL1=256-晶振值12xl6x波特率4、串口通信四种工作方式有何区别？方式0是同步移位寄存器方式（通常用于扩展10口），波特率固定；方式I是10位异步收发器（8位数据），波特率可变；方式2是11位异步收发器（9位数据），波特率固定；方式3是11位异步收发器（9位数据），波特率可变。三二硬件电路此实验中除了USB转串口电路、发光二极管电路还有蜂鸣器电路，请蜂鸣器电路有哪两种？图7-3属于哪种，并简单分析此电路如何工作？请画出另一种控制蜂鸣器的电路。蜂鸣器分为两类。1、有源蜂鸣器；2、无源蜂鸣器有源蜂鸣器比较简单，只要有电流通过，蜂鸣器就会发声。一般改变不了音调和音量。无源蜂鸣器要给•定频率的脉冲信号，蜂鸣器才会发出声音。对于无源蜂鸣器只要改变频率就可以改变蜂鸣器的音调、改变占空比就可以改变声音的大小。此电路中P44口置低电平，三极管导通，5V电压加到蜂鸣器上，蜂鸣器响。四、程序设计蜂鸣器控制程序及注释：if(RI)(RI=O;SendByte('4')；whilc(SBUF=='4')(BEEP=0;//P4A4口接低电平)P()=()Xff;}主程序及注释：#include<reg52.h>#include"delay.h"#include"intrins.h"#include"datatype.h"voidConfigUART(uintl6baud);〃串口初始化voidSelectHC138(uint8channel);voidSendByte(uint8dal);〃发送一个字节voidmain()(SelectHCI38(0);ConfigUART(9600);while(l);voidSelectHC138(uint8channel)(switch(channel)(case0:PI=(PI&0xlf)|0x00;break;//发光二极管(LEDSO))voidSendByte(uint8dal)(SBUF=dat;while(!TI);TI=0;voidConfigUART(uint16baud)(SCON=OX5();〃8位数据，可变波特率TMOD&=OXOF;〃设定定时器1为16位自动重装方式TMOD|=0X20;TH1=256-(11059200/12/32)/baud;TL1=TH1;〃设定定时器初值ETI=0; 〃静止定时器I中断TR1=1;ES=1;〃打开串口中断EA=1;voidIntcrruptLJART(void)interrupt4(switch(SBUF){case'O':if(RI){BEEP=1;RI=0;SendByte('O');PO二OXFF;)break;case'I':if(RI){RI=0;PO=OX7f;BEEP=1;SendByte('r);while(SBUF==T)(delay_ms(100);PO=_cror_(PO,I);break;if(RI)(RI=0;P0=0XFE;BEEP=1;SendByte('2');while(SBUF=='2')(delay_ms(100);PO=_crol_(PO,l);break;if(RI)(RI=O;BEEP=1;SendByte('3');while(SBUF==3)(PO=OXFF;delay_ms(100);P0=0X00;delay_ms(100);break;case'4':if(RD(RI=0;SendByte('4');while(SBUF==4)(BEEP=0;)P0=0Xff;break;)}其它自定义头文件程序及注释：datatype.h文件#ifndefDATA_TYPE_H#defineDATA_TYPE_Htypedefbit_bool;//布尔型变量typcdcfunsignedcharuint8;//无符号8位整型变量typedefsignedcharint8;//有符号8位整型变量typedefunsignedshortuintl6;//无符号16位整型变量typedefsignedshortinti6;//有符号16位整型变量typedefunsignedintuint32;//无符号32位整型变量typedefunsignedlongintuinl64;//无符号64位整型变量typedefsignedintint32;//有符号32位整型变量typedeffloatfp32;//单精度浮点数(32位长度)typedefdoublefp64;〃双精度浮点数(64位长度)#endifdelay.c文件#include"delay.h"〃延时tus函数voidDelay_us(uint8t)(while(t-);I//延时Ims函数voidDelay_ms(uint8t){unsignedinti,j;for(i=0;i<t;i++)for(j=0;j<113;j++);delay.h文件#ifndefDELAY_H#defineDELAY.H#include"datatype.h"voidDelay_us(uint8t);voidDelay_ms(uint8t);#endif四、思考题修改程序，能把串口接收到控制码显示到数码管上。(选做)(说明只需展示修改部分的程序)voidIntcrruptUART(void)interrupt4(switch(SBUF)|case'O':if(RI)|RI=0;SendByte('O');LedScan(O,SMG_duanma[O]);)break;caseT:if(RI)(RI=0;ScndByteCl');LedScan(O,SMG_duanma[1]);}break;if(RI)(RI=0;SendByte('2');LedScan(O,SMGduanma⑵)；break;if(RI)(RI=O;SendByte('3');LcdScan(0,SMG_duanma[3]);)break;case4:if(RI)(RI=O;SendByte('4'