甲乙两机串口通信双向控制系统软件设计与系统仿真

目录TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"题目设计要求： 1\o"CurrentDocument"系统的组成及工作原理 2\o"CurrentDocument"2.1系统组成 2\o"CurrentDocument"2.2工作原理 2\o"CurrentDocument"2.3双机通讯的方案 3\o"CurrentDocument"系统硬件电路 4\o"CurrentDocument"软件设计 5\o"CurrentDocument"4.1甲机程序设计 5\o"CurrentDocument"4.2乙机程序设计 8\o"CurrentDocument"系统仿真调试 12\o"CurrentDocument"设计体会和收获 13\o"CurrentDocument"参考文献 14题目设计要求：甲乙两机串口双向通信设计要求：利用51单片机，RS232芯片，LED灯，数码管进行双机通信设计。甲机可按键控制乙机的LED显示；乙机可按键控制甲机的数码管显示。完成以下设计环节：1） 使用AltiumDesmger开发工具，设IT电路原理图。2） 使用Uvision2开发平台，釆用C语言或汇编语言设计软件程序。3） 使用PROTEUS仿真软件，设计仿真原理图并运行软件程序，完成系统仿真。系统的组成及工作原理2.1系统组成本次设计是用两个单片机（称为屮机和乙机）之间采用方式1双向串行通信。中机的按键可通过串口控制屮机、乙机的2个LED灯，按一次屮机、乙机的LED1点亮，LED2灭，按两次甲机、乙机LED1灭，LED2点亮，按三次甲机、乙机的LED1和LED2全亮。乙机的按键课控制串口向屮机发送按下的次数，按下的次数通过串口显示在屮机P0口的数码管上，IIIJit设计出总体框图。图2.1总体框图2.2工作原理双机通信系统通过屮乙单片机的串行口来实现数据的收发。屮单片机通过开关电路来启动发送程序，甲机当开关按下时向乙机发送一个数据，乙机上蜂咛器发出声音提示有数据发送过来，乙机通过接收中断来接收和开关判断是否接收屮机发送过来的数据，并通过编写好的数据代码在8个发光二极管上显示主机发送过来的数据。乙单片机通过开关电路来启动发送程序，乙机给屮机发送一数据，屮机上蜂咛器发岀声音提示有数据发送过来，甲机通过接收中断来接收和开关判断是否接收乙机发送过来的数据，并通过编写好的数据代码在8个发光二极管上显示乙机发送过来的数据。

2.3双机通讯的方案设计方案：该系统采用主从共两片AT89C51单片机来实现上位机对下位机的控制，由于是近距离的双机通信，我们采用单片机直接交义连接的方式，上位机发送的数据由吊行口TXD端输出，直接山下位机的串行口数据接收端RXD接收。需要注意的是一定要保证主从机相同的数据传输速率,即要求设置相同的波特率。电路分为数码管显示模块，指示模块、以及单片机工作的基本复位、晶振模块。屮机由3个数码管，4个独立键盘开关，1个蜂咛器组成。乙机由8个发光二极管，一个蜂咛器，1个数字温度传感器DS18B20组成。单片机上最基本的两个电路：复位电路（图2.2）和晶振电路（图2.3）图2.2图2.2复位电路图XTALi.11..059MHzXTALi.11..059MHz・XTAL2-円口27pIC3-=I—ip27p图2.3晶振电路图

3・系统硬件电路第一步将两组按键和LED灯分别连接到单片机Ul、U2的P1口，第一.步将单片机U1的

P0口分别连接到数码显示管上进行显示，第三步将单片机U1的P0口连接到排阻上，第四步分

别将单片机Ul、U2的P3口连接到各自的线驱动器/接收器上，第五步将两个线驱动器/接收器

分别连接到各自的DE・9接口上，最后再将单片机Ul、U2通过DE・9连接器进行连接，来实现

双机通讯。• ••••••• • • • • • • ••••••• ••••••• • • • • •rXt/lee• ••• • • • • • • ••••• • • • • • • ••••••• • • • • • •I 只也巴“鈕 • ••••••• •• •• •• ••••••• ••••••• •• • • •• ••••• •• •••• ••••••• •• •• ••I d・ ・U1>XTAL1KTALZFODTXDOP口PD^AD2P口那旧P0.4?AD<P05TAD5ftsn-PO.7WD7PHU*姫P2.VXSP22TK1DPN311ALEP2.WR12立PZ^TAiaP2A^AUPZ.7rA.1Spinp^rvnxnP1.1P3.inxi>P12F32mTTT]P13P3^WT7P1.4P3.4/TDP1SP3^rripugP2顾氏P1.7pa.rrw~5~CU0CK-11DSB2MHI••••••••甲川饭谡彷诞乙皿L圧z&LjOCk-11JQSB2MHx'ZTCsir©#),)R2・U1>XTAL1KTALZFODTXDOP口PD^AD2P口那旧P0.4?AD<P05TAD5ftsn-PO.7WD7PHU*姫P2.VXSP22TK1DPN311ALEP2.WR12立PZ^TAiaP2A^AUPZ.7rA.1Spinp^rvnxnP1.1P3.inxi>P12F32mTTT]P13P3^WT7P1.4P3.4/TDP1SP3^rripugP2顾氏P1.7pa.rrw~5~CU0CK-11DSB2MHI••••••••甲川饭谡彷诞乙皿L圧z&LjOCk-11JQSB2MHx'ZTCsir©#),)R2zznR3D1'R1••D2•・・NZO・•・・…弹・：・・・・G・J・・>KFAL1KTALZRan-pomDDPH.WjMHm2iM2p口那旧PD5TAPSP口砂DGPD.TfAPTPznj*EP2.UASPZ2/A1OF5E1TP2^A11ALEP2.WK12瓯P2A^A13P2^fKHPZ.7rA.1SPMpaxyflxoP1.1P3.1/TXDP12P3z/nrraP13PUP3.4H11PISP3J5TT1P1J6P3AWPI.?P3.T/W9'2-T~* ****** * * * * * * * *25*□D-必协[遨曲甲朋嫂田誉县方—1ZslMzlzrWFPN诃-11"TFC5；；；；；；CH01-T1IMTHITTR.1OUTaiiMTZIM•nz^UTR30IJTR2IM冋VB-CZ*CZ-土.ryriji1117w"C3C4. C7 --CUInfC1-•••11T1IMK10UTT2IMR20UTT^UTR1IMTOUTKZINMWXZ32VS-cz*cz-C6C2uf.图3.1线路原理图软件设计本系统的软件设计流程图。系统设计代码分为以下儿个部分：初始化串行、发送数据、接收数据、键盘输入、数值转换、LED显示，数码管显示，用keil编译。4.1甲机程序设计屮机程序设计框图如下（图4.1）,开始将两个单片机进行初始化。然后按动按键K1,屮机发送信号，乙机查询接收后回送应答，屮机中断接收应答，两机的LED闪烁。再次按动按键K1,重复上述过程。开始初始化屮机发送乙机查询接收乙机回送应答屮机中断接收应答LED闪烁结束图4・1甲程序设计框图甲机程序:// 甲机程序代码 #iiiclude<reg5l.h>#defineuintunsignedint#defineucharunsignedcharsbitledl=PlAO;sbitled2=PlA3;sbitkev=PlA7;J 7//-共阳极数码管段码 ucharcodetable[]={0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92?0x82,0xF8,0x80,0x90,0xff};ucharnum;// 延时 voiddelay(uiiitz){uintx.y;foi(x=z;x>0;x—)for(y=110;y>0;y-);}//-串行口发送函数・voidtransfer(ucharc){SBUF=c;wlule(TI==0);TI=0;}voidmainQ 〃主函数num=0;PO=OxOO;SCON=0x50;〃串行口工作在方式1,既可以发送数据，也可以接收数据TMOD=0x20;//定时器T1工作在方式2PCON=OxOO;THl=(256・253)/32;TL1=(256・253)%32;RI=O;TI=O;TR1=1;IE=0x90;〃串行口中断打开wlule(l){if(kev==O){while(kev==O);num=(num+1)%4;}switch(num){case0:transfer(,D,);ledl=l;led2=l;break;case1:transfe^^1);led1=0;led2=l;break;case2:transfe^B1);ledl=l;led2=0;break;case3:tmnsfh(C);led1=0;led2=0;break;delav(lOO);}}}voidrecieveQinterrupt4{if(RI==l){RI=0;PO=~table[SBUF];}}4.2乙机程序设计乙机程序设计框图如下（图4.2）,开始将两个单片机进行初始化。然后按动按键K2,乙机发送信号，屮机查询接收后回送应答，乙机中断接收应答，屮机的数码管开始计数。再次按动按键K2,重复上述过程。

开始图4.2乙机设计框图乙机程序：ZLL-fj：J0#mclude<reg5l.h>#defineuiiitunsignedint#defineucharunsignedcharsbitledl=PlAO;sbitled2=PlA3;sbitkev=PlA7;Jucharnum=10;// 延时 voiddelay(uiiitz){uintx.y;for(x=z;x>0;x—)for(y=110;y>0;y-);}voidmainQ/〃主函数iSCON=0x50;〃串行口工作在方式1,既可以发送数据，也可以接收数据TMOD=0x20;PCON=OxOO;〃定时器T2工作在方式2THl=(256-253)/32;TL1=(256・253)%32;RI=0;TI=0;TR1=1;IE=0x90;〃串行口中断打开ledl=led2=l;wlule(l){if(key==0){while(kev==O);num=(num+1)%11;SBUF=num;while(TI==O);TI=O;}}}voidrecieveQintemipt4{if(RI==l){RI=0;switch(SBUF){casefAr:ledl=0;led2=l;break;case'B*:led1=1;led2=0;break;case'C*:led1=0;led2=0;break;caseD1:ledl=l;led2=l;// delav(lOO);}}elseledl=led2=l;}1J

系统仿真调试编译好代码后，用ProteusISIS画好原理图，把编译好的屮乙两机程丿了;的HEX文件，下载到原理图的单片机UI、U2中，点击运行系统仿真，查看显示效果，当按动K1时屮乙两机的LED发生变化，当按动K2时屮机的数码显示管开始计•数。经过测试显示结果与预期结果一致,系统运行正常。19D1hR2比刑乙■■丄ZZD0213TTF乙凤按趙視的I甲凤繳阿玄总〒匹U12B«XT7甲Hl核如杭斜乙HILED何严>XTAL1POIYADXTAIZPD.VAD1PD^AD2PD^AD3PO.4/AD*PDSTAD5PD^ADGPSTPD.V/AD?P2£y/*2P2.VA9P22ZA1DP23*A11ALEP2.WA12駅P2STA13P2«AUP2.7ZA15P1DP1.1P3IVRXDP3.1/TXI>P12P13PSZHETP33H1TP1.f19D1hR2比刑乙■■丄ZZD0213TTF乙凤按趙視的I甲凤繳阿玄总〒匹U12B«XT7甲Hl核如杭斜乙HILED何严>XTAL1POIYADXTAIZPD.VAD1PD^AD2PD^AD3PO.4/AD*PDSTAD5PD^ADGPSTPD.V/AD?P2£y/*2P2.VA9P22ZA1DP23*A11ALEP2.WA12駅P2STA13P2«AUP2.7ZA15P1DP1.1P3IVRXDP3.1/TXI>P12P13PSZHETP33H1TP1.fP3.4HDP1SP3ST1P,£PI.?P3AC75JKP3.7/IF*RP11C5dH11b1uFCl*C1-T1IMT10UTR10UTR1IMTZIMTOUTR2JUTR2IM1WXZ3ZYS*VB-02*C2-L：•^XTAL1PDiyADDXTA12PCI.VAD1PD^AD2PD3*AD3RETTPCI.WAD<PDSTAD5PDJ&AD6PO.7ZAD7P2£V/*2P2.VA9P2^A1DP2^A11ALEP2.4/A12◎P2S^A13P1BP2fi*AUP2.7ZA15P31YRXDP1.1P12P3.irr>iP3WIUP13P