单片机串行通信实验报告(实验要求、原理、仿真图及例程)

《嵌入式系统原理与实验》实验指导

实验三调度器设计基础

一、实验目的和要求

1.熟练使用Keil C51 IDE集成开发环境，熟练使用Proteus软件。

2.掌握Keil与Proteus的联调技巧。

3.掌握串行通信在单片机系统中的使用。

4.掌握调度器设计的基础知识：函数指针。

二、实验设备

1.PC机一套

2.Keil C51开发系统一套

3.Proteus 仿真系统一套

三、实验内容

1.甲机通过串口控制乙机LED闪烁

（1）要求

a.甲单片机的K1按键可通过串口分别控制乙单片机的LED1闪烁，LED2闪烁，LED1和LED2同时

闪烁，关闭所有的LED。

b.两片8051的串口都工作在模式1，甲机对乙机完成以下4项控制。

i.甲机发送“A”，控制乙机LED1闪烁。

ii.甲机发送“B”，控制乙机LED2闪烁。

iii.甲机发送“C”，控制乙机LED1，LED2闪烁。

iv.甲机发送“C”，控制乙机LED1，LED2停止闪烁。

c.甲机负责发送和停止控制命令，乙机负责接收控制命令并完成控制LED的动作。两机的程序要

分别编写。

d.两个单片机都工作在串口模式1下，程序要先进行初始化，具体步骤如下：

i.设置串口模式（SCON）

ii.设置定时器1的工作模式（TMOD）

iii.计算定时器1的初值

iv.启动定时器

v.如果串口工作在中断方式，还必须设置IE和ES，并编写中断服务程序。

（2）电路原理图

Figure 1 甲机通过串口控制乙机LED闪烁的原理图

（3）程序设计提示

a.模式1下波特率由定时器控制，波特率计算公式参考：

b.可以不用使用中断方式，使用查询方式实现发送与接收，通过查询TI和RI标志位完成。

2.单片机与PC串口通讯及函数指针的使用

（1）要求：

a.编写用单片机求取整数平方的函数。

b.单片机把计算结果向PC机发送字符串。

c.PC机接收计算结果并显示出来。

d.可以调用Keil C51 中的printf来实现字符串的发送。

e.单片机的数码港显示发送的次数，每9次清零。

（2）参考电路原理图

Figure 2 单片机与PC串口通讯及函数指针的使用原理图

（3）程序设计要求

a.编写求平方函数时，采用函数指针来编写。

b.参考头文件模式，完善设计项目文件结构。

四、思考题

1.如果实验1如何使用实验2的成果来改写

2.请结合实例说明什么是函数指针及如何使用函数指针。

五、实验报告要求

1.简述编写C程序，并联合调试程序的过程。

2.解释编写的实验程序的代码，描述实验结果。

3.解答思考题。

4.简述实验的心得。

《嵌入式系统原理及实验》实验报告

Lab 3调度器设计基础

一、甲机通过串口控制乙机LED闪烁

(一)实现原理

1.总体思路

2.通过发送缓冲寄存器SBUF，以及接收缓冲寄存器SBUF，将在甲机上初始化的要发送的数据

'A','B','C','D'存入一个数组，通过超级循环内设定的一个按键控制函数，依次发送给乙机，由乙机

接收并让相应的LED灯闪烁。

3.硬件设计

4.上图所示

的是单击Play以后开始仿真，此时没有按键按下，甲机乙机均处于等待状态之下。

*******************************************************************

上图所示按键第一次按下，甲机发送字符'A'，D1灯闪烁，乙机接收字符'A'，并显示相应与甲机D1灯位置对应的D2灯闪烁。

*******************************************************************

以上两幅图是在一起的，也许是LED灯启动以及延迟还有甲、乙机发送接收数据时间差等各方面的差异，甲机的D3灯和乙机的D4灯亮不到一块去，它们交替着闪烁，此闪彼灭。

总之，以上两幅图所呈现的，是当按键第二次按下，甲机发送字符'B'，并闪烁D3灯，乙机接收字符'B'，并闪烁相应的D4灯。

*******************************************************************

上图所示按键第三次按下，控制甲机发送字符'C'，并同时闪烁D1和D3灯，与此同时，乙机接收甲机发来的字符'C'，并同时闪烁D2、D4灯。图中所示的是LED灯一闪一灭时的亮状态，灭状态的截图此处省去。

*******************************************************************

上图所示按键第四次按下，甲机向乙机发送字符'D'，同时使得D1、D3灯灭掉，乙机接收完字符'D'之后，也使得其控制的D2、D4灯停止闪烁。

5.软件设计

流程图：

开始

↓←←←←←←↑

是否有按键按下否→↑

是↓

第几次按下按键

↓

1st2nd 3rd 4th

↓↓↓↓

↓甲机发送字符：'A' 'B' 'C' 'D'

↓↓↓↓

LED1 LED3 LED1 LED1&LED3全灭

闪烁闪烁 &LED3

都闪烁

↓

乙机接收相应字符

↓

'A' 'B' 'C' 'D'

↓↓↓↓

LED2 LED4 LED2 LED2&LED4全灭

闪烁闪烁 &LED4

都闪烁

关键代码段+解释：

甲机代码段·································································

/*******************************

.O__O"…

②调用printf之前应该关闭串口中断使能

ES=0;

2

.O__O"…

SCON=0x50;用printf之前应该关闭串口中断使能

putchar('\n');

while(!TI);2.O__O"…

(二)实验再思考

1.进一步改进的设想

2.目前还没有设计得出外部中断服务程序和串行口中断服务程序同时一起用的C51程序，遇到很

多问题。希望老师今后能指导我们关于双重中断程序的编写，我自己捣鼓了好久还没捣鼓出

来。

实验的收获

收获当然很多，诸如：虚拟终端的RXD应当与串口第3脚TXD（即发送端）连接等等都是我对单片机新的认识，新的收获。

还有：

SBUF=c;用printf之前应该关闭串口中断使能

putchar('\n');

while(!TI);.O__O"…

TR1=1;//启动定时器T1

SCON=0x50;//0101，0000：串行口方式1EN=1允许接收，8位异步通信方式，8-bit UART，TI= 0; RI=0

PCON=0x00;//SMOD=0

EA=1;//开总中断允许位

ES=1;//开串行口中断

IT0=1;//外部中断0，下降沿触发

EX0=1;//允许外部中断0

p=pow2;//将求取整数平方函数的入口地址赋予函数指针

P0=led[0];//初始化数码管显示

while(1);//等待外部中断

}

void intsvr0(void) interrupt 0 //外部中断INT0

{

debouncing();//调用消抖函数

c=(*p)(n);//用函数指针形式调用求取整数平方函数

disp(n);//在数码管上显示发送次数

SBUF=c;//发送求取结果

while(TI==0);//查询等待发送是否完成

TI=0;//发送完成，TI由软件清0

vir_ter(n,c);//在虚拟终端上显示求平方结果}