单片机IO口模拟串行实现数据通信
目录
1设计任务与要求 (1)
２总体方案设计 (1)
2.1串行通信的方式设计 (1)
2.1.1并行I/O口 (1)
2.1.2通信的基本原理 (2)
2.1.3 89C51的串行口 (5)
2.1.4 用IO口模拟串口通信 (7)
2.2 数码管显示设计 (7)
2.3 LED灯显示设计 (8)
３单元电路设计 (8)
3.1硬件设计 (8)
3.1.1复位电路设计 (10)
3.1.2时钟电路 (10)
3.1.3 显示电路设计 (11)
3.1.4电平转换电路 (12)
3.2软件设计 (14)
3.2.1 程序设计流程图 (14)
3.2.2 单片机IO口模拟串口实现数据通信的源程序 (15)
4系统仿真 (18)
5收获与体会 (20)
6参考文献 (21)
单片机IO口模拟串口实现数据通信
1设计任务与要求
本设计为单片机IO口模拟串口实现数据通信，它可以用单片机的IO口实现单片机RX和TX的功能。具体要求如下：
●用单片机的P3.4和P3.5分别模拟RX和TX的串行通信功能，能够接收和发送
数据。
●通过PC机的键盘输入字符，并传送给单片机，由单片机接收后，发达给PC机，
由PC机加以显示。
●单片机接收由键盘输入的数据后，如果是数字，则由数码管显示，并由LED灯
表示其ASCII码，如果是其他字符，则由仅由LED灯显示其ASCII码。
２总体方案设计
2.1串行通信的方式设计
本设计要求用单片机的IO口来模拟串口的串行通信，因此有必要先简要介绍一下单片机的IO和通信的基本原理与串行口P3.0和P3.1。
2.1.1并行I/O口
MCS-51单片机共有4个双向的8位并行I/O端口（Port），分别记作P0-P3，共有32根口线，各口的每一位均由锁存器、输出驱动器和输入缓冲器所组成。实际上P0-P3已被归入特殊功能寄存器之列。这四个口除了按字节寻址以外，还可以按位寻址。由于它们在结构上有一些差异，故各口的性质和功能有一些差异。
P0口是双向8位三态I/O口，此口为地址总线（低8位）及数据总线分时复用口，可驱动8个LS型TTL负载。P1口是8位准双向I/O口，可驱动4个LS 型负载。P2口是8位准双向I/O口，与地址总线（高8位）复用，可驱动4个LS型TTL负载。P3口是8位准双向I/O口，是双功能复用口，可驱动4个LS型TTL负载。P1口、P2口、P3口各I/O口线片内均有固定的上拉电阻，当这3个准双向I/O口做输入口使用时，要向该口先写“1”，另外准双向I/O口无高阻的“浮空”状态，故称为双向三态I/O 口。
2.1.2通信的基本原理
串行通信只用一位数据线传送数据的位信号，即使加上几条通信联络控制线，也用不了很多电缆线。因此串行通信适合远距离数据传送。，如大型主机与其远程终端之间、处于两地的计算机之间采用串行通信就非常经济。当然串行通信要求有转换数据格式、时间控制等逻辑电路，这些电路目前已被集成在大规模集成电路（称为可编程串行通信控制器），使用很方便。
通信方式有两种：并行通信和串行通信。通常根据传送的的距离决定采用哪种通信方式。例如，在IBM—PC机与外部设备（如打印机等）通信时，距离小于30m，则可采用并行通信方式，当距离大于30m时，则要采用串行通信方式。89C51单片机具有并行和串行两种基本通信方式。
并行通信是指数据的各位同时进行传送（发送或接收）的通信方式。其优点是传送速度高；缺点是数据有多少位，就需要多少根传送线。例如，89C51单片机与打印机之间的数据传送就属于并行通信。图1所示为89C51单片机与外设之间8位数据并行通信的连接方法。并行通信在位数多、传送距离又远时就不太合适了。
图1 两种通信方式连接
串行通信指数据是一位一位按顺序传送的通信方式。它的突出优点是只需一对传输线（利用电话线就可以作为传输线），这样大大降低了传送成本，特别适用于远距离通信；其缺点是传送速度较低。假设并行传送N位数据所需时间为T，那么串行传送的时间至少为NT，实际上问题总是大于NT的，图1(b)所示为串行通信方式的连接方法。
串行通信的传送方式通常有3种：单向（或）单工配置，只允许数据向一个方向传
送；半双向（或半双工）配置，允许数据向两个方向中的任一方向传送，但每次只能有一个站点发送；全双向（或全工）配置，允许同时双向传送数据，因此，全双工配置是一对单向配置，它要求两端的通信设备都有完整和独立的发送和接收能力。
串行通信有两种基本的通信方式：异步通信和同步通信。
●异步通信
在异步通信中，数据是一帧一帧（包括一个字符代码或一字节数据）传送的，第一帧的数据格式如图2所示。
在帧格式中，一个字符由4部分组成：起始位、数据位、奇偶校验位和停止位。首先是一个起始位（0），然后是5—8位数据（规定低位在前，高位在后），接下来是奇偶校验位（可省略），最后是停止位（1）。起始位（0）信号只占一位，用来通知接收设备一个待接收的字符开始到达。线路上在不传送字符时应保持为1。接收端不断检测线路的状态，若连续为1以后又测到一个0，就知道发来一个新字符，应马上准备接收。字符的起始位还被用作同步接收端的时钟，以保证以后的接收能正确进行。
起始位后面紧接着是数据位，它可以 5位（D0—D4）、6位、7位或8位（D0—D7）。
奇偶校验（D8）只占一位，但在字符中也可以规定不用奇偶校验位，则这一位就可以省去。也可用这一位（1/0）来确定这一帧中的字符所代表信息的性质（地址/数据等）。
停止位用来表征字符的结束，它一定是高电位（逻辑1）。停止位可以是1位、1.5位或2位。接收端收到停止位后，知道上一字符已传送完毕，同时也为接收下一个字符作好准备—只发再接收到0，就是新字符的起始位。若停止位以后不是紧接着传送下一个字符，，则使线路电平保持为高电平（逻辑1）。图2（a）表示一个字符紧接一个字符传送的情况，上一个字符的停止位和下一个字符的起始位是紧邻的；图2（b）则是两个字符间有空闲位的情况，空闲位为期不远，线路处于等待状态。存在空闲位正是异步通信的特征之一。
例如规定用ASCII编码，字符为7位，加1个奇偶校验位、1个起始位、1个停止位，则一帧共10位。
●同步通信
同步通信中，在数据开始传送前用同步字符来指示（常约定1—2个），并由时钟来实现发送端和接收端同步，即检测到规定的同步字符后，下面就连续按顺序传送数
据，直到通信告一段落。同步传送时，字符与字符之间没有间隙，也不用起始位和停止位，仅在数据块开始时用同步字符SYNC来指示。
波特率
波特率，即数据传送速率，表示每秒钟传送二进制代码的位数，它的单位是b/s。波特率对于CPU与外界的通信是很重要的。假设数据传送速率是120字符/s，而每个字符格式包含1个代码位（1个起始位、1个终位、8个数据位）。这时，传送的波特率为： 10b／字符×120字符／s＝1200b／s
每一位代码的传送时间Td为波特率的倒数。
Td＝1b／（1200bs-1）＝0.833ms
异步通信的传送速率在50b/s--19200b/s之间，常用于计算机到终端机和打印机之间的通信、直通电报以及无线电通信的数据发送等。
图2 异步通信的一般数据格式
串行通信协议:
通信协议是对数据传送方式的规定，包括数据格式定义和数据位定义等。
通信双方必须遵守统一的通信协议。串行通信协议包括同步协议和异步协议两种。
在此只讨论异步串行通信协议和异步串性协议规定的字符数据的传送格式。
（1）起始位
通信线上没有数据被传送时处于逻辑1状态。当发送设备要发送一个字符数据时，首先发出一个逻辑0信号，这个逻辑低电平就是起始位。起始位通过通信线传向接收设备，接收设备检测到这个逻辑低电平后，就开始准备接收数据位信号。起始位所起的作用就是设备同步，通信双方必须在传送数据位前协调同步。
（2）数据位
当接收设备收到起始位后，紧接着就会收到数据位。数据位的个数可以是5、6、7或8。IBM-PC中经常采用7位或8位数据传送，89C51串行口采用8位或9位数据传送。这些数据位被接收到移位寄存器中，构成传送数据字符。在字符数据传送过程中，数据位从最低有效位开始发送，依次顺序在接收设备中被转换为并行数据。
（3）奇偶校验位
数据位发送完之后，可以发送奇偶校验位。奇偶校验用于有限差错检测，通信双方需约定已知的奇偶校验方式。如果选择偶校验，那么组成数据位和奇偶位的逻辑1的个数必须是偶数；如果选择奇校验，那么逻辑1的个数必须是奇数。
（4）停止位约定
在奇偶位或数据位（当无奇偶校验时）之后发送的是停止位。停止位是一个字符数据的结束标志，可以是1位，1.5位或2位的高电平。接收设备收到停止位之后，通信线路上便又恢复逻辑1状态，直至下一个字符数据的起始位到来。
（5）波特率设置
通信线上传送的所有位信号都保持一致的信号持续时间，每一位的信号持续时间都由数据传送速度确定，而传送速度是以每秒多少个二进制位来衡量的，这个速度叫波特率。如果数据以300个二进制位每秒在通信线上传送，那么传送速度为300波特，通常记为300b/s。
2.1.3 89C51的串行口
89C51单片机除具有4个8位并行口外，还具有串行接口。此串行接口是一个全双工串行通信接口，即能同时进行串行发送和接收数据。它可以作UATR（通用异步接收和发送器）用，也可以作同步移位寄存器用。使用串行接口可以实现89C51单片机系统之间点对点的单机通信和89C51与系统机（如IBM-PC机等）的单机或多机通信。
通信和89C51与系统机（如IBM-PC机等）的单机或多机通信。
图3 串行口内部结构示意图
结构
89C51通过引脚RXD（P3.0，串行数据接收端）和引脚TXD（P3.1，串行数据发送端）与外界进行通信。其内部结构简化示意图如图3所示。
图3中有两个物理独立的接收、发送缓冲器SBUF，它们占用同一低值99H，可同时发送、接收数据。发送缓冲器只能写入，不能读出；接收缓冲器只能读出，不能写入。
串行发送与接收的速率与移位时钟同步。89C51用定时器T1作为串行通信的波特率发生器，T1溢出率经2分频（或不分频）后又经16分频作为串行发送或接收的移位脉冲。移位脉冲的速率即是波特率。
从图中可看出，接收器是双缓冲结构，在前一个字节被从接收缓冲器SBUF读出之前，第二个字节即开始被接收（串行输入至移位寄存器），但是，在第二个字节接收完毕而前一个字节CPU未读取时，会丢失前一个字节。
串行口的发送和接收都是以特殊功能寄存器SBUF的名义进行读或写的。当向SBUF 发“写”命令时（执行“MOV SBUF,A”指令），即是向发送缓冲器SBUF装载并开始由TXD引脚向外发送一帧数据，发送完便使发送中断标志位TI=1。
在满足串行口接收中断标志位RI（SCON.0）=0的条件下，置允许接收位REN（SCON.4）=1就会接收一帧数据进入移位寄存器，并装载到接收SBUF中，同时使RI=1。当发读SBUF命令时（执行“MOV A,SBUF”命令），便由接收缓冲器（SBUF）取出信息通过89C51内部总线送CPU。
对于发送缓冲器，因为发送时CPU是主动的，不会产生重叠错误，一般不需要用
双缓冲器结构来保持最大传送速率。
串行口控制字及控制寄存器
89C51串行口是可编程接口，对它初始化编程只用两个控制字分别写入特殊功能寄存器SCON（98H）和电源控制寄存器PCON（87H）中即可。
2.1.4 用IO口模拟串口通信
IO口没有89C51的串口结构，因此IO不能自动发送数据和接收数据，也没有发送中断标志和接收中断标志。而89C51串口还有T1计时器的参与，用来产生波特率。因此，需要在程序中模拟串口的通信方式以及定义数据的格式。
模拟串口的通信方式采用方式1，即为10位为一帧数据接口，1个起始位、8位数据位（低位在前）和1位停止位，共10位。并且每位持续的时间为100us。先发送或接收起始位0，接着准备发送或接收8位数据位，最后发送或接收停止位1。
本设计中采用P3.4来模拟TX串口发送端口，用P3.5来模拟RX串口接收端口。因此发送的10位数据由P3.4送出，接收的10位数据由P3.5输入，并等待CPU进行处理。
2.2 数码管显示设计
本设计主要在于显示，显示由键盘输入的字符的ASCII码，如果是数字，则由一位LED数据管显示，并由LED灯显示。若为其他的字符，仅由LED灯显示。从键盘输入字符通过软件模拟或者通过PC机中附件中终端设备来显示。输入与显示可以由C函数库存中的函数printf和scanf来实现。
单片机中通常使用7段LED构成字型“8”，另外，还有一个小数点发光二极管，以显示数字、符号及小数点。这种显示器有共阴极和共阳极两种。发光二极管的阳极连在一起的（公共端K0）称为共阳极显示器，阴极连在一起的（公共端K0）称为共阴极显示器。一位显示器由8个发光二极管组成，其中，7个发光二极管构成字型“8”的各个笔划a-g，另一个小数点为dp发光二极管。当在某段发光二极管上施加一定的正向电压时，该段笔划即亮；不加电压则暗。为了保护各段LED不被损坏，须外加限流电阻。
以共阴极LED为例，各LED公共阴极K0接地。若向个控制端a、b、…、g、dp顺次送入11100001信号，则该显示器显示“7.”字型
共阴极与共阳极7段LED显示数字0-9的编码（a段为最低位，dp点为最高位）。
如表1所示。
表1 共阴极和共阳极7段LED显示字型编码表
显示字
符
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
共阴极段选码
3F
（B）
06
（36）
5B
（DB）
4F
（CF）
66
（F6）
6D
（FD）
7D
（FD）
07
（87）
7F
（FF）
6F
（EF）
共阳极段选码
C0
（40）
F9
（79）
A4
（24）
B0
（30）
99
（19）
92
（12）
82
（02）
F8
（78）
80
（00）
90
（10）
LED显示器有静态显示和动态显示两种方式。为了节省单片机的外部资源，采用动态显示技术。但是，本设计只需要采用一位数码管显示ASCII码，因此无须采用动态显示，因为P口有锁存器的功能，只要将待输出的七段码输出到接数码管的P口即可无须重复扫描。数码管的显示会维持到下一个七段码输出改变为止。
2.3 LED灯显示设计
LED，即发光二极管，当它的两端正向导通时，电阻很小，有电流通过，当加反向电压时，电阻可以看成无穷大，无电流通过。因此它有普通二极管的功能，另外，它的另一个重要用途是将电信号变为光信号，通过光缆传输，然后再用光电二极管接收驱动一光电二极管。
因此，发光二极管有电平指示作用。在本设计中，将LED灯的负极接到P口，也是为了防止一上电就导通。若将正极接到P口，一上电复位，P口输出即为高电平，LED 导通，没有对信号的指示作用。因此，必须将负极接到P口，然后正极通过一个限流电阻接到5V电源。当P口输出高电平时（包括复位的高电平），LED灯灭，当P口输出低电平时，LED灯亮，指示输出为低电平。
３单元电路设计
3.1硬件设计
3
2
1
D
C B
EA/VP
31
X1
19
X2
18
RESET
9
RD
17
WR
16
INT0
12
INT1
13
T0
14
T1
15
P10
1
P11
2
P12
3
P13
4
P14
5
P15
6
P16
7
P17
8
P00
39
P01
38
P02
37
P03
36
P04
35
P05
34
P06
33
P07
32
P20
21
P21
22
P22
23
P23
24
P24
25
P25
26
P26
27
P27
28
PSEN
29
ALE/P
30
TXD
11
RXD
10
U1
8051
1
2
3
4
5
6
7
a
b
c
d
e
f
g
8dp
9
GND
a
b
f
c
g
d
e
dp
DS1
REDCC
1
23456789
RP1
RESPACK4 1
2
3
4
5
6
7
8
9
RP2
RESPACK4
1
12
D1
LED1
12
D2
LED1
12
D3
LED1
12
D4
LED1
12
D5
LED1
12
D6
LED1
12
D7
LED1
12
D8
LED
VCC
VCC
1
6
2
7
3
8
4
9
5
J1
DB9
R1 IN
13
R2 IN
8
T1 IN
11
T2 IN
10
R1 OUT
12
R2 OUT
9
T1 OUT
14
T2 OUT
7
C1+
1
C1 -
3
C2+
4
C2 -
5
U2
MAX232ACPE(16)
C3C4
T0
T0
T1
T1 C1
22pF
C2
22pF
Y1
12.000MHZ
C3
10uF
R2
200
R1
1K
S1
SW-PB
VCC
RST
X1
X2
RST
X1
X2
本设计的总体硬件电路原理图如下：
图4 设计的总体电路原理图
3.1.1复位电路设计
MCS-51单片机的复位是由外部的复位电路来实现的。复位引脚RST通过一个斯密特触发器与复位电路相连，斯密特触发器用来抑制噪声，在每个机器周期的S5P2，斯密特触发器的输出电平由复位电路采样一次，然后才能得到内部复位操作所需要的信号。
上电复位：上电复位电路是—种简单的复位电路，只要在RST复位引脚接一个电容到VCC，接一个电阻到地就可以了。上电复位是指在给系统上电时，复位电路通过电容加到RST复位引脚一个短暂的高电平信号，这个复位信号随着VCC对电容的充电过程而回落，所以RST引脚复位的高电平维持时间取决于电容的充电时间。为了保证系统安全可靠的复位，RST引脚的高电平信号必须维持足够长的时间。
电路图如图5所示。
D
C
B
C3
10u F
R2
200
R1
1K
S1
SW-PB
VCC
RST
X1
图5 复位电路
3.1.2时钟电路
时钟是单片机的心脏，单片机各功能部件的运行都是以时钟频率为基准，有条不紊的一拍一拍地工作。因此，时钟频率直接影响单片机的速度，时钟电路的质量也直接影响单片机系统的稳定性。常用的时钟电路有两种方式：一种是内部时钟方式，另一种为外部时钟方式。本文用的是内部时钟方式。
电路图如图6所示。
12B
A C1
22p F C2
22p F
Y1
12.000MHZ
X1
X2
图6 时钟电路
MCS-51单片机内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器，该高增益反向放
大器的输入端为芯片引脚XTAL1，输出端为引脚XTAL2。这两个引脚跨接石英晶体振荡器和微调电容，就构成一个稳定的自激振荡器。
3.1.3 显示电路设计
本设计的显示电路包括两部分，即数码管显示部分和LED 灯显示部分。
数码管显示电路如图7所示。
3
2
EA/VP 31X119X2
18RESET
9
RD 17WR 16INT012INT113T014
T115P10
1P112P123P134P145P156P167P178P0039P0138P0237P0336P0435P0534P0633P07
32
P20
21
P21
22
P22
23
P2324P24
25
P25
26
P26
27
P27
28
PSEN
29
ALE/P
30
TXD 11
RXD
10
U18051
1234567a b c
d e f g 8
d p
9
GND
a b f c g d e d p DS1REDCC 1
2
3456789
RP1
RESPACK4
VCC T0T1RST X1X2 图7 数码管显示电路 采用P0
口作为段码输出端口，由于只有一位数码管显示，位选端可以直接接地，一直处于选通状态。另外，P0有特殊的物理结构，即漏极开路电路，所以得在输出端
接上拉电阻，通过上拉电阻接到5V 电源，上拉电阻一般采用1K 大小。
数码管显示子程序比较简单，只要通过查表找到对应的七段码，输出到数码管，就
可以显示出想要的符号或数字。如输入的数字为9，经过查找共阴极的七段码表找到
Dis_Table[9],即0x6f,将0x6f ，即01101111B 对应的dpgfedcba 输出到P0口，即gfdcba 六段为高电平，显示为亮，即显示数字9。
LED 灯显示电路如图8所示。
2
1
D
C B
EA/VP 31
X119X2
18
RESET
9
RD 17WR 16INT012INT113T014
T115P101P112P123P134P145P156P167P178P0039P0138P0237P0336P0435P0534P0633P0732P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P27
28
PSEN
29
ALE/P
30
TXD
11RXD
10
U1
8051
1
2
3456789RP2
RESPACK4
11
2D1LED 112D2LED 112D3LED 112D4LED 112D5LED 112D6LED 112D7LED 11
2
D8LED
VCC
T0T1C3
10u F
S1
SW-PB
VCC RST X1X2
图8 LED 灯显示电路
LED 灯显示由P1
口来完成，由于是低电平输出有效，即灯灭才表示输出的是高电平，因此不符合习惯，需要对将要输出的段码进行取反运算。 比如从键盘输入数字7，ASCII 码为37，即00110111B ，取反后，为11001000B ，将此码输出到P1口，则P1.0、P1.1、P1.2和P1.4、P1.5亮，亮的位表示1，即显示的是37。
3.1.4电平转换电路
利用89C51单片机的串行口与PC 机的串行口COM1或COM2进行串行通信，将单片机采集的数据传送到PC 机中，由PC 机的高级语言或数据库语言对数据进行整理及统计等复杂处理；或者实现PC 机对远程前沿单片机进行控制。
在实现计算机与计算机、计算机与外设间的串行通信时，通常采用标准通信接口、这样就能很方便地把各种计算机、外部设备、测量仪器等有机地连接起来，进行串行通信。
ELA RS-232C 是目前最常用的串行接口标准，用于实现计算机与计算机之间、计算机与外设之间的数据通信。
该标准的目的是定义数据终端设备（DTE ）之间接口的电气特性。一般的串行通信
系统是指微机和调制解调器（modem ），如图7-20。调制解调器叫数据电路终端设备（简称DCE ）。 RS-232C 提供了单片机与单片机、单片机与PC 机间串行数据通信的标准接口。通信距离可达到 15 m 。
为了保证二进制数据能够正确传送，设备控制准确完成，有必要使所用的信号电平保持一致。为满足此要求，RS-232C 标准规定了数据和控制信号的电压范围。由于RS-232C 是在TTL 集成电路之前研制的，所以它的电平不是+5V 和地，而是采用负逻辑，规定+3V —15V 之间的任意电压表示逻辑0电平，-3V —15V 之间的任意电压表示逻辑1电平。
本设计中采用MAX232芯片，电路如图9所示。
1
62738495
J1DB9
R1 IN 13R2 IN 8T1 IN 11T2 IN 10R1 OUT 12R2 OUT 9T1 OUT 14T2 OUT
7C1+1C1 -3
C2+4C2 -5
U2
MAX232ACPE(16)
C3
C4
T0
T1
图9 电路转换电路图
此电路图中，从MAX232芯片中两路发送接收中任选择一路作为接口。应注意其发送、接收的引脚要对应。如果使T1 IN 接单片机的发送端TXD ，也就是T0，则PC 机的RS —232的接收端RXD 一定要对应接T1 OUT 引脚。同时，R1 OUT 接单片机的RXD 引脚，PC 机的RS —232的发送端TXD 对应妆R1 IN 引脚。
3.2 软件设计
3.2.1 程序设计流程图.
开始
初始化四个P口
发送字符串1和2
由PC机显示字符串1和字
符串2，并准备接收数据
接收PC机键盘输入的数据
在P1口用LED显示接收
到的字符的ASCII码
接收到的字符为数字？
用数码管显示数字字符
发送字符到PC机，
并由PC机显示
接收到回车键
发送换行字符
图10 程序设计流程图
本设计的主要程序部分是发送和接收数据，即发送和接收10位数据。在数据发送和接收时，关键在于延时，延时的长短决定了波特率，即数据传送的速率。识别此数据传送完和是否开始传送的标志是起始位和停止位。因此在发送数据前要发送起始位0，然后再发送8位数据，最后发送1位停止位。接收时，是否是新的数据，即是否决定接收数据，得判定是否为起始位0，接收完后，再判定接收的是否为停止位1。
3.2.2 单片机IO口模拟串口实现数据通信的源程序
单片机IO口模拟串口实现数据通信的源程序如下：
#include
#include
#include
typedef unsigned char uchar;
typedef unsigned int uint;
#define DISPLAY P0
#define LED P1
sbit TX = P3^4;
sbit RX = P3^5;
uchar code Dis_Table[] ={0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,
0x7F,0x6F,0x77,0x7C,0x39,0x5e,0x79,0x71};
//{0xed,0x88,0xb5,0xb9,0xd8,0x79,0x7d,0xa8,0xfd,0xf9};
uchar Buf=0;
uchar temp;
bit Flag=0;
void DelayMs(uint t)
{
uchar i;
while(t--)
{
for(i = 0; i < 112; i++)
;
}
}
void Uart_Delay()
{
uchar t = 7;
while(t--)
_nop_();
}
void Intial()
{
P1 = 0xFF;
P2 = 0xFF;
P0 = 0x00;
P3 = 0xFF;
}
void IOsend_char( unsigned char ch ) {unsigned char h, da , temp;
da = ch;
TX = 0;
Uart_Delay();
for( h = 0; h < 8; h++ )
{temp = da & 0x01;
TX = temp;
da = _cror_( da,1 );
Uart_Delay();
}
TX = 1;
Uart_Delay();
}
void IOsend_string( unsigned char *str ) { unsigned char k, l;
l = strlen( str );
for( k = 0; k <= l; k++ )
{ IOsend_char( *( str+k ) );
}
}
void IOrec_char(void)
{unsigned char h, da = 0;
while( RX ) ;
Uart_Delay();
Uart_Delay();
for( h = 0; h < 7; h++ )
{if( RX ) da |= 0x80;
else da |= 0x00;
da = _cror_( da,1 );
Uart_Delay();
_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();
}
Uart_Delay();
Buf=da;
}
main()
{ uchar tab1[]= {"WLECOME!!\r\n"};
uchar tab2[]= {"Da Cong,Please Press Keyboard!!\r\n"}; uchar n;
Intial();
IOsend_string(tab1);
IOsend_string(tab2);
while(1)
{IOrec_char();
P0 = 0x00;
P1 = ~Buf;
P2=0x02;
if(Buf >= 0x30 && Buf <= 0x39)
{
n = Buf & 0x0F;
DISPLAY = Dis_Table[n];
}
IOsend_char(Buf);
DelayMs(1);
DelayMs(1);
if(Buf == 0x0D)
{
IOsend_char(0x0A);
DelayMs(1);
DelayMs(1);
}
}
}
4系统仿真
1.本设计protues电路仿真图如图11：
图11 程序设计流程图
2.下图为输入数字6时的显示情况。从图可以看出，数码管显示6，LED灯为00110110B，即54H，也就是数字6的ASCII。
图12 输入数字6时的仿真图
3.下图为输入大写字母E时的显示情况。从图中我们可以看出，数码管不显示，LED 灯为01000101B，即69H，也就是大写字母E的ASCII。
图13 输入大写字母E时的仿真图
51单片机IO口使用经验绝对经典
绝对经典 按常规，在51端口（P1、P2、P3）某位用作输入时，必须先向对应的锁存器写入1，使FET截止。一般情况是这样，也有例外。所谓IO口内部与电源相连的上拉电阻而非一常规线性电阻，实质上，该电阻是由两个场效应管并联在一起：一个FET为负载管，其阻值固定；另一个FET 可工作在导通或截止两种状态（姑且叫可变FET）。使其总电阻值变化近似为0或阻值较大（20千欧--40千欧）两种情况。当和端口锁存器相连的FET由导通至截止时，该阻值近似为0，可将引脚快速上拉至高电平；当和锁存器相连的FET由截止至导通时，该电阻呈现较大阻值，限制了和端口锁存器相连的FET的导通电流。 51I/O口作为输入端和外部信号相连有时必须考虑上述特性，本人在设计LTP1245热敏打印头驱动板时，资料上推介热敏头“抬头”和“纸尽”信号由头中内嵌检测电路提供，MCU IO口采集该信号时需加缓冲（如74HC04）。当时本人认为51IO口上拉电阻为一较大阻值的固定电阻，对输入信号无影响，故未加缓冲电路（为降低成本能省则省）。可到调试PCBA时发现，“抬头”、“纸尽”状态变化时，采集信号只在3.90V--5.10V之间变化,应为低电平时无低电平输出。究其原因，打印头的“抬头”、“缺纸”信号输出为一光敏三极管的集电极输出，集电极和电源间原有一个负载电阻，饱和导通设计工作电流仅为450--1100微安，当该集电极直接和MCU IO口某位相连时，IO口上拉电阻和光敏三极管负载电阻并联，当IO口上拉时，上拉电阻极小致使光敏三极管直流负载线斜率陡然增大，工作状态进入放大区而非希望的饱和区。当时在不改硬件的条件下，我几乎无计可施，甚至想到了准备烧断IO口上拉电阻（前两天我曾发帖求救怎么烧断IO 口上拉电阻的方法）后来听网友建议该方法风险较大，所以总想用软件方法解决。 后来我的解决方法是：采样信号前不是先向对应锁存器写1，而是先写入0，再写入1，延时约10毫秒以上，然后再采样（当然此法只适应于采样频率很低的情况）。这样作的目的是：先写入0迫使IO口上拉电阻先为一较大值，此时如果外部光敏三极管本来处于截止状态，当完成上述一系列锁存器的写入过程后光敏管仍为截止态，IO口正确采样到高电平；此时如果外部
第7章PIC单片机串行口及串行通信技术.pdf
第7章PIC18FXX2串行口及串行通信技术 ?教学目标 串行通信基本知识 串行口及应用 PIC18FXX2与PC机间通信软件的设计
本章知识点概要 ? 1.什么是串行通信，串行通信有什么优点？ ? 2.串行通信协议 ? 3.什么是波特率？ ? 4.PIC18FXX2中的串行口工作方式及应用 ? 5.PIC18FXX2点对点通信 ?针对PIC18FXX2串行口而言，概括为以下问题： 1、波特率设计，初始化SPBRG 2、设定通信协议（工作方式选择，SYNC） 3、如何启动PIC18FXX2接收、发送数据？ 4、如何检查数据是否接收或发送完毕？
7.1 7.1 串行通信基本知识串行通信基本知识 ?在实际工作中，计算机的CPU 与外部设备之间常常要进行信息交换，一台计算机与其他计算机之间也要交换信息，所有这些信息交换均可称为通信。 ?通信方式有两种，即并行通信和串行通信。 ?采用哪种通信方式?----通常根据信息传送的距离决定例如，PC 机与外部设备（如打印机等）通信时，如果距离小于30 m ，可采用并行通信方式；当距离大于30 m 时，则要采用串行通信方式。PIC18FXX2单片机具有并行和串行二种基本通信方式。
并行通信 ?并行通信是指数据的各 位同时进行传送（发送 或接收）的通信方式。 ?优点：传送速度快； ?缺点：数据有多少位， 就需要多少根传送线。 ?例如，右图PIC18FXX2 单片机与外部设备之间 的数据传送就属于并行 通信。
串行通信 ?串行通信是指数据一位(bit)一位按顺序传送的通信方式。?优点：只需一对传输线（利用电话线就可作为传输线），大大降低了传送成本，特别适用于远距离通信； ?缺点：传送速度较低。假设并行传送N位数据所需时间为T，那么串行传送的时间至少为N*T，实际上总是大于N*T。 接收设备发送设备 D2 D1 D0 D3 D7 D6 D5 D4
51单片机串口通信,232通信,485通信,程序
51单片机串口通信，232通信，485通信，程序代码1：232通信 #include
while(1) { if(flag==1) { ES=0; for(i=0;i<6;i++) { SBUF=table[i]; while(!TI); TI=0; } SBUF=a; while(!TI); TI=0; ES=1; flag=0; } } } void ser() interrupt 4 {
RI=0; a=SBUF; flag=1; } 代码2：485通信 #include
} void main() { init_1602(); init(); while(1) { if(flag==1) { display(0,a); } } } void ser() interrupt 4 { RI=0; a=SBUF; flag=1; } Love is not a maybe thing. You know when you love someone.
单片机io口理解
【转】单片机IO口设置推挽和开漏的区别（转自网易博客冷水泡茶的日志）2010-09-28 13:43 单片机IO口设置推挽和开漏的区别 一般情况下我们在电路设计编程过程中设置单片机，大多是按照固有的模式去做的，做了几年这一行了，也没碰到过什么问题。昨天就遇到了这样一个问题，电路结构如图一，在这种情况下STC单片机与410单片机通讯是没问题的 但是与PC就无法通讯了，STC收不到PC的命令，以前410的位置是用的STC的片子一直没问题，我想也许是驱动能力不够，在410TX端加了上拉，不过没起作用。 用示波器监视串口得到面的波形 这说明sp3232下拉得不够，于是加了下拉，还是没起作用。又把410端口内部的上拉去掉，结果还是一样。 最后请教老师，在410程序里将TX的工作方式由推挽式改为开漏式，一切ok~！
从网上查了推挽和开漏的区别，放在这里免得以后再到处找了，给自己保存了 我们先来说说集电极开路输出的结构。集电极开路输出的结构如图1所示，右边的那个三极管集电极什么都不接，所以叫做集电极开路（左边的三极管为反相之用，使输入为“0”时，输出也为“0”）。对于图1，当左端的输入为“0”时，前面的三极管截止（即集电极C跟发射极E之间相当于断开），所以5V电源通过1K电阻加到右边的三极管上，右边的三极管导通（即相当于一个开关闭合）；当左端的输入为“1”时，前面的三极管导通，而后面的三极管截止（相当于开关断开）。 我们将图1简化成图2的样子。图2中的开关受软件控制，“1”时断开，“0”时闭合。很明显可以看出，当开关闭合时，输出直接接地，所以输出电平为0。而当开关断开时，则输出端悬空了，即高阻态。这时电平状态未知，如果后面一个电阻负载（即使很轻的负载）到地，那么输出端的电平就被这个负载拉到低电平了，所以这个电路是不能输出高电平的。 再看图三。图三中那个1K的电阻即是上拉电阻。如果开关闭合，则有电流从1K电阻及开关上流过，但由于开关闭其它三个口带内部上拉），当我们要使用输入功能时，只要将输出口设置为1即可，这样就相当于那个开关断开，而对于P0口来说，就是高阻态了。 对于漏极开路（OD）输出，跟集电极开路输出是十分类似的。将上面的三极管换成场效应管即可。这样集电极就变成了漏极，OC就变成了OD，原理分析是一样的。 另一种输出结构是推挽输出。推挽输出的结构就是把上面的上拉电阻也换成一个开关，当要输出高电平时，上面的开关通，下面的开关断；而要输出低电平时，则刚好相反。比起OC或者OD来说，这样的推挽结构高、低电平驱动能力都很强。如果两个输出不同电平的输出口接在一起的话，就会产生很大的电流，有可能将输出口烧坏。而上面说的OC或OD输出则不会有这样的情况，因为上拉电
第06章单片机串行通信系统习题解答
第6章单片机串行通信系统习题解答 一、填空题 1．在串行通信中，把每秒中传送的二进制数的位数叫波特率。 2．当SCON中的M0M1=10时，表示串口工作于方式 2 ，波特率为 fosc/32或fosc/64 。 3．SCON中的REN=1表示允许接收。 4．PCON 中的SMOD=1表示波特率翻倍。 5．SCON中的TI=1表示串行口发送中断请求。 6．MCS-51单片机串行通信时，先发送低位，后发送高位。 7．MCS-51单片机方式2串行通信时，一帧信息位数为 11 位。 8．设T1工作于定时方式2，作波特率发生器，时钟频率为，SMOD=0，波特率为时，T1的初值为 FAH 。 9．MCS-51单片机串行通信时，通常用指令 MOV SBUF,A 启动串行发送。 10．MCS-51单片机串行方式0通信时，数据从引脚发送/接收。 二、简答题 1．串行口设有几个控制寄存器它们的作用是什么 答：串行口设有2个控制寄存器，串行控制寄存器SCON和电源控制寄存器PCON。其中PCON中只有的SMOD与串行口的波特率有关。在SCON中各位的作用见下表： 2．MCS-51单片机串行口有几种工作方式各自的特点是什么 答：有4种工作方式。各自的特点为：
3．MCS-51单片机串行口各种工作方式的波特率如何设置，怎样计算定时器的初值 答：串行口各种工作方式的波特率设置： 工作方式O ：波特率固定不变，它与系统的振荡频率fosc 的大小有关，其值为fosc/12。 工作方式1和方式3：波特率是可变的，波特率=（2SMOD/32）×定时器T1的溢出率 工作方式2：波特率有两种固定值。 当SM0D=1时，波特率=（2SM0D/64）×fosc=fosc/32 当SM0D=0时，波特率=（2SM0D/64）×fosc=fosc/64 计算定时器的初值计算： 4．若fosc = 6MHz ，波特率为2400波特，设SMOD =1，则定时/计数器T1的计数初值为多少并进行初始化编程。 答：根据公式 N=256-2SMOD ×fosc /（2400×32×12）= ≈243 =F3H TXDA: MOV TMOD,#20H ;置T1定时器工作方式2 MOV TL1,#0F3H ;置T1计数初值. MOV TH1,#0F3H B f B f N OSC SMOD OSC SMOD ??-=???-=384225612322256
实验三单片机IO口控制实验
实验三单片机I/O口控制实验 一、实验目的 利用单片机的P1口作I/O口，学会利用P1口作为输入和输出口。 二、实验设备及器件 PC机一台 https://www.360docs.net/doc/bd18798208.html,单片机仿真器、编程器、实验仪三合一综合开发平台一台 三、实验内容 1．编写一段程序，用P1口作为控制端口，使D1区的LED轮流亮。 2．编写一段程序，用P1.0~P1.6口控制LED，P1.7控制LED的亮和灭（P1.7接按键，按下时LED亮，不按时LED灭）。 四、实验要求 学会使用单片机的P1口作为I/O口，如果有时间用户也可以利用P3口作I/O口来做该试验。 五、实验步骤 1．用导线把A2区的J61接口与D1区的J52接口相连。原理如图所示。 2．先编写一个延时程序。 3．将LED轮流亮的程序编写完整并使用TKStudy ICE仿真器调试运行。 4．使用导线把A2区的J61接口的P1.0~P1.6与D1区的J52接口的LED1~LED7相连，另外A2区J61接口的P1.7与D1区的J53的KEY1相连。原理如上图所示。 5．编写P1.7控制LED的程序，并调试运行。（按下K1看是否全亮） 6．A2区J61接口的P1.7与D1区的J54的SW1相连。然后再使用TKStudy ICE仿真器运行程序，查看结果。 六、实验预习要求 仔细阅读实验箱介绍中的各个接口内容，理解该实验的硬件结构。还可以先把程序编好，然后在Keil C51环境下进行软件仿真。
七、实验参考程序 程序1： ORG 0000H LJMP Main ORG 0100H Main: MOV A,#0FFH CLR C MainLoop: CALL Delay RLC A MOV P1,A SJMP MainLoop Delay: MOV R7, #0 Loop: MOV R6, #0 DJNZ R6, $ DJNZ R6, $ DJNZ R6, $ DJNZ R7, Loop RET END 程序2： ORG 0000H LJMP Main ORG 0100H Main: JB P1.7，SETLED CLRLED: CLR P1.0 CLR P1.1 CLR P1.2 CLR P1.3 CLR P1.4 CLR P1.5 CLR P1.6 SJMP Main SETLED: SETB P1.0 SETB P1.1 SETB P1.2 SETB P1.3
单片机io口控制实验报告
单片机实验报告 实验名称：I/O口控制 姓名：张昊 学号：110404247 班级：通信2班 时间：2013.11.19 南京理工大学紫金学院电光系
一、实验目的 1、学习I/O口的使用。 2、学习延时子程序的编写和使用。 3、掌握单片机编程器的使用和芯片烧写方法。 二、实验原理 1、广告流水灯实验 （1）做单一灯的左移右移，八个发光二极管L1～L8分别接在单片机的P1.0～P1.7接口上，输出“0”的时候，发光二极管亮，开始时 P1.0->P1.1->P1.2->P1.3->...->P1.7->P1.6->...P1.0亮，重复循 环。 （2）系统板上硬件连线:把“单片机系统”A2区的J61接口的P1.0～P1.6端口与D1区的J52接口相连。要求：P1.0对应着L1,P1.1对应 L2，……,P1.7对应着L8。 P1口广告流水灯实验原理图如下
程序设计流程：流程图如下 2、模拟开关实验 （1）监视开关K1（接在P3.0端口上），用发光二极管L1（接在单片机P1.0端口上）显示开关状态，如果开关合上，L1亮，开关打开， L1熄火。 （2）系统板上硬件连线：把“单片机系统”A2区的P1.0端口用导线连接到D1区的LED1端口上；把“单片机系统”A2区的P3.0端口用 导线连接到D1区的KEY1端口上； 实验原理图如下图
程序设计流程 二、实验内容 1、流水灯 #include
51单片机实现的485通讯程序
51单片机实现的485通讯程序 #ifndef __485_C__ #define __485_C__ #include
void get_status(); // 调用该函数获得设备状态信息，函数代码未给出 void send_data(uchar type, uchar len, uchar *buf); // 发送数据帧 bit recv_cmd(uchar *type); // 接收主机命令，主机请求仅包含命令信息 void send_byte(uchar da); // 该函数发送一帧数据中的一个字节，由send_data()函数调用void main() { uchar type; uchar len; /* 系统初始化*/ P1 = 0xff; // 读取本机设备号 dev = (P1>>2); TMOD = 0x20; // 定时器T1使用工作方式2 TH1 = 250; // 设置初值 TL1 = 250; TR1 = 1; // 开始计时 PCON = 0x80; // SMOD = 1 SCON = 0x50; // 工作方式1，波特率9600bps，允许接收 ES = 0; // 关闭串口中断 IT0 = 0; // 外部中断0使用电平触发模式 EX0 = 1; // 开启外部中断0
51单片机IO口使用DE 经验
DANPAINJI 51单片机I/O口使用经验 字体大小: 小中大作者：来源：日期：2006-08-18 点击：364 按常规，在51端口（P1、P2、P3）某位用作输入时，必须先向对应的锁存器写入1，使FET 截止。一般情况是这样，也有例外。所谓IO口内部与电源相连的上拉电阻而非一常规线性电阻，实质上，该电阻是由两个场效应管并联在一起：一个FET为负载管，其阻值固定；另一个FET可工作在导通或截止两种状态（姑且叫可变FET）。使其总电阻值变化近似为0或阻值较大（20千欧--40千欧）两种情况。当和端口锁存器相连的FET由导通至截止时，该阻值近似为0，可将引脚快速上拉至高电平；当和锁存器相连的FET由截止至导通时，该电阻呈现较大阻值，限制了和端口锁存器相连的FET的导通电流。 51I/O口作为输入端和外部信号相连有时必须考虑上述特性，本人在设计LTP1245热敏打印头驱动板时，资料上推介热敏头“抬头”和“纸尽”信号由头中内嵌检测电路提供，MCU IO口采集该信号时需加缓冲（如74HC04）。当时本人认为51IO口上拉电阻为一较大阻值的固定电阻，对输入信号无影响，故未加缓冲电路（为降低成本能省则省）。可到调试PCBA时发现，“抬头”、“纸尽”状态变化时，采集信号只在3.90V--5.10V之间变化,应为低电平时无低电平输出。究其原因，打印头的“抬头”、“缺纸”信号输出为一光敏三极管的集电极输出，集电极和电源间原有一个负载电阻，饱和导通设计工作电流仅为450--1100微安，当该集电极直接和MCU IO口某位相连时，IO口上拉电阻和光敏三极管负载电阻并联，当IO口上拉时，上拉电阻极小致使光敏三极管直流负载线斜率陡然增大，工作状态进入放大区而非希望的饱和区。当时在不改硬件的条件下，我几乎无计可施，甚至想到了准备烧断IO口上拉电阻（前两天我曾发帖求救怎么烧断IO口上拉电阻的方法）后来听网友建议该方法风险较大，所以总想用软件方法解决。 后来我的解决方法是：采样信号前不是先向对应锁存器写1，而是先写入0，再写入1，延时约10毫秒以上，然后再采样（当然此法只适应于采样频率很低的情况）。这样作的目的是：先写入0迫使IO口上拉电阻先为一较大值，此时如果外部光敏三极管本来处于截止状态，当完成上述一系列锁存器的写入过程后光敏管仍为截止态，IO口正确采样到高电平；此时如果外部光敏三极管基极电流足够大有容许三极管饱和导通的条件（即基极吸收到充分光强），虽然采样一开始集电极被人为钳位在低电平，但当下一时隙和IO口相连的锁存器被写入1时，在IO口上拉电阻中的可变FET导通之前，光敏三极管已先进入饱和态而又把引脚钳位在实际输出的低电平，此时MCU IO口的上拉电阻仍为较大阻值，同时和原光敏三极管集电极负载电阻并联（考虑并联后阻值变化，原光敏三极管集电极负载电阻需增大到适当阻值）充当饱和导通后光敏三极管的负载电阻，事实上，IO口上拉电阻中的可变FET未来得及导通又被截止了，由此又保证了信号低电平的正确采样。经过波形测试问题得
PC机与单片机串行通信
课程名称：监控系统课程设计 设计题目：PC机与单片机串行通信 院系：基础课部 专业：茅以升班 年级：2003级 姓名：吴汇梅 指导教师：吕老师陈老师 西南交通大学峨眉校区 2006年12月22日
课程设计任务书 专业：茅以升班姓名：吴汇梅学号20030533 开题日期：2006年9 月16 日完成日期：2006年12月22 日题目：PC机与单片机的串行通信 一、设计的目的 串行通信技术是单片机系统开发中常用的技术之一，串行口也是单片机常规内部集成的功能。设计PC机与单片机进行串行通信硬件电路及软件流程，本设计通过定时器来设定通信的波特率，通过设置几个寄存器来设定工作方式。PC机与单片机之间则由RS-232C接口相连。 二、设计的内容及要求 1、查阅资料，学习PC与一个或多个单片机串口通信设计； 2、硬件设计，给出原理框图，并简要介绍各组成部分； 3、软件设计，给出程序流程图和程序清单，并说明各部分程序要实现； 4、总结，结出结论 三、指导教师评语 四、成绩 指导教师(签章) 2006.年12月28日
1 设计意义 单片机由于性价比高、使用灵活等优点而广泛应用于各种电子系统、自动 控制系统，但是存储容量小。处理的数据量不大。为了克服这一缺点，可以将单 片机连接到PC机上，由单片机采集数据，然后将数据汇总到PC机，再进行各种数 据处理。单片机与PC机之间的通讯是其中的关键技术之一，PC机与单片机间一般 采用的是串行通信，由于51系列单片机中一般集成了双全工的串行端口，只要配 以电平转换的驱动电路、隔离电路就可组成一个简单可行的通信接口。 2 硬件设计 2.1 整体设计 在PC系统中都装有异步通信适配器，利用它可以实现异步串行通信。适配器的核心元件是可编程的intel8251芯片，它使PC有能力与其他具有RS-232标准的接口的计算机或设备进行通信，而MCS-51单片机本身具有一个双全工的串行口，因此只要配上电平转换电路就可以和RS-232接口组成一个简单的通信通道。 简单的PC与单片机通信只要3根线就可以了，单片机的TXD、RXD与PC的RXD、TXD 分别相连，连接地线。由于51系列单片机的串行口使用的是TTL电平，因此在PC和单片机间要有RS-232电平转换电路，图1所示为PC与单片机的通信图。 图1 PC机与单片机的通信图 2.2 芯片选择 （1）MCS-51单片机[1] MCS-51单片机内部具有一个采用UART工作方式的全双工的串行通信接口。该接口不仅可以同时进行数据的接受和发送，也可以作为同步移位寄存器使用。该接口有4种工作方式，其中字符格式有8位、10位、11位，并可以以不同的波特率工作。 1〉串行口的内部结构 MCS-51单片机的串行接口结构如图2所示：
单片机串口通信C程序及应用实例
一、程序代码 #include
TI = 0; } T_counter = 0; } uart_receive(void) interrupt 4 { if(RI) { RI = 0; indata[R_counter] = SBUF; R_counter++; if(R_counter>=4) { R_counter = 0; flag = 1; } } } void system_initial(void) { P1M1 = 0x00; P1M0 = 0xff; P1 = 0xff; //初始化为全部关闭 temp3 = 0x3f;//初始化temp3的值与六路输出的初始值保持一致 temp = 0xf0; R_counter = 0; T_counter = 0; } void initial_comm(void) { SCON = 0x50; //设定串行口工作方式:mode 1 ; 8-bit UART,enable ucvr TMOD = 0x21; //TIMER 1;mode 2 ;8-Bit Reload PCON = 0x80; //波特率不加倍SMOD = 1 TH1 = 0xfa; //baud: 9600；fosc = 11.0596 IE = 0x90; // enable serial interrupt TR1 = 1; // timer 1 RI = 0; TI = 0; ES = 1; EA = 1; }
基于单片机的双机串行通信
河南机电高等专科学校2015-2016学年第1学期通信实训报告 系别：电子通信工程系 班级： xxxxxx 学号： 13xxxxxxxxx 姓名： xxxxxxx 2015年12月
基于51单片机的双机串行通信 摘要：串行通信是单片机的一个重要应用，本次课程设计就是要利用单片机来完成一个系统，实现爽片单片机床航通信，通信的结果使用数码管进行显示，数码管采用查表方式显示，两个单片机之间采用RS-232进行双击通信。在通信过程中，使用通信协议进行通信。 关键字：通信双机 一、总体设计 1设计目的 1.通过设计相关模块充分熟悉51单片机的最小系统的组成和原理； 2.通过软件仿真熟悉keil和proteus的配合使用； 3.通过软件编程熟悉51的C51编程规范； 4.通过实际的硬件电路搭设提高实际动手能力。 2.设计要求： 两片单片机之间进行串行通信，A机将0x06发送给B机，在B机的数码管上静态显示1，B机将0~f动态循环发送到A机，并在其数码管上显示。 3.设计方案： 软件部分，通过通信协议进行发送接收，A机先送0x06(B机数码管显示1)给B机（B机静态显示），当从机接收到后，向B机发送代表0-f的数码管编码数组。B收到0x06后就把数码表TAB[16]中的数据送给从机。 二、硬件设计 单片机串行通信功能 计算机与外界的信息交换称为通信，常用的通信方式有两种：并行通信和串行通信。51单片机用4个接口与外界进行数据输入与数据输出就是并行通信，并行通信的特点是传输信号的速度快，但所用的信号线较多，成本高，传输的距离较近。串行通信的特点是只用两条信号线（一条信号线，再加一条地线作为信号回路）即可完成通信，成本低，传输的距离较远。 51单片机的串行接口是一个全双工的接口，它可以作为UART（通用异步接受和发送器）用，也可以作为同步移位寄存器用。51单片机串行接口的结构如下：
单片机实验-IO口输入输出实验
实验二I/O口输入、输出实验 一、实验目的 1. 学习I/O口的使用方法。 2. 学习延时子程序、查表程序的编写和使用。 二、参考程序框图 led灯 500ms DJNZ R6,DE2; DJNZ R7,DE1; RET END 2、I/O口输入输出（方法一） ORG 0000H; START : MOV P2,#00H; //初始化 MOV P0,#00H; MOV P1,#0FFH; //p1 MOV DPTR,#TABLE; // MOV 50H,#0FEH; // L0 :MOV A,P1; //按键消抖 CJNE A,#0FFH,L1; AJMP L0; L1 :MOV A,P1; CJNE A,#0FFH,LL1; AJMP L0; LL1 :CJNE A,50H,LL2; //是否与地址50h中数据相等MOV P0,A; //相等输出对应led灯 MOV A,#00H; MOVC A,@A+DPTR;
MOV P2,A; //输出表格数据到数码管 LCALL DELAY; //延时 LJMP START; //返回程序开头 LL2 :XCH A,50H; //交换数据 RL A; //左移 XCH A,50H; //再次交换，此时地址50h中数据左移一位 INC DPTR; //表格数据地址加一 LJMP LL1; //返回继续比较 DELAY : MOV R7,#01H; //延时程序 DE1 : MOV R6,#28H; DE2 : MOV R5,#5AH; DJNZ R5,$; DJNZ R6,DE2; DJNZ R7,DE1; RET TABLE : ;//DB 0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H; DB 06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH; //表格数据 END 程序二（方法二） ORG 0000H MOV P2,#00H; //I./O口初始化 MOV P1,#0FFH; //P1口赋FFH初值 MOV P0,#00H; START : MOV P2,#00H; //P2清0； MOV P0,#00H; //P0清0； MOV R1 ,P1; MOV A,R1; //读P1口 CJNE A,#0FFH,L1; //是否有数据输入 AJMP START; //无输入则跳转，继续查询 LCALL DELAY; L1 : MOV R1,P1; //消除按键抖动 MOV A,R1; CJNE A, #0FFH,LL1; AJMP START; LL1 : CJNE A,#0FEH,LL2; //是否按键1输入 MOV P2,#06H; //是则P2输出相应的按键号码 CPL A; //A取反 MOV P0,A; //输出到P0口 LCALL DELAY; //延迟 AJMP LP; //跳转到LP LL2 : CJNE A,#0FDH,LL3; //是否按键2输入 MOV P2,#5BH; //以下同上 CPL A;
两个单片机之间的串行通信
两个单片机之间的串行通信 一、设计要求 在某个控制系统中有U1、U2这两个单片机，U1单片机首先将P1端口指拨开关数据载入SBUF，然后经由TXD将数据传送给U２单片机，U２单片机将接收数据存入SBUF，再由SBUF载入累加器，并输出至P１端口，点亮相应端口的LED。 二、实验所需元器件 三、电路原理图： 两个单片机之间的串行通信电路图
四、程序设计 这两个单片机均工作在半工状态，U１将P１端口的状态通过TXD发半空给U２，而U２接收U１的数据，然后控制P1端口的LED显示。因此，需编写两个不同的程序，其程序流程图如下所示：
五、C语言程序： U1的C语言程序： #include "reg51.h" #define uint unsigned int #define uchar unsigned char void send(uchar state) { SBUF=state; while(TI==0); TI=0; } void SCON_init(void) { SCON=0x50; TMOD=0x20; PCON=0x00; TH1=0xfd; TL1=0xfd; TI=0; TR1=1; ES=1; } void main() { P1=0xff; SCON_init(); while(1) { send(P1); } } U2的C语言程序： #include "reg51.h" #define uint unsigned int #define uchar unsigned char uchar state; void receive() { while(RI==0) state=SBUF; RI=0; } void SCON_init(void) { SCON=0x50; TMOD=0x20; PCON=0x00; TH1=0xfd; TL1=0xfd; RI=0; TR1=1; } void main() { SCON_init(); while(1) { receive(); P1=state; } } 六、调试与仿真：
基于51单片机的双机串行通信课程设计 1000110061
基于AT89C51单片机的双机串行通信设计 姓名：杨应伟 学号：100110061 专业：机械设计制造及其制动化 班级：机电二班
前言 单片机广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域随着计算机技术的发展及工业自动化水平的提高, 在许多场合采用单机控制已不能满足现场要求,因而必须采用多机控制的形式,而多机控制主要通过多个单片机之间的串行通信实现。串行通信作为单片机之间常用的通信方法之一, 由于其通信编程灵活、硬件简洁并遵循统一的标准, 因此其在工业控制领域得到了广泛的应用。 在测控系统和工程应用中，常遇到多项任务需同时执行的情况，因而主从式多机分布式系统成为现代工业广泛应用的模式。单片机功能强、体积小、价格低廉、开发应用方便，尤其具有全双工串行通讯的特点，在工业控制、数据采集、智能仪器仪表、家用电器方面都有广泛的应用。同时，IBM－PC机正好补充单片机人机对话和外围设备薄弱的缺陷。各单片机独立完成数据采集处理和控制任务，同时通过通信接口将数据传给PC机，PC机将这些数据进行处理、显示或打印，把各种控制命令传给单片机，以实现集中管理和最优控制。串行通信是单片机的一个重要应用，本次课程设计就是要利用单片机来完成一个系统，实现爽片单片机床航通信，通信的结果使用数码管进行显示，数码管采用查表方式显示，两个单片机之间采用RS-232进行双击通信。 在通信过程中，使用通信协议进行通信。在测控系统和工程应用中，常遇到多项任务需同时执行的情况，因而主从式多机分布式系统成为现代工业广泛应用的模式。单片机功能强、体积小、价格低廉、开发应用方便，尤其具有全双工串行通讯的特点，在工业控制、数据采集、智能仪器仪表、家用电器方面都有广泛的应用。同时，IBM－PC机正好补充单片机人机对话和外围设备薄弱的缺陷。各单片机独立完成数据采集处理和控制任务，同时通过通信接口将数据传给PC机，PC机将这些数据进行处理、显示或打印，把各种控制命令传给单片机，以实现集中管理和最优控制。 串行通信是单片机的一个重要应用，本次课程设计就是要利用单片机来完成一个系统，实现爽片单片机床航通信，通信的结果使用数码管进行显示，数码管采用查表方式显示，两个单片机之间采用RS-232进行双击通信。在通信过程中，使用通信协议进行通信。
单片机io口实验报告
实验一 以下所有KEIL工程、程序均命名为自己姓名的拼音 一、实验目的： 熟悉KEIL软件的开发，掌握程序下载流程 二、实验环境： 1.硬件：PC微机、单片机开发板 2.软件：KEIL 三、实验步骤： 1.在KEIL中新建工程文件，在工程文件下新建C文件“姓名首字母.c”并加入到工程 中（注意C语言编程时，工程中要保留STARTUP.A51汇编文件）。 2.编写程序，初始化内部数据寄存器0x40开始的100个地址单元，写入0x55，然后复 制到0x60开始的存储器中，使用软件仿真的方式调试程序，观察程序模拟运行的结果： #include "reg52.h" unsigned char *p,*q; unsigned char i; int main(){ p=0x40; for(i=0;i<10;i++) { *p=0x55; p++; } for(i=0;i<10;i++) { *p=*q;
q++; p++; while(1); } } 调试时，在调试界面中依次找到 a) 变量观察窗口 b) 存储器窗口 c) 单步运行 d) 全速运行 程序运行结果（存储器窗口截图）： 3.编写程序，控制实验板上的LED灯：D1-D3点亮，D4-D7熄灭，D8点亮#include”reg52.h” sbit P1_4=P1^4; int main() { P1_4=0; P0=0x1E;
While(1); } 4.编写C语言程序，实现LED灯循环点亮 #include "reg52.h" void delay (unsigned z) { while(z--); } int main() { unsigned char i; P1&=~(0x01<<4); P0=0xff; i=0x01; while (1) { P0=~i; i=i<<1; if(i==0x0) i=0x01; delay(10000); } } 四、实验总结
单片机IO口结构与工作原理
一、P0端口的结构及工作原理 P0端口8位中的一位结构图见下图： 由上图可见，P0端口由锁存器、输入缓冲器、切换开关、一个与非门、一个与门及场效应管驱动电路构成。 下面，先分析组成P0口的各个部分： 先看输入缓冲器：在P0口中，有两个三态的缓冲器，在其的输出端可以是高电平、低电平，同时还有一种就是高阻状态（或称为禁止状态），上面一个是读锁存器的缓冲器，下面一个是读引脚的缓冲器，读取P0.X引脚上的数据，要使这个三态缓冲器有效，引脚上的数据才会传输到部数据总线上。 D锁存器：在51单片机的32根I/O口线中都是用一个D触发器来构成锁存器的。D端是数据输入端，CP是控制端（也就是时序控制信号输入端），Q是输出端，Q非是反向输出端。 多路开关：在51单片机中，不需要外扩展存储器时，P0口可以作为通用的输入输出端口（即I/O）使用，对于8031（部没有ROM）的单片机或者编写的程序超过了单片机部的存储器容量，需要外扩存储器时，P0口就作为‘地址/数据’总线使用。这个多路选择开关就是用于选择是做为普通I/O口使用还是作为‘数据/地址’总线使用的选择开关了。当多路开关与下面接通时，P0口是作为普通的I/O口使用的，当多路开关是与上面接通时，P0口是作为‘地址/数据’总线使用的。 输出驱动部份：P0口的输出是由两个MOS管组成的推拉式结构，也就是说，这两个MOS管一次只能导通一个，当V1导通时，V2就截止，当V2导通时，V1截止。
P0口作为I/O端口使用时，多路开关的控制信号为0（低电平），V1管截止，多路开关是与锁存器的Q非端相接的（即P0口作为I/O口线使用）。作为地址/数据线使用时，多路开关的控制信号为1，V1管由地址/数据线决定，多路开关与地址/数据线连接。 输出过程： 1、I/O输出工作过程：当写锁存器信号CP有效，数据总线的信号→锁存器的输入端D→锁存器的反向输出Q非端→多路开关→V2管的栅极→V2的漏极到输出端P0.X。这时多路开关的控制信号为低电平0，V1管是截止的，所以作为输出口时，P0是漏极开路输出，类似于OC门，当驱动上接电流负载时，需要外接上拉电阻。 下图就是由部数据总线向P0口输出数据的流程图（红色箭头）。 2、地址输出过程 控制信号为1，地址信号为“0”时，与门输出低电平，V1管截止；反相器输出高电平，V2管导通，输出引脚的地址信号为低电平。
单片机实验-单片机并行IO口的应用实验
单片机并行I/O口的应用实验 一、实验目的 1、熟悉Proteus软件和Keil软件的使用方法。 2、熟悉单片机应用电路的设计方法。 3、掌握单片机并行I/O口的直接应用方法。 4、掌握单片机应用程序的设计和调试方法。 二、实验内容或原理 1、利用单片机并行I/O口控制流水灯。 2、利用单片机并行I/O口控制蜂鸣器。 三、设计要求 1、用Proteus软件画出电路原理图。要求在P1.0至P1.7口 线上分别接LED0至LED7八个发光二极管，在P3.0口线上 接一蜂鸣器。 2、编写程序：要求LED0至LED7以秒速率循环右移。 3、编写程序：要求LED0至LED7以秒速率循环左移。 4、编写程序：要求在灯移动的同时，蜂鸣器逐位报警。 四、实验报告要求 1、实验目的和要求。 2、设计要求。 3、实验程序流程框图和程序清单。 4、电路原理图。 5、实验结果 6、实验总结。 7、思考题。 五、思考题 1、编程实现LED0至LED7以十六进制计数规律亮灯？ 原理图：
程序清单： /*（1）LED0~LED7以秒速率循环右移 蜂鸣器逐位报警*/ ORG 0000H MAIN:MOV A, #11111110B;赋初值 LOOP:MOV P1,A ;赋值给P1口 CPL P3.0 ;低电平有效 LCALL DELAY ;调用延时电路 SETB P3.0 ;控制蜂鸣器叫的时间间隔 LCALL DELAY RL A LJMP LOOP DELAY:MOV R7,#0FFH LOOP1:MOV R6,#0F4H LOOP2:MOV R5,#02H DJNZ R5,$ ;"$"当前的PC值,R5的内容减1不为零，继续执行该语句 DJNZ R6,LOOP2 DJNZ R7,LOOP1 RET END /*（2）LED0~LED7以十六进制计数规律亮灯*/ ORG 0000H MOV A,#0FFH LOOP: MOV P1,A LCALL DELAY DEC A CJNE A, #0FFH,LOOP MOV A, #0FFH LJMP LOOP DELAY:MOV R7, #0A7H LOOP1:MOV R6, #0ABH LOOP2:MOV R5, #10H DJNZ R5, $ ;"$"当前的PC值。R5的内容减1不为零 DJNZ R6, LOOP2 DJNZ R7, LOOP1 RET END