单片机IO口模拟串行实现数据通信资料
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P1口输入输出实验实验报告
实验一P1口输入输出实验 一实验目的 1 掌握P1口作为I/O口时的使用方法。 2 理解读引脚和读锁存器的区别。 二实验原理 由 AT89C51 组成的单片机系统，通常情况下 P0 口分时复用作为地址、数据总线， P2 口提供 A15-A8 即高 8 位地址， P3 口用作第二功能，只有 P1 口用作 I/O 口。 P1 口是 8 位准双向口，它的每一位都可独立地定义为输入或输出。既可作为 8 位的并行 I/O 口，也可作为 8 个不同的输入输出端。 P1 口的结构如图 2.1 所示，当其工作在输入方式时，对应锁存器必须先写 1 ，才能正确地读到引脚上的信号，否则，若对应锁存器的值为 0 ，执行读引脚指令时，读到的结果永远为 0 。每个 I/O 端口都有两种读入，即读锁存器和读引脚，读引脚指令一般都是以 I/O 端口为源操作数的指令，如 MOV C ， P1.3 ，而读锁存器指令一般为“读 - 修改 - 写”指令，如 ANL P1.3 ， C 指令，请同学们在实验中体会。图 2 中， P1.2 作为输出口， P1.3 作为输入口。
三实验内容与要求 1.编写程序实现当P1.3为低电平时（SW1闭合），发光管亮；P1.3为高电平时发光管灭。 修改程序在执行读P1.3之前，先执行CLR P1.3，观察结果是否正确，分析在第二种情况下程序为什么不能正确执行，理解读引脚和读锁存器区别。 四实验内容 实验程序： ORG 0000H MAIN: MOV SP,#60H ; 设置堆栈指针SP为60H MOV P1,#0FFH ;当P1口用作输入时,所有位对应的锁存器必须先置1 LOOP: ;CLR P1.3 MOV C,P1.3 ;读P1.3 JC LIGHT CLR P1.2 ;LED灭 SJMP LOOP LIGHT: SETB P1.2 ;LED 亮 SJMP LOOP RET END 若在执行读P1.3之前，先执行CLR P1.3，观察结果将会不正确。 五实验结论 1、当P1口用作输入时,所有位对应的锁存器必须先置1 2、在执行读P1.3之前，先执行CLR P1.3，观察结果不正确，程序不能正确执行，因为系统读取的是锁存器的状态。 3、读引脚和读锁存器区别：第一种方式是将引脚作为输入，那是真正地从外部引脚读进输入的值，第二种方式是该引脚处于输出状态时，有时需要改变这一位的状态，则并不需要真正地读引脚状态，而只是读入锁存器的状态，然后作某种变换后再输出。
单片机原理与应用作业
网络教育学院《单片机原理及应用》大作业 题目：单片机电子时钟设计 学习中心：汕尾奥鹏 层次：专升本 专业：电气工程及其自动化 年级：13年秋季 学号：131071409971 学生姓名：许仕权
单片机电子时钟设计 一、引言 单片机技术在计算机中作为独立的分支，有着性价比高、集成度高、体积少、可靠性高、控制功能强大、低功耗、低电压、便于生产、便于携带等特点，越来越广泛的被应用于实际生活中。单片机全称，单片机微型计算机，从应用领域来看，单片机主要用来控制系统运行，所以又称微控制器或嵌入式控制器，单片机是将计算机的基本部件微型化并集成在一块芯片上的微型计算机。 二、时钟的基本原理分析 利用单片机定时器完成计时功能，定时器0计时中断程序每隔0.01s中断一次并当作一个计数，设定定时1秒的中断计数初值为100，每中断一次中断计数初值减1，当减到0时，则表示1s到了，秒变量加1，同理再判断是否1min 钟到了，再判断是否1h到了。 为了将时间在LED数码管上显示，可采用静态显示法和动态显示法，由于静态显示法需要译码器，数据锁存器等较多硬件，可采用动态显示法实现LED 显示，通过对每位数码管的依次扫描，使对应数码管亮，同时向该数码管送对应的字码，使其显示数字。由于数码管扫描周期很短，由于人眼的视觉暂留效应，使数码管看起来总是亮的，从而实现了各种显示。 三、时钟设计分析 针对要实现的功能，采用AT89S51单片机进行设计，AT89S51 单片机是一款低功耗，高性能CMOS8位单片机，片内含4KB在线可编程（ISP）的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS- 51指令系统及80C51引脚结构。这样，既能做到经济合理又能实现预期的功能。
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
简单IO口扩展实验报告样本
计算机与信息技术学院综合性实验报告 专业：通信工程年级/班级：09级 2011—2012学年第一学期课程名称单片机原理及应用指导教师祝天龙 学号姓名张乐 0908224061 实验地点计科楼 214 实验时间周二第三节课 项目名称简单I/O口扩展(交通灯) 实验类型综合性 一、实验目的 1.学习在单片机系统中扩展简单I/O接口的方法。 2.学习数据输出程序的设计方法。 3.学习模拟交通灯控制的实现方法。 二、实验仪器或设备 CPU挂箱、AT89S51CPU模块 三、实验内容 扩展实验箱上的74LS273做为输出口，控制八个发光二极管亮灭，模拟交通灯管理。 四、总体设计（设计原理、设计方案及流程等） 首先必须了解交通路灯的亮灭规律。本实验需要用到实验箱上八个发光二极管中的六个，即红、黄、绿各两个。不妨将L1(红)、L2（绿）、L3（黄）做为东西方向的指示灯，将L5（红）、L6（绿）、L7（黄）做为南北方向的指示灯。而交通灯的亮灭规律为：初始态是两个路口的红灯全亮，之后，东西路口的绿灯亮，南北路口的红灯亮，东西方向通车，延时一段时间后，东西路口绿灯灭，黄灯开始闪烁。闪烁若干次后，东西路口红灯亮，而同时南北路口的绿灯亮，南北方向开始通车，延时一段时间后，南北路口的绿灯灭，黄灯开始闪烁。闪烁若干次后，再切换到东西路口方向，重复上述过程。各发光二极管的阳极通过保护电阻接到+5V的电源上，阴极接到输入端上，因此使其点亮应使相应输入端为低电平。 五、实验步骤（包括主要步骤、代码分析等） 1、实验箱244/273 PORT单元的O0～O7接实验箱上发光二极管L1～L8; 2、74LS273的片选CS273接片选信号CSO（CPLD ENCODER UNIT），此时74LS273的片选地址为CFA0H～CFA7H之间任选; 3、运行实验程序，观察LED显示情况是否与实验内容相符;
大工《单片机原理及应用》大作业
大工《单片机原理及应用》大作业
网络教育学院《单片机原理及应用》大作业 题目：单机片电子时钟设计 学习中心：辽宁本溪奥鹏学习中 心 层次：高起专 专业：机械制造与自动化 年级： 2013年春季 学号： 131080131409 学生姓名：丁志芳
单片机电子时钟设计 1.设计背景 数字钟已成为人们日常生活中必不可少的必需品，广泛用于个人家庭以及办公室等公共场所，给人们的生活、学习、工作、娱乐带来极大的方便。由于数字集成电路技术的发展和采用了先进的石英技术，使数字钟具有走时准确、性能稳定、携带方便等优点，它还用于计时、自动报时及自动控制等各个领域。尽管目前市场上已有现成的数字钟集成电路芯片出售，价格便宜、使用也方便，但鉴于单片机的定时器功能也可以完成数字钟电路的设计，因此进行数字钟的设计是必要的。在这里我们将已学过的比较零散的数字电路的知识有机的、系统的联系起来用于实际，来培养我们的综合分析和设计电路，写程序、调试电路的能力。 单片机全称，单片机微型计算机，从应用领域来看，单片机主要用来控制系统运行，所以又称微控制器或嵌入式控制器，单片机是将计算机的基本部件微型化并集成在一块芯片上的微型计算机。单片机技术在计算机中作为独立的分支，单片机具有体积小、功能强可靠性高、价格低廉等一系列优点，不仅已成为工业测控领域普遍采用的智能化控制工具，而且已渗入到人们工作和和生活的各个角落，有力地推动了各行业的技术改造和产品的更新换代，应用前景广阔。 2.时钟的基本原理分析 利用单片机定时器完成计时功能，定时器0计时中断程序每隔0.01s中断一次并当作一个计数，设定定时1秒的中断计数初值为100，每中断一次中断计数初值减1，当减到0时，则表示1s到了，秒变量加1，同理再判断是否1min 钟到了，再判断是否1h到了。 为了将时间在LED数码管上显示，可采用静态显示法和动态显示法，由于静态显示法需要译码器，数据锁存器等较多硬件，可采用动态显示法实现LED 显示，通过对每位数码管的依次扫描，使对应数码管亮，同时向该数码管送对
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
51单片机实验报告94890
《单片机与接口技术》实验报告 信息工程学院 2016年9月
辽东学院信息技术学院 《单片机与接口技术》实验报告 姓名：王瑛 学号： 0913140319 班级： B1403 专业：网络工程 层次：本科 2016年9月
目录 实验题目：实验环境的初识、使用及调试方法(第一章) 实验题目：单片机工程初步实验(第二章) 实验题目：基本指令实验(第三章)4 实验题目：定时器/计数器实验(第五章)4 实验题目：中断实验(第六章)4 实验题目：输入接口实验(第八章)4 实验题目：I/O口扩展实验(第九章)4 实验题目：串行通信实验（第十一章）4 实验题目：A/D,D/A转换实验（第十七章）4
实验题目：实验环境的初识、使用及调试方法实验 实验类型：验证性实验课时： 1 时间：2016年10月24日 一、实验内容和要求 了解单片机的基础知识 了解51单片机的组成和工作方法 掌握项目工程的建立、编辑、编译和下载的过程方法 熟练单片机开发调试工具和方法 二、实验结果及分析 单片机最小系统的构成： Keil集成开发环境:
STC-ISP:
实验题目：单片机工程初步实验 实验类型：验证性实验课时： 1 时间：2016 年10 月24 日一、实验内容和要求 点亮一个LED小灯 程序下载到单片机中 二、实验结果及分析 1、点亮一个LED小灯 点亮LED小灯的程序： #include
单片机原理及应用习题答案第三版
单片机原理及应用习题 答案第三版 集团标准化工作小组 [Q8QX9QT-X8QQB8Q8-NQ8QJ8-M8QMN]
第一章习题参考答案 1-1：何谓单片机与通用微机相比，两者在结构上有何异同 答：将构成计算机的基本单元电路如微处理器(CPU)、存储器、I/O接口电路和相应实时控制器件等电路集成在一块芯片上，称其为单片微型计算机，简称单片机。 单片机与通用微机相比在结构上的异同： (1)两者都有CPU，但通用微机的CPU主要面向数据处理，其发展主要围绕数据处理功能、计算速度和精度的进一步提高。例如，现今微机的CPU都支持浮点运算，采用流水线作业，并行处理、多级高速缓冲(Cache)技术等。CPU的主频达到数百兆赫兹(MHz)，字长普遍达到32位。单片机主要面向控制，控制中的数据类型及数据处理相对简单，所以单片机的数据处理功能比通用微机相对要弱一些，计算速度和精度也相对要低一些。例如，现在的单片机产品的CPU大多不支持浮点运算，CPU还采用串行工作方式，其振荡频率大多在百兆赫兹范围内;在一些简单应用系统中采用4位字长的CPU，在中、小规模应用场合广泛采用8位字长单片机，在一些复杂的中、大规模的应用系统中才采用16位字长单片机，32位单片机产品目前应用得还不多。 (2) 两者都有存储器，但通用微机中存储器组织结构主要针对增大存储容量和CPU对数据的存取速度。现今微机的内存容量达到了数百兆字节(MB)，存储体系采用多体、并读技术和段、页等多种管理模式。单片机中存储器的组织结构比较简单，存储器芯片直接挂接在单片机的总线上，CPU对存储器的读写按直接物理地址来寻址存储器单元，存储器的寻址空间一般都为64 KB。 (3) 两者都有I/O接口，但通用微机中I/O接口主要考虑标准外设(如CRT、标准键盘、鼠标、打印机、硬盘、光盘等)。用户通过标准总线连接外设，能达到即插即用。单片机应用系统的外设都是非标准的，且千差万别，种类很多。单片机的I/O接口实际上是向用
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
单片机实验一,I／O端口实验报告(2)
单片机原理与接口技术实验 实验一 I/O端口实验（2） 系别：通信工程系 专业：通信工程系11级 学号：233201122041 姓名： 实验时间：2014年3月6日 撰写日期：2014年3月9日
实验一 I/O端口实验（2） 一、实验目的 1、掌握单片机通用I/O端口的使用方法； 2、掌握I/O端口数据输入/输出的方法。 二、实验内容（与本次实验报告标题括号中的数字对应） 2、当开关状态为0101（K5K6K7K8）时，四个灯循环右移；当开关状态为1010（K5K6K7K8）时，四个灯循环左移；当开关为其它状态时，在LED1～LED4上显示开关状态。程序运行时，拨动开关，显示立即跟着变化。【基础，周四下午每人做】 三、实验设计思路 对于该题，因为有3种情况，所以参考课本P68程序，在while循环结构内添加if-else条件判断语句，分别区分右移、左移、与开关状态一致3种情况。 四、电路原理图及接线说明 绘制本次实验用到的部分完整电路原理图如下： 开关K5K6K7K8与P2.0~P2.3相连线；
LED：1～8和P1.0～P1.7相连线。 五、实验流程图 见下图： 六、调试过程及实验现象 对于第该题，一开始运行灯全亮，经按F8逐步调试后，发现P2的值怎么也无法赋给变量b，导致无论如何拨动开关，b的值都不会改变，一直等于FF，使灯全亮。后来经助教指点方知是P2口没有设置为I/O模式，以致于无法将P2的值传输给b。修改设置后，一切运行正常。 七、总结 本次实验的实验难度不大，第一题参考课本的8位左移右移例子稍作修改便可运行，因为实验原理一样；但却因为一开始自己不够细心导致的一些软件设置
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; }
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
单片机原理及应用习题答案第三版(供参考)
第一章习题参考答案 1-1：何谓单片机？与通用微机相比，两者在结构上有何异同？ 答：将构成计算机的基本单元电路如微处理器(CPU)、存储器、I/O接口电路和相应实时控制器件等电路集成在一块芯片上，称其为单片微型计算机，简称单片机。 单片机与通用微机相比在结构上的异同： (1)两者都有CPU，但通用微机的CPU主要面向数据处理，其发展主要围绕数据处理功能、计算速度和精度的进一步提高。例如，现今微机的CPU都支持浮点运算，采用流水线作业，并行处理、多级高速缓冲(Cache)技术等。CPU的主频达到数百兆赫兹(MHz)，字长普遍达到32位。单片机主要面向控制，控制中的数据类型及数据处理相对简单，所以单片机的数据处理功能比通用微机相对要弱一些，计算速度和精度也相对要低一些。例如，现在的单片机产品的CPU大多不支持浮点运算，CPU还采用串行工作方式，其振荡频率大多在百兆赫兹范围内;在一些简单应用系统中采用4位字长的CPU，在中、小规模应用场合广泛采用8位字长单片机，在一些复杂的中、大规模的应用系统中才采用16位字长单片机，32位单片机产品目前应用得还不多。 (2) 两者都有存储器，但通用微机中存储器组织结构主要针对增大存储容量和CPU对数据的存取速度。现今微机的内存容量达到了数百兆字节(MB)，存储体系采用多体、并读技术和段、页等多种管理模式。单片机中存储器的组织结构比较简单，存储器芯片直接挂接在单片机的总线上，CPU对存储器的读写按直接物理地址来寻址存储器单元，存储器的寻址空间一般都为64 KB。 (3) 两者都有I/O接口，但通用微机中I/O接口主要考虑标准外设(如CRT、标准键盘、鼠标、打印机、硬盘、光盘等)。用户通过标准总线连接外设，能达到即插即用。单片机应用系统的外设都是非标准的，且千差万别，种类很多。单片机的I/O接口实际上是向用户提供的与外设连接的物理界面。用户对外设的连接要设计具体的接口电路，需有熟练的接口电路设计技术。 另外，单片机的微处理器(CPU)、存储器、I/O接口电路集成在一块芯片上，而通用微机的微处理器(CPU)、存储器、I/O接口电路一般都是独立的芯片 1-4 IAP、ISP的含义是什么？ ISP：In System Programable，即在系统编程。用户可以通过下载线以特定的硬件时序在线编程（到单片机内部集成的FLASH上），但用户程序自身不可以对内部存储器做修改。 IAP:In Application Programable，即在应用编程。用户可以通过下载线对单片机进行在线编程，用户程序也可以自己对内部存储器重新修改。 1-6 51单片机与通用微机相比,结构上有哪些主要特点? （1）单片机的程序存储器和数据存储器是严格区分的，前者为ROM，后者为RAM； （2）采用面向控制的指令系统，位处理能力强； （3）I/O引脚通常是多功能的； （4）产品系列齐全，功能扩展性强； （5）功能是通用的，像一般微处理机那样可广泛地应用在各个方面。 1-7 51单片机有哪些主要系列产品? （1）Intel公司的MCS-51系列单片机：功能比较强、价格比较低、较早应用的单片机。此系列三种基本产品是：8031/8051/8751； （2）ATMEL公司的89系列单片机：内含Flash存储器，开发过程中可以容易地进行程序修改。有8位Flash子系列、ISP_Flash子系列、I2C_Flash子系列； （3）SST公司的SST89系列单片机：具有独特的超级Flash技术和小扇区结构设计，采用IAP和ISP技术；
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：
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。
单片机实验报告二 单片机IO口实验
南昌大学实验报告 学生姓名：学号：专业班级： 实验类型：?验证?综合?设计?创新实验日期：2019.4.16 实验成绩： 实验二单片机I/O口实验 （一）实验目的 1.掌握单片机最小系统的构成，学习如何控制I/O口来驱动发光二极管，掌握移位和软件延时 程序的编写。 2.熟练掌握STC型开发板的使用方法和注意事项。 3.掌握应用STC_ISP烧录过程； （二）设计要求 利用51单片机及4个LED发光二极管，设计一个单片机流水灯程序，P4.7 /P4.6/ P1.6/ P1.7 来演示跑马灯。其中流水灯的变化形式多样。 （三）实验原理 STC实验箱单片机型号为IAP15W4K32S4-Student，其在线编程与在线仿真可由Keil uVision4集成开发环境和STC系列单片机在线可编程（ISP）电路实现： 1.设置STC仿真器：运行STC-ISP在线编程软件，选择“keil 仿真设置”选项，如图1 所示，单击“添加型号和头文件到keil中/ 添加STC仿真器驱动到keil中”，弹出“浏 览文件夹”对话框，在浏览文件夹中选择keil的安装目录，单击“确定”按钮即完成添 加。根据所用芯片，单击“将IAP15W4K32S4-Student设置为仿真芯片”。 图1 2.Keil uVision4环境设置：选择菜单命令Project →Options for Target →Debug，选中 “STC Monitor-51 Driver”，勾选“Load Application at Startup”选项和“Run to main()” 选项，如图2所示。单击图2右上角的“settings”按钮，弹出硬件参数设置对话框，如 图2所示，根据仿真电路所使用的串口号（本机所用为串口5）选择串口端口，如图3 所示：