单片机双机通信与PCB设计
单片机单片机课程设计-双机串行通信
单片机单片机课程设计-双机串行通信单片机课程设计双机串行通信在当今的电子信息领域，单片机的应用无处不在。
而双机串行通信作为单片机系统中的一个重要环节，为实现设备之间的数据交换和协同工作提供了关键的技术支持。
一、双机串行通信的基本原理双机串行通信是指两个单片机之间通过串行接口进行数据传输的过程。
串行通信相较于并行通信，具有线路简单、成本低、抗干扰能力强等优点。
在串行通信中，数据是一位一位地按顺序传输的。
常见的串行通信协议有 UART（通用异步收发器）、SPI（串行外设接口）和 I2C（内部集成电路）等。
在本次课程设计中，我们主要采用 UART 协议来实现双机串行通信。
UART 协议包括起始位、数据位、奇偶校验位和停止位。
起始位用于标识数据传输的开始，通常为逻辑 0；数据位可以是 5 位、6 位、7 位或 8 位，具体取决于通信双方的约定；奇偶校验位用于检验数据传输的正确性，可选择奇校验、偶校验或无校验；停止位用于标识数据传输的结束，通常为逻辑 1。
二、硬件设计为了实现双机串行通信，我们需要搭建相应的硬件电路。
首先，每个单片机都需要有一个串行通信接口，通常可以使用单片机自带的UART 模块。
在硬件连接方面，我们将两个单片机的发送端（TXD）和接收端（RXD）交叉连接。
即单片机 A 的 TXD 连接到单片机 B 的 RXD，单片机 B 的 TXD 连接到单片机 A 的 RXD。
同时，还需要共地以保证信号的参考电平一致。
此外，为了提高通信的稳定性和可靠性，我们可以在通信线路上添加一些滤波电容和上拉电阻。
三、软件设计软件设计是实现双机串行通信的核心部分。
在本次课程设计中，我们使用 C 语言来编写单片机的程序。
对于发送方单片机，首先需要对 UART 模块进行初始化，设置波特率、数据位、奇偶校验位和停止位等参数。
然后，将要发送的数据放入发送缓冲区，并通过 UART 发送函数将数据一位一位地发送出去。
对于接收方单片机，同样需要对 UART 模块进行初始化。
单片机双机通信系统课程设计
一．课程设计的目的及基本要求：实践课程是使学生融会贯通本课程所学专业理论知识，完成一个较完整的设计计算和安装调试过程，以加深学生对所学理论的理解与应用，认识和熟悉元器件和电子测量仪器的性能指标，了解解决实际问题的一般过程，培养学生综合运用基础理论知识和专业知识去解决实际工程设计问题的能力。
通过电子技术的综合性工程训练，使学生达到以下的目的和要求：1、结合模拟电路、数字电路、可编程逻辑器件、单片机电子线路CAD等课程中所学的理论知识，按要求独立设计方案，培养学生独立分析与解决问题的能力；2、学会查阅相关手册和资料，通过查阅手册和资料，进一步熟悉常用电子器件的类型和特性，并掌握合理选用的原则；3、学会使用常用电子元器件（包括中规模芯片、专用芯片和可编程器件）；4、掌握基本的现代电子技术设计工具和EDA（Electronic design automation）技术；5、掌握电子电路的安装与调试技术，进一步熟悉电子仪器的使用方法；6、认真撰写总结报告，培养严谨的作风和科学的态度；二．课程设计的主要内容：课题十九单片机双机通信系统基本要求:设计两个单片机最小系统，能实现有线通信，一方为发送，另一方为接收。
提高要求：两个单片机最小系统能相互通信，并能实现校验。
三．具体要求和时间安排：每一个学生在教师指导下，独立完成一个应用系统。
工作量如下：1、电路原理图（A3幅面）1张，要求Protel软件绘制；2、pcb版图（A3及以上幅面）1张；3、设计说明书（20-30页）1本，内含能编译通过的源程序(有必要的注释)。
目录一、前言 (4)二、键盘设计 (5)1、硬件接线部分 (5)2、4×4矩阵键盘识别处理 (7)3、键盘识别处理程序 (8)三、单片机的选择及其程序设计 (10)1、单片机型号的选择 (10)2、协议设计 (10)3、双机连接电路图 (11)4、甲机程序 (11)5、乙机程序 (16)四、数码管显示设计 (16)五、总体电路图 (21)六、设计小结 (22)七、参考文献 (23)一．前言由于MCS51系列单片机具有性能稳定、工作可靠、价格低廉等特点，因此其应用相当广泛。
单片机双机串口通信课程设计
单片机双机串口通信课程设计一、课程设计意义单片机双机串口通信是电子信息类专业中的一门基础课程，包括数据传输原理、串口通信协议等知识点，对于学生的PCB设计、嵌入式系统开发等方向的学习和深入研究都具有非常重要的作用。
通过本课程的设计，学生将能够系统地掌握串口通信技术的原理和实现方法，从而为后续相关课程的学习打下坚实的基础。
二、课程设计步骤1、理论知识讲授首先，需要对串口通信的基本概念、串口的物理接口、RS232、RS485等通信协议及其实现原理进行讲解，学生需要认真记录相关知识点，为后续的实验操作打下基础。
2、实验前准备为了进行单片机双机串口通信实验，需要准备单片机开发板、双机串口通信线、USB转串口模块、连接线等工具。
学生需要根据实验指导书上的引导，仔细按照需求准备好所需要的工具，并理清各项连接关系。
3、实验操作实验是本课程的重头戏，学生需要通过实验来巩固自己所学的相关知识。
在实验过程中，学生需要详细阅读实验指导书，并按照指导书上的步骤完成整个实验过程。
实验完成后，需要仔细分析实验结果，确认实验结果是否正确。
4、实验报告实验完成后，学生需要根据实验结果撰写实验报告，报告需要包括实验过程、实验结果分析、实验总结等内容。
报告需要清晰明了，文本内容清晰、简洁明了，图表简洁、清晰，规范地描写出整个实验过程，总结实验结果，以保证实验教学的质量。
三、课程效果评估通过老师的教学和学生的自主学习，学生能够达到掌握单片机双机串口通信的基本概念和实现方法的目标。
同时，在这个过程中，学生也能够提高实验操作的能力和数据分析的能力，为他们日后的学习和研究打下基础。
《单片机技术》课程设计课题任务书(双机通信系统)
（2）供电模块
（3）显示模块
（4）键盘模块
（5）报警模块
2、双机通信系统软件部分
（1）系统监控程序模块
（2）显示程序模块
（3）键盘程序模块
（4）通信程序模块
三、设计要求
1、采用两个单片机系统板A/B,连接好A/B两板子的串行通信线路（A板必须是自己的，B板可以借用它人的板子）。上电或按键复位后显示器件自动显示待发送/接收状态（例如显示“Send?”“Receive ?”），进入准备阶段。通过按键“OK”选择确认功能；数码管或液晶屏做状态显示（液晶屏加分）。
2、可以通过按键修改设置通信参数，例如串行通信的速率，数据位数等。
3、对接收到的数据进行甄别，接收到特定数据后触发蜂鸣器报警。
4、能随时暂停系统通信。
5、以上功能全部实现,另外再做出配套上位机软件者满分（上位机语言工具不限）。
主要参考资料
[1]李广弟.单片机基础[M].第3版.北京：北京航空航天大学出版社，2003.6.
教研室
意见
教研室主任：（签字）
年月日
[2]李全利.单片机原理及应用（C51编程）[M].北京：高等教育出版社，2012.12.
[3]马忠梅.单片机的C语言应用程序设计[M].第4版.北京：北京航空航天大学出版社，2003.6.
[4]李光飞.单片机C程序设计指导[M].北京:北京航空航天大学出版社，2003.01.
[5]李光飞.单片机课程设计实例指导[M].北京:北京航空航天大学出版社，2004.9.
湖南工学院《单片机技术》课程设计课题任务书
学院：电气与信息工程学院专业：电气1301～2
指导教师
王韧
学生姓名
课题名称
51单片机双机串行通信设计
51单片机双机串行通信设计51单片机是一款广泛应用于嵌入式系统中的微控制器，具有高性能和低功耗的特点。
在一些场景中，需要使用51单片机之间进行双机串行通信，以实现数据传输和协同工作。
本文将介绍51单片机双机串行通信的设计，包括硬件连接和软件编程。
一、硬件连接1.串行通信口选择：51单片机具有多个串行通信口，如UART、SPI 和I2C等。
在双机串行通信中，可以选择其中一个串行通信口作为数据传输的接口。
一般来说，UART是最常用的串行通信口之一，因为它的硬件接口简单且易于使用。
2.引脚连接：选定UART口作为串行通信口后，需要将两个单片机之间的TX（发送）和RX（接收）引脚相连。
具体的引脚连接方式取决于所使用的单片机和外设，但一般原则上是将两个单片机的TX和RX引脚交叉连接。
二、软件编程1.串行通信初始化：首先需要通过软件编程来初始化串行通信口。
在51单片机中，可以通过设置相应的寄存器来配置波特率和其他参数。
具体的初始化代码可以使用C语言编写，并根据所使用的开发工具进行相应的配置。
2.发送数据：发送数据时，可以通过写入相应的寄存器来传输数据。
在51单片机中，通过将数据写入UART的发送寄存器，即可将数据发送出去。
发送数据的代码通常包括以下几个步骤：(1)设置发送寄存器；(2)等待数据发送完成；(3)清除数据发送完成标志位。
3.接收数据：接收数据时，需要通过读取相应的寄存器来获取接收到的数据。
在51单片机中，可以通过读取UART的接收寄存器，即可获取到接收到的数据。
接收数据的代码通常包括以下几个步骤：(1)等待数据接收完成；(2)读取接收寄存器中的数据；(3)清除数据接收完成标志位。
4.数据处理：接收到数据后，可以进行相应的数据处理。
根据具体的应用场景，可以对接收到的数据进行解析、计算或其他操作。
数据处理的代码可以根据具体的需求进行编写。
5.中断服务程序：在双机串行通信中，使用中断可以提高通信的效率。
单片机双机通信系统课程设计
单片机双机通信系统课程设计一．课程设计的目的及基本要求：实践课程是使学生融会贯通本课程所学专业理论知识，完成一个较完整的设计计算和安装调试过程，以加深学生对所学理论的理解与应用，认识和熟悉元器件和电子测量仪器的性能指标，了解解决实际问题的一般过程，培养学生综合运用基础理论知识和专业知识去解决实际工程设计问题的能力。
通过电子技术的综合性工程训练，使学生达到以下的目的和要求：1、结合模拟电路、数字电路、可编程逻辑器件、单片机电子线路CAD等课程中所学的理论知识，按要求独立设计方案，培养学生独立分析与解决问题的能力；2、学会查阅相关手册和资料，通过查阅手册和资料，进一步熟悉常用电子器件的类型和特性，并掌握合理选用的原则；3、学会使用常用电子元器件（包括中规模芯片、专用芯片和可编程器件）；4、掌握基本的现代电子技术设计工具和EDA（Electronicdesign automation）技术；5、掌握电子电路的安装与调试技术，进一步熟悉电子仪器的使用方法；6、认真撰写总结报告，培养严谨的作风和科学的态度；二．课程设计的主要内容：课题十九单片机双机通信系统基本要求:设计两个单片机最小系统，能实现有线通信，一 23方为发送，另一方为接收。
提高要求：两个单片机最小系统能相互通信，并能实现校验。
三．具体要求和时间安排：每一个学生在教师指导下，独立完成一个应用系统。
工作量如下：1、电路原理图（A3幅面）1张，要求Protel软件绘制；2、pcb版图（A3及以上幅面）1张；3、设计说明书（20-30页）1本，内含能编译通过的源程序(有必要的注释)。
23目录一、前言 (4)二、键盘设计 (5)1、硬件接线部分 (5)2、4×4矩阵键盘识别处理 (7)3、键盘识别处理程序 (8)三、单片机的选择及其程序设计 (10)1、单片机型号的选择 (10)2、协议设计 (10)3、双机连接电路图 (11)4、甲机程序 (11)5、乙机程序 (16)四、数码管显示设计 (16)23五、总体电路图 (21)六、设计小结 (22)七、参考文献 (23)一．前言由于MCS51系列单片机具有性能稳定、工作可靠、价格低廉等特点，因此其应用相当广泛。
单片机双机之间的串行通讯设计报告
单片机双机之间的串行通讯设计报告摘要:本文介绍了一种基于单片机的双机之间的串行通讯设计。
该设计使用两个单片机，通过串行通信协议进行数据传输。
通讯过程中，两台单片机之间通过数据线连接，并使用中断方式进行数据接收和发送。
同时，本文还介绍了串行口工作方式 0 的应用，以及如何使用移位寄存器进行串行口扩展。
通过该设计，可以实现两台单片机之间的高速数据传输，并且具有良好的稳定性和可靠性。
关键词：单片机，串行通讯，中断方式，移位寄存器，串行口扩展一、引言串行通讯是计算机系统中常用的一种数据传输方式，它可以实现不同设备之间的数据传输。
在单片机应用中，串行通讯也是一种常见的数据传输方式。
本文介绍了一种基于单片机的双机之间的串行通讯设计，该设计使用两个单片机通过串行通信协议进行数据传输。
本文还介绍了串行口工作方式 0 的应用，以及如何使用移位寄存器进行串行口扩展。
通过该设计，可以实现两台单片机之间的高速数据传输，并且具有良好的稳定性和可靠性。
二、设计原理该串行通讯设计使用两个单片机，分别为发送单片机和接收单片机。
发送单片机将数据通过串行口发送到接收单片机，接收单片机再将接收到的数据进行处理。
两台单片机之间通过数据线连接，并使用中断方式进行数据接收和发送。
在串行通讯中，数据是通过串行口进行传输的。
串行口工作方式0 是一种常见的串行口工作方式，它使用移位寄存器进行数据接收和发送。
在移位寄存器中，数据被移位到寄存器中进行传输，从而实现了数据的串行传输。
三、设计实现1. 硬件设计在该设计中，发送单片机和接收单片机分别使用一个串行口进行数据传输。
发送单片机将数据通过串行口发送到接收单片机，接收单片机再将接收到的数据进行处理。
两台单片机之间通过数据线连接，并使用中断方式进行数据接收和发送。
硬件设计主要包括两个单片机、串行口、数据线和中断控制器。
其中，两个单片机分别拥有自己的串行口，并且都能够接收和发送数据。
数据线将两台单片机连接在一起，中断控制器用于处理数据的接收和发送。
双机通信及PCB设计
一、实验目的掌握串口通信工作原理及程序开发方法，熟悉单片机电路的PCB设计过程。
二、实验原理实验6的电路原理图如图A.72所示，图中1#机的发送线与2#机的接收线相连，1#机的接收线与2#机的发送线相连，共阴极BCD数码管BCD-LED1和BCD-LED2分别接各级的P2口，两机共地，晶振为11.0592MHz，波特率为2400BPS，串口方式1.实现功能参见第7章实例3，软件编程原理如下：1#机采用查寻法编程，根据RI和TI标志的软件查询结果完成收发过程；2#机采用中断法编程，根据RI和TI的中断请求，在中断函数中完成收发过程。
PCB设计原理：在1#机的电路原图中添加接线端，并定义端口。
图中BCD数码管需要自定义PCB封装，其元件具体尺寸如图A.74所示。
三、实验内容1、掌握串行通信原理和中断法通信软件编程；2、完成实验6的C51语言编程；3、学习使用ARES软件，完成实验6 1#机电路PCB设计。
四、实验步骤1、提前阅读与实验6相关的阅读材料；2、参考图A.72~A.74及表A.7，在ISIS中完成电路原理图的绘制；3、采用uVision3进行C51串行通信编程和调试；4、对1#机的电路进行PCB设计，生成Cerber输出文件。
图A.72 实验6的电路原理图图A.73 实验6的电原理图五、实验要求提交实验报告并包括如下内容：电路原理图、C51源程序、仿真运行截图、三维PCB预览图、光绘文件分层图及实验小结。
六、参考图表源程序：#include“reg51.h”#define uchar unsigned charuchar receiv ; // 定义接收缓冲void mian(void){P2=0x3f; //显示黑屏TMOD=0x20; //T1定时方式2TH1=0xf4; //2400bspTL1=0xf4;PCON=0x00; //波特率不加倍TR1=1; //启动T1SCON=0x50; //串行方式1，T1和R1清零、允许接收ES=1; //中断函数初始化，开源允许EA=1; //开总运行While(1){ //空运行}}Void output（）interrupt 4{ //定义串行通信中断函数if(RI==1) //判断是否接收完RI=0; //清R1标志位receiv=SBUF; // 取得接收值SBUF=receiv;} //结果返回主机If(TI==1) // 判断发送是否结束{TI=0; // 清T1标志位P2=receiv;} //显示接收值}双机通信仿真效果截图实验小结通过本次试验，我顺利完成了单片机的异步通信功能，实现了1#机循环发图7 PCB_LED 封装尺寸图图8 PCB_LED封装图图9 PCB布线图10 3D效果图底部铜箔层顶部丝印层顶部铜箔层送0-F数据，2#机实时接收数据，两机数据通过各自的BCD数码管显示出来。
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实验六、双机通信与PCB设计
一、实验目的
掌握串口通信工作原理及程序开发方法，熟悉ARES软件PCB设计过程。
二、实验内容
1、按照P241图A.72绘制电路原理图1，将第6章实例2中2#机的查询法收发程序改为中断法（1#机发送过程不变）并实现原有功能；
2、按照图A7.3和表A7.3绘制电路原理图2，并定义电源端口；
3、采用ARES软件完成电路原理图2的PCB设计，形成光绘（Gerber）输出文件，其中BCD数码管需按照图A.74所示尺寸进行PCB自定义封装；
4、完成实验报告。
三、实验要求
提交的实验报告中应包括：电路原理图1，2#机的C51源程序，双机通信仿真效果及讨论*，PCB设计图（电路原理图2、排版图、3D效果图、光绘文件分层图3-4幅）以及实验小结。
提交实验报告的电子邮件主题及存盘文件名格式如，2005041220马晓明实验六。
*讨论：中断法与查询法的程序结构差异及优缺点。
1、电路原理图1
2、2#机的C51源程序
发送端源程序：
#include <reg51.h>
#define uchar unsigned char
char code map[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};
void delay(unsigned int time)
{
unsigned int j=0;
for(;time>0;time--)
for(j=0;j<125;j++);
}
void main()
{
uchar c=0;
TMOD=0x20;
TH1=TL1=0xf4;
PCON=0;
TR1=1;
SCON=0x50;
while(1)
{
SBUF=c;
while(TI==0);
TI=0;
while(RI==0);
RI=0;
if(SBUF==c)
{
P2=map[c];
if(++c>9) c=0;
delay(500);
}
}}
接收源程序：
#include <reg51.h>
#define uchar unsigned char
char code map[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f}; void main()
{
uchar r;
TMOD=0x20;
TH1=TL1=0xf4;
PCON=0;
TR1=1;
SCON=0x50;
while(1)
{
while(RI==1){
RI=0;
r=SBUF;
SBUF=r;
while(TI==0)
TI=0;
P2=map[r];
}
}
}
3、双机通信仿真效果及讨论
4、实验小结
在本次试验中，串行通信电路实现：甲机循环发送数字0～9，乙机接收后返回接收值。
若发送值与返回值相等，继续发送下一数字，否则重复发送当前数字。
采用查询法检查收发是否完成。
发送值和接收值分别显示在双方LED数码管上的功能，显示了串行功能的所在。
在第二部分试验中，显示效果让我意识到
了Proteus 软件的强大之处。
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