单片机多串行口设计方案
单片机多机串口的通信
摘要本文详细介绍了基于RS-485总线的单片机与多台单片机间的串行通信原理、实现方法和相应的通信硬件、软件设计。
该设计是由单片机与单片机组成的主从控制系统，其中单片机做为上位机对下位单片机是实现控制和监视功能。
它包括通信和控制两个功能模块。
单片机作为下位机在整个系统中属于从属地位，主要用来接收上位机的命令。
由于此通信的单片接口是RS232的9针接口，且下位机数目有限（32台）。
所以本设计采用了RS485总线以及RS232转RS485的协议芯片以满足长距离多机通信，本文讨论了总线接口转换、主从式通信协议设计方法，给出了采用中断式处理的通信过程流程图，并叙述了设计过程中必备的绘图软件Protel DXP的应用，以及编辑源代码软件keil uVision2的应用，实现了单片机对多个单片机组成采集终端的通信与管理。
关键词：单片机单片机RS-485 通信AbstractThe communication 、realized method and corresponding design of hardware and software between 单片and multiple MCUs based on RS-485 is described in detai in the article. This design instroduces a pincipal and subordinate control system which is composed of 单片and single chip. Divided from its function, it includes two parts: communication and control, in which 单片is used as master, and MCUs is used as slave so as to receive the single order from the master.The bus interface conversion and the design of master-slave communication protocol is introduced and The program flowchart of communication with interrupt process is also given. In the process of design, the use of unnecessary painter software and code editor software is depicted so that realize the communication and administration between 单片and multiple MCUs which composed collection terminal.Keywords: 单片MCUs RS-485 communication目录第一章绪论 (1)第二章课题实施方案 (2)2.1 系统硬件设计 (2)2.2 系统软件设计 (3)第三章硬件电路设计 (9)3.1 C51单片机结构 (9)一CPU结构 (10)二ROM存储器 (11)三I/O端口 (11)四定时器/计数器 (12)五中断系统 (13)3.1.2 51单片机引脚功能及其连接 (13)3.1.3 51 中断系统 (15)3.1.4 C-51的串行通信 (15)3.2.1串行接口RS232结构与引脚功能 (21)3.3 Protel DXP 2004原理图设计 (23)3.3.1 Protel 2004的基本操作 (23)3.3.2绘制原理图 (25)3.3.3制作芯片原理图库 (27)第四章软件电路设计 (30)4.1 系统的通信协议 (31)4.2 C51编程实现单片机与单片机之间的串行通信 (31)4.3 Windows集成开发环境uVision2 (35)4.3.1启动uVision2 (35)4.3.2创建程序 (36)总结 (41)致谢 (42)参考文献 (43)第一章绪论单片机由于其具有控制功能强、设计灵活和性能价格比高的特点。
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 stdio.h 中的printf来实现字符串的发送。
单片机输入输出接口设计及其在工业自动化系统中的应用研究
单片机输入输出接口设计及其在工业自动化系统中的应用研究概述随着工业自动化技术的发展，单片机作为一个重要的控制核心，广泛应用于各种自动化设备中。
单片机的输入输出接口设计是工业自动化系统中的核心环节之一，它对于系统的功能实现和性能提升具有重要影响。
本文将探讨单片机输入输出接口的设计原理以及在工业自动化系统中的应用研究。
一、单片机输入输出接口设计原理单片机的输入输出接口设计涉及到外部设备与单片机之间的数据传输和控制。
在设计该接口时，需考虑接口类型、信号电平、数据处理等多方面因素。
1. 接口类型常见的单片机输入输出接口类型包括并行口、串行口、模拟输入输出等。
其中，并行口适用于大容量数据传输，串行口适用于远距离传输，而模拟输入输出适用于连续变化的信号处理。
根据不同的应用需求选择合适的接口类型。
2. 信号电平单片机输入输出接口的设计中需要考虑信号电平的匹配问题，当外部设备与单片机接口工作时，其电平匹配与兼容性对于成功传输数据起着至关重要的作用。
需要考虑到信号电平的高低电平范围、低电平电流、驱动能力等参数，以确保信号的稳定传输。
3. 数据处理在单片机输入输出接口设计中，数据的处理是关键环节之一。
通过对输入信号的采集、处理和输出信号的生成，实现单片机与外部设备之间的数据交互。
需要根据具体的应用需求选择合适的数据处理算法和相关技术，以提高系统的响应速度和精度。
二、单片机输入输出接口在工业自动化系统中的应用研究单片机输入输出接口在工业自动化系统中具有广泛的应用，涉及到工业控制、仪表检测、数据采集等方面。
1. 工业控制在工业自动化系统中，单片机输入输出接口设计是实现各种工业控制的基础。
通过与传感器、执行器、人机界面等设备的连接，单片机可以实现对温度、压力、流量等工艺参数的采集和控制。
通过合理的输入输出接口设计，可以实现对设备的实时监测和控制，提高工业生产的效率和质量。
2. 仪表检测单片机输入输出接口设计在仪表检测领域也有重要应用。
单片机串口通信设计方案
单片机串口通信设计方案1.绪论1.1课题背景及意义目前，单片机的发展速度大约每两、三年要更新一代，集成度增加一倍，功能翻一番。
其发展速度之快、应用范围之广已达到了惊人的地步，它已渗透到生产和生活的各个领域，应用非常广泛。
在汽车、通信、智能仪表、家用电器和军事设备的智能化以及实时过程控制等方面，单片机都扮演着非常重要的角色[1]。
因此单片机的设计开发具有广阔的前景。
所以，对于电气类学生而言，学习一种单片机的开发是十分必要的。
而51系列的单片机，随着半导体技术的发展，其处理速度更快，性能更优越，在工业控制领域上占据十分重要的地位，通过对51系列单片机的学习而掌握单片机开发的过程是一种不错的选择。
然而单片机是一门综合性、实践性都很强的学科，其学习涉及的实验环节比较多，硬件设备投入比较大，对于大多数人而言很难投入大笔资金去购买实验器件。
而且要进行硬件电路测试和调试，必须在电路板制作完成、元器件焊接完毕之后进行，但这些工作费时费力。
因此引入EDA软件仿真系统建立虚拟实验平台，不仅可以大大提高单片机的学习效率，而且大大减少硬件设备的资金投入，同时降低对硬件设备的维护工作。
EDA设计思路是：从元器件的选取到连接、直至电路的调试、分析和软件的编译，都是在计算机中完成，所用的工作都是虚拟的。
虽然现在的电路设计软件已经很多，诸如PROTEL、ORCAD、EWB 、Multisim等，不过这些软件之间的差别都不大：都有原理图和PCB制作功能，都能进行诸如频率响应，噪音分析等电路分析，主要用于模拟电路、数字电路、模数混合电路的性能仿真与分析，但对于单片机设计及软件编程，最重要的是两者的联调，这些软件都无法实现，所以造成了单片机系统设计周期长、设计费用高等缺点[2]。
新款的EDA软件Proteus解决了上述软件的不足，成为目前最好的一款单片机学习仿真软件。
Proteus 软件是由英国Lab Center Electronics 公司开发的EDA 工具软件。
51单片机串行口扩展电路设计及其应用
随着 单 片机 技 术 的 不 断 发展 ， 别是 网络 技 术 特 在测 控领 域 的广 泛应 用 ， 由单 片 机 构成 的多 机 网络 测 控系统 已成 为单 片 机技术 发 展 的一个 方 向 ｌ。笔 １ ｊ 者在 研究 水 厂 的数 据 采 集 和控 制 系 统 的过 程 中 ， 设 计 了 主从 式 多机 测控 系 统 。在 系 统 中 ，１ 片机 一 ５单 方面要和 Ｐ Ｃ机 通 信 ， 方 面 又 要 和 下 位 机 及 仪 表 一
扩展 串 口数 量 多 、 扩 展单 片机 的软 硬 件 资 源 占用 对 少 、 占用 上位 机外 部 中断资 源 （ 不 其他并 口数据 总线 扩 展方 案都 需 要至 少一 条或 者多 条外 部 中断 ）使 用 ，
方法简单 、 待扩展串口可实现较高的波特率 、 ｌ ｏ ｔ ｆ １Ｓｎ ｌ ｈｐＭｉ ｏｏ Ｓ Ｍ ） ｅｉ ｒ ｉｇｅＣ ｉ ｃ ｃ （ Ｃ ａｐ ｏ ５ ｙ
Ｌ Ｕ ｎ － ｕ Ｉ Ｘｉｇ ｈ ａ
（ ｕａ ｎ ｅ ｉ ｆ ｅｈ ｏ ｇ ，ｕｈｕ３０ １ ，ｈｎ） Ｆｊ ｎＵ ｉ ｒｔ ｏＴ ｃｎｌ ｙＦ ｚｏ ５０４ Ｃ ｉａ ｉ ｖ ｓｙ ｏ
Ｊｎ ｕ．
２ ０ ０７
单片机双机串行实验报告
单片机双机串行实验报告实验目的：通过单片机实现双机串行通信功能，掌握串行通信的原理、方法和程序设计技巧。
实验原理：双机串行通信是指通过串行口将两台单片机连接起来，实现数据的传输和互动。
常用的串行通信方式有同步串行通信和异步串行通信。
异步串行通信是指通过发送和接收数据时的起始位、停止位和校验位进行数据的传输。
而同步串行通信是指通过外部时钟信号进行数据的同步传输。
实验器材：1.两台单片机开发板（MCU7516）2.两个串口线3.两台计算机实验步骤：1.将两台单片机开发板连接起来，通过串口线连接它们的串行口。
2.在两台计算机上分别打开串口调试助手软件，将波特率设置为相同的数值（例如9600）。
3.在编程软件中，编写两个程序分别用于发送数据和接收数据。
4.在发送数据的程序中，首先要设置串口的波特率、数据位、停止位和校验位，并将数据存储在缓冲区中。
然后利用串口发送数据的指令将数据发送出去。
5.在接收数据的程序中，同样要设置串口的参数。
然后使用串口接收数据的指令将接收到的数据存储在缓冲区中，并将其打印出来。
实验结果与分析：经过实验，我们成功地实现了单片机之间的双机串行通信。
发送数据的单片机将数据发送出去后，接收数据的单片机能够正确地接收到数据，并将其打印出来。
实验中需要注意的是，串口的波特率、数据位、停止位和校验位必须设置为相同的数值。
否则，发送数据的单片机和接收数据的单片机无法正常进行通信。
同时，在实验之前，需要了解单片机开发板支持的串口通信相关的指令和函数。
实验总结：通过本次实验，我们深入了解了单片机之间的双机串行通信原理和方法。
掌握了串口的设置和使用方法，以及相关的指令和函数。
在实验中，我们学会了如何通过串行口实现数据的传输和互动，为今后的单片机应用和开发打下了基础。
同时，我们还发现，双机串行通信在实际应用中有着广泛的用途。
例如，可以通过串行通信实现两台计算机之间的数据传输，或者实现单片机与计算机之间的数据收发。
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。
串行口实验报告
图 5-1 电路原理图
-1-
3、程序设计流程（预习）
姓名：
开始
设置串口工作方 式
并入 74166 数据
学号：
4、实验结果及分析
将 74166 数据移 位串出
数据处理，将处 理后的数据送给 P1 口显示
结束
图 5-2 程序流程图
图（1）
-2-
图（2）
姓名：
学号：
图（3）
分析：这次试验将原有的 74164 改为 74166，74166 作为一款并入串出的移位寄存器，将并 口采集到的电平信号通过串口送入单片机，再把信号送到 P1 端口显示，所以外部哪几个按 键按下时，P1 口对应的哪几个灯点亮
姓名：
实 验 报 告5
学号：
实验项目名称： 串行口实验
同组人：
实验时间： 月 号
实验室： K2-407 单片机室 指导教师： 胡蔷
一、实验目的：
（l）学习单片机串行口的应用。串行口 4 种工作方式的区别，波特率设置，串行口初始化。
（2）熟悉 Proteus 软件电路设计和 Keil 软件程序调试方法。
判断 3 个按键 是否按下
串口发送 对应字符
图 5-4 程序流程图
分析：程序中设置为每一个按键分别显示一句话
-4-
姓名：
学号：
四、思考题： AT89S51 单片机串行口有几种工作方式，有几种帧格式？各种工作方式的波特率如何确定？
指导教师批阅及成绩
-5-Βιβλιοθήκη 重点：串行口 4 种工作方式的区别应用
二、实验顶备知识： （l）AT89S51 串行口的基本原理，方式 0 的扩展应用，单片机与 PC 机的通信方式。 （2）Proteus 软件应用，Keil 软件程序调试应用。
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单片机多串行口设计方案单片机多串行口设计方案
概述
随着时代的不断发展，工业自动化的要求越来越高，为了满足这些需求，单片机的应用变得越来越广泛。
在工业自动化控制系统中，单片机的基本功能很多都需要通过串行口来完成。
如果单片机只有一个串行口，在进行数据传输和通讯时会面临很多限制，因此需要采取一些措施来增加单片机串行口的数量，以满足工业自动化控制系统各项要求，实现多串行口的设计。
本文就单片机多串行口设计方案进行详细讨论。
单片机多串行口设计的必要性
在工业控制系统中，单片机一般需要完成多项任务。
而且，在实际应用中还需要在许多不同的串行口之间进行数据传输和通讯。
如果单片机只配备一个串行口的话，这时要同时完成多项任务和多串口间通讯就需要通过存储数据等一系列复杂的操作来进行。
由此可以看出，单片机多串行口设计的必要性。
单片机多串行口设计方案
在工业控制系统中，实现单片机多串行口设计，有很多方案可供选择。
下面就介绍几种常见的方案。
1.内部串行口复用
内部串行口复用是一种简单、直接的多串行口设计方案。
这种方案通过软件程序实现串口的复用，将原有的一个串行口划分多个物理串行口。
这种方案如果不需要严格的同步传输，对于通用串行设备的数据传输和通讯是比较合适的。
但是，由于复用后的多个串口共用一个硬件资源，故在进行多任务和高速传输时，有些困难。
2.硬件串行口扩展
硬件串行口扩展是一种基于单片机外设芯片的多串行口设计方案。
这种方案需要使用外设芯片，如UART、USART等，既增加了单片机的串行口资源，同时提高了总线传输速率。
外设芯片的选择要考虑不同的传输速率和通讯方式，如全双工半双工等。
这种方案的优点是增加了单片机的串行口数量，缺点是编程复杂，需要研究外设芯片的底层驱动程序。
3.其他通讯接口扩展
随着物联网技术的发展，还有一些其他的通讯接口广泛应用于工业控制系统中，如CAN总线、SPI、I2C等。
这些接口可在不同的控制系统中实现多任务、多串行口应用，也可以与单片机的普通串行口相结合使用，提高串行通信速率和可靠性。
同时使用这些带有数据场总线的通讯接口，还可以简化控制系统中硬件和软件组成，也有助于提高系统稳定性和可靠性。
总结
单片机在工业自动化控制系统中扮演着重要而不可替代的角色，而多串行口设计可以实现多任务和多串口通讯，是实现工业控制系统量产化和批量化的必要手段。
本文介绍了几种常见的单片机多串行口设计方案，尽管不同的方案有各自的优缺
点，但总的来说，选用适合的方案可以有效提高系统应用性能和可靠性。
单片机多串行口设计方案是工业自动化控制系统实现数字化和网络化的重要途径之一。