实验六——双机通信与PCB设计
中国石油大学
（北京）
实
验
报
告
实验课程： 单片机原理及应用
实验名称： 实验六——双机通信与PCB设计
班级： 过程11-4班 学号：2011010657 姓名：陈晓慧
总学时： 48 教师： 林 立 成绩：
实验日期： 2013 年 11 月 26 日
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
图1 电路原理图
2、2#机的C51源程序
图2 2#机源程序
3、双机通信仿真效果及讨论
图3 仿真运行一
说明：利用KEIL编写1#机和2#机的源程序并生成“.HEX”文件，分别加
载在两个单片机上。1#机循环发送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 。
图4仿真运行二
说明：1#机循环发送“0—F”数据，如图1#机发送数据“F”，2#机接收数据
后在数码管上输出，1#机接收2#机返回的数据对比无误后在数码管上同时输出
“F”。
图5 仿真运行三
说明：输出“0—F”后，1#机循环发送“0—F”的数据，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 。
讨论：从单片机仿真的结果上看，2#机采用中断法编程并生成HEX文件后
加载到单片机上后进行仿真运行的效果与采用查询法编程的效果一致。从源程序
上看，采用查询法时， CPU需要不断等待单片机发送和接收完数据后才能进行
下一步的操作。采用中断法时，CPU可以依照主函数进行操作，当出现中断请
求标志时，CPU保存程序断点后开始执行中断函数。由于本次2#机源程序中的
主函数采用的是空运行并没能直观地反映出采用中断法与查询法的区别。但从理
论上看，采用中断法能够更加高效地利用CPU的空间。
4、PCB设计图
（1）PCB原理图
图6 PCB封装原理图
（2）PCB_LED封装
（3）
电路图封装
（4）光绘文件分层图形
5、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 。
对2#机采用中断法进行编程，生成“.hex”文件加载在单片机上后，成功实
现了仿真运行。通过与同学讨论，我们简单分析出了查询法与中断法的区别，即
中断法能够更加高效地利用CPU的内存空间。
除此之外，本次试验过程中，我们初步学习和操作了proteus软件中ARES
模块的功能，熟悉了单片机从开发到制成成品的过程。
单片机课程设计——双机通信课设
I
1 绪论
武汉理工大学《单片机原理与应用》课程设计说明书源自1.1 串行通信的发展状况
双机串行通信的设计与实现样本
综合实验报告实验题目：双机串行通信设计与实现学生班级：电子学生姓名：学生学号：指引教师：实验时间： .9.12-.9.17题目：双机串行通信设计与实现班级：电子14-2 姓名：陈俊臣摘要串行通信是单片机一种重要应用。
本次课程设计就是要运用单片机来完毕一种系统实现双片单片机串行通信。
通信成果实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RS232进行双机通信。
在通信过程中使用通信合同进行通信。
双机通信实质就是解决两单片机串行通信问题。
针对于89C51单片机全双工异步串行通信口，咱们采用单片机直接交叉互连串行通信方式。
考虑到本设计应用于短距离传播、两单片机具备相似数据格式及电平且为使设计简朴，咱们最后决定本系统采用方式一单片机直接交叉连接串行通信方式，上位机发送数据由串行口TXD端输出，直接由下位机串行口数据接受端RXD接受。
本设计硬件电路分为数码管显示模块、单片机工作基本复位电路以及晶振模块。
编程采用C语言加以实现。
通信成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进行双向通信。
目录1 引言-------------------------------------------------------2 设计原理及规定---------------------------------------------2.1设计规定和原理-------------------------------------------- 2.2串行通信概述与分类-----------------------------------2.3串行通信和并行通信区别-------------------------------2.4 MCS-51串行接口基本特点-----------------------------3器件简介3.1器件简朴概述-----------------------------------------3.2 器件重要功能特性--------------------------------------3.3 芯片引脚简介----------------------------------------4系统设计4.1设计规定--------------------------------------------4.2设计方案--------------------------------------------4.3硬件设计--------------------------------------------4.4软件设计-------------------------------------------4 电路仿真图----------------------------------------------------5心得------------------------------------------------------------6参照文献--------------------------------------------------------1引言片机广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备智能化管理及过程控制等领域随着计算机技术发展及工业自动化水平提高,在许多场合采用单机控制已不能满足现场规定,因而必要采用多机控制形式,而多机控制重要通过各种单片机之间串行通信实现。
实验6 单片机与PC机间的串行通信
实验6 单片机与PC机间的串行通信一、实验目的1、掌握电平转换器件RS-232的使用方法；2、掌握Proteus VSM虚拟终端(VITUAL TERMINAL)的使用；3、掌握单片机与PC机间的串行通信软硬件设计方法。
二、实验内容实现利用虚拟终端仿真单片机与PC机间的串行通信。
PC机先发送从键盘输入的数据，单片机接收后回发给PC机。
单片机同时将收到的30～39H间的数据转换成0～9的数字显示，其他字符的数据直接显示为其ASCII码。
单片机和PC机进行通信时，要求使用的波特率、传送的位数等相同。
要能够进行数据传送也必须首先测试双方是否可以可靠通信。
可在PC机和单片机上各编制非常短小的程序，具体可分成PC机串行口发送接收程序、单片机串行口发送程序和单片机串行口发送接收程序。
这三个程序能运行通过，即可证明串行口工作正常。
PC机串行口发送接收程序设置串行口为波特率9600、8位数据、1位停止位、无奇偶校验的简单设置。
从键盘接收的字符可从串行口发送出去，从串行口接收的字符在屏幕上显示。
通过让串行口发送线和接收线短接可测试微机串行口，通过让串行口和单片机系统相接，使用此程序可进一步测试单片机的串行通信状况。
具体程序用BASIC编制，简单易懂。
直接输入即可运行。
程序RS232．三、实验电路原理图图7-1 单片机与PC机间电路原理图四、实验步骤1、在PROTEUS中画好电路原理图。
2、串口模型属性设置串口模型属性设置为：波特率―4800；数据位―8；奇偶校验―无；停止位－1，如图7-2所示。
图7-2 串口模型属性设置3、虚拟终端属性设置PCT代表计算机发送数据，PCR用来监视PC接收到的数据，它们的属性设置完全一样，如图7-3所示。
SCMT和SCMR分别是单片机的数据发送和接收终端，用来监视单片机发送和接收的数据，它们的属性设置也完全一样，如图7-4所示。
单片机和PC机双方的波特率、数据位、停止位和检验位等要确保和串口模型的设置一样，并且同单片机程序中串口的设置一致。
单片机双机通信实验报告
计算机与信息工程学院综合性实验报告专业：物联网年级/班级： 2015—2016学年第一学期课程名称单片机原理及应用指导教师学号姓名实验地点实验时间2015.11.14项目名称单片机双机通信实验类型综合性一、实验目的1.学习双机通信的基本使用方法。
2.学习双机通信程序的编程方法。
二、实验仪器或设备CPU挂箱、AT89S51CPU模块三、总体设计（设计原理、设计方案及流程等）1.设计原理：串行口工作方式1为波特率可变的8位UART方式。
主要用于单片机系统之间或单片机与PC之间的数据通信。
方式1通信时，一帧数据由10位组成：1个起始位、8个数据位和1个停止位。
这种方式常通过发送数据块的累加和实现数据校验。
2.设计方案:设有甲、乙两个AT89S51单片机应用系统，现需要将甲单片机外RAM 4000H~43FFH 单元的内容传送到乙单片机，并将数据存放到乙单片机从8000H开始的单元，电路图如下图所示。
如传送正确，图中发光二极管灭，否则发光二极管亮。
3.流程:使用查询方式进行通信，通信过程分为两步：第一步为握手，第二步为传输数据。
如果甲单片机收到乙单片机的应答为“A”，则重复上述发送过程，直到数据发送完成，并且置p1.3为1；否则，置P1.2为1，图中发光二极管亮，并退出。
四、实验步骤（包括主要步骤、代码分析等）五、结果分析与总结结果图：①结果分析程序作用为甲乙两台机器进行连接通讯，如果通讯成功则亮灯提示（Led1）,在通讯成功以后开始发送数据，如果发送成功则乙机器会发送一个确认信息，在比对确认乙收到的是正确信息以后亮灯提示（Led3）。
②总结本次实验为双机通信实验，在本次实验中，我们使用给定的代码进行操作，但是在实验中却发现很多问题。
比如在设备连接好以后发现无法传输数据，我们发现错误发生在给定的代码上，两台计算机所使用的频率不同，导致无法传输数据。
在程序没有编写错误的时候，我们不会去找程序的错误，而是反复的查看和检测连接方面的问题，这反映了我们对错误应变能力太差，一味的去相信书中的程序，有时候正确的程序在不合适的设备上使用就会出现错误。
双机通信课程设计
双机通信系统设计一、设计要求：编程实现两片AT89C52芯片近距离通信，一台为发送方，另一台为接收方。
采用单片机直接交叉连接的方式，一方发送由串行口TXD输出，直接由另一方的串行口数据接收端RXD接收。
二、设计方案分析1、方案设计：（1）设计思路：串行数据通信要解决两个关键问题，一个是数据转换，另一个是数据传送。
所谓数据以什么形式传送。
所谓数据转换就是指单片机在接收数据时，如何把接收到串行数据进行发送。
为此编制了两个汇编语言程序：其一，为数据发送程序；其二，为数据接收程序。
为了确保每个字符发送出去，并且被接收，发送接收双方的波特率设置一致，并且均采取查询方式进行下一步操作。
接收数据只需执行一次，即驻留在内存中，此后，只要二号单片机有数据要发送，则一号机随时接收并显示在数码管上；反之一号机发送，二号机接收并显示。
（2）原因：由于是近距离的双机通信，我们采用单片机直接交叉连接的方式，上位机发送的数据由串行口TXD端输出，直接由下位机的串行口数据接收端RXD接收。
需要注意的是一定要保证主从机相同的数据传输速率，即要求设置相同的波特率。
单片机串行通信口，串行结构如下：a)数据缓冲器（SBUF）接受或发送的数据都要先送到SBUF缓存。
有两个，一个缓存，另一个接受，用同一直接地址99H,发送时用指令将数据送到SBUF即可启动发送；接收时用指令将SBUF中接收到的数据取出。
b）串行控制寄存器（PCON）：SCON用于串行通信方式的选择，收发控制及状态指示，各位含义如下：SM0,SM1:串行接口工作方式选择位，这两位组合成00，01，10，11对应于工作方式0、1、2、3。
串行接口工作方式特点见下表表1.2.1 串行口工作方式表SM2：多机通信控制位。
REN：接收允许控制位。
软件置1允许接收；软件置0禁止接收。
TB8：方式2或3时，TB8为要发送的第9位数据，根据需要由软件置1或清0。
RB9：在方式2或3时，RB8位接收到的第9位数据，实际为主机发送的第9位数据TB8，使从机根据这一位来判断主机发送的时呼叫地址还是要传送的数据。
双机通信课程设计方案模板
一、课程背景随着信息化时代的到来，计算机网络的普及，双机通信技术在各个领域得到了广泛应用。
本课程旨在通过理论教学和实践操作，使学生掌握双机通信的基本原理、通信协议、通信方式以及通信程序设计方法，培养学生的实际操作能力和创新意识。
二、课程目标1. 理解双机通信的基本概念和通信原理；2. 掌握双机通信的常用协议和通信方式；3. 学会使用C语言进行双机通信程序设计；4. 具备实际操作能力，能够设计简单的双机通信系统。
三、课程内容1. 双机通信基本概念（1）双机通信的定义和分类；（2）双机通信的通信协议；（3）双机通信的通信方式。
2. 双机通信协议（1）串行通信协议；（2）并行通信协议；（3）网络通信协议。
3. 双机通信方式（1）串行通信；（2）并行通信；（3）网络通信。
4. 双机通信程序设计（1）C语言编程基础；（2）双机通信程序设计方法；（3）双机通信程序调试与优化。
5. 双机通信系统设计（1）双机通信系统设计原则；（2）双机通信系统硬件设计；（3）双机通信系统软件设计。
四、教学方法1. 理论教学：采用课堂讲授、案例分析、小组讨论等形式，引导学生理解双机通信的基本概念、协议和方式；2. 实践教学：通过实验、课程设计、项目实践等方式，使学生掌握双机通信程序设计方法和系统设计能力；3. 资源共享：利用网络资源、图书资料、实验设备等，为学生提供丰富的学习资料和实验环境。
五、教学评价1. 平时成绩：包括课堂出勤、课堂表现、作业完成情况等；2. 实验成绩：根据实验报告、实验操作等评价学生的实验能力；3. 课程设计成绩：根据课程设计报告、系统设计、程序实现等评价学生的综合能力；4. 期末考试：考察学生对双机通信理论知识的掌握程度。
六、课程实施1. 确定课程进度，合理分配教学时间；2. 组织课堂教学，注重理论与实践相结合；3. 安排实验、课程设计等实践环节，提高学生的动手能力；4. 鼓励学生参与项目实践，培养学生的创新意识；5. 及时反馈教学效果，不断调整教学策略。
基于单片机的双机通信实训报告
一．设计方案根据题目分析可知硬件电分为主机模块和从机模块。
主机模块中包含单片机子模块、lcd1602显示子模块和矩阵键盘模块，从机模块则包括单片机子模块、LED显示模块。
在主模块中由AT89C51单片机担任主机，LCD1602担任显示设备和由4位独立按键做矩阵键盘。
在整个系统中有一个从机模块，有一片AT89C51单片机担任从机模块的控制模块，串口采用单工及异步通信方式。
整个硬件结构原下图所示。
主机从机二．硬件分析（1）控制模块控制模块采用AT89C51作为主控芯片，11.0592MHZ的晶振频率作为时钟震荡电路。
基本电路图如下所示。
仿真图由于在protues里面，单片机内部默认自带晶振，所以不需要再连接振荡电路。
控制模块原理图（2）显示模块采用LCD1602作为显示模块，LCD1602用来显示当前从机LED的状态。
仿真图如下所示：仿真图在画原理图时，由于没有LCD1602的封装。
所以，本人直接用16跟引脚的排针代替。
然后在给相应的引脚表上网络位口。
但是再画PCB，必须控制好原件之间的距离，以免导致制版时，元件位置冲突。
原理图如下所示：原理图（3）矩阵键盘模块矩阵键盘用来给单片机输入一个电平值，然后再通过主机CPU发送给从机，最后从机CPU接收，并通过LED显示出结果。
当按键按下，相当于给主机CPU 送入一个低电平，主机再把这个电平值发送给从机。
因为LED是采用共阳连接的方式，所以可以点亮LED。
矩阵键盘仿真图，以及原理图如下所示：仿真图原理图（4）LED显示模块LED显示模块，主要用来显示主机送给从机的电平值是高电平还是低电平，同时也可以用来检测，整个通信系统是否能够正常工作。
为了整个电路简化，以及效果更明显，所以决定采用共阳连接的方式。
LED显示模块的仿真图，以及原理图如下所示：仿真图原理图三．软件分析根据题目分析可知硬件电分为主机模块和从机模块。
AT89C51单片机担任主机模块和从机模块的控制模块，串口采用单工及异步通信方式。
双机通信系统的设计
目录一、课程设计的目的与要求 (2)二、课程设计课题的分析 (2)三、课程设计的结果 (6)四、课程设计的心得与体会 (9)五、参考文献 (10)双机通信系统的设计一、课程设计的目的与要求1、课程设计目的：（1）进一步理解和消化书本知识，运用所学知识和技能进行简单的设计。
（2）通过课程设计提高应用能力，分析问题和解决问题的能力。
（3）培养查阅资料的习惯,训练和提高自学，独立思考的能力。
2、课程设计要求双机通信系统的设计1)掌握串行口工作方式的程序设计。
2)掌握单片机通讯程序的编制。
3)了解实现串行通讯的硬件环境，数据格式、数据交换的协议。
4)掌握在8031系统中扩展8279键盘显示接口的方法。
5)了解键盘电路工作原理及编程方法。
从课程设计的目的出发，通过设计工作的各个环节，达到以下要求：（1）能够正确理解课程设计的题目和意义，全面思考问题。
（2）运用科学合理的方法，认真按时完成。
二、课程设计课题的分析MCS—51单片机内穿行口的SBUF有两个：接收SBUF和发送SBUF，二者在物理结构上是独立的，单片机用它们来接收和发送数据。
专用寄存器SCON和PCON控制串行口的工作方式和波特率。
定时器1作为波特率发生器。
编程时注意两点：一时初始化，设置波特率和数据格式。
二是确定数据传送方式。
数据传送方式有两种：查询方式和中断方式。
为确保通讯成功，甲机和乙机必须有一个一致的通讯协议，例程的通讯协议如下：通讯双方均采用2400波特的速率传送，甲机发送数据，乙机接收数据。
双机开始通讯时，甲机发送一个呼叫信号“06”，询问乙机是否可以接收数据；乙机受到呼叫信号后，若同意接收数据则发回“00”作为应答，否则发“F0”表示暂不能接收数据；甲机只有受到乙机的应答信号“00”后才可把要发送的数据发送给乙机，否则继续向乙机呼叫，直到乙机同意接受。
其发送数据格式为：字节数n：甲机将向乙机发送的数据个数数据1~数据n：甲机将向乙机发送的n个数据乙机接收到数据后，向甲机回发“0F”信号。
实验 双机互联参考资料实验报告
实验双机互联参考资料实验报告一、实验目的本次实验的主要目的是实现两台计算机之间的互联，深入了解双机互联的原理、方法和应用场景，通过实际操作掌握相关技术和配置过程，为后续的网络通信和资源共享打下基础。
二、实验设备1、两台计算机（以下分别称为计算机 A 和计算机 B），配置要求：具备以太网接口，安装有操作系统（如 Windows 10 或 Linux 操作系统）。
2、以太网线（交叉线或直通线，根据计算机网卡类型选择）。
三、实验原理双机互联是指将两台计算机通过某种方式连接在一起，实现数据交换和资源共享。
常见的双机互联方式有有线连接和无线连接。
在本次实验中，我们采用有线连接中的以太网连接方式。
以太网是一种广泛应用的局域网技术，通过以太网线将计算机的网卡连接起来，形成物理链路。
在网络层，需要为计算机配置 IP 地址、子网掩码、网关等参数，使其能够在网络中进行通信。
四、实验步骤1、硬件连接首先，关闭计算机 A 和计算机 B 的电源。
根据计算机网卡类型，选择合适的以太网线（如果计算机网卡支持自适应，则可以使用直通线；否则，使用交叉线）。
将以太网线的一端插入计算机 A 的以太网接口，另一端插入计算机 B 的以太网接口。
2、配置计算机 A 的网络参数打开计算机 A，进入操作系统。
点击“开始”菜单，选择“设置”，在设置窗口中点击“网络和Internet”。
在网络和 Internet 页面中，选择“更改适配器选项”。
找到以太网适配器，右键点击并选择“属性”。
在以太网属性窗口中，双击“Internet 协议版本 4（TCP/IPv4）”。
在弹出的“Internet 协议版本 4（TCP/IPv4）属性”窗口中，选择“使用下面的 IP 地址”。
输入以下参数：IP 地址：19216801子网掩码：2552552550网关：可不填点击“确定”保存设置。
3、配置计算机 B 的网络参数按照与计算机 A 相同的步骤打开网络设置。
在“Internet 协议版本 4（TCP/IPv4）属性”窗口中，输入以下参数： IP 地址：19216802子网掩码：2552552550网关：可不填点击“确定”保存设置。
双机通信系统单片机课程设计
双机通信系统单片机课程设计设计概况 (3)1 总体设计 (4)1.1 设计要求 (4)1.2 设计方案 (4)2 双机通信硬件设计 (5)2.1 AT89C51简介 (5)2.2 AT89C51串行口的工作方式 (6)2.3 晶振电路设计 (9)2.4 复位电路设计 (10)2.5 接口电路的设计 (10)2.6 输入输出电路设计 (12)3 双机通信软件设计 (15)3.1 串行通信软件实现 (15)3.2 串行通信程序流程 (15)3.3 程序清单 (18)4 软件仿真 (22)5 硬件连接 (23)6 设计总结 (25)参考文献 (26)设计概况要构成一个较大规模的控制系统，常常需要采用多机控制实现，而AT89C51单片机有一个异步通信方式的全双工串行接口，可以方便地构成双机、多机系统。
而串行通信也成为单片机与单片机、单片机与上位机之间进行数据传输的主要方式，是一种适用于远距离通信的数据传输方式。
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，实现双片单片机串行通信。
通信的结果实用数码管进行显示，数码管采用查表方式显示。
两个单片机之间采用RS232进行双机通信。
在通信过程中，使用通信协议进行通信。
关键词：单片机；串行通信；接口1 总体设计1.1 设计要求设计一个单片机双机通信系统，单片机A接1个8位按键开关，单片机B 接8个发光二极管，通过串行通信实现由A机拨码开关控制B机发光二极管的亮灭。
1.2 设计方案本次设计，对于两片AT89C51，采用RS-232进行双机通信。
如图1所示，发送方的数据由串行口TXD段输出，经过电平转换芯片MAX232将TTL电平转换为RS-232电平输出，经过传输线将信号传送到接收端。
接收方也使用MAX232芯片进行电平转换后，信号到达接收方串行口的接收端。
接收方接收后，在LED二极管上显示接收的对应信息。
图1 双机通信系统原理框图软件部分，通过通信协议进行发送接收，发送机先送联络信号给接收机，当接收机接收到联络信号后，向发送机回答一个应答信号，表示同意接收。