单片机中的串口通信原理与实现
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。
单片机串口烧写原理
单片机串口烧写原理单片机串口烧写原理单片机串口烧写是一种常见的单片机编程方式。
通过串口烧写，可以将编写好的程序上传到单片机中，从而实现单片机的控制、操作以及数据处理等功能。
下面，我们将介绍单片机串口烧写的原理和基本步骤。
1. 原理单片机串口烧写的原理基于串口通信的原理。
串口通信是使用串行通信协议在计算机和外部设备之间传输数据的一种方式。
在单片机串口烧写过程中，计算机通过串口发送程序数据，单片机接收并保存，最终实现程序上传。
2. 步骤单片机串口烧写的基本步骤如下：步骤一：准备单片机开发板和USB转TTL模块首先，需要准备一块单片机开发板和一块USB转TTL模块。
单片机开发板可选择通用的51单片机或STM32等单片机模块，USB转TTL模块则用于将计算机的USB端口转换为串口通信，从而实现与单片机的通信。
步骤二：将USB转TTL模块连接到计算机将USB转TTL模块与计算机连接，将计算机的USB端口转换为串口通信的通道。
此时，需要注意串口转换模块的正确连接方式和波特率设置。
步骤三：将USB转TTL模块连接至单片机开发板将USB转TTL模块的TXD信号线与单片机开发板的RXD信号线相连接，将USB转TTL模块的RXD信号线与单片机开发板的TXD信号线相连接。
步骤四：下载并打开串口烧写工具软件根据单片机型号下载适配的串口烧写工具软件，将其安装并打开。
此时需要设置正确的串口号，波特率等通信参数。
步骤五：选择要烧写的程序在串口烧写工具软件中选择要烧写的程序，通常为.hex或.bin格式的文件。
步骤六：开始烧写程序点击串口烧写工具软件上的“开始”按钮，开始烧写程序。
此时，串口烧写工具软件将发送程序数据到单片机开发板，一旦单片机接收完全，烧写过程即完成。
总结：单片机串口烧写是一种常见的单片机编程方式，基于串口通信原理。
其步骤包括准备单片机开发板和USB转TTL模块、将USB转TTL模块连接到计算机、将USB转TTL模块连接至单片机开发板、下载并打开串口烧写工具软件、选择要烧写的程序、开始烧写程序。
单片机的通信接口及通信协议概述
单片机的通信接口及通信协议概述随着科技的快速发展，单片机已经成为许多电子产品的核心部分。
而单片机的通信接口及通信协议则扮演着连接与控制外围设备的重要纽带。
本文将对单片机的通信接口及通信协议进行概述，帮助读者了解单片机通信的基本原理与应用。
一、串行通信接口串行通信接口是单片机与外部设备进行数据传输的一种常用方式。
它通过将数据一位一位地顺序传送，使得通信过程更加可靠。
常见的串行通信接口有UART、SPI和I2C。
1. UART（Universal Asynchronous Receiver Transmitter，通用异步收发器）：UART是一种最基本的串行通信接口，实现简单，广泛应用于单片机的串口通信。
UART通过将数据以异步的方式进行传输，即发送端和接收端的时钟不同步，可以实现双向通信。
2. SPI（Serial Peripheral Interface，串行外围接口）：SPI是一种同步的串行通信接口，适用于单片机与外部设备之间的高速数据传输。
SPI通信主要通过四根线进行，分别是时钟线、数据输入线、数据输出线和片选线。
SPI可以支持单主单从、单主多从和多主多从的通信方式。
3. I2C（Inter-Integrated Circuit，集成电路互连）：I2C是一种双线制的串行通信接口，适用于单片机与多个外部设备之间进行数据传输。
I2C接口通常有两根线，即串行数据线（SDA）和串行时钟线（SCL）。
I2C采用主从模式，其中主机由单片机担任，从机可以是各种外围设备。
二、并行通信接口并行通信接口是一种同时传输多个位的通信方式，可以实现更高的数据传输速率。
常见的并行通信接口有GPIO（General PurposeInput/Output，通用输入输出）、外部总线接口等。
1. GPIO：GPIO是单片机通用的输入输出引脚，可以用来与外部设备进行并行通信。
通过对GPIO引脚的电平控制，单片机可以进行数据的输入和输出。
单片机串口烧写原理
单片机串口烧写原理
单片机是一种集成电路，它可以通过编程来实现各种功能。
在单片机的开发过程中，烧写程序是必不可少的一步。
烧写程序的方式有很多种，其中一种常用的方式是通过串口烧写。
串口烧写是指通过串口将程序烧写到单片机中。
串口是一种通信接口，它可以将数据以串行的方式传输。
串口烧写的原理就是将程序数据通过串口传输到单片机中，然后将数据写入单片机的存储器中。
串口烧写需要使用一些工具，包括串口调试助手、烧写软件和单片机开发板等。
首先，需要将单片机开发板连接到电脑上，并将串口调试助手和烧写软件安装好。
然后，将单片机开发板通过串口连接到电脑上。
接下来，需要将程序数据转换成可以通过串口传输的格式。
这个过程称为编译。
编译器会将程序代码转换成二进制数据，并将其保存在一个文件中。
这个文件就是烧写文件。
打开烧写软件，选择串口烧写模式，并设置好串口的参数。
然后，将烧写文件加载到烧写软件中。
接着，点击烧写按钮，烧写软件就会将烧写文件中的数据通过串口传输到单片机中，并将数据写入单片机的存储器中。
串口烧写的优点是简单易用，不需要额外的硬件设备，只需要一个
串口线就可以完成烧写。
同时，串口烧写也可以实现在线烧写，即在单片机运行的过程中，通过串口烧写新的程序，这样可以大大提高开发效率。
串口烧写是单片机开发中常用的一种烧写方式，它的原理是通过串口将程序数据传输到单片机中，并将数据写入单片机的存储器中。
串口烧写简单易用，可以实现在线烧写，是单片机开发中不可或缺的一步。
80C51单片机的串行口
80C51单片机的串行口在单片机的世界里，80C51 单片机凭借其稳定性和广泛的应用一直占据着重要的地位。
而串行口作为 80C51 单片机的重要通信接口，发挥着至关重要的作用。
要理解 80C51 单片机的串行口，首先得知道串行通信的概念。
简单来说，串行通信就是数据一位一位地依次传输，相比并行通信，它只需要较少的数据线，这在很多场景下能大大减少硬件成本和布线难度。
80C51 单片机的串行口有 4 种工作方式，分别是方式 0、方式 1、方式 2 和方式 3。
方式 0 是同步移位寄存器输入/输出方式。
在这种方式下，数据以 8 位为一帧，低位在前，高位在后，没有起始位和停止位。
它通常用于扩展并行 I/O 口，例如外接串入并出的移位寄存器 74LS164 或并入串出的移位寄存器 74LS165。
方式 1 是 8 位异步通信方式，波特率可变。
这是最常用的串行通信方式之一。
一帧数据由 1 位起始位（低电平）、8 位数据位（低位在前）和 1 位停止位（高电平）组成。
发送和接收都是通过专门的寄存器来实现的。
方式 2 是 9 位异步通信方式，波特率固定。
一帧数据由 1 位起始位、8 位数据位、1 位可编程的第 9 位数据和 1 位停止位组成。
这种方式常用于多机通信，第 9 位数据可以作为地址/数据的标识位。
方式 3 与方式 2 类似，也是 9 位异步通信方式，但波特率可变。
串行口的波特率是一个非常关键的概念。
波特率决定了数据传输的速度。
在 80C51 单片机中，方式 0 和方式 2 的波特率是固定的，而方式 1 和方式 3 的波特率则是由定时器 T1 的溢出率来决定的。
通过设置定时器 T1 的工作方式和初值，可以得到不同的波特率，以适应不同的通信需求。
在实际应用中，要使用 80C51 单片机的串行口进行通信，还需要对相关的寄存器进行配置。
比如，串行控制寄存器 SCON 用于设置串行口的工作方式、接收/发送控制等；电源控制寄存器 PCON 中的 SMOD 位用于控制方式 1、2、3 的波特率加倍。
uart实验报告
uart实验报告
《UART实验报告》
实验目的：通过实验学习串行通信的基本原理，掌握UART通信协议的工作原理和使用方法。
实验设备：单片机开发板、串口调试助手、电脑。
实验原理：UART（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter）是一种通用的异步串行通信协议，用于在计算机和外部设备之间进行数据传输。
UART通信协议包括数据位、停止位、奇偶校验位等参数，通过这些参数的设置可以实现不同的通信速率和数据传输方式。
实验步骤：
1. 连接单片机开发板和电脑，打开串口调试助手。
2. 在单片机开发板上编写UART通信程序，设置通信参数。
3. 将单片机开发板通过串口连接到电脑，打开串口调试助手。
4. 在串口调试助手上发送数据，观察单片机开发板接收到的数据。
5. 在单片机开发板上发送数据，观察串口调试助手接收到的数据。
实验结果：
经过实验，我们成功地实现了通过UART通信协议在单片机开发板和电脑之间进行数据传输。
在串口调试助手上发送的数据能够被单片机开发板正确接收，并且在单片机开发板上发送的数据也能够被串口调试助手正确接收。
通过调整通信参数，我们还验证了不同通信速率和数据传输方式对通信效果的影响。
实验总结：
通过本次实验，我们深入了解了UART通信协议的工作原理和使用方法，掌握
了串行通信的基本原理。
在今后的学习和工作中，我们将能够更加熟练地应用UART通信协议进行数据传输，为实际工程应用打下了坚实的基础。
(单片机原理及应用)第8章AT89C51串行通信及其应用
目录
• at89c51简介 • at89c51串行通信原理 • at89c51串行通信应用实例 • at89c51串行通信编程 • at89c51串行通信常见问题及解决方案
01 at89c51简介
at89c51单片机简介
at89c51是一种基于CMOS技术 的8位微控制器，由Atmel公司
解决方案
针对信号干扰问题，可以采取增加信 号线屏蔽、优化电源滤波等措施；针 对通信协议不匹配问题，需要统一发 送和接收设备的通信协议；针对数据 校验不通过问题，可以在数据传输过 程中加入校验码，并在接收端进行校 验。
串行通信接口电路设计问题
总结词
接口电路设计不合理可能导致串行通信性能下降或通信失败。
波特率设置
波特率是数据传输的速率， 需要根据实际情况进行合理 设置，以保证数据传输的稳
定性和正确性。
数据校验
为了防止数据传输过程中出 现错误，需要进行数据校验 ，常用的校验方法有奇偶校
验和CRC校验等。
硬件流控制
当数据传输速率较高时，可 以采用硬件流控制来保证数 据传输的稳定性，常用的硬 件流控制方式有RTS/CTS流 控制和XON/XOFF流控制。
串行通信的基本概念
串行通信是一种数据传输方式，数据在单条线路上按顺序一位一位 地传输，具有线路简单、成本低等优点。
at89c51的串行通信接口
at89c51单片机内置一个全双工的串行通信接口，可以同时进行数 据的发送和接收。
串行通信协议
包括起始位、数据位、奇偶校验位和停止位等，用于规定数据的传 输格式和顺序。
一个6向量两级中断结构。
片内振荡器和时钟电路。
单片机中串行通信的三种类型
单片机中串行通信的三种类型在单片机的世界里，串行通信就像一条小小的高速公路，将各种数据在不同的部件之间传递。
它的基本任务就是让不同的设备能够互相“聊天”，共享信息。
想象一下，如果没有串行通信，单片机和外设之间就像被厚厚的墙隔开了，彼此难以沟通。
因此，了解串行通信的三种主要类型非常重要。
下面，我们就来聊聊这些串行通信的类型吧！1. 异步串行通信1.1 什么是异步串行通信？异步串行通信，顾名思义，就是在数据传输的时候，双方并不需要保持同步。
说白了，就是两头在做各自的事情，偶尔通过约定的信号来“打招呼”。
就像你和朋友在微信上聊天，不需要时时刻刻保持在线，偶尔发个消息就行了。
1.2 异步串行通信的工作原理在这种通信方式中，数据被拆分成一串串的字节，每个字节都会被加上一个起始位和一个停止位。
起始位告诉接收方：“嘿，数据来了！”而停止位则是“这条消息完了！”的信号。
这就像在你发短信时，在开始和结束的时候都留个标记，让对方知道你的信息什么时候开始和结束。
1.3 异步串行通信的应用这种通信方式应用非常广泛，比如我们常用的UART（通用异步收发传输器）就属于这个类别。
UART在我们的生活中几乎无处不在，从电脑的串口到一些简单的传感器都用得上它。
2. 同步串行通信2.1 什么是同步串行通信？同步串行通信和异步串行通信有点像“有组织的队伍”，双方在数据传输的过程中要保持同步。
就是说，你发数据的时候，对方也要准备好接收数据，这就像排队一样，大家都得按顺序来。
2.2 同步串行通信的工作原理在同步通信中，除了数据本身，还需要一个额外的时钟信号来确保数据的准确传输。
可以把时钟信号看作是“指挥棒”，它帮助双方协调一致地进行数据传输。
想象一下在舞台上表演的舞者，大家都得跟着同一个节拍才能跳得整齐划一。
2.3 同步串行通信的应用同步串行通信的速度通常比异步串行通信快，因为它减少了数据传输过程中的额外开销。
常见的同步串行通信协议包括SPI（串行外设接口）和I2C（集成电路间接口）。
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单片机中的串口通信原理与实现串口通信是一种常用的数字通信方式，广泛应用于单片机领域。
本
文将介绍单片机中串口通信的原理和实现方法。
一、串口通信原理
串口通信是通过数据线将数据逐位地传输，并根据一定的协议规定
传输格式和速率。
在单片机中，常用的串口通信协议有UART和SPI。
1. UART通信
UART（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter）是一种异步
串行通信协议，它通过单线传输数据。
UART通信常用于短距离传输，适用于单片机与外部设备的通信。
UART通信包含以下几个关键参数：
- 波特率（Baud Rate）：表示每秒传输的比特数，常见的波特率有9600、115200等。
发送和接收双方必须设置相同的波特率。
- 数据位（Data Bits）：表示每个字节的位数，常见的数据位有8位。
- 停止位（Stop Bit）：表示在每个字节之后发送的停止位的数量，
常见的停止位有1位、2位。
- 校验位（Parity Bit）：用于检测数据传输中的错误，常见的校验
位有无校验位、奇校验位、偶校验位。
UART通信的原理是通过波特率控制传输速率，数据位和停止位控制数据的位数，校验位用于检测传输错误。
2. SPI通信
SPI（Serial Peripheral Interface）是一种同步串行通信协议，它通过四线（时钟线、数据线、主从选择线、使能线）传输数据。
SPI通信常用于短距离高速传输，适用于单片机与外部设备的通信。
SPI通信包含以下几个关键参数：
- 时钟极性和相位：SPI通信可以选择不同的时钟极性和相位，用于控制数据的传输方式。
- 数据位顺序：SPI通信可以选择先传输最低位还是最高位。
SPI通信的原理是通过时钟信号同步传输数据，数据线上的数据在时钟上升或下降沿进行传输。
二、串口通信实现
在单片机中，串口通信的实现需要硬件和软件两部分。
1. 硬件实现
硬件上，需要使用UART或SPI模块，并连接相应的引脚。
一般来说，单片机的UART或SPI模块都提供了相应的寄存器和控制位，用于配置通信参数和数据传输。
2. 软件实现
软件上，需要编写相应的程序来控制串口通信。
在UART通信中，
需要设置波特率、数据位、停止位、校验位等参数，并通过读写寄存
器来控制数据传输。
在SPI通信中，需要设置时钟极性和相位、数据
位顺序，并通过读写寄存器来控制数据传输。
在单片机中，可以使用编程语言如C或汇编语言来实现串口通信。
具体实现方法可以根据单片机型号和开发环境进行调整。
三、总结
通过以上的介绍，我们了解了单片机中串口通信的原理和实现方法。
串口通信在单片机应用中具有广泛的应用，能够实现单片机与外部设
备的数据交互。
了解串口通信原理，掌握串口通信的配置和控制方法，对于单片机开发是非常重要的基础知识。
希望本文的介绍能够帮助您更好地理解单片机中的串口通信原理与
实现。
祝您在单片机开发中取得更好的成果！。