基于单片机的串口通信模块设计
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1 1 绪论
1.1 研究背景
通信是指不同的独立系统利用线路互相交换数据，它的主要目的是将数据从一端传送到另一端，实现数据的交换。在现代工业控制中，通常采用计算机作为上位机与下层的实时控制与监测设备进行通讯。现场数据必须通过一个数据收集器传给上位机，同样上位机向现场设备发命令也必须通过数据收集器。串行通信因其结构简单、执行速度快、抗干扰能力强等优点，已被广泛应用于数据采集和过程控制等领域。
计算机与外界的信息交换称为通信。基本的通信方式有并行通信和串行通信两种。串行通信是指一条信息额各位数据被逐位按顺序传送的通信方式。串行通信的特点是：数据位传送，按位顺序进行，最少只需要一根传输线即可完成，成本低但传送速度快，串行通信的距离可以从几米到几千米 。
随着计算机技术尤其是单片微型机技术的发展，人们已越来越多地采用单片机来对一些工业控制系统中如温度、流量和压力等参数进行监测和控制。PC机具有强大的监控和管理能力，而单片机则具有快速及灵和的控制特点，通过PC机的RS-232串行接口与外部设备进行通信，是许多测控系统中常用的一种通信解决方案。而随着USB接口技术的成熟和使用的普及，由于USB 接口有着RS-232(DB-9)串口无法比拟的优点，RS-232(DB-9)串口正在逐步地为USB 接口所替代。而在现在的大多数笔记本电脑中，出于节省物理空间和用处不大等原因，RS-232(DB-9)串口已不再设置，这就约束了基于RS-232(DB-9)串口与PC 机联络的单片机设备的使用范围。当前USB接口逐步取代RS-232(DB-9)串口已是大势所趋，单片机同计算机的USB通信在实际工作中的应用范围也将越来越广。本文所介绍的单片机和PC机的USB通信方法，电路简单，兼容性好，可移植性强，故可作为单片机同计算机的USB通信模块广泛应用于工业和电子产品的开发中。因此研究如何实现PC机与单片机通过USB之间的通信具有非常重要的现实意义。
1.2 国内外研究现状
由于计算机工业自动控制和检测系统越来越多地采用集总分散系统，而主从式是其中最为普遍的一种方式，因此各种各样主从式总线通信系统的方法不断涌现。目前比较常用的有利用IIC总线传输协议设计的主从式总线通信系统，毕业设计说明书
2 还有的是利用SPI总线传输协议和USB协议以及串口通信等设计的主从式总线通信系统[6，7]。
由于主从式总线通信系统采用的方法众多，因此目前国内外一般是根据实际情况而采用不同的方法去实现主从式通信系统的功能[8]。比如，如果要设计的主从式通信系统只是小范围内传送数据，甚至只是板间传送数据，或者要求使用的I/O口很少，而对于数据的抗干扰能力的要求不是很高的话，则采用IIC总线传输协议是最合适不过的了。IIC总线支持任何一种IC制造工艺，并且PHILIPS和其他厂商提供了种类非常丰富的I2C兼容芯片。作为一个专利的控制总线，IIC已经成为世界性的工业标准。每个器件都有一个唯一的地址，而且可以是单接收的器件（例如：LCD驱动器）或可以接收也可以发送的器件（例如：存储器）。发送器或接收器可以在主模式或从模式下操作，这取决于芯片是否必须启动数据的传输还是仅仅被寻址。IIC是一个多主总线，即它可由多个连接的器件控制[9]。
基本的I2C总线规范于20年前发布，其数据传输速率最高为100Kbits/s，采用7位寻址。但是由于数据传输速率和应用功能的迅速增加，I2C总线也增强为快速模式（400Kbits/s）和10位寻址以满足更高速度和更大寻址空间的需求[10]。IIC总线始终和先进技术保持同步，但仍然保持其向下兼容性。并且最近还增加了高速模式，其速度可达3.4Mbits/s。它使得IIC总线能够支持现有以及将来的高速串行传输应用，例如EEPROM和Flash存储器[11]。
而如果需要远距离传输数据，且对数据传送的抗干扰能力要求有点高，则可以使用RS-422或者RS-485协议进行主从式通信系统的设计[12]。另外，USB协议则是一种比较新型、快速、灵活的总线传输方法，此通信系统通常只有一个主机，利用此方法设计的通信息有如下特点：（1）适用范围广泛，适用于数码相机，高速数据采集等多种设备；（2）支持热拔插，且此过程由系统自动完成，无需用户干预；（3）采用菊花链式的星型总线结构，支持多达127个外设同时连接；（4）5Mbps、12Mbps和480Mbps的3种速度模式，可以满足不同外设对速度的要求。USB发展到今天，总共有三种标准：1996年发布的USB1.0,1998年发布的USB1.1以及刚刚发布的最新标准USB2.0，此三种标准最大的差别就在于数据传输率方面，在其他方面也不同程度的改进，总体来说，就目前的USB2.0而言，已经拥有什么出众的性能与传输速率。USB数据线由两对线组成，一对电力线，通过电力线可以为USB设备提供5V电压，允许通过最大电流为500mA，这个数字不算毕业设计说明书
3 很大，但好在聊胜于无，可以满足一些耗电量较少的设备的需求，通过特殊的USB互联设备，我们还可以用USB口实现双机联网，速度是USB1.1的标准达12Mbps（1.5MB/S），可惜仅能进行简单的数据交换，不能称作真正的网络[13,14]。
当所要设计的主从式总线通信系统采用譬如MSP430单片机当主机或者从机时，由于此单片机具有支持SPI的片内串行通信接口，所以可以采用SPI总线传输协议进行设计。SPI是英语Serial Peripheral Interface的缩写，顾名思义就是串行外围设备接口[15]。是Motorola首先在器MC68HCXX系列处理器上定义的[16]。SPI接口主要应用在EEPROM，FLASH,实时时钟，AD转换器，还有数字信号处理器和数字信号解码器之间。SPI是一种高速的，全双工，同步的通信总线，并且在芯片的管脚上只占用四根线，节约了芯片的管脚，同时为PCB的布局上节省空间，提供方便，正是出于这种简单易用的特性，现在越来越多的芯片集成了这种通信协议，比如AT91RM9200。串行外围设备接口SPI是一种同步串行接口，因其硬件功能强，与SPI有关的软件就相当简单，可使MSP430单片机有更多的时间处理其他任务。此时，所设计的系统拥有极低的功耗，丰富的片内外设，卓越的工作性能和方便灵活等优点[17]。
1.3 本课题研究的主要内容
（1）串行通信原理介绍；
（2）USB技术原理分析；
（3）单片机和PC机通过USB实现串行通信设计与实现。
本设计主要包含以下两个方面：
（1）硬件设计：单片机及外围电路设计；
（2）软件设计：单片机的通信控制程序， PC机的通信程序。
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4 2 串行通信基础
2.1 串口通信的基本知识
2.1.1并行通信与串行通信
微机的信息交换有两种方式进行：串行通信方式和并行通信方式。
1.串行通信
串行通信的设备是最古老的沟通机制之一。从IBM个人电脑和兼容式电脑的时代开始，几乎所有的计算机都配有一个或多个串行端口和一个并行端口。顾名思义，一个串行端口发送和接收串行数据，一次一位数据。相反，一个并行端口一次发送和接收8位数据，使用8个单独的线路。
提示：要使串行通信工作，你只需要一根三根线的电缆——1根发送，1根用来接收，1根接地。对于并行通信，你需要采用8条导线。
尽管相对较慢的传输速度远低于并行端口，串行端口通信依然因为它简单的设备、高的成本效益以及差错可控性强而成为一个受欢迎的连接选项。图2-1显示了使用串行口连接到计算机的设备。
图2-1 一些常见的串行设备，调制解调器，鼠标和路由器
虽然今天的消费产品中在串行连接的地方使用USB连接，但还有很多的设备使用串行端口作为与外部世界的唯一连接。
一个串行设备一次发送和接收一位数据，有些设备因为在同一时间发送和接毕业设计说明书
5 收数据，被称为全双工设备。其他可以在任何时间发送或接收被称为单双工。
开始传输时，设备先发送一个起始位，其次是数据位。该数据位可以是五，六，七，或8位，基于商定而定。两个发送方和接收器必须设置为相同的数据通信比特或正确的比特率。数据位被发送完后，就会发送一个停止位。一个停止位可以是一位，一个半位，或两位。波特率是数据从一个设备到另一个的传输速度。波特率通常以每秒的位数（bps）来计量。 注意：大多数串行设备传输七，八位数据。
为了检测数据已被正确发送，一个可选的校验位可以同数据位在一起。一个校验位可以是以下内容：奇数，偶数，mark，space或无（空的奇偶位标志几乎总是被使用）。使用校验位提供了一个基本的机制，以检测已发送数据损坏，但不保证检查数据本身的错误。然而，校验位可用于改善完整性数据传送。
大多数串行端口使用RS232C标准,它指定了一个连接器25针或9针(见图2-2)。大多数系列设备使用9针连接器。
图2-2 25针和9针串行接口
2.并行通信
在计算机和终端之间的数据传输通常是靠电缆或信道上的电流或电压变化实现的。如果一组数据的各数据位在多条线上同时被传送，这种传输被称为并行通信，如图2-3所示。并行通信时数据的各个位同时传送，可以字或字节为单位并行进行。并行通信速度快，但用的通信线多、成本高，故不宜进行远距离通信。计算机或PLC各种内部总线就是以并行方式传送数据的。
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6 图2-3 并行通信
2.1.2串行通信工作模式
如果在通信过程的任意时刻，信息只能由一方A传到另一方B，则称为单工。如果在任意时刻，信息既可由A传到B，又能由B传A，但只能由一个方向上的传输存在，称为半双工传输。如果在任意时刻，线路上存在A到B和B到A的双向信号传输，则称为全双工。
电话线就是二线全双工信道。由于采用了回波抵消技术，双向的传输信号不致混淆不清。双工信道有时也将收、发信道分开，采用分离的线路或频带传输相反方向的信号，如回线传输。
在串行通信中，数据通常是在两个站（如终端和微机）之间进行传送，按照数据流的方向可分成三种基本的传送方式：全双工、半双工、和单工。但单工目前已很少采用，下面仅介绍前两种方式。
1.半双工方式
若使用同一根传输线既作接收又作发送，虽然数据可以在两个方向上传送，但通信双方不能同时收发数据，这样的传送方式就是半双工制，如图2-4所示。采用半双工方式时，通信系统每一端的发送器和接收器，通过收/发开关转接到通信线上，进行方向的切换，因此，会产生时间延迟。收/发开关实际上是由软件控制的电子开关。
图2-4半双工方式
当计算机主机用串行接口连接显示终端时，在半双工方式中，输入过程和输出过程使用同一通路。有些计算机和显示终端之间采用半双工方式工作，这时，从键盘打入的字符在发送到主机的同时就被送到终端上显示出来，而不是用回送的办法，所以避免了接收过程和发送过程同时进行的情况。
SIM900A模块单片机
SIM900A模块单片机
SIM900A模块是一种常用的GSM/GPRS通信模块，可以用于单片机与移动通信网络的连接，实现远程监控、远程控制、短信通知等功能。本文将介绍SIM900A模块的基本原理、使用方法以及常见问题解决方案。
一、SIM900A模块的基本原理。
SIM900A模块是基于GSM/GPRS技术的通信模块，可以实现单片机与移动通信网络的连接。它具有GSM和GPRS双模式，支持全球四频段，可以在全球范围内使用。SIM900A模块可以通过串口与单片机进行通信，实现短信发送、接收、电话呼叫、网络连接等功能。
SIM900A模块内部集成了GSM/GPRS通信模块、SIM卡接口、天线接口、电源管理电路等部分。它可以通过AT指令进行控制，与单片机通信时，只需要发送相应的AT指令即可完成各种功能的操作。SIM900A模块还具有丰富的接口，可以与各种外部设备连接，如传感器、继电器等，实现更多的应用场景。
二、SIM900A模块的使用方法。
1. 硬件连接。
使用SIM900A模块时，首先需要将SIM卡插入SIM卡接口，并连接天线。接着将SIM900A模块的串口引脚与单片机的串口引脚相连，同时连接电源和地线。在连接时需要注意电源的稳定性，以免影响SIM900A模块的正常工作。
2. 软件编程。
在单片机的程序中，需要通过串口向SIM900A模块发送AT指令，以实现各种功能的操作。例如，发送短信可以使用AT+CMGS指令，接收短信可以使用AT+CMGR指令，呼叫电话可以使用ATD指令，挂断电话可以使用ATH指令，建立GPRS连接可以使用AT+CGATT指令等。通过编写相应的程序，可以实现单片机与SIM900A模块的通信，从而实现各种功能的操作。
3. 功能测试。
在完成硬件连接和软件编程后，需要进行功能测试，以验证SIM900A模块的正常工作。可以通过发送短信、接收短信、呼叫电话、建立GPRS连接等操作，检查SIM900A模块的各项功能是否正常。如果出现问题，可以通过调试程序或检查硬件连接来解决。
FPGA和单片机串行通信接口的实现
FPGA和单片机串行通信接口的实现
FPGA（Field-Programmable Gate Array）和单片机（Microcontroller）是两种常用的数字电子设备，它们在串行通信接口方面有不同的实现方式。
首先，我们需要了解串行通信是一种将数据以位的形式逐个传输的通信方式。常见的串行通信协议包括UART（Universal Asynchronous
Receiver/Transmitter）、SPI（Serial Peripheral Interface）和I2C（Inter-Integrated Circuit）等。
对于FPGA和单片机之间的串行通信，我们可以基于以下几种方式进行实现：
1. UART：UART是一种常见的串行通信协议，可以实现全双工的通信。在FPGA和单片机之间建立UART通信，需要在FPGA中实现UART模块，并将其与单片机的UART接口连接。在FPGA中，我们可以使用硬件语言（如Verilog或VHDL）来实现UART模块，该模块负责将FPGA内部的数据通过UART协议进行封装和解封装。单片机与FPGA之间通过TX（发送）和RX（接收）引脚建立连接。单片机可以通过串口发送数据给FPGA，FPGA接收到数据后进行处理，然后再通过串口将处理后的数据发送给单片机。
2.SPI：SPI是一种用于片上外设之间通信的串行通信协议，常用于FPGA与外部设备（例如传感器、显示器等）之间的通信。在FPGA和单片机之间建立SPI通信，需要在FPGA中实现SPI控制器，并将其与单片机的SPI接口连接。FPGA通过把数据写入SPI发送缓冲区或从SPI接收缓冲区读取数据来实现与单片机的通信。单片机通过控制SPI接口的时钟、数据和使能信号来与FPGA进行数据传输。 3.I2C：I2C是一种双线制串行总线，常用于连接多个设备的系统，例如FPGA、单片机和其他外部设备之间的通信。在FPGA和单片机之间建立I2C通信，需要在FPGA中实现I2C控制器，并将其与单片机的I2C接口连接。FPGA通过控制I2C的时钟和数据线来与单片机进行数据传输。单片机通过发送起始信号、地址和数据来控制I2C总线的通信。
单片机通信模块单片机控制GSM模块通信
单片机通信模块单片机控制GSM模块通信 传统的通信方式主要有短波通信、卫星通信和超短波通信［1］。短波通信由于其固有缺点且受气候的影响大，在实时采集数据传输系统用中很少采用。卫星通信的传输质量好，传输距离不受限制，覆盖面积大，受地形、气候的影响小，组网灵活，但目前运行费用偏高。
超短波通信的信号传输比较稳定，质量较好，又具有一定的绕射能力，是我国目前应用最多、技术上也比较成熟的通信方式，但属于视距传输，且受地形限制，在山地通信时需要设置中继站，这样会增加成本。
GSM模块采用WAVECOM公司推出的wim02c，支持AT指令。单片机采用AT89C51。
GSM模块数据线是专为连接PC机9针串口而设计的，①信号电平为标准的RS232电平，只要单片机的串口也转换为RS232电平，就可直接连接。②9针串口的引脚定义是固定的，即2脚为T某D(GSM模块发送)、3脚为R某D(GSM模块接收)、5脚为GND。这样直接连接这几个线也可以。单片机输出的是TTL电平，即0～+5v的电压，而RS232输出的是-20V～20V的电压。所以不能直接连接，需要一个电压转换芯片MA某232。如图1所示。
单片机利用AT指令控制GSM模块，将数据传送出去。AT指令按照GSM模块支持的AT指令格式书写，通过单片机的串口发送出去。
2SMS
短消息(ShortMeage,SM)是GSM网络系统的主要增值业务之一，短消息接收和发送的业务代码分别为T21和T22。申请了短消息服务的用户，在手机上设置短消息中心号码后即可发送短消息，接收短消息无需任何设置。一条短消息的最大长度可为160个英文字符(7位编码)或70个汉字(16位编码)。短消息是通过控制信道传输的，不占业务信道，在通话的同时也可以接收短消息。
按短消息发送的方式可分为：块模式（BlockMode）、文本模式（Te某tMode）和pdu 模式。 2.1块模式(BLOCKMode)
单片机双机通信实验报告
单片机双机通信实验报告
实验目的：
1. 了解单片机之间的串口通信原理；
2. 掌握单片机之间的双机通信方法；
3. 实现单片机之间的数据互相传输。
实验器材：
1. 单片机开发板（两块）；
2. USB转串口模块（两个）；
3. 杜邦线若干；
4. 电脑。
实验步骤：
首先，将单片机开发板和USB转串口模块进行连接，具体的连接方法如下：
1. 将USB转串口模块的TXD引脚连接到单片机开发板的RXD引脚上；
2. 将USB转串口模块的RXD引脚连接到单片机开发板的TXD引脚上；
3. 将USB转串口模块的GND引脚连接到单片机开发板的GND引脚上；
4. 将USB转串口模块的VCC引脚连接到单片机开发板的VCC引脚上。
接下来的步骤如下：
1. 打开两台电脑上的串口调试助手软件，并分别将波特率设置为相同的数值（例如9600）；
2. 在一台电脑上，发送数据给另一台电脑。具体的操作是在串口调试助手软件上输入要发送的数据，然后点击发送按钮； 3. 在另一台电脑上，接收来自第一台电脑发送的数据。具体的操作是在串口调试助手软件上点击接收按钮，然后可以看到接收到的数据。
实验结果：
通过实验可以看到，单片机之间成功地实现了数据的双向传输。一台单片机发送的数据可以被另一台单片机接收到。
实验总结：
本实验通过串口通信的方式实现了单片机之间的双机通信。通过这种方式，可以方便地实现单片机之间的数据互相传输，可以用于各种应用场景，如传感器与控制器之间的数据传输等。同时要注意，串口通信的波特率要设置一致，否则数据将无法正确接收。
单片机串口应用实验报告(一)
单片机串口应用实验报告(一)
单片机串口应用实验报告
引言
• 介绍单片机串口应用实验的背景和意义
• 提出实验的目的和重要性
实验原理
• 串口的工作原理和基本概念
• 单片机与串口通信的原理和方法
实验步骤
1. 准备实验所需材料和工具
2. 配置单片机与串口的连接
3. 编写单片机程序，完成串口通信的初始化设置
4. 设计并实现发送和接收数据的功能
5. 调试程序，验证通信是否正常
实验结果与分析
• 描述实验过程中的观察和测量结果 • 对实验结果进行分析和解释
实验总结
• 总结实验的目标、方法和结果
• 分析实验中可能存在的问题和改进的空间
• 强调实验对于学习和应用单片机串口的重要性
参考资料
• 列出参考过的相关教材、论文或网络资源
以上是关于“单片机串口应用实验报告”的相关文章，希望对您有所帮助。
抱歉，以上是一份简要的实验报告的大纲，以下是对每个部分的详细描述：
引言
在引言部分，可以简要介绍单片机串口应用实验的背景和意义。可以提到单片机串口通信在电子产品中的广泛应用，以及为什么学习和掌握串口通信对于创作者和工程师来说非常重要。
实验原理
在实验原理部分，可以详细介绍串口的工作原理和基本概念。可以解释串口是如何通过串行传输数据的，以及常见的串口通信协议。还可以介绍单片机与串口通信的原理和方法，包括如何将单片机与电脑或其他设备连接进行通信。
实验步骤
在实验步骤部分，可以按照以下方式列出实验步骤： 1. 准备实验所需材料和工具：列出实验所需的单片机模块、串口模块、电脑等设备。 2. 配置单片机与串口的连接：描述如何将单片机与串口模块连接起来。 3. 编写单片机程序：详细介绍如何编写单片机程序，并完成串口通信的初始化设置，包括波特率、数据位、校验位等。 4.
设计并实现发送和接收数据的功能：介绍如何设计程序使单片机能够发送和接收数据，可以包括简单的数据收发、数据加工处理等。 5.
单片机与PC机串行通信系统硬件及上位机程序设计【精选】
1 目 录1 引言....................................................................................................................................11.1 单片机与PC机串行通信研究背景..............................................................................11.2 单片机与PC机串行通信研究目的和意义..................................................................12 串口通信基础....................................................................................................................12.1 两种常用接口方式.........................................................................................................22.1.1 并行接口......................................................................................................................22.1.2 串行接口......................................................................................................................22.2 RS-232串行接口标准.....................................................................................................23 系统总体设计....................................................................................................................33.1 系统指标设计.................................................................................................................33.1.1 通信协议设定..............................................................................................................33.1.2 系统实现描述..............................................................................................................33.2 总体方案设计.................................................................................................................34 硬件接口电路设计............................................................................................................44.1 主要芯片.........................................................................................................................44.1.1 AT89C51.......................................................................................................................44.1.2 单电源转换芯片MAX232.........................................................................................64.1.3 74LS245LED驱动芯片...............................................................................................74.2 LED显示器.....................................................................................................................74.2.1 LED显示器工作原理..................................................................................................84.2.2 LED显示器接口..........................................................................................................84.3 系统设计.........................................................................................................................85 PC机程序设计...................................................................................................................95.1 MSComm控件................................................................................................................95.1.1 MSComm控件处理通信的方式.................................................................................95.1.2 MSComm控件的主要属性.......................................................................................105.2 应用界面设计流程.......................................................................................................105.2.1 创建项目文件............................................................................................................10
基于单片机的串口转以太网设计
基于单片机的串口转以太网设计
摘要：随着计算机通信技术和网络技术的发展,在嵌入式系统中集成以太网口实现与其它计算机设备之间的高速数据传输就显得尤为重要。本文结合以太网接口芯片W5500的主要特点、芯片引脚定义、内部寄存器使用说明，设计了一款基于STM32芯片与W5500高速以太网控制芯片的嵌入式以太网系统，充分发挥了STM32 芯片的Cortex-M3 内核低成本低功耗的特性，同时该设计直接使用W5500固化的TCP/IP协议站，提高了系统的性能。
关键词：以太网 以太网接口 W5500芯片
随着嵌入式系统与网络的密切关系和TCP-IP网络的迅速普及，TCP-IP网络在工业领域具有良好的应用前景。与过去工业领域广泛使用的串行传输相比，TCP/IP连接器网络具有更宽的带宽、更快的传输速度、更远的传输距离和更广泛的通信服务等特点[1]。由于TCP和IP通信环境的多样性，很难根据其基本IP环境自动纠正数据传输错误。由于串行通信的传输方式容易受到普通模式的干扰，因此抗干扰能力差，传输容易出错。在实际应用中，如果不超过最大传输长度，串行端口的最大传输速度为115200比特/秒[2]。本文设计的以太网系统允许设备使用串口进行数据传输访问网络，包括串口通信、内置微控制器驱动程序、协议移植和服务器构建。
1系统硬件设计
本系统设计采用STM32F103C8T6微控制器和W5500芯片搭建的网络系统，串口转网络硬件系统主要包括微处理器模块、以太网控模块、电源模块、电平转换、网口设计等。其中，以太网芯片W5500与微控制器芯片STM32F103C8T6之间采用SPI接口，电源电路包含了微控制器芯片STM32F103C8T6所引出的两个串口。
2系统软件设计 系统软件设计包含串口相关配置、TCP通信的实现、UDP通信的实现等。由于W5500强化了协议，所以需要设计与套接字的接口。这不仅简化了设计过程，还降低了微控制器的处理能力和系统资源的使用。主程序流程如图1-1所示。
单片机串行通信
1.单片机串行通信的概述
在通信领域内，有两种数据通信方式：并行通信和串行通信。随着计算机网络化和微机分级分布式应用系统的发展，通信的功能越来越重要。通信是指计算机与外界的信息传输，既包括计算机与计算机之间的传输，也包括计算机与外部设备，如终端、打印机和磁盘等设备之间的传输。
串行通信是指使用一条数据线，将数据一位一位地依次传输，每一位数据占据一个固定的时间长度。其只需要少数几条线就可以在系统间交换信息，特别使用于计算机与计算机、计算机与外设之间的远距离通信。 使用串口通信时，发送和接收到的每一个字符实际上都是一次一位的传送的，每一位为1或者为0。
在串行通信中，把通信接口只能发送或接收的单向传送办法叫单工传送；而把数据在甲乙两机之间的双向传递，称之为双工传送。在双工传送方式中又分为半双工传送和全双工传送。半双工传送是两机之间不能同时进行发送和接收，任一时该，只能发或者只能收信息。
51系列单片机有一个可编程的全双工串行通信接口，它可作异步接收发送器用，也可做同步移位寄存器用，其帧格式可有8位、10位或11位，并能设置各种波特率，给使用带来很大的灵活性。
51系列单片机有两个物理上独立的接收、发送缓冲器SBUF，它们只占用同一地址99H，可同时发送、接送数据。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。
串行发送接收的速率与波特率发生器产生的移位脉冲同频。51系列单片机用定时器T1或直接用CPU时钟作为通信波特率发生器的输入，在串行接口的不同工作方式中，波特率发生器从两个输入信号中选择一个分频，产生移位脉冲来同步串口的接收和发送，移位脉冲的速率即是波特率。
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，第二字节即开始被接收 。但是，若在第二个字节接收完毕后，前一个字节还未被CPU读取的话 ，第二个字就会覆盖第一个字节，造成第一个字节的丢失。接收器是双缓冲结构，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。
单片机与PC机的串行通信设计
・ｌＯ・ 煤 矿 机 械 ２００２年第ｌ期 文章编号：１００３．ｏ７￣１２ｏｏ２｝ｏｌ－ｏｏｌｏ－ｏ３ 单片机与ＰＣ机的串行通信设计 李德玉，李 兵．段 雄 （中国矿业大学机电工程学院，江苏徐ｌ州９９１００８） 摘要：主要讲述在工业控制现场，如何实现单片机与Ｐｃ机之间的数据传送。在分析硬件接 口连接的基础上，详细探讨了如何利用ＶＢ来开发串行通信程序。 关键词：串行通信；ＭＣｓ＿＿５１；Ｖｉｓｕａｌ Ｂａｓｉｃ；鳊程；ＲＳ—２３２Ｃ 中图号：ＴＶ３６８．１ 文献标识码：Ａ １ 前言 ‘ 现代的工业控制现场，常常采用分布式控制系 统。分布式控制系统主要由上位机和下位机组成，下 位机采用运行性能较为可靠的单片机（如Ｍｃｓ＿＿５１ 系列）．直接对所控制的系统进行实时数据的采集、 抽样、平滑、发送和接收、控制；而上位机则多采用 Ｐｃ机（如Ｐｅｎｔｉｕｍ系列），主要负责对各单片机进行 综合管理，以实现测控系统的自动检测与控制。随着 ＰＣ机的迅速发展。ＰＣ机的性能越来越可靠，再加上 ＰＣ机应用程序的友好性及易开发性。使得ＰＣ在工 业控制现场得到了广泛应用。单片机收集到信息后 发送给ＰＣ机．ＰＣ机处理后再发出相应的指令给单 片机。控制外围电路工作。这就涉及到一个单片机与 ＰＣ机间的串行通信的问题。以下以ＭＣＳ－－５１系列中 的８０３１芯片如何与Ｐｅｎｔｉｕｍ ＭＭＸ机进行通信加以阐 述。 ２硬件部分设计 ２．１ ８０３１芯片的串行口 ８０３１芯片内有一个全双工的串行口，它有４种 工作方式：方式０，串行接口为移位寄存器Ｉ／Ｏ方式； 方式Ｉ，串行口被控制为８位的异步通信接口传送一 帧信息为１０位，其中１位为起始位，８位为数据位，１ 位停止位，波特率可变；方式２和３，则被定义为９位 的异步通信接口。传送一帧信息为１１位，其中１位起 始位．８位数据位，１位是附加的可程控为１或０的第 ９位数据，１位停止位。其工作方式的选择由片内的 特殊功能寄存器ｓｃ（）Ｎ（串行口控制寄存器）的设置 完成。 ２．２ ＰＣ机的Ｒｓ＿－２３２Ｃ串行接口 通常，ＰＣ机的主板会提供一个打印机输出并行 端口（Ⅱｙｒ），两个串行口（ＣＯＭ１、ＣＯＭ２）．并行口主要 进行短距离的数据传送，至少需要８根数据线同时 进行数据的传送．因而传送速率较快。而长距离的数 据传送只能采用串行口，串行口只需要一根数据线 进行数据传送，传送距离较长，投资较少，但传送速 率较低。ＲＳ－－２３２Ｃ也是人们常用的网络通信接口。 此处，Ｐｃ机与单片机的通信便采用该接口。 ２．３接口电路 为了能使单片机与Ｐｃ机之问通信。必须使二者 遵循相同的通信协议。由于下位机的８ｏ３１芯片串行 口，输人输出为订Ｌ逻辑电平，高电平为３．８ ｖ左右． 低电平为０．３Ｖ左右．这种以１ｒｒＬ电平传送数据的方 式，抗干扰性较差。而上位机的ＲＳ－－２３２Ｃ串行口则 采用＋１２ ｖ和一１２ ｖ电平方式，使０信号和１信号 的电平差别增大，从而增强了抗干扰性。为了解决这 一矛盾，可采用一个ＲＳ．－２３２ｃ电平转换器。它由发 送器１４８８和接收器１４８９组成（见图１）。 固１ 串行口连接电路 Ｆｉｇ．１ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｎｇ ｃｉｒｃｕｉｔ ｏｆ ｓｅｒｉａｌ ｍｏｕｔｈ ３软件部分设计 ３．１ 上位机的通信程序设计 由于Ｐｃ机的开发环境较多，如：ＶＣ＋＋、Ｄｅｌｐｈｉ、 ＶＢ等等，这些较为优秀的软件开发环境为上位机的 通信程序的开发提供了极大的方便。本文主要讲述 如何用ＶＢ来进行程序设计。 Ｖｉｓｕｌ Ｂａｓｉｃ是微软公司开发的软件开发环境． 利用其提供的ＭＳＣｏｍｍ．ｏａｘ专用通信控件容许通过 串口发送和接收数据，再利用一个定时器控件 （Ｔｉｍｅｒ），可简单地实现串行通信。 ＭＳＣｏｍｍ控件介绍（主要属性，只有ＶＢ企业版 才提供该控件）： ＣｏｍｍＰｏｒｔ：设置并返回通信端口号。可取１ １６； Ｓｅｔｔｉｎｇｓ：以字符串的形式设置或返回波特率、 奇偶校验、数据位和停止位； Ｉｎｐｕｔ：返回并删除接收缓冲区中的数据流。
51单片机与PC的RS232接口串行通信实现研究-大学毕业论文毕业设计学位论文范文模板参考资料
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目 录一 概述 ........................................................... 41.1 引言 ............................................................41.2 设计目的和意义 ..................................................4二 方案功能详述及论证 .............................................
52.1 方案功能详述 ....................................................52.1.1 总体功能设计 ..................................................52.1.2 具体功能模块设计 ..............................................52.2 方案论证 ........................................................5三 系统硬件设计 ................................................... 93.1 选用设备和设计总框图 ............................................93.2 串行接口通信硬件线路图 .........................................93.3 电源电路 .......................................................113.4 主要芯片说明 ...................................................113.4.1 单片机 AT89C51 概述...........................................113.4.2 MAX232 芯片简介: .............................................143.4.3 RS232 串行接口简介 ..........................................16四