单片机间串行通信

  大 学

课程设计

摘要………………………………………………………………………………………2

一  总体设计……………………………………………………………………………2

1   设计要求……………………………………………………………………………2

2   设计方案……………………………………………………………………………2

二  硬件设计……………………………………………………………………………3

1   51单片机串行通信功能 …………………………………………………………3

三  原理图和PCB图…………………………………………………………………5

四  汇编程序……………………………………………………………………………6

五  联合调制……………………………………………………………………………7

六 设计小结……………………………………………………………………………8

摘要

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，实现双片单片机间串行通信。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。在通信过程中，使用通信协议进行通信。

一、总体设计

1.设计要求：

1.完成两台单片机间一主一从的单工通信。主机发送数据，从机接收数据并在数码管上显示。

 2.完成两台单片机的全双工通信。通信双方的任一单片机可同时发送和接收数据，并将数据在各自的数码管上显示。 

2.设计方案：

本次设计，单片机间的串行通信可以通过将串口相互连接而实现。单片机之间的信号都是TTL电平，并不需要特别的电平转换。单片机和单片机的串口可以直接通过导线连接，但两者的TXD和RXD需要相互反接才能正常收发。 

二、硬件设计

1.51单片机串行通信功能 

图1.ATC51

计算机与外界的信息交换称为通信，常用的通信方式有两种：并行通信和串行通信。51单片机用4个接口与外界进行数据输入与数据输出就是并行通信，并行通信的特点是传输信号的速度快，但所用的信号线较多，成本高，传输的距离较近。串行通信的特点是只用两条信号线（一条信号线，再加一条地线作为信号回路）即可完成通信，成本低，传输的距离较远。

51单片机的串行接口是一个全双工的接口，它可以作为UART（通用异步接受和发送器）用，也可以作为同步移位寄存器用。51单片机串行接口的结构如下：

（1）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。

（2）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：

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。

TI：发送中断标志。发送完一帧数据后由硬件自动置位，并申请中断。必须要软件清零后才能继续发送。

RI：接收中断标志。接收完一帧数据后由硬件自动置位，并申请中断。必须要软件清零后才能继续接收。

（3）输入移位寄存器

接收的数据先串行进入输入移位寄存器，8位数据全移入后，再并行送入接收SBUF中。

（4）波特率发生器

波特率发生器用来控制串行通信的数据传输速率的，51系列单片机用定时器T1作为波特率发生器，T1设置在定时方式。波特率时用来表示串行通信数据传输快慢程度的物理量，定义为每秒钟传送的数据位数。

（5）电源控制寄存器PCON

其最高位为SMOD。

（6）波特率计算

当定时器T1工作在定时方式的时候，定时器T1溢出率=（T1计数率）/（产生溢出所需机器周期）。由于是定时方式，T1计数率= fORC/12。产生溢出所需机器周期数=模M-计数初值X。

三、原理图及PCB图

四、汇编程序

两个单片机，使用同一个程序，源代码如下：

 ORG 0000H

    SJMP START

    ORG 0003H

    LJMP INT0_INT

    ORG 0023H

    LJMP UART_INT

;----------------------------------------

START:

    MOV SP, #60H

    MOV SCON,#50H   ;方式１,8-n-1

    MOV TMOD,#20H

    MOV TH1, #0FDH ;波特率设置

    MOV TL1, #0FDH ; ***************

    SETB TR1 

    SETB IT0         ;P3.2下降沿触发中断

    SETB EX0

    SETB ES          ;开放中断

    SETB EA

    SJMP $

;----------------------------------------

INT0_INT:

    MOV P2, #0FFH

    MOV A, P2      ;读出的拨码开关信息

;    MOV P0, A       ;调试的时候，可在本方显示，以证明中断正常

;    JB   TI, $

    MOV SBUF,A      ;向串口发送

    RETI

;----------------------------------------

UART_INT:

    JB   TI, _FA_

    MOV A, SBUF    ;读出串口收到的信息

    MOV P0, A       ;送到P0口进行显示

    CLR RI

    RETI

;--------------------

_FA_:

    CLR TI

    RETI

;----------------------------------------

   END

五、联合调试

首先使用KeilC将编写完成的汇编程序编译生成HEX文件，将HEX文件烧录到两片单片机中，进行仿真实验，实验结果可以看到，各自单片机的数码管已将接受到的数据完整的显示了出来。

两个单片机串行通信的实验结果如下图所示：

六、设计小结

经过繁忙而又紧张的课程设计，终于顺利的完成了设计任务。虽然在这段时间里每天都那么繁忙，但是在这忙碌的过程中却得到了许多的收获。

经过课程设计，在查阅资料的过程中，学习了基于单片机的C语言程序设计，了解了单片机串行通信的基本知识，对于以后的学习和工作都有很大的益处。

在学习的过程中，也遇到了一些困难，比如开始的时候，由于发送端和接收端的通信协议没有做好，导致数据不能正确的传输，在解决问题的过程中，对于通信协议的实现有了深刻的认识。

通过这次课程设计，锻炼了自己思考的能力。

主要参考文献：

1.单片机原理与应用   

2.单片机的c语言应用程序设计