雙機(jī)通信課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　雙機(jī)通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　一、設(shè)計(jì)要求：</b></p><p>　　編程實(shí)現(xiàn)兩片AT89C52芯片近距離通信，一臺(tái)為發(fā)送方，另一臺(tái)為接收方。采用單片機(jī)直接交叉連接的方式，一方發(fā)送由串行口TXD輸出，直接由另一方的串行口數(shù)據(jù)接收端RXD接收。</p><p><

2、;b>　　二、設(shè)計(jì)方案分析</b></p><p><b>　　1、方案設(shè)計(jì)：</b></p><p>　　（1）設(shè)計(jì)思路：串行數(shù)據(jù)通信要解決兩個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題，一個(gè)是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，另一個(gè)是數(shù)據(jù)傳送。所謂數(shù)據(jù)以什么形式傳送。所謂數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換就是指單片機(jī)在接收數(shù)據(jù)時(shí)，如何把接收到串行數(shù)據(jù)進(jìn)行發(fā)送。為此編制了兩個(gè)匯編語(yǔ)言程序：其一，為數(shù)據(jù)發(fā)送程序；其二，為數(shù)據(jù)接收程序

3、。為了確保每個(gè)字符發(fā)送出去，并且被接收，發(fā)送接收雙方的波特率設(shè)置一致，并且均采取查詢方式進(jìn)行下一步操作。接收數(shù)據(jù)只需執(zhí)行一次，即駐留在內(nèi)存中，此后，只要二號(hào)單片機(jī)有數(shù)據(jù)要發(fā)送，則一號(hào)機(jī)隨時(shí)接收并顯示在數(shù)碼管上；反之一號(hào)機(jī)發(fā)送，二號(hào)機(jī)接收并顯示。</p><p>　?。?）原因：由于是近距離的雙機(jī)通信，我們采用單片機(jī)直接交叉連接的方式，上位機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)由串行口TXD端輸出，直接由下位機(jī)的串行口數(shù)據(jù)接收端RXD接收。

4、需要注意的是一定要保證主從機(jī)相同的數(shù)據(jù)傳輸速率，即要求設(shè)置相同的波特率。</p><p>　　單片機(jī)串行通信口，串行結(jié)構(gòu)如下：</p><p>　　數(shù)據(jù)緩沖器（SBUF）</p><p>　　接受或發(fā)送的數(shù)據(jù)都要先送到SBUF緩存。有兩個(gè)，一個(gè)緩存，另一個(gè)接受，用同一直接地址99H,發(fā)送時(shí)用指令將數(shù)據(jù)送到SBUF即可啟動(dòng)發(fā)送；接收時(shí)用指令將SBUF中接收到的數(shù)據(jù)取出

5、。</p><p>　　b）串行控制寄存器（PCON）：SCON用于串行通信方式的選擇，收發(fā)控制及狀態(tài)指示，各位含義如下：</p><p>　　SM0,SM1:串行接口工作方式選擇位，這兩位組合成00，01，10，11對(duì)應(yīng)于工作方式0、1、2、3。串行接口工作方式特點(diǎn)見(jiàn)下表1.2.1.</p><p>　　表1.2.1 串行口工作方式表</p><

6、;p>　　SM2：多機(jī)通信控制位。</p><p>　　REN：接收允許控制位。軟件置1允許接收；軟件置0禁止接收。</p><p>　　TB8：方式2或3時(shí)，TB8為要發(fā)送的第9位數(shù)據(jù)，根據(jù)需要由軟件置1或清0。</p><p>　　RB9：在方式2或3時(shí)，RB8位接收到的第9位數(shù)據(jù)，實(shí)際為主機(jī)發(fā)送的第9位數(shù)據(jù)TB8，使從機(jī)根據(jù)這一位來(lái)判斷主機(jī)發(fā)送的時(shí)呼叫地

7、址還是要傳送的數(shù)據(jù)。</p><p>　　TI：發(fā)送中斷標(biāo)志。發(fā)送完一幀數(shù)據(jù)后由硬件自動(dòng)置位，并申請(qǐng)中斷。必須要軟件清零后才能繼續(xù)發(fā)送。</p><p>　　RI：接收中斷標(biāo)志。接收完一幀數(shù)據(jù)后由硬件自動(dòng)置位，并申請(qǐng)中斷。必須要軟件清零后才能繼續(xù)接收。</p><p><b>　　c）輸入移位寄存器</b></p><p&g

8、t;　　接收的數(shù)據(jù)先串行進(jìn)入輸入移位寄存器，8位數(shù)據(jù)全移入后，再并行送入接收SBUF中。</p><p><b>　　d）波特率發(fā)生器</b></p><p>　　波特率發(fā)生器用來(lái)控制串行通信的數(shù)據(jù)傳輸速率的，51系列單片機(jī)用定時(shí)器T1作為波特率發(fā)生器，T1設(shè)置在定時(shí)方式。波特率時(shí)用來(lái)表示串行通信數(shù)據(jù)傳輸快慢程度的物理量，定義為每秒鐘傳送的數(shù)據(jù)位數(shù)。</p>

9、;<p>　　e）電源控制寄存器PCON,其最高位為SMOD。</p><p><b>　　f）波特率計(jì)算</b></p><p>　　當(dāng)定時(shí)器T1工作在定時(shí)方式的時(shí)候，定時(shí)器T1溢出率=（T1計(jì)數(shù)率）/（產(chǎn)生溢出所需機(jī)器周期）。由于是定時(shí)方式，T1計(jì)數(shù)率= fORC/12。產(chǎn)生溢出所需機(jī)器周期數(shù)=模M-計(jì)數(shù)初值X。</p><p&g

10、t;<b>　?。?）框圖：</b></p><p>　　（4）器材選擇：89C52單片機(jī)，四位一體數(shù)碼管，晶振，三極管，八位開(kāi)關(guān)DSW，電容，電阻，按鍵開(kāi)關(guān)以及若干導(dǎo)線等等。</p><p>　　2、背景知識(shí)介紹：所涉及的背景知識(shí)如單片機(jī)相關(guān)知識(shí)、電機(jī)調(diào)速方法、PID算法、MATLAB建模和仿真方法等。</p><p>　　串行通信是單片機(jī)的

11、一個(gè)重要應(yīng)用。本設(shè)計(jì)就是利用單片機(jī)來(lái)完成一個(gè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)雙片單片機(jī)串行通信。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，從智能家用電器到工業(yè)上的控制系統(tǒng)都采用了上位機(jī)與下位機(jī)基于串行通信的主從工作方式，這樣就充分利用了微機(jī)分析處理能力強(qiáng)、速度快的特點(diǎn)及下位機(jī)（單片機(jī)）面向控制、使用靈活方便的優(yōu)勢(shì)。</p><p><b>　　三、硬件設(shè)計(jì)：</b></p><p>　　整個(gè)雙機(jī)

12、通信系統(tǒng)以89C52單片機(jī)為主控制器，由數(shù)碼管為核心的數(shù)據(jù)顯示模塊、主機(jī)校驗(yàn)指示模塊、以及單片機(jī)最小系統(tǒng)構(gòu)成。</p><p>　　1．以89C51為核心的單片機(jī)最小系統(tǒng)</p><p>　　89C51單片機(jī)的最小系統(tǒng)采用內(nèi)部時(shí)鐘方式:以XTAL1和XTAL2引腳外接晶振，構(gòu)成了自激振蕩器并在單片機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖信號(hào)，然后給晶振的每個(gè)腳分別外接一個(gè)30PF的電容，以此使晶振快速起振并且達(dá)

13、到約11.0592MHZ的穩(wěn)定頻率。而在單片機(jī)的RST腳接上按鍵開(kāi)關(guān)以及適當(dāng)?shù)碾娮?、電容便?gòu)成按鍵與斷電兩用的復(fù)位電路。具體電路如圖1-1所示：</p><p>　　圖1-1單片機(jī)最小系統(tǒng)</p><p><b>　　2．?dāng)?shù)碼管顯示模塊</b></p><p>　　設(shè)計(jì)中，我們使用的是共陽(yáng)的四位一體數(shù)碼管并使用P0口控制數(shù)碼管段選信號(hào)，P2口選

14、取四位為位選信號(hào)控制端。拿到數(shù)碼管后，我們借助萬(wàn)用表進(jìn)行測(cè)試，最終確定為共陽(yáng)型數(shù)碼管，進(jìn)一步測(cè)試便得出了該數(shù)碼管對(duì)應(yīng)的管腳分布圖。</p><p>　　3．主機(jī)校驗(yàn)指示模塊</p><p>　　主機(jī)接收從機(jī)應(yīng)答信號(hào)進(jìn)行校驗(yàn)，成功后點(diǎn)亮P1口的指示燈并保持一段時(shí)間，然后進(jìn)入等待狀態(tài)，然后開(kāi)始下一次數(shù)據(jù)傳送。這種握手模式是單片機(jī)在串行編程中使用的提高數(shù)據(jù)傳輸準(zhǔn)確性的有效方法。</p>

15、;<p><b>　　四、軟件設(shè)計(jì)：</b></p><p>　?。?） 軟件設(shè)計(jì)思路：在主機(jī)編程中，我們?cè)黾恿酥梦蝗?shù)標(biāo)志的編程思路，即通過(guò)查詢?nèi)?shù)標(biāo)志實(shí)現(xiàn)在主函數(shù)回送應(yīng)答并執(zhí)行相應(yīng)服務(wù)程序，如此一來(lái)，很好的避免了中斷程序的冗長(zhǎng)，提高了程序?qū)崿F(xiàn)的效率。</p><p>　　串行通信程序設(shè)計(jì)包括：1）初始化程序：對(duì)特殊功能寄存器SCON和PEON的設(shè)置，

16、來(lái)選擇串行口的工作方式，設(shè)置通信波特率。由于設(shè)計(jì)采用了中斷方式，則還要對(duì)中斷系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)置；2）發(fā)送數(shù)據(jù)的程序：51單片機(jī)串口發(fā)送數(shù)據(jù)的條件是串行口已準(zhǔn)備好，此時(shí)標(biāo)志位TI狀態(tài)為“1”，則需將待發(fā)數(shù)據(jù)傳送到發(fā)送數(shù)據(jù)緩沖期SBUF,即啟動(dòng)一次發(fā)送；3）接收數(shù)據(jù)的程序：51單片機(jī)串行口接收數(shù)據(jù)的條件是SCON中的RI置“1”，表明串行口已收到一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)，此時(shí)即可置位取數(shù)標(biāo)志；4）通信控制程序：用來(lái)控制發(fā)送和接收的進(jìn)行。</p>

17、<p><b>　?。?）流程介紹：</b></p><p><b>　　MAIN:</b></p><p>　　LOOP: MOV A, P1</p><p>　　ACALL DISPLAY_OUT</p><p>　　MOV PCON, #80H ；串行口的工作方式的設(shè)定，波特

18、率的設(shè)定</p><p>　　MOV SCON, #90H</p><p><b>　　MOV A, P1</b></p><p>　　MOV SBUF, A；把數(shù)據(jù)送入緩沖區(qū)</p><p>　　LOOP1: MOV A, SBUF； 發(fā)聯(lián)絡(luò)信號(hào)</p><p>　　ACALL DISPLAY

19、_IN; 調(diào)用顯示數(shù)據(jù)輸入程序</p><p>　　CLR RI； 允許再接受</p><p><b>　　JMP LOOP</b></p><p><b>　　SJMP $</b></p><p>　　DISPLAY_OUT:</p><p>　　MOV B, #16；采

20、用16進(jìn)制顯示</p><p><b>　　DIV AB</b></p><p><b>　　MOV R1, B</b></p><p><b>　　MOV R2, A</b></p><p>　　MOV R3, #10</p><p><b>

21、;　　LOOP2:</b></p><p><b>　　MOV A, R2</b></p><p>　　SETB P2.2；選擇輸出片選信號(hào)控制端</p><p>　　ACALL DISPLAY；采用查詢方式</p><p>　　ACALL DL1；調(diào)用延時(shí)程序</p><p><

22、;b>　　CLR P2.2</b></p><p><b>　　MOV A, R1</b></p><p><b>　　SETB P2.3</b></p><p>　　ACALL DISPLAY</p><p><b>　　ACALL DL1</b></

23、p><p><b>　　CLR P2.3</b></p><p>　　DJNZ R3, LOOP2</p><p><b>　　RET</b></p><p>　　DISPLAY_IN:</p><p>　　MOV B, #16；采用16進(jìn)制輸入顯示</p><

24、;p><b>　　DIV AB</b></p><p><b>　　MOV R1, B</b></p><p><b>　　MOV R2, A</b></p><p>　　MOV R3, #10</p><p><b>　　LOOP3:</b><

25、;/p><p><b>　　MOV A, R2</b></p><p>　　SETB P2.0；選擇片選信號(hào)控制端</p><p>　　ACALL DISPLAY；采用查詢方式</p><p>　　ACALL DL1；調(diào)用延時(shí)程序</p><p><b>　　CLR P2.0</b&g

26、t;</p><p><b>　　MOV A, R1</b></p><p><b>　　SETB P2.1</b></p><p>　　ACALL DISPLAY</p><p><b>　　ACALL DL1</b></p><p><b>

27、;　　CLR P2.1</b></p><p>　　DJNZ R3, LOOP3</p><p><b>　　RET</b></p><p><b>　　DISPLAY:</b></p><p>　　MOV DPTR, #TABLE；設(shè)置數(shù)據(jù)指針地址初值</p><p

28、>　　MOVC A,@A+DPTR；根據(jù)有效地址查詢</p><p>　　MOV P0, A; 結(jié)果傳送到輸出口P0</p><p><b>　　RET</b></p><p>　　DL1: MOV R7, #2；延時(shí)4us子程序</p><p>　　DL: MOV R6, #100</p><

29、;p><b>　　NOP</b></p><p>　　DL6: DJNZ R6, DL6</p><p>　　DJNZ R7, DL</p><p><b>　　RET</b></p><p>　　TABLE: DB 0C0H, 0F9H, 0A4H, 0B0H</p><

30、p>　　DB 99H, 92H, 82H, 0F8H</p><p>　　DB 80H, 90H, 88H, 83H</p><p>　　DB 0C6H, 0A1H, 86H, 8EH</p><p><b>　　END </b></p><p>　　五、測(cè)試數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)結(jié)果：</p><p&g