雙機通信課程設計

1、<p><b>　　雙機通信系統(tǒng)設計</b></p><p><b>　　一、設計要求：</b></p><p>　　編程實現(xiàn)兩片AT89C52芯片近距離通信，一臺為發(fā)送方，另一臺為接收方。采用單片機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、設計方案分析</b></p><p><b>　　1、方案設計：</b></p><p>　　（1）設計思路：串行數(shù)據(jù)通信要解決兩個關鍵問題，一個是數(shù)據(jù)轉換，另一個是數(shù)據(jù)傳送。所謂數(shù)據(jù)以什么形式傳送。所謂數(shù)據(jù)轉換就是指單片機在接收數(shù)據(jù)時，如何把接收到串行數(shù)據(jù)進行發(fā)送。為此編制了兩個匯編語言程序：其一，為數(shù)據(jù)發(fā)送程序；其二，為數(shù)據(jù)接收程序

3、。為了確保每個字符發(fā)送出去，并且被接收，發(fā)送接收雙方的波特率設置一致，并且均采取查詢方式進行下一步操作。接收數(shù)據(jù)只需執(zhí)行一次，即駐留在內存中，此后，只要二號單片機有數(shù)據(jù)要發(fā)送，則一號機隨時接收并顯示在數(shù)碼管上；反之一號機發(fā)送，二號機接收并顯示。</p><p>　　（2）原因：由于是近距離的雙機通信，我們采用單片機直接交叉連接的方式，上位機發(fā)送的數(shù)據(jù)由串行口TXD端輸出，直接由下位機的串行口數(shù)據(jù)接收端RXD接收。

4、需要注意的是一定要保證主從機相同的數(shù)據(jù)傳輸速率，即要求設置相同的波特率。</p><p>　　單片機串行通信口，串行結構如下：</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，一個緩存，另一個接受，用同一直接地址99H,發(fā)送時用指令將數(shù)據(jù)送到SBUF即可啟動發(fā)送；接收時用指令將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對應于工作方式0、1、2、3。串行接口工作方式特點見下表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，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，RB8位接收到的第9位數(shù)據(jù)，實際為主機發(fā)送的第9位數(shù)據(jù)TB8，使從機根據(jù)這一位來判斷主機發(fā)送的時呼叫地

7、址還是要傳送的數(shù)據(jù)。</p><p>　　TI：發(fā)送中斷標志。發(fā)送完一幀數(shù)據(jù)后由硬件自動置位，并申請中斷。必須要軟件清零后才能繼續(xù)發(fā)送。</p><p>　　RI：接收中斷標志。接收完一幀數(shù)據(jù)后由硬件自動置位，并申請中斷。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)生器用來控制串行通信的數(shù)據(jù)傳輸速率的，51系列單片機用定時器T1作為波特率發(fā)生器，T1設置在定時方式。波特率時用來表示串行通信數(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）波特率計算</b></p><p>　　當定時器T1工作在定時方式的時候，定時器T1溢出率=（T1計數(shù)率）/（產生溢出所需機器周期）。由于是定時方式，T1計數(shù)率= fORC/12。產生溢出所需機器周期數(shù)=模M-計數(shù)初值X。</p><p&g

10、t;<b>　?。?）框圖：</b></p><p>　?。?）器材選擇：89C52單片機，四位一體數(shù)碼管，晶振，三極管，八位開關DSW，電容，電阻，按鍵開關以及若干導線等等。</p><p>　　2、背景知識介紹：所涉及的背景知識如單片機相關知識、電機調速方法、PID算法、MATLAB建模和仿真方法等。</p><p>　　串行通信是單片機的

11、一個重要應用。本設計就是利用單片機來完成一個系統(tǒng)，實現(xiàn)雙片單片機串行通信。隨著計算機技術的快速發(fā)展和廣泛應用，從智能家用電器到工業(yè)上的控制系統(tǒng)都采用了上位機與下位機基于串行通信的主從工作方式，這樣就充分利用了微機分析處理能力強、速度快的特點及下位機（單片機）面向控制、使用靈活方便的優(yōu)勢。</p><p><b>　　三、硬件設計：</b></p><p>　　整個雙機

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

13、到約11.0592MHZ的穩(wěn)定頻率。而在單片機的RST腳接上按鍵開關以及適當?shù)碾娮?、電容便構成按鍵與斷電兩用的復位電路。具體電路如圖1-1所示：</p><p>　　圖1-1單片機最小系統(tǒng)</p><p><b>　　2．數(shù)碼管顯示模塊</b></p><p>　　設計中，我們使用的是共陽的四位一體數(shù)碼管并使用P0口控制數(shù)碼管段選信號，P2口選

14、取四位為位選信號控制端。拿到數(shù)碼管后，我們借助萬用表進行測試，最終確定為共陽型數(shù)碼管，進一步測試便得出了該數(shù)碼管對應的管腳分布圖。</p><p>　　3．主機校驗指示模塊</p><p>　　主機接收從機應答信號進行校驗，成功后點亮P1口的指示燈并保持一段時間，然后進入等待狀態(tài)，然后開始下一次數(shù)據(jù)傳送。這種握手模式是單片機在串行編程中使用的提高數(shù)據(jù)傳輸準確性的有效方法。</p>

15、;<p><b>　　四、軟件設計：</b></p><p>　?。?） 軟件設計思路：在主機編程中，我們增加了置位取數(shù)標志的編程思路，即通過查詢取數(shù)標志實現(xiàn)在主函數(shù)回送應答并執(zhí)行相應服務程序，如此一來，很好的避免了中斷程序的冗長，提高了程序實現(xiàn)的效率。</p><p>　　串行通信程序設計包括：1）初始化程序：對特殊功能寄存器SCON和PEON的設置，

16、來選擇串行口的工作方式，設置通信波特率。由于設計采用了中斷方式，則還要對中斷系統(tǒng)進行設置；2）發(fā)送數(shù)據(jù)的程序：51單片機串口發(fā)送數(shù)據(jù)的條件是串行口已準備好，此時標志位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,即啟動一次發(fā)送；3）接收數(shù)據(jù)的程序：51單片機串行口接收數(shù)據(jù)的條件是SCON中的RI置“1”，表明串行口已收到一個字節(jié)數(shù)據(jù)，此時即可置位取數(shù)標志；4）通信控制程序：用來控制發(fā)送和接收的進行。</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定，波特

18、率的設定</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)絡信號</p><p>　　ACALL DISPLAY

19、_IN; 調用顯示數(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；選擇輸出片選信號控制端</p><p>　　ACALL DISPLAY；采用查詢方式</p><p>　　ACALL DL1；調用延時程序</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；選擇片選信號控制端</p><p>　　ACALL DISPLAY；采用查詢方式</p><p>　　ACALL DL1；調用延時程序</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; 結果傳送到輸出口P0</p><p><b>　　RET</b></p><p>　　DL1: MOV R7, #2；延時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、測試數(shù)據(jù)及設計結果：</p><p&g