单片机课程设计单片机控制系统设计.docx

1、单片机课程设计单片机控制系统设计单片机课程设计课题：单片机控制系统设计系 别： 专 业： 姓 名： 学 号： 指导老师： 河南城建学院2011年 12 月 28 日成绩评定一、指导教师评语（根据学生设计报告质量、答辩情况及其平时表现综合评定）。二、评分评分项目设计报告评分答辩评分平时表现评分合 计 （100分）任务完成情 况（20分）课程设计报告质量（40分）表达情况（10分）回答问题情 况（10分）工作态度与纪律（10分）独立工作能力（10分）得分课程设计成绩评定 班级： 0934091 姓名： 关 红 雷 学号： 093409128 成绩： 分（折合等级 ）指导教师签字 年 月 日一、设计

2、目的 1、使学生增进对单片机的感性认识，加深对单片机理论方面的理解； 2、使学生掌握单片机的内部功能模块的应用，如定时器/计数器、中断、片内外存贮器、I/O口、A/D、D/A、串行口通讯等； 3、使学生了解和掌握单片机应用系统的软硬件设计过程、方法及实现，为以后设计和实现单片机应用系统打下良好基础。二、设计要求要求用单片机作为控制芯片制作一个遥控器，另一个单片机系统能被遥控操作。三、总体设计1、设计思路： 本次课程设计利用单片机来完成一个系统，实现双片单片机之间的控制。结果用数码管进行显示，数码管采用查表方式显示。两个单片机之间采用RS232进行双机通信。在通信过程中，使用通信协议进行通信。

3、2、设计方案：本次设计，对于两片89C51，采用RS232进行双机通信。发送方的数据由串行口TXD段输出，经过传输线将信号传送到接收端。接受方接收后，在数码管上显示接收的信息。为提高抗干扰能力，还可以在输入输出端加光耦合进行光电隔离。软件部分，通过通信协议进行发送接收，主机先送AAH给从机，当从机接收到AAH后，向主机回答BBH。主机收到BBH后就把数码表TAB10中的10个数据送给从机，并发送检验和。从机收到10个数据并计算接收到数据的检验和，与主机发送来的检验和进行比较，若检验和相同则发送00H给主机；否则发送FFH给主机，重新接受。从机收到16个正确数据后送到一个数码管显示。 3、硬件设

4、计：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

5、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：表1.SCON各位含义SM0SM1SM2RENTB8RB8TIRISM0,SM1:串行接口工作方式选择位，这两位组合成00，01，10，11对应于工作方式0、1、2、3。串行接口工作方式特点见下表表2.串行口工作方式SM0SM1工作方式功能波特率 0008位同步移位寄存器（用于I/O扩展）fORC/1201110位异步串行通信（UART）可变（T1溢出率*2SMOD/32）10211位异步串行通信（UART）fORC/64

6、或fORC/3211311位异步串行通信（UART）可变（T1溢出率*2SMOD/32）SM2：多机通信控制位。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

7、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。四、各部分电路设计 通过通信协议进行发送接收，主机先送AAH给从机

8、，当从机接收到AAH后，向主机回答BBH。主机收到BBH后就把数码表TAB16中的10个数据送给从机，并发送检验和。从机收到16个数据并计算接收到数据的检验和，与主机发送来的检验和进行比较，若检验和相同则发送00H给主机；否则发送FFH给主机，重新接受。从机收到16个正确数据后送到一个数码管显示。1.串行通信软件实现：（1）串行口工作于方式1；用定时器1产生9600bit/s的波特率，工作于方式2。（2）功能:将本机ROM中数码表TAB10中的10个数发送到从机,并保存在从机内部ROM中，从机收到这10个数据后送到一个数码管循环显示。（3）通信协议:主机首先发送连络信号(AAH),从机接收到之

9、后返回一个连络信号(BBH)表示从机已准备好接收。（4）通信过程使用第九位发送奇偶校验位。（5）从机接收到一个数据后，立即进行奇偶校验，若数据没有错误，则返回00H，否则返回FFH。（6）主机发送一个数据后，等待从机返回数据；若为00H，则继续发送下一个数据，若为FFH，则重新发送数据。2.程序流程图：（1） 发送端程序流程图图1.发送端程序流程图（2） 接收端程序流程图图2.接收端程序流程图五、整体电路图在protues上进行仿真实验。首先使用KeilC将编写完成的程序编译生成HEX文件，将HEX文件烧录到两片单片机中，进行仿真实验，结果如下图所示，可以看到，接收端已将接受到的数据完整的显示

10、了出来。图3.电路图六、设计总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和控制系统的基本知识，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，锻炼了自己独立思考的能力。参考文献1杨恢先，黄辉先.单片机原理及应用（第一版） M.北京：人民邮电出版社，200

11、6：214-221.2马忠梅.单片机C语言程序设计 M.北京：北航出版社，2007：36-48.3 田立，田清，代方震. 51单片机C语言程序设计快速入门（第一版） M.北京：人民邮电出版社，2007：35-40.附录：1. 发送程序#include#define uchar unsigned charvoid init(void) ;void send(void) ;uchar TAB10= 0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f;uchar i,sum;main() init(); send(); void init(void)

12、EA=1; ES=1; TMOD=0x20; TH1=0xfd; TL1=0xfd; PCON=0x00; TR1=1; SCON=0x50; void send(void) do SBUF=0xaa; while(!TI); TI=0; while(!RI); RI=0; while(SBUF0xbb)!=0); do sum=0; for(i=0;i=9;i+) SBUF=TABi; sum+=TABi; while(!TI); TI=0; SBUF=sum; while(!TI); TI=0; while(!RI); RI=0; while(SBUF!=0); 2. 接收程序#inclu

13、de #define uchar unsigned charvoid init(void) ;void receive(void) ;void delay(int) ;uchar TAB10= 0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f;uchar i,sum;main() init(); receive(); void init(void) EA=1; ES=1; TMOD=0x20; TH1=0xfd; TL1=0xfd; PCON=0x00; TR1=1; SCON=0x50; void delay(int x) int i,j;

14、for(i=0;ix;i+) for(j=1;j150;j+); void receive(void) uchar TABS10; do while(!RI); RI=0; while(SBUF0xaa)!=0); SBUF=0xbb; while(!TI); TI=0; while(1) sum=0; for(i=0;i=9;i+) while(!RI); RI=0; TABSi=SBUF; sum+=TABSi; while(!RI); RI=0; if(SBUFsum)=0) SBUF=0x00; while(!TI); TI=0; break; else SBUF=0xff; while(!TI); TI=0; while(1) for(i=0;i=9;i+) P1=TABSi; delay(500);