用AT89S51与PC机实现串口通讯.docx

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用AT89S51与PC机实现串口通讯

桂林电子科技大学

单片机最小应用系统

设

计

报

告

指导老师：

吴兆华

学生：

林承德

学号：

092011221

机电工程学院

2010年6月

一、设计题目

用AT89S51与PC机实现串口通讯，单片机接收上位机发送的数字，并在最小系统板上的数码管上将其显示。

二、系统硬件电路图

系统硬件图包括单片机最小系统（复位电路、晶振电路和相关的控制信号）、串口通讯电路以及数字显示部分。

设计硬件电路图时，其基本思想：

先在proteus中搭建仿真电路，将编好的程序下载到仿真环境的51中，等可以达到预期要求后，最后在PROTEL中设计原理图与PCB，做出电路板。

图2.0系统硬件全局图

2.1单片机最小系统电路图

2.2串口通讯原理及其电路图

一、发送和接收的过程如下：

串行口的发送过程由指令MOVSBUF，A启动，即CPU由一条写发送缓冲器的指令把数据（字符）写入串行口的发送缓冲器SBUF（发）中，再由硬件电路自动在字符的始、末加上起始位（低电平）、停止位（高电平）及其它控制位（如奇偶位等），然后在移位脉冲SHIFT的控制下，低位在前，高位在后，从TXD端（方式0除外）一位位地向外发送。

串行口的接收与否受制于允许接收位REN的状态，当REN被软件置“1”后，允许接收器接收。

接收端RXD一位位地接收数据，直到收到一个完整的字符数据后，控制电路进行最后一次移位，自动去掉启始位，使接收中断标志RI置“1”，并向CPU申请中断。

CPU响应中断，用一条指令（MOVA，SBUF）把接收缓冲器SBUF（收）的内容读入累加器。

TI和RI是由硬件置位的，但需要用软件复位。

二、相关的寄存器

1、SBUF是两个在物理上独立的接收、发送缓冲器，可同时发送、接收数据。

两个缓冲器只用一个字节地址99H，可通过指令对SBUF的读写来区别是对接收缓冲器的操作还是对发送缓冲器的操作。

串行口对外有两条独立的收发信号线RXD（P3.0）、TXD（P3.1），因此可以同时发送、接收数据，实现全双工。

2、SCON寄存器用来控制串行口的工作方式和状态，可按位寻址，其字节地址为98H。

3、PCON中的SMOD用来控制波特率加倍。

4、TMOD设置定时器1的工作方式，用来产生波特率

5、如果用到中断，则还需要用到中断相关的寄存器IE,IP等

2.3数码管显示电路

三、单片机和PC程序

3.1单片机程序

#include

#include

unsignedcharinbuf[4];

bitread_flag=0;

unsignedintcnt=3;

unsignedcharch=0;

unsignedcharcodetable[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,

0x7f,0x6f,0x00};

voiddisplay（）;

voiddelay（intz）;

voidinit_serialcomm（void）

{

SCON=0x50;//SCON:

serailmode1,8-bitUART,enableucvr

TMOD|=0x20;//TMOD:

timer1,mode2,8-bitreload

PCON|=0x80;//SMOD=1;

TH1=0xF4;//Baud:

4800fosc=11.0592MHz

TL1=0xF4;

IE|=0x90;//EnableSerialInterrupt

TR1=1;//timer1run

}

//向串口发送一个字符

voidsend_char_com（unsignedcharch）

{

SBUF=ch;

while（TI==0）;

TI=0;

}

//向串口发送一个字符串，strlen为该字符串长度

voidsend_string_com（unsignedchar*str）

{

unsignedintk=0;

for（k=4;k>0;k--）

{

send_char_com（*（str+k-1））;

}

}

//串口接收中断函数

voidserial（）interrupt4using3

{

if（RI）

{

RI=0;

if（cnt>=0）

{

if（（47

{

inbuf[cnt]=SBUF;

}

else

{

inbuf[cnt]=0;

}

if（cnt>0）

{

--cnt;

}

elseif（cnt==0）

{

send_string_com（inbuf）;

cnt=3;

}

}

}

}

main（）

{

init_serialcomm（）;//初始化串口

while

（1）

{

display（）;

delay（5）;

}

}

voidjudg（int*a,intb）;

voiddisplay（）

{

unsignedintqian,bai,shi,ge;

qian=inbuf[3]-48;

judg（&qian,10）;

bai=inbuf[2]-48;

judg（&bai,10）;

shi=inbuf[1]-48;

judg（&shi,10）;

ge=inbuf[0]-48;

judg（&ge,10）;

P2=0xf7;//位选，显示个位字码

P0=table[ge];

delay

（1）;

P2=0xff;//消隐，

P2=0xfb;//位选，显示十位字码

P0=table[shi];//送段码

delay

（1）;

P2=0xff;//消隐

P2=0xfd;//位选，显示百位字码

P0=table[bai];//送段码

delay

（1）;

P2=0xff;//消隐

P2=0xfe;//位选，显示千位字码

P0=table[qian];//送段码

delay

（1）;

P2=0xff;//消隐

}

voidjudg（int*a,intb）

{

if（*a==b）

{

*a=10;

}

}

voiddelay（intz）//延时函数，约z毫秒（在晶振12MHZ时）

{

intx,y;

for（y=z;y>0;y--）

for（x=110;x>0;x--）;

}

3.2上位机软件

上位机软件在VC6.0上编写调试。

工程下的类及其函数、变量定义情况

工程下的文件列表

图3.1上位机通信软件界面

1.串口打开关闭切换按钮的处理函数

voidCSerialPortDlg:

:

OnBtnOpen（）

{

//TODO:

Addyourcontrolnotificationhandlercodehere

if（!

m_mymscom.GetPortOpen（））

{

m_mymscom.SetPortOpen（true）;

GetDlgItem（IDC_BTN_OPEN）->SetWindowText（"关闭串口"）;

m_icon_open.ShowWindow（SW_SHOW）;

m_icon_close.ShowWindow（SW_HIDE）;

SetTimer（2,10,NULL）;

}

else

{

m_mymscom.SetPortOpen（false）;

GetDlgItem（IDC_BTN_OPEN）->SetWindowText（"打开串口"）;

m_icon_open.ShowWindow（SW_HIDE）;

m_icon_close.ShowWindow（SW_SHOW）;

KillTimer

（2）;

}

}

2.串口发送数据按钮的处理函数

voidCSerialPortDlg:

:

OnBtnSend（）

{

//TODO:

Addyourcontrolnotificationhandlercodehere

intk;

if（m_mymscom.GetPortOpen（））

{

UpdateData（true）;

if（m_sendstr.GetLength（）>=4）

{

m_strsended=m_sendstr.Left（4）;

m_mymscom.SetOutput（COleVariant（m_strsended））;

m_sendstr.Delete（0,4）;

}

elseif（m_sendstr.GetLength（）>0）

{

for（k=1;k<6;k++）

{

m_sendstr+=":

";

}

m_strsended=m_sendstr.Left（4）;

m_mymscom.SetOutput（COleVariant（m_strsended））;

m_sendstr.Delete（0,m_sendstr.GetLength（））;

}

m_streceiv=m_strsended;

UpdateData（false）;

}else{MessageBox（"串口已关闭，请先打开串口！

"）;}

}

3.对话框初始化函数

BOOLCSerialPortDlg:

:

OnInitDialog（）

{

CDialog:

:

OnInitDialog（）;

//Add"About..."menuitemtosystemmenu.

m_slectport.AddString（"COM1"）;//初始化下拉列表

m_slectport.AddString（"COM2"）;

m_slectport.AddString（"COM3"）;

m_slectport.SetCurSel（0）;

m_setband.AddString（"300"）;

m_setband.AddString（"600"）;

m_setband.AddString（"1200"）;

m_setband.AddString（"2400"）;

m_setband.AddString（"4800"）;

m_setband.AddString（"9600"）;

m_setband.AddString（"19200"）;

m_setband.SetCurSel（4）;

if（m_mymscom.GetPortOpen（））

{

MessageBox（"串口1已被占用！

"）;

}

else{

m_mymscom.SetCommPort

（1）;//选择串口1

m_mymscom.SetSettings（"4800,N,8,1"）;//设置波特率、校验位、数据位等通信参数

m_mymscom.SetInputLen（4）;

m_mymscom.SetRThreshold（4）;

}

……

}

4.定时器回调处理函数

voidCSerialPortDlg:

:

OnTimer（UINTnIDEvent）

{

//TODO:

Addyourmessagehandlercodehereand/orcalldefault

UpdateData（true）;

m_strsended=m_sendstr.Left（4）;

m_mymscom.SetOutput（COleVariant（m_strsended））;

if（m_sendstr.GetLength（）>=4）

{

m_sendstr.Delete（0,4）;

}

else

{

m_sendstr.Delete（0,m_sendstr.GetLength（））;

}

UpdateData（false）;

}

图3.2软件运行界面

四、设计体会

1、通过此次单片机最小系统的应用开发，增加了我对电路控制专业的兴趣，尤其是通过单片机进行自动控制方面，在设计及单片机最小系统中，我既掌握了新知识（主要是max232芯片在串口通讯中的的应用），又加深了对所学过的知识认识（主要是编程指令的灵活应用、单片机最小系统的理解和PROTELDXP软件的灵活使用），还提高了自己的分析问题和解决问题的能力和方法（主要是在调试程序时串口通讯上的控制上），最后提高了动手能力（主要是在电路板的制作上面），尤为可贵的是学会了查阅相关的资料，并进行独立的原理图设计，电路板的制作和程序的独立调整，以及出现问题时候，独立思考分析解决问题的能力。

虽然很辛苦，但是最终能够达到设计课题的要求。

2、初步学会了独立设计电路图的能力。

我首先在图书馆查找并综合与课题相关的资料（串口通讯和max232的应用），在头脑中形成一个感性的认识，并渐渐地用所学过的单片机指令（主要是C语言）编程以及上位机的VC编程，然后再借助试验台，将自己编好的程序一步一步地调试出来，用能够成功程序所需要的硬件电路来返回来设计自己的电路板。

初步养成了自己独立解决问题的方法与能力。

五、参考文献

[1]陈光东 赵性初单片微型计算机原理与接口技术.武汉：

华中理工大学出版社，1993.2

[2]马家辰孙玉德张颖.MCS-51单片机原理及接口技术[M].哈尔滨：

哈尔滨工业大学出版社，2001.

[3]马光.单片机原理及应用[M].北京：

机械工业出版社，2006.

[4]黎文模.ProtelDXP电路设计与实例精解[M].北京：

人民邮电出版社，2006.

[5]秦曾煌电工学[M].北京：

高等教育出版社，1999.

[6]赵景波 王劲松滕敦朋 Protel2004电路设计从基础到实践北京：

电子工业出版社，2007