单片机通信

杨彦雷1微机与外部的信息交换称为通信，基本方式有并行与串行两种。本设计主要采用串行方式，主要掌握微机串行通信的连接方法，运用keil3编程实现其工作过程，利用proteus仿真。前言Mcs-51系列单片机内部有一个功能很强的全双工串行异步通信接口，它可以为URAT使用，能方便的构成双机或多机通信系统，也可以在外接移位寄存器后扩展为并行I/O口。图1双机通信直接连接由图1可知：通信双方都是8031单片机，将一方的TXD与另一方的RXD相连,RXD与另一方的TXD相连。地与地相连，由于串行口的输出是TTL电平。因此这种连接方式只适用于短距离通信。发送数据时，只要将数据写入SUBF即可将待发送的数据按事先设置的方式和波特率从TXD端串行输出，接收数据时要先使REN=1,当一帧数据从RXD端输出至SBUF后，串行口发送中断请求，通知CPU读入数据，数据传送的速率取决与串行口的工作方式和波特率的设置。杨彦雷2一、工作方式1）方式0当设定SM1、SM0为00时，串行口工作于方式0，在方式0下，RXD为数据输入/输出端，TXD为同步脉冲输出端，发送或接收的数据为8位，低位在前，高位在后，方式0的波特率固定为ƒOSC/12,也就是每一机器周期传送一位数据。方式0可以外接移位寄存器，将串行口扩展为并行口，也可以外接同步输入/输出设备。2）方式1当设定SM1、SM0为01时，串行口工作方式1。方式1为波特率可变的8位异步通信方式，由TXD发送RXD接收，一帧数据为10位，1位起始位（低电平），8位数据位（低位在前）和1位停止位（高电平），波特率取决于定时器的T11溢出率（1/溢出周期）和波特率的选择位SMOD。3）方式2和方式3当设定SM0、SM1为10或11时，串行口工作于方式2或方式3，这两种方式都是9位异步通信，仅波特率不同，适用于多机通信。在方式2或方式3下，数据由TXD发送RXD接收，1帧数据为11位，1位起始位（低电平），8位数据位（低位在前），1位可编程位（第9位数据，用作奇偶校验或地址/数据选择），1位停止位（高电平）。与方式1相比，多了一位可编程位，发送时，第9位数据为TB8，接收杨彦雷3时，第9位数据送入RB8。二、双向通信流程图本设计可以进行双机间的通信，既可以从主机发送数据，有可从子机发送数据。从单一方向的流程如下图2所示：甲机发送主程序发送中断服务子程序图2主机先进行串行口初始化，关闭串行口中断，再初始化T1关闭T1中断，启动T1，然后进行数据的发送，置初值，允许串行中断、杨彦雷4等待中断。同样的，子机也要进行与主机图3乙机接受主程序相似的过程，进行串行口的初始化开串行口中断，初始化T1关闭T1中断，启动T1。设置接收地址的字节计数初值，然后等待主机的串行中断信号如图3。中断服务子程序与主机相似，如图4所示。图4接受中断服务子程序三、程序由于本设计是基于AT89C51的双向的对称设计，主机与子机的程序可以相互替代，其C语言程序设计如下：杨彦雷5#includereg51.h#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintucharcon=0;//设计数标志sbitkey=P1^7;//设键盘ucharbuffer=0;voiddelay(intk)//延时函数{inti;for(i=0;ik;i++);}voiddisplay(ucharm){switch(m){case0:P2=0x0;break;case1:P2=0x1;break;case2:P2=0x2;break;case3:P2=0x4;break;case4:P2=0x8;break;case5:P2=0x10;break;case6:P2=0x20;break;case7:P2=0x40;break;}}voidint_s()interrupt4{ES=0;if(RI==1){buffer=SBUF;RI=0;display(buffer);}if(TI==1){TI=0;}ES=1;return;}voidmain(){display(buffer);//初始化EA=1;ES=1;杨彦雷6SCON=0X50;//工作方式1TMOD=0X20;//定时器1工作方式2TH1=0XE6;//1200bps,12MhzTR1=1;while(1){while(key==1)//键盘是否松开{;}if(key==0)//键盘是否按下delay(10);if(key==0){con=con+1;//计数标志加1if(con==8){con=0;}SBUF=con;//发送数据}while(key==0){;}//键盘是否松开}}四、实验仿真本设计实现单片机间通信是基于AT89C51，硬件设计比较简单，图5杨彦雷7采用两个单片机最小系统，以及显示数据传输结果的LED灯构成，将一方的TXD与另一方的RXD相连,RXD与另一方的TXD相连。再有微触开关实现传输数据的变化，以便验证结果。如图5所示，其为原理的一部分，另一部分采用对称的设计。程序的设计如上一部分所述：当与U1相连的当开关闭合，数据产生变化，传输到U2，将结果通过LED灯显示，反之亦然。仿真利用Proteus进行，首先按照设计之初的原理绘制原理图文件，如附图所示，再利用Keil3软件将程序设计完成并且编译生成后缀为hex的文件，双击原理图中的单片机将其加载到设计好的原理图图6设计中如图6，然后点击Proteus右下角的开始仿真按钮如图7，开始图7仿真，此时全部LED灯点亮，闭合微触开关7次与其不相连的单片机的LED灯从左向右依次熄灭一次，如下图所示。………杨彦雷8在之前的设计基础上进行PCB的设计，首先从设计好的原理图文件导出网表，导入到proteus的ARES中，为之前没有封装的元件选择合适的封装设计或者自己进行封装设计，导入完成后选择PCB板大小进行元件的放置，选择设计规范，进行自动排版，再根据实际情况进行微调，直至符合要求，本设计的PCB设计见附图2。实际的3D效果亦见附图3。五、结束语本设计主要以AT89C51单片机为基础实现双机通信，利用Keil3进行程序设计，利用Proteus进行实验仿真，熟悉Keil3、Proteus的使用，加深对单片机的理解，以便以后更好的进行电子设计。