上位机和下位机通信

目录摘要1引言............................................................................................................................12结构设计与方案选择................................................................................................22.1设计任务...........................................................................................................22.1.1单片机的选择..........................................................................................22.1.2电平转换..................................................................................................22.1.1单片机的选择..........................................................................................22.1.3单片机与pc机通信原理........................................................................22.2软件方案选择...................................................................................................22.2.1上位机编程方案选择.............................................................................32.2.2单片机编程方案选择.............................................................................32.3总体方案选择..................................................................................................23硬件设计....................................................................................................................83.1单片机主要特性...............................................................................................53.2MAX232电平芯片介绍10...........................................................................103.3硬件电路设计图............................................................................................113.3.1PC机与单片机通信接口电路设计框图..............................................113.3.2整体设计原理图....................................................................................114软件设计..................................................................................................................124.1上位机程序设计.............................................................................................124.2下位机程序设计.............................................................................................135软硬件调试部分......................................................................................................215.1PROTEUS软件仿真......................................................................................215.1.1Protues简介...........................................................................................215.1.2Protues仿真电路图...............................................................................225.2VC软件仿真..................................................................................................21结束语..........................................................................................................................27致谢..............................................................................................................................28参考文献......................................................................................................................29摘要本文主要描述了利用PC机与AT89C51单片机之间的通信程序设计实现温度显示。并详述了在VC6.0环境下，上位机利用MSCOMM通信控件与单片机之间串口通信实现温度显示。由单片机采集一个温度信号，将采集到的温度信号传送给PC机显示，PC机用VC6.0编写程序，单片机程序用C语言编写，最后用PROTUES软件进行仿真实现温度显示。关键词：单片机MSCOMM控件VC6.0AT89C51温度显示11引言随着人们生活水平的不断提高,单片机控制无疑是人们追求的目标之一，它所给人带来的方便也是不可否定的，要为现代人工作、科研、生活、提供更好的更方便的设施就需要从单片机技术入手，一切向着数字化控制，智能化控制方向发展。现代化集中管理需要对现场数据进行统计、分析、制表、打印、绘图、报警等,同时,又要求对现场装置进行实时控制，完成各种规定操作，达到集中管理的目的。加之单片机的计算能力有限，难以进行复杂的数据处理。因此在功能比较复杂的控制系统中，通常以PC机为上位机，单片机为下位机，由单片机完成数据的采集及对装置的控制，而由上位机完成各种复杂的数据处理及对单片机的控制。22方案选择2.1硬件方案选择2.1.1单片机的选择本设计采用的是AT89C51单片机，AT89C51是一种带4K字节闪存可编程可擦除只读存储器（FPEROM—FlashProgrammableandErasableReadOnlyMemory）的低电压、高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。它是一种高效微控制器，因为它更经济实惠，用起来灵活方便，而且习惯了用这种型号的单片机，所以选择AT89C51单片机。2.1.2电平转换本设计采用MAX232芯片进行电平转换，MAX232芯片是美信公司专门为电脑的RS232标准串口设计的接口电路,使用+5V单电源供电，它的作用就是完成TTL电平与RS232电平的转换。PC机的串行口采用的是标准的RS232接口，单片机的串行口电平是FTL电平，而TTL电平特性与RS232的电气特性不匹配，因此为了使单片机的串行口能与RS232接口通信，必须将串行口的输入/输出电平进行转换。通常用MAX232芯片来完成电平转换。2.1.3单片机与pc机通信原理MCS-51单片机有一个全双工的串行通讯口UART。利用其RXD和TXD与外界进行通信，其内部有2个物理上完全独立的接收、发送缓冲器SBUF，可同时发送和接收数据。所以单片机和PC机之间可以方便地进行串口通讯。单片机串口有3条引线：TXD(发送数据)、RXD(接收数据)和GND(信号地)。因此在通信距离较短时可采用零MO·DEM方式，简单三连线结构。IBM—PC机有两个标准的RS．232串行口，其电平采用的是EIA电平，而MCS-51单片机的串行通信是由TXD(发送数据)和RXD(接收数据)来进行全双工通信的，它们的电平是TTL电平；为了Pc机与MCS-51机之间能可靠地进行串行通信，需要用电平转换芯片，我们采用了MAXIM公司生产的专用芯片MAX232进行转换。电路如图所示。3图2.2MAX232工作原理图2.2软件方案选择2.2.1上位机编程方案选择本设计采用VC6.0++来实现编程，上位机与单片机进行通信的程序编写可用VB、VC等软件。由于VB作为面向对象的编程工具不够完全，效率比VC低，提供的命令语言环境较弱，通过串口设备一次最多只能交换16B的数据，对较大数据量的传输存在很大的局限性，很难实现较为复杂的数据处理，VC6.0++是一种功能强大的面向对象的Windows编程开发平台。VC6.0的优点是界面简洁，占用资源少，操作方便。所以本设计采用VC作为串口编程工具。2.2.2单片机编程方案选择本设计单片机的编程选择C语言编写，因为它简洁紧凑、灵活方便、运算符丰富、数据结构丰富、C是结构式语言、C语法限制不太严格，程序设计自由度大、C语言允许直接访问物理地址，可以直接对硬件进行操作、C语言程序生成代码质量高，程序执行效率高，一般只比汇编程序生成的目标代码效率低10へ20%、C语言适用范围大，可移植性好C语言有一个突出的优点就是适合于多种操作系统,如DOS、UNIX,也适用于多种机型。C语言具有绘图能力强，可移植性，并具备很强的数据处理能力，因此适于编写系统软件，三维，二维图形和动画它是数值计算的高级语言。所以我选用C语言来编写此程序。2.3总体方案选择4温度传感器测量出来的温度值由单片机采集出来，然后单片机再将采集出的温度数据处理后，通过串行口发送给上位机。图2.1总体设计方案流程图AT89C5111MAX232PC机53硬件设计3.1单片机主要特性·与MCS-51兼容·4K字节可编程闪烁存储器·寿命：1000写/擦循环·数据保留时间：10年·全静态工作：0Hz-24MHz·三级程序存储器锁定·128×8位内部RAM