单片机串口通信波特率自动识别

毕业设计说明书设计题目：单片机串口通信波特率自动识别学院计算机科学与信息工程学院专业年级自动化2008级学生姓名何泽宏学号2008133220指导教师刘传文职称讲师设计地点重庆工商大学日期2012.02.27——2012.05.18单片机串口通讯波特率的自动识别重庆工商大学自动化2008级2班何泽宏指导教师:刘传文摘要：本设计是基于串口通信，设计能够自动识别上位机波特率的系统。要自动识别串口通信波特率，通常的实现方法是，上位机首先发出规定的字符或数据，系统收到该字符或数据后，下位机计算对方的波特率，以适应对方的波特率进行工作。本系统正是利用这种方法，让上位机先发送一段字符，下位机使用软件的方法检测出一位数据发送时间，从而计算出上位机发送数据波特率。关键词：串行通信波特率自动识别发送检测Abstact:Thedesignisbasedonserialcommunication,designedtoautomaticallyidentifythebaudrateofthehostcomputersystem.Toautomaticallyidentifytheserialcommunicationbaudrate,theusualmethod,thehostcomputerbyfirstissuingacharacterordata,thesystemreceivesthecharacterordata,thenextbitmachine,theotherbaudratetoadapttoeachother'sbaudratetowork.Thesystemtookadvantageofthismethod,thehostcomputerfirstsendsacharacter,themachinesoftwaretodetectadatatransmissiontime,inordertoestimatethehostcomputertosenddatabaudrate.Keywords:serialcommunicationbaudrateautomaticallysenddetect目录第一章绪论..................................................................11.1课题研究背景.........................................................11.2串口通信基础........................................................21.2.1同步通信(SynchronousCommunication)............................21.2.2异步通信(AsynchronousCommunication)...........................21.2.3串行通信波特率.................................................31.2.4串行通信制式...................................................31.2.5串行通信校验...................................................41.3波特率自动识别研究现状...............................................51.3.1标准波特率穷举法...............................................51.3.2码元宽度实时检测法.............................................51.3.3最大公约数法...................................................61.4设计任务及要求.......................................................6第二章系统方案设计..........................................................72.1系统功能指标.........................................................72.2系统设计思路及方案论证...............................................72.3系统方案确定........................................................10第三章硬件设计.............................................................113.1设计系统框图........................................................113.2芯片选择............................................................123.2.1单片机选择....................................................123.2.2串行总线通信芯片..............................................153.2.3显示芯片......................................................153.3其它模块电路图.....................................................173.3.1电源电路......................................................173.3.2复位电路......................................................173.3.3时钟电路......................................................193.3.4系统总电路....................................................19第四章软件设计.............................................................214.1程序结构设计........................................................214.2程序流程图.........................................................214.2.1一位低电平脉宽测量程序框图....................................214.2.2主函数框图....................................................224.3一位低电平脉宽测量程序.............................................224.4编译环境............................................................24第五章系统调试及运行结果...................................................255.1硬件调试............................................................255.1.1LCD调试结果..................................................255.1.2单片机外围电路调试............................................255.1.3串口调试......................................................255.2软件调试............................................................255.3联合调试............................................................265.3.1生成HEX文件..................................................265.3.2将生成的HEX文件烧录到单片机..................................275.3.3联合调试效果..................................................28第六章结论及总结...........................................................30致谢.......................................................................31参考文献....................................................................32附录：.....................................................................32第1页(共43页)第一章绪论1.1课题研究背景近年来，随着科学技术的发展，PC机以其优越的性价比和丰富的软件资源成为计算机应用的主流机种。在工业控制中单片机得到广泛的应用，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。由于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，二者结合，使得单片机的应用已不仅仅局限于传统意义上的自动监测或控制，而形成了向以网络为核心的分布式多点系统发展的趋势。现代信息网络技术的一个突出特点，就是使工业控制系统中的所有设备连接成网，从而在一个核心软件管理下工作，形成一个有机的整体。这种整体网络方式在现代工业控制系统具有传统独立控制系统所无法比拟的先进性，不仅能极大地提高工业设备的生产效率，还可以大大提高系统的安全性和可靠性。随着工业技术的发展，单片机广泛应用在工程控制领域，用单片机可以构成形式多样的控制系统、数据采集系统。单片机的控制系统中，一般都通过串口和上位机PC进行通信，这样不仅能够实现远程控制，而且能够利用PC机强大的数据处理功能以及友好的控制界面。因此研究单片机与PC机串行通信具有重要的现实及工业意义。而对于异步串行通信，只有在通信双方波特率相同时，才能实现数据的正确传输与接收，而一些系统总是希望能实现对各种波特率的兼容这就需要能够自动识别上位机波特率。通常的实现方法是，要求上位机首先发出规定的字符或数据，系统收到该字符或数据后，下位机计算对方的波特率，以适应对方的波特率进行工作。1.2串口通信基础计算机与外界的信息交换称为通信。通信的基本方式可分为并行通信和串第2页(共43页)行通信两种。所谓并行通信是指数据的各位同时在多根数据线上发送或接收。串行通信是数据的各位在同一根数据线上依次逐位发送或接收。而串行通信按同步方式可分为异步通信和同步通信两种基本通