实验四基于单片机的串行通信
实验四基于单片机的串行通信
一、 实验目的
1．了解串行通信的基本知识；
2．掌握用单片机串行口实现串行通信的方法。
二、 实验器材
微机、示波器、万用表、电源、AEDK仿真开发系统，面包板一块，MAX202C芯片一块，电容、电阻、导线若干。
三、 实验原理
此处仅介绍与本实验内容密切相关的串行通信基本知识，其它有关基本知识介绍请见本讲义实验七。
1．串行通信的异步和同步传送方式
CPU与其外部设备之间的信息交换或计算机之间的信息交换均可被称为“通信”。
通信的基本方式可分为并行通信和串行通信两类。并行通信是指数据各位同时并行传送的通信方式，而串行通信是指数据逐位顺序串行传送的通信方式（如图4.1所示）。
在并行通信中，由于有多根传输线并行传送数据，因此传送速度快、通信速率高。但当多位数据远程传输时，传输线路的开销就成为突出问题。由于串行通信只需一对传输线，并且可以利用电话线等现有通信信道作为传输介质，因而可以大大降低传输线路的成本。一般而言，串行通信的传送速度明显低于并行通信。
（a）并行通信 （b）串行通信
图4.1 通信方式示意图
串行通信分为异步传送和同步传送两类。异步通信是一种字符再同步的通信方式，而同步通信是靠识别同步字符来实现数据的发送和接收的。
(1) 异步传送方式
异步传送的特点是：①数据以字符方式随机且断续地在线路上传送（但在同一字符的内部的传送是同步的）。各字符的传送依发送方的需要可连续，也可间断。②通信双方用各自的时钟源来控制发送和接收。③通信双方按异步通信协议传输字符。
异步通信格式如图4.2所示，每个字符由起始位、数据位、奇偶校验位和停止位四个部分顺序组成。这四个部分组成异步传输中的一个传输单元，即字符帧。
z 起始位：为“
0”信号，占1位。起始位的作用有两个：①表示一个新字符帧的开始。
即线路上不传送字符时，应保持为“1”。接收端检测线路状态连续为“1”后或在停止位后有一个“0”，就知道将发来一个新的字符帧。②用以同步接收端的时钟，以保证后续的接收能正确进行。
z 数据位：紧接于起始位后面，它可以占5、6、7或8位不等，数据的位数依最佳传送
速率来确定。如所传数据为ASCII 码字符，则常取7位。数据位传输的顺序，总是最低位（LSB ）D 0在先。
z 奇偶校验位：在数据位之后，占1位。它用来检验信息传送否有错。它的状态常由发
送端的奇偶校验电路确定。奇偶位的值取决于校验类型，若为偶校验，则数据位和校验位中逻辑“1”的个数必须是偶数；若为奇校验，则数据位和校验位中逻辑“1”的个数必须是奇数。也可以规定不用奇偶校验位，或用其它的校验方法来检验信息传送过程是否有错。
z 停止位：用“1”来表征一个字符帧的结束。停止位可以占1位、1.5位或2位不等。
接收端收到停止位时，表明这一字符已接收完毕，也表明下一个字符帧可能到来。若停止位以后不是紧接着传送下一个字符帧，则让线路上保持为“1”，即空闲等待状态。图4.2既表示一个字符紧接一个字符传送的情况，又表示两个字符间有空闲位的情况。 串行通信的一个重要指标是波特率。它定义为每秒钟传送二进制数码的位数（亦称波特率），以“位／秒”（bps ）为单位。在异步通信中，
波待率＝（每个字符帧的位数）×（每秒传送的字符数）
常用的波特率有600、1200、2400、4800、9600、19200（bps ）等。
由于异步通信双方各用自己的时钟源，若时钟频率等于波特率，则频率稍有偏差就会产生接收错误。时钟频率应比波特率高，时钟频率与波特率的比一般选16:1或者64:1。采用较高频率的时钟，在一位数据内就有16或64个时钟，就可以保证捕捉正确的信号。 空闲位 起校停起校停空闲位 第n 个字符帧 第n ＋1个字符帧
图4.2异步通信的字符帧格式
因此，在异步通信中，收发双方必须事先约定两件事：一是规定字符帧格式，即规定字符各部分所占的位数，是否采用校验，以及校验的方式等；二是规定所采用的波特率以及时钟频率和波特率间的比例关系。异步传送由于不传送同步时钟脉冲，所以设备比较简单，实现起来方便，它还可根据需要连续地或有间隙地传送数据，对各字符间的间隙长度没有限制。缺点是在数据字符串中要加上起同步作用的起始位和停止位，降低了有效数据位的传送速率，仅适合于低速通信的场合。
（2） 同步传送方式
同步传送方式以许多字符或许多位组成的数据块为传输单位连续地传送数据。在通信开始以后，发送端连续发送字符，接收端也连续接收字符，直到一个数据块传送结束。同步传送时，字符与字符之间没有间隙，也不用起始位和停止位，仅在数据块开始时用同步字符SYNC来指示，这就提高了数据传送的效率，其符号格式如图4.3所示。同步通信可以分为单同步字符方式和双同步字符方式，图4.3（a）为双同步字符方式，图4.3（b）为单同步字符方式，同步字符之后是连续的数据块。同步字符可以由用户约定，当然也可以采用ASCII码中规定的SYN代码，即16H。按同步方式通信时，在发送时要插入同步字符，接收方检测到同步字符时，即准备开始接收，因此，硬件设备需有插入同步字符和相应的检测手段，设备较复杂。在同步传送时，无论接收或发送，都要求统一时钟。为了保证接收正确无误，发送方除了传送数据外还要把时钟信号同时传送出去。同步传送的优点是传送速率较高，可达56K波特或更高。
图4.3同步传送符号格式
2．MCS-51系列单片机的串行通信接口
MCS一51系列单片机内部有一个可编程的全双工串行通信口，可作为通用异步接收和发送器，也可作为同步移位寄存器用。该串行口有4种工作模式（详见下文2.6）。片内的定时器／计数器可用作波特率发生器。接收、发送均可工作在查询方式或中断方式。
2.1串行通信接口结构
MCS一51系列单片机内部的串行通信口，有二个物理上相互独立的接收、发送缓冲器SBUF，对外也有两条独立的收、发信号线RxD（P3.0）和TxD（P3.1）。可以同时发送、接收数据，实现全双工传送。发送缓冲器和接收缓冲器不能互换，发送缓冲器只能写入不能读出，接收缓冲器只能读出不能写入。两个缓冲器占用同一个端口地址（99H）。具体对哪一个缓冲器进行操作，取决于所用的指令是发送还是接收。
接收是双缓存的，以避免在接收下一帧数据之前，CPU未能及时响应接收中断, 未把
上一帧数据取走而产生两帧数据重叠的问题。而对于发送器,，因为发送时CPU是主动的，不会产生写重叠的问题，所以不需要双缓存。
与串行通信口有关的寄存器有多个，除SBUF之外，还有SCON、PCON、IE和定时器/计数器，用校验方式进行通信，有时也会用到程序状态字寄存器PSW。
2.2串行口控制寄存器SCON
SCON用于控制和监视串行口的工作状态，定义如下：
表4.2 SCON 寄存器
(MSB) (LSB)
SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI
z SM0和SM1：串行口工作模式选择位，对应四种模式，见表4.3。
z SM2：
在模式0时，SM2不用，应设置为0。
在模式1时，SM2一般也应设置为0。若SM2＝１，则只有收到有效停止位才会激活RI，并自动发出串行口中断请求（设中断是开放的），若没有接收到有效停止位，则RI清零。
在模式2或模式3下，SM2的设置与字符帧第九位的作用有关。①在第九位用作奇偶位的情形，应置SM2=0。②在第九位用于表示是地址帧还是数据帧的多机通信情形，若SM2＝１和RB8＝1时，RI不仅被激活，而且可以向CPU请求中断；若SM2＝0，串行口以单机发送或接收方式工作，TI和RI以正常方式被激活。SM2在多机通信中的使用方法，详见本讲义P.34的有关主从式多机通信过程的说明。
表4.3 串行口工作模式选择
SM0 SM1 模 式 功 能 波 特 率
0 0
0 1
1 0 1 1 0
1
2
3
同步移位寄存器
8位UART
9位UART
9位UART
f OSC/12
可变
f OSC/64或f OSC/32
可变
z REN：允许接收控制位，由软件置位或清除。REN=1则允许接收, REN=0, 禁止接收。z TB8：该位是模式2和3中要发送的第九位数据。在许多通信协议中, 该位是奇偶位，可以按需要由软件置位或清除。在多机通信中, 该位用于表示是地址帧还是数据帧。z RB8：该位是模式2和3中已接收的第九位数据(可能是奇偶位, 或是地址帧/数据帧标识位)。在模式1中, 若SM2=0, RB8是已接收的停止位。在模式0中, RB8未用。z TI：发送中断标志。在模式0中, 在发送完第8位数据时, 由硬件置位；在其他模式中, 在发送停止位之初, 由硬件置位，申请中断, CPU响应中断后, 发送下一帧数据。
在任何模式中, 都必须由软件清除TI.
z RI：接收中断标志。在模式0中, 接收第8位数据结束时, 由硬件置位；在其他模式中, 在接收停止位的半中间, 由硬件置位，申请中断, 要求CPU取走数据。但在模式
1中, SM2=1时, 若未接收到有效的停止位, 则不会对RI 置位。在任何模式中，都必须由软件清除RI.
2.3 电源控制寄存器PCON 中的波特率倍增控制位SMOD
PCON 中有与串行口通信波特率有关的控制位SMOD ，SMOD ＝1时波特率加倍。
2.4 允许中断寄存器IE 的串行口中断控制位ES
IE 中的ES 位为串行口中断控制位，ES=1且总中断允许位EA=1时，允许串行口中断。
2.5 定时器/计数器1作波特率发生器
在模式1和模式3下，
其中f osc 为晶振频率, TH1为定时器1的重装载值.，
定时器/计数器1工作于自动重装载模式, 即模式2。定时器1中断应禁止。
2.6 串行口的工作模式
串行口的四种工作模式中，模式1、2、3用于通信，模式0主要用于I/O 口扩展。 模式0
在模式0状态下，串行口为同步移位寄存器方式，其波特率固定为f osc ／12。RxD （P3.0）端输入／输出数据，而TxD（P3.1）线专用于输出时钟脉冲给外部移位寄存器。发送、接收的是8位数据，低位在先。
模式1
串行口工作在模式1，为8位异步通信口，即一字符帧由10位组成：1位起始位、8位数据位和1位停止位。 模式1发送
图4.4模式1发送时序
图4.4示意模式1的发送时序。模式1的发送是在发送中断标志TI＝0时，由一条写SBUF 的指令启动发送控制器的SEND 端，使SEND=0。启动发送后，串行口能自动地插入一
()
125612322TH f osc SMOD
?××=()计数器溢出速率定时器波特率/32
2×=SMOD
位起始位0，在字符结束前插入一位停止位1，然后在发送移位脉冲SHIFT作用下，依次由TxD线上发出。一个字符发完之后，自动维持TxD线的信号为1，在8位数据发出之后，也就是在停止位开始时，使TI置1，用以通知CPU可以发出下一个字符。
模式1发送时的定时信号，也就是发送移位时钟，是由定时器1送来的溢出信号经过16或32分频（取决于SMOD的值）而取得的。因此，模式１的波特率是可变的。
模式1接收
模式１的接收是在SCON寄存器中REN＝1时，从检测到RxD端的负跳变（在无信号时，RxD的状态为1），并搜索到有效的起始位开始的。在接收移位脉冲的控制下，把收到的数据逐位移人接收寄存器，直到收齐其余9位（包括1位停止位）。
在接收操作时，有两种定时信号。一种是接收移位脉冲，它的频率和传送波特率相同，也是由定时器1的溢出信号经过16或32分频而得到的。另一种是接收字符的检测脉冲（位检测采样脉冲），它的频率是接收移位脉冲的16倍，亦即在一位数据期间有16个检测脉冲，并以其中的第7、8、9三个脉冲作为真正的对接收信号的采样脉冲。对这三次采样结果采用三中取二的原则来决定所检测到的值。采取这种措施的目的在于抑制干扰。由于采样信号总是在接收位的中间位置，这样既可以避开信号两端的边沿失真，也可以防止由于收发时钟频率不完全一致而带来的接收错误。模式1接收时序如图4.5所示。
图4.5模式1接收时序
在一个字符帧收齐之后，如果以下两个条件：
（1） RI＝0，即上一帧数据接收发出的中断请求已被响应，所收数据已取走；
（2） SM2＝0，或者接收到的停止位为1。
同时被满足，则将接收移位寄存器中的8位数据转存入串行口寄存器SBUF，收到的停止位则进入RB8，并使接收中断标志RI置1；否则，刚收到的数据就不装人SBUF（意味着丢失了一组数据），接收控制器就转入搜索RxD端新的负跳变。
模式2
串行口工作在模式2，为9位异步通信口，即一字符帧由11位组成：1位起始位、8位数据位、1位可编程位TB8（第9数据位）和1位停止位。发送时，TB8根据需要设置为0或1（TB8既可作为多机通信中的地址数据标志位又可作为数据的奇偶校验位）；接收时，TB8之值被送入SCON中的RB8。
模式2发送
图4.6模式2发送时序
模式2发送时序如图4.6所示。CPU执行一条写SBUF的指令后，便立即启动发送器发送，送完一帧信息后，TI被置1，在发送下一帧信息之前，TI必须由中断服务程序（或查询程序）清零。
模式2接收
模式2的接收与模式1基本相似，不同之处是要接收9位有效数据。在模式1时把停止位当作第9位数据来处理，而在模式2中存在着真正的第9位数据。模式2有效接收数据的条件为：
（1） RI=0，即用户已把SBUF中上次收到的数据读走；
（2） SM2=0，即非多机通信情况；或SM2=1，即在多机通信情况下，收到的第9位数据为1，表示所收到的是地址帧。
若这两个条件成立，接收到的第9位数据进入RB8，而前8位数据进入SBUF以准备让CPU 读取，并且置位RI。否则这次接收无效，RI不被置位。图4.7表示模式2接收时序。
图4.7模式2接收时序
模式3
模式3除了波特率可编程外，其余与模式2相同。
2.7主从式多机通信
多机通信的大致过程如下：
（1） 主机置SM2=0；
（2） 所有从机置SM2=1，处于等待接收地址帧、准备与主机通信的状态；
（3） 主机发送一帧信息，其中包含被寻址从机的8位（bit）地址，第9数据位TB8=1用以表示地址帧；
（4） 各从机收到地址帧后，各自中断CPU，依据寻址信息判断本机是否被寻址； （5） 被寻址的从机置SM2=0，该从机将响应来自主机的后续控制信息和数据。其余未被寻址的从机维持SM2=1，这些从机将只对来自主机的地址信息帧有响应；
（6） 被寻址的从机与主机通信结束后，置SM2=1，恢复等待接收地址帧、准备与主机进
行下一次通信的状态。
四、 实验内容
1.用双踪示波器分析串行口工作在模式1(10位异步方式)下的信号结构
设定串行口工作模式1(10位异步方式), 用1200bps循环发送一个字节55H或8AH。用双踪示波器同时观测TXD的TTL电平和RS-232电平波形图，分析信号的帧结构，标出起始位、数据位和终止位, 用示波器测量码元宽度，给出1200bps波特率条件下的TH1计算值、码元宽度的计算值和测量值。
参考程序如下:
START: MOV SP,#50H
MOV TMOD,#20H ;T/C1定时器方式, 模式2
MOV SCON,#70H ;串行口工作模式1、允许接收
MOV TH1,#XXH ;波特率设置值自定（CPU的时钟频率f osc=11.059 MHz）
MOV TL1,#XXH
SETB TR1
MOV A,#8AH
ST1: MOV SBUF,A ;将数据送发送缓冲区
JNB TI,$ ;等待发送结束
CLR TI ;清发送结束标志.
AJMP ST1
2.编写本机串行口自检程序，通过自发自收确认串行口工作正常。
3.实现两个单片机系统之间的串行口异步通信（可两人合作完成，但是每人都应
独立完成兼有发送和接收功能的程序；或一人独立编程，在两个单片机系统上
运行）。
具体要求如下（建议编程时逐步增加功能）：
1）中断方式发送、接收。
2）成组数据发送和接收：发送端发送外部数据存储器中大于64字节长的成组数据（格式为“数据字节长度+成组数据”）。每组数据发送结束后，等待对
方反馈信息。若对方确认接收无误，就发送下一组数据；若在2秒钟内未得
到对方响应，则重发。接收端收到数据后，存于外部数据存储器（不要与发
送的数据区重叠），并反馈接收正确与否的信息。
3）上述实验内容2）中用单片机的P1口驱动LED表示发送或接收成功与否。
4）（选做）上述实验内容2）中发送、接收每个字节时采用奇（或偶）检验（参见有关参考书关于程序状态字寄存器PSW的说明）。
双机间的连线如下：
TXD--------------RXD
RXD--------------TXD
GND--------------GND
串行口中断服务子程序参考编程格式：
SIO_SUB:
JBC TI,TO_SEND
JBC RI,TO_RECE
RETI
TO_SEND:…
…
RETI
TO_RECE:…
…
RETI
五、 思考题
1.请分析：要保证以本讲义所述模式1通信的正常进行，所允许的收、发双方波
特率的最大相对误差是多少。
六、 实验报告附加要求
1.画出实验内容1中所传输数据的10位字符帧结构示意图。
2.比较波特率的实测值和程序设定值。
3.画出实验内容3的程序流程图，并简要注释主要程序段。
51单片机串口调试实验(C语言)
//以下程序都是在VC++6.0 上调试运行过的程序，没有错误，没有警告。 //单片机是STC89C52RC,但是在所有的51 52单片机上都是通用的。51只是一个学习的基础平台，你懂得。 //程序在关键的位置添加了注释。 /****************************************************************************** * * 实验名: 串口实验 * 使用的IO : P2 * 实验效果: 将接收到发送回电脑上面。 * 注意： ******************************************************************************* / #include
AVR单片机串口多机通讯程序
A VR单片机串口多机通讯程序 [日期:2010-09-01 ] [来源:本站原创作者:admin] [字体：大中小] (投递新闻) 在多机通信过程中，所有设备的RS232接口是并在通信线上的，其中只能有一个设备为主机，其他为从机，通信由主机发起。数据帧一般采用1位起始位、9位数据位，其中第9位（RXB8）被用作为表征该帧是地址帧还是数据帧。当帧类型表征位为“1”时，表示该帧数据为一个地址帧；当帧类型表征位为“0”时，表示这个帧为一个数据帧。 在A VR中，通过设置从机的UCSRA寄存器中标志位MPCM，可以使能USART接收器对接收的数据帧进行过滤的功能。如果使能了过滤功能，从机接收器对接收到的那些不是地址信息帧的数据帧将进行过滤，不将其放入接收缓冲器中，这在多机通信中有效的方便了从机MCU处理数据帧程序的编写（同标准51 结构相比）。而发送器则不受MPCM位设置的影响。 多机通信模式允许多个从机并在通信线路上，接收一个主机发出的数据。通过对接收到的地址帧中的地址进行解码，确定哪个从机被主机寻址。如果某个从机被主机寻址，它将接收接下来主机发出的数据帧，而其它的从机将忽略数据帧，直到再次接收到一个地址帧。（从机地址是由各个从机自己的软件决定的）。 对于在多机通信系统中的主机MCU，可以设置使用9位数据帧结构（UCSZ=7）。当发送地址帧时，置第9位为“1”；发送数据帧时，置第9位为“0”。在这种情况下，从机也必须设置成接收9位数据帧结构。 多机通信方式的数据交换过程如下： 1)设置所有从机工作在多机通信模式（MPCM=1）。 2) 通信开始是由主机先发送一个地址帧，如8位数据为0X01（1号从机地址），第9位=“1”，呼叫1号从机。 3)所有从机都接收和读取该主机发出的地址帧。在所有从机的MCU中，RXC标志位被置位，表示接收到地址帧。 4)每一个从机MCU读UDR寄存器，并判断自己是否被主机寻址。如果被寻址，清UCSAR寄存器中的MPCM位，等待接收数据；否则保持MPCM为“1”，等待下一个地址帧的接收（该步应由用户软件处理实现）： A)作为1号从机的MCU处理过程为：收到地址帧后，判定读取UDR数据0X01为自己的地址，将MPCM位置“0”，接收之后所有主机下发的数据帧，直到下一个地址帧为止。 B)其它从机MCU的处理过程：收到地址帧后，判定读取UDR数据0X01不是自己的地址，将MPCM位置“1”，这样他们将忽略主机随后发送的数据帧，直到主机再次发送地址帧。 5)当被寻址的从机MCU接收完最后一个数据帧后，将MPCM位置位，等待下一个地址帧的出现（该步也应由用户软件处理实现），然后从步骤2开始重复。 [转]例子； 通讯规则: 1:时钟7.3728 MHz/波特率9600/9个数据位/奇校验/1个停止位/硬件多机通讯功能/ 2:通讯连接采用硬件MAX485,双向单工
实验四-串口通信实验
姓名：彭嘉乔 学号：3130104084 日期：2015.05 地点： ___________ 指导老师：弓 ________________ 成绩： 实验类型： 同组学生姓名：吴越 、实验内容和原理（必 填） 四、操作方法和实验步骤 六、实验结果与分析（必 填） 七、讨论、心得 一、实验目的 1、掌握80C51串行口工作方式选择、理解串行口四种通讯模式的区别、波特率发生器的作用及通讯过程屮的时 序关系。 2、 掌握串口初始化的设置方法和串行通信编程的能力。 3、 了解PC 机通讯的基本要求，掌握上位机和下位机的通讯方法。 4、 编写简单的通信协议（如串行口工作方式、波特率、校验方式、出错处理等） 二、 实验器材 1、 Micetek 仿真器一台。 2、 实验板一块。 3、 PC 机电脑一台。 4、 九针串口线一条。 別f 尹丿占实验报告 课程名称：彳 — 实验名称：实验四 串口通信实验 、实验目的和要求（必 填） 三、主要仪器设备（必 填） 五、实验数据记录和处理
三、实验原理 串口通讯对单片机而言意义重大，不但可以实现将单片机（下位机）的数据传输到PC端（上位机），
便地进行串口通讯。进行串行通讯时要满足一定的条件，比如电脑的串口是 RS232电平的，而单片机的 串口是TTL 电平的，两者Z 间必须有一个电平转换电路，本实验采用专用芯片 也可以用几个三极管进行模拟转换，但是还是用专用芯片更简单可靠。 3. 1 RS232九针串口基本功能简介 九针串口即RS-232接口，是个人计算机上的通讯接口之一，由电子工业协会 Industries Association , EIA)所制定的异步传输标准接口。通常RS-232接口以9个引脚(DB-9)或是25个引脚(DB-25) 的型态出现，一般个人计算机上会有两组 RS-232接口，分别称为COM1和COM2。该接口分 为公头子和母头子。九针串口(母头)的功能如下，请见图 1 : 9 / \ 6 Ov 3v Ov Ov 图1 RS232九针串口母头功能说明 分别为1 ：载波检测 (DCD) ； 2 :接收数据(RXD) ； 3 :发送数据(TXD) : 4 :数据终端准备 好(DTR) ； 5 :信号地(GND) ； 6 :数据准备好(DSR) ； 7 :发送请求(RTS) ； 8 :发送清除(CTS) ； 9 :振铃 指示(RI)接法。 本实验采用三线制连接串口，也就是说和电脑的 9针串口只需连接其屮的3根线：第5脚的GND 、 第2脚的RXD 、第3脚的TXD 。这是最简单的连接方法， 但是已满足本实验硬件需求， 电路如图2所示， MAX232的第11脚和单片机的11脚连接，通过MAX232芯片的电平转换，将T1OUT 输出连接板子上9针串口(母头)MAX232进行转换，虽然 (Electronic
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组态王与单片机多机串口通信的设计 发布: 2011-8-18 | 作者: —— | 来源:ranhaiyang| 查看: 300次| 用户关注： 1 引言随着工业化要求提高，分布式系统发展以及控制设备与监控设备之间通讯需要，组态软件设计的监控系统逐步普及。现在组态软件繁多，比如KingVieW(组态王)、MCGS、WinCC等。KingView 软件基于Microsoft Windows XP，NT／2000操作系统．具有友好的人机操作界面、强大的IO设备端口驱动能力，可与各种PLC、智能仪表、智能模块、板卡、变频器等实时通讯。由于在检测大量模拟量的工业现场使用PLC与组态软件通讯势必增加产品成 1 引言 随着工业化要求提高，分布式系统发展以及控制设备与监控设备之间通讯需要，组态软件设计的监控系统逐步普及。现在组态软件繁多，比如KingVieW(组态王)、MCGS、WinCC 等。KingView软件基于Microsoft Windows XP，NT／2000操作系统．具有友好的人机操作界面、强大的IO设备端口驱动能力，可与各种PLC、智能仪表、智能模块、板卡、变频器等实时通讯。由于在检测大量模拟量的工业现场使用PLC与组态软件通讯势必增加产品成本。而单片机接口丰富，与A／D转换模块组合可以完成相同的工作，并且系统可靠、成本低。 2 组态王与单片机的串口通讯方法 目前，组态王与单片机的通信多是通过动态数据交换(DDE)或通过自己开发通讯驱动程序完成。DDE是Windows平台上的一个完整的通信协议，组态王通过该协议与其他应用程序交换数据。但不可靠和非实时。而自己开发通讯驱动程序会带来设计困难，增加系统开发周期，可行性不高。组态王专门提供一种与单片机多机串口通信方法，可满足大多数系统需求。 3 PC机与单片机的硬件接口电路 图1为上位PC机与下位单片机80C51的连接电路。PC机与单片机本身都自带串行通讯接口，但由于在分布式系统中PC机与各单片机的分布不集中，不能利用RS-232通讯传输，只能改用RS-485。RS-485采用差分式传输信号，最大传输距离为1 219 m．最大传输速率为10 Mb／s．对同时出现的两条信号线A、B的干扰有较强的抑制能力。当两条线绞在一起时，被通信各种分布参数耦合过来的干扰信号可平均地分配到这两条线上，因此对RS-485的差分式传输线路而言，用双绞线可获得较强的抗干扰能力。RS-485采用二线
实验四基于单片机的串行通信
实验四基于单片机的串行通信 一、 实验目的 1．了解串行通信的基本知识； 2．掌握用单片机串行口实现串行通信的方法。 二、 实验器材 微机、示波器、万用表、电源、AEDK仿真开发系统，面包板一块，MAX202C芯片一块，电容、电阻、导线若干。 三、 实验原理 此处仅介绍与本实验内容密切相关的串行通信基本知识，其它有关基本知识介绍请见本讲义实验七。 1．串行通信的异步和同步传送方式 CPU与其外部设备之间的信息交换或计算机之间的信息交换均可被称为“通信”。 通信的基本方式可分为并行通信和串行通信两类。并行通信是指数据各位同时并行传送的通信方式，而串行通信是指数据逐位顺序串行传送的通信方式（如图4.1所示）。 在并行通信中，由于有多根传输线并行传送数据，因此传送速度快、通信速率高。但当多位数据远程传输时，传输线路的开销就成为突出问题。由于串行通信只需一对传输线，并且可以利用电话线等现有通信信道作为传输介质，因而可以大大降低传输线路的成本。一般而言，串行通信的传送速度明显低于并行通信。 （a）并行通信 （b）串行通信 图4.1 通信方式示意图
串行通信分为异步传送和同步传送两类。异步通信是一种字符再同步的通信方式，而同步通信是靠识别同步字符来实现数据的发送和接收的。 (1) 异步传送方式 异步传送的特点是：①数据以字符方式随机且断续地在线路上传送（但在同一字符的内部的传送是同步的）。各字符的传送依发送方的需要可连续，也可间断。②通信双方用各自的时钟源来控制发送和接收。③通信双方按异步通信协议传输字符。 异步通信格式如图4.2所示，每个字符由起始位、数据位、奇偶校验位和停止位四个部分顺序组成。这四个部分组成异步传输中的一个传输单元，即字符帧。 z 起始位：为“ 0”信号，占1位。起始位的作用有两个：①表示一个新字符帧的开始。 即线路上不传送字符时，应保持为“1”。接收端检测线路状态连续为“1”后或在停止位后有一个“0”，就知道将发来一个新的字符帧。②用以同步接收端的时钟，以保证后续的接收能正确进行。 z 数据位：紧接于起始位后面，它可以占5、6、7或8位不等，数据的位数依最佳传送 速率来确定。如所传数据为ASCII 码字符，则常取7位。数据位传输的顺序，总是最低位（LSB ）D 0在先。 z 奇偶校验位：在数据位之后，占1位。它用来检验信息传送否有错。它的状态常由发 送端的奇偶校验电路确定。奇偶位的值取决于校验类型，若为偶校验，则数据位和校验位中逻辑“1”的个数必须是偶数；若为奇校验，则数据位和校验位中逻辑“1”的个数必须是奇数。也可以规定不用奇偶校验位，或用其它的校验方法来检验信息传送过程是否有错。 z 停止位：用“1”来表征一个字符帧的结束。停止位可以占1位、1.5位或2位不等。 接收端收到停止位时，表明这一字符已接收完毕，也表明下一个字符帧可能到来。若停止位以后不是紧接着传送下一个字符帧，则让线路上保持为“1”，即空闲等待状态。图4.2既表示一个字符紧接一个字符传送的情况，又表示两个字符间有空闲位的情况。 串行通信的一个重要指标是波特率。它定义为每秒钟传送二进制数码的位数（亦称波特率），以“位／秒”（bps ）为单位。在异步通信中， 波待率＝（每个字符帧的位数）×（每秒传送的字符数） 常用的波特率有600、1200、2400、4800、9600、19200（bps ）等。 由于异步通信双方各用自己的时钟源，若时钟频率等于波特率，则频率稍有偏差就会产生接收错误。时钟频率应比波特率高，时钟频率与波特率的比一般选16:1或者64:1。采用较高频率的时钟，在一位数据内就有16或64个时钟，就可以保证捕捉正确的信号。 空闲位 起校停起校停空闲位 第n 个字符帧 第n ＋1个字符帧 图4.2异步通信的字符帧格式
单片机串行通信实验
单片机实验报告 实验名称：串行通信实验 姓名：高知明 学号：110404320 班级：通信3 实验时间：2014-6-11 南京理工大学紫金学院电光系
一、实验目的（四号+黑体） 1、理解单片机串行口的工作原理； 2、学习使用单片机的TXD\RXD口； 3、了解MAX232芯片的作用； 二、实验原理 MCS-51单片机内部集成有一个UART，用于全双工方式的串行通信，可以发送、接收数据。他有两个相互独立的接收、发送缓冲器，这两个缓冲器同名（SBUF），共用一个地址号（99H）。发送缓冲器只能写入，不能读出，接受缓冲器只能读出，不能写入。要发送的字节数据直接写入发送缓冲器。SBUF=a；当UART接收到数据后，CPU从接收缓冲器中读取数据，a=SBUF；串行口内部有两个移位寄存器，一个用于串行发送，一个用于串行接收。定时器T1作为波特率发生器，波特率发生器的溢出信号昨接受或发送移位寄存器的位移时钟。TI与RI分别为发送完数据的中断标志，用来想CPU发中断请求。 三、实验内容 1、发送信号 1）C51程序： #include
2、接受装置： 1）C51程序： #include 《工业控制计算机》!""#年$%卷第%期&’机串口与多个单片机红外无线通信的实现 周文举山东枣庄师专计算机系 （!%%$("）&’机与一台或多台单片机的通信系统中的数据通讯一般 采用的是串行通信方式。串行通信可采用有线与无线两种方式，作者根据单片机串行通信原理、脉冲编码调制)&’*+技术和红外无线通信技术，开发设计了单片机编解码红外无线通信接口。用该接口构成的多机通信系统，由于采用红外线为传输介质，而不是电缆线和电磁波，所以特别适用于那些不适合或不方便架设电缆线及电磁干扰较强的工作环境。本文就利用红外技术实现&’机与多台单片机无线串行通信的实现作一介绍。 !多机通信原理 在多机数据通信系统中，&’机与单片机之间的数据通信采 用一对多的主从模式，利用波长为,#"!-的远红外波通信。其原理示意图如图$。主机为&’机，从机选择*’./0$系列单片机，在&’机上用12345675328(9"编制一个主程序，负责发送从机地址、控制命令和从站之间的信息传输及调度，从站则负责收集现场信息，进行一定的数据处理，根据主站的要求返回数据，并执行主站发出的命令。主站&’机与从站之间的信息交换是通过*.’:--控件来实现。在采用主从式多机串行通信系统中，从机不主动发送命令或数据，一切都由主机控制。并且在一个多机通信系统中，只有一台&’机作为主机，各从机之间不能直接相互通讯，即使有信息交换也必须通过主机转发。由于发送和接收共用同一物理信道因此在任意时刻只允许一台从机处于发送状态，其余的从机不能发送。只有被主机呼叫的从机才能占用总线， 对主机做出应答。 图$&’机与一单片机串行通信 每台从机均分配有一个唯一的从机地址，主机与从机通信时，主机先呼叫某从机地址，唤醒被叫从机后，主、从两机之间进行数据交换，而未被呼叫的从机则继续进行各自的工作。主机发送的信息可以传到多个从机或指定的从机，各从机发送的信息只能被主机接收。单片机通过对多机通信控制位.*!进行置位和复位来控制正确接收地址和数据信号，在返回数据时通过设 ;7<为"或$来区别返回的是数据还是地址。只有正确地完成 了接收和发送任务，才能触发有效的;=，>=信号，进而完成下一步的通信。接收时，检测>=是否建立起来，当>=为高电平，表示接收完毕。发送时，检测;=是否建立起来，当;=为高电平时说明 发送已经完成。而在主机上也要设立相应的多机通信机制，这一任务是通过改变*.’:--控件的.?@@2AB 属性中的奇偶校验位来实现的。发送和接收地址时置奇偶校验位为*，则主机在发送地址过程中发送的第,位;7<为$，而在接收地址时，只有接收到的第,位>7<为$时才能引起’:--CD?A@属性的变化，从而触发EA’:--事件；发送和接收数据时，置该位为.。则主机在发送数据过程中发送的第,位;7<为"，而在接收数据时，只有接收到的第,位>7<为"时才能引起’:--CD?A@属性的变化，从而触发EA’:--事件。 在本设计中主机微机发送字符与接受字符均采用查询方式，发送前先读取通信或状态寄存器，查询发送保持寄存器空否？接收前先读取通信或状态寄存器，查询一帧数据收完否？从机采用中断方式，即接收到地址帧后就进行串行口中断申请，’&F 响应后， 进入中断服务程序。在通信协议中规定："单片机以方式G 进行通信，一帧数据的第,位为“$”，代表地址帧，为“"”，代表数据帧。#设定通信波特率为,(""HI3；$地址帧为"$JKLLJ 代表!00台从机地址。%""J 是以地址帧形式发送的一条对所有从机起作用的控制命令，命令各从机恢复.*!M$，等待接收状态。 为了实现多机通信，所有发射电路的振荡频率和所有的接收电路的振荡频率都必须调整一致，为保证正常通信，防止自己发自己接，数据传送方向必须为半双工传送，收发器在发射时，必须屏蔽自己的接收中断，发射结束后再开放中断。 多机通信过程为： $）主机*.’:--的属性.?@@2AB3M “,(""，*，<，$”，所有从机的.*!M$，处于地址帧接收状态。 !） 主机发送一帧地址信息，其中包含<位地址，第,位为“$”，与所需的从机进行联络。 G ） 从机接收到地址信息后，各自将其与自己的地址相比较；对于地址相符的从机使>=M"，;7 实验六串行口通信实验 一、实验内容 实验板上有RS-232接口，将该接口与PC机的串口连接，可以实现单片机与PC机的串行通信，进行双向数据传输。本实验要求当PC机向实验板发送的数字在实验板上显示,按实验板键盘输入的数字在PC机上显示，并用串口助手工具软件进行调试。 二、实验目的 掌握单片机串行口工作原理，单片机串行口与PC机的通信工作原理及编程方法。 三、实验原理 51单片机有一个全双工的串行通讯口，所以单片机和电脑之间可以方便地进行串口通信。进行串行通讯信要满足一定的条件，比如电脑的串口是RS232电平(-5～-15V为1，+5～+15V为0)，而单片机的串口是TTL电平(大于+2.4V为1，小于- 0.7V为0)，两者之间必须有一个电平转换电路实现RS232电平与TTL电平的相互转换。 为了能够在PC机上看到单片机发出的数据，我们必须借助一个Windows软件进行观察，这里我们可以使用免费的串口调试程序SSCOM32或Windows的超级终端。 单片机串行接口有两个控制寄存器：SCON和PCON。串行口工作在方式0时，可通过外接移位寄存器实现串并行转换。在这种方式下，数据为8位，只能从RXD端输入输出，TXD端用于输出移位同步时钟信号，其波特率固定为振荡频率的1/12。由软件置位串行控制寄存器(SCON)的REN位后才能启动，串行接收，在CPU将数据写入SBUF寄存器后，立即启动发送。待8位数据输完后，硬件将SCON寄存器的T1位置1，必须由软件清零。 单片机与PC机通信时，其硬件接口技术主要是电平转换、控制接口设计和远近通信接口的不同处理技术。在DOS操作环境下，要实现单片机与微机的通信，只要直接对微机接口的通信芯片8250进行口地址操作即可。WINDOWS的环境下，由于系统硬件的无关性，不再允许用户直接操作串口地址。如果用户要进行串行通信，可以调用WINDOWS的API 应用程序接口函数，但其使用较为复杂，可以使用KEILC的通信控件解决这一问题。 四、实验电路 [参考学习板说明书P27] C51单片机和电脑串口通信电路图与源码 51单片机有一个全双工的串行通讯口，所以单片机和电脑之间可以方便地进行串口通讯。进行串行通讯时要满足一定的条件，比如电脑的串口是RS232电平的，而单片机的串口是TTL电平的，两者之间必须有一个电平转换电路，我们采用了专用芯片MAX232进行转换，虽然也可以用几个三极管进行模拟转换，但是还是用专用芯片更简单可靠。我们采用了三线制连接串口，也就是说和电脑的9针串口只连接其中的3根线：第5脚的GND、第2脚的RXD、第3脚的TXD。这是最简单的连接方法，但是对我们来说已经足够使用了，电路如下图所示，MAX232的第10脚和单片机的11脚连接，第9脚和单片机的10脚连接，第15脚和单片机的20脚连接。 串口通讯的硬件电路如上图所示 在制作电路前我们先来看看要用的MAX232，这里我们不去具体讨论它，只要知道它是TTL和RS232电平相互转换的芯片和基本的引脚接线功能就行了。通常我会用两个小功率晶体管加少量的电路去替换MAX232，可以省一点，效果也不错,下图就是MAX232的基本接线图。 按图7－3加上MAX232就可以了。这大热天的拿烙铁焊焊，还真的是热气迫人来呀：P串口座用DB9的母头，这样就可以用买来的PC串口延长线进行和电脑相连接，也可以直接接到电脑com口上。 为了能够在电脑端看到单片机发出的数据，我们必须借助一个WINDOWS软件进行观察，这里我们利用一个免费的电脑串口调试软件。本串口软件在本网站https://www.wendangku.net/doc/1b13311957.html,可以找到 软件界面如上图，我们先要设置一下串口通讯的参数，将波特率调整为4800，勾选十六进制显示。串口选择为COM1，当然将网站提供的51单片机实验板的串口也要和电脑的COM1连接，将烧写有以下程序的单片机插入单片机实验板的万能插座中，并接通51单片机实验板的电源。 1 绪论 1.1 研究背景 通信是指不同的独立系统利用线路互相交换数据，它的主要目的是将数据从一端传送到另一端，实现数据的交换。在现代工业控制中，通常采用计算机作为上位机与下层的实时控制与监测设备进行通讯。现场数据必须通过一个数据收集器传给上位机，同样上位机向现场设备发命令也必须通过数据收集器。串行通信因其结构简单、执行速度快、抗干扰能力强等优点，已被广泛应用于数据采集和过程控制等领域。 计算机与外界的信息交换称为通信。基本的通信方式有并行通信和串行通信两种。串行通信是指一条信息额各位数据被逐位按顺序传送的通信方式。串行通信的特点是：数据位传送，按位顺序进行，最少只需要一根传输线即可完成，成本低但传送速度快，串行通信的距离可以从几米到几千米。 随着计算机技术尤其是单片微型机技术的发展，人们已越来越多地采用单片机来对一些工业控制系统中如温度、流量和压力等参数进行监测和控制。PC机具有强大的监控和管理能力，而单片机则具有快速及灵和的控制特点，通过PC 机的RS-232串行接口与外部设备进行通信，是许多测控系统中常用的一种通信解决方案。而随着USB接口技术的成熟和使用的普及，由于USB 接口有着 RS-232(DB-9)串口无法比拟的优点，RS-232(DB-9)串口正在逐步地为USB 接口所替代。而在现在的大多数笔记本电脑中，出于节省物理空间和用处不大等原因，RS-232(DB-9)串口已不再设置，这就约束了基于RS-232(DB-9)串口与PC 机联络的单片机设备的使用围。当前USB接口逐步取代RS-232(DB-9)串口已是大势所趋，单片机同计算机的USB通信在实际工作中的应用围也将越来越广。本文所介 实验报告（附页） 一、实验内容 1、串口通信设置： 波特率为115200bps, 数据位为8位，停止位为1位； 2、按键传输数据到串口助手显示； （1）按1，串口显示：“This is Key 1”; D5亮 （2）按2，串口显示：“This is Key 2”; D6亮 （3）按3，串口显示：“This is Key 3”; D7亮 （4）按4，串口显示：“This is Key 4”; D8亮 （5）按“*”Key ,串口显示“All LEDs is Closed” ; 灯全灭； （6）按其它Key，串口显示：”Wrong Key” 3、通过串口小肋手，向实验设备发送信息： 发送字符：”D5”、”D6”、”D7”、”D8” ，则对应的D5、D6、D7、D8亮；若发送“5”、“6”、“7”、“8”则对应的D5、D6、D7、D8灭，如发送其它字符，则在串口助手中显示：“Error Code”; 二、实验方法 （1）利用参考代码构建工程。 （2）编写实验要求的实现实验要求的功能。 （3）连接实验箱，写入程序，测试代码。 三、实验步骤 1）正确连接JLINK 仿真器到PC 机和stm32 板，用串口线一端连接STM32 开发板，另一端连接PC 机串口。 2）用IAR 开发环境打开实验例程：在文件夹05-实验例程\第2 章\2.3-uart 下双击打开工程uart.eww，Project->Rebuild All 重新编译工程。 3）将连接好的硬件平台通电（STM32 电源开关必须拨到“ ON”），接下来选择Project->Download and debug 将程序下载到STM32 开发板中。4）下载完后可以点击“Debug”->“Go”程序全速运行；也可以将STM32 开发板重新上电或者按下复位按钮让刚才下载的程序重新运行。 5）通过串口小助手检验实验结果 四、实验结果 Main函数 #include"stm32f10x.h" 实验单片机与PC机串口通信（C51编程）实验 要求： 1、掌握串行口的控制与状态寄存器SCON 2、掌握特殊功能寄存器PCON 3、掌握串行口的工作方式及其设置 4、掌握串行口的波特率（bondrate）选择 任务： 1、实现PC机发送一个字符给单片机，单片机接收到后即在个位、十位数码管上进行显示，同时将其回发给PC机。要求：单片机收到PC机发来的信号后用串口中断方式处理，而单片机回发给PC机时用查询方式。 采用软件仿真的方式完成，用串口调试助手和KEIL C，或串口调试助手和PROTEUS分别仿真。 需要用到以下软件：KEIL，VSPDXP5（虚拟串口软件），串口调试助手，Proteus。 （1）虚拟串口软件、串口调试助手和KEIL C的联调 首先在KEIL里编译写好的程序。 打开VSPD，界面如下图所示：（注明：这个软件用来进行串口的虚拟实现。在其网站上可以下载，但使用期为2周）。 左边栏最上面的是电脑自带的物理串口。点右边的addpair，可以添加成对的串口。一对串口已经虚拟互联了，如果添加的是COM3、COM4，用COM3发送数据，COM4就可以接收数据，反过来也可以。 接下来的一步很关键。把KEIL和虚拟出来的串口绑定。现在把COM3和KEIL绑定。在KEIL中进入DEBUG模式。在最下面的COMMAND命令行，输入 modecom39600,0,8,1 %分别设置com3的波特率、奇偶校验 位、数据位、停止位 assigncom3 （以上参数设置注意要和所编程序中设置一致！） 打开串口调试助手 可以看到虚拟出来的串口COM3、COM4，选择COM4，设置为波特率9600，无校验位、8位数据位，1位停止位（和COM3、程序里的设置一样）。打开COM4。 现在就可以开始调试串口发送接收程序了。可以通过KEIL发送数据，在串口调试助手中就可以显示出来。也可以通过串口调试助手发送数据，在KEIL中接收。 实验实现PC机发送一个字符给单片机，单片机接收到后将其回发给PC机。在调试助手上（模拟PC）发送数据，单片机收到后将收到的结果回送到调试助手上。 2、以下在Proteus和串口调试助手实现的结果： 将编译好的HEX程序加载到Proteus中，注意这里需要加上串口模块，用来进行串行通信参数的设置。 点击串口，可以对串口进行设置： 用串口调试助手发送数据，即可看到仿真结果。 实验参考程序源文件在exp2-comm文件夹中。 河南机电高等专科学校2015-2016学年第1学期通信实训报告 系别：电子通信工程系 班级：xxxxxx 学号：13xxxxxxxxx 姓名：xxxxxxx 2015年12月 基于51单片机的双机串行通信 摘要：串行通信是单片机的一个重要应用，本次课程设计就是要利用单片机来完成一个系统，实现爽片单片机床航通信，通信的结果使用数码管进行显示，数码管采用查表方式显示，两个单片机之间采用RS-232进行双击通信。在通信过程中，使用通信协议进行通信。 关键字：通信双机 一、总体设计 1设计目的 1.通过设计相关模块充分熟悉51单片机的最小系统的组成和原理； 2.通过软件仿真熟悉keil和proteus的配合使用； 3.通过软件编程熟悉51的C51编程规范； 4.通过实际的硬件电路搭设提高实际动手能力。 2.设计要求： 两片单片机之间进行串行通信，A机将0x06发送给B机，在B机的数码管上静态显示1，B机将0~f动态循环发送到A机，并在其数码管上显示。 3.设计方案： 软件部分，通过通信协议进行发送接收，A机先送0x06(B机数码管显示1)给B机（B机静态显示），当从机接收到后，向B机发送代表0-f的数码管编码数组。B收到0x06后就把数码表TAB[16]中的数据送给从机。 二、硬件设计 1.51单片机串行通信功能 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： 图1.AT89C51（52） （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， 基于AT89C51单片机的双机串行通信设计 姓名：杨应伟 学号：100110061 专业：机械设计制造及其制动化 班级：机电二班 前言 单片机广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域随着计算机技术的发展及工业自动化水平的提高, 在许多场合采用单机控制已不能满足现场要求,因而必须采用多机控制的形式,而多机控制主要通过多个单片机之间的串行通信实现。串行通信作为单片机之间常用的通信方法之一, 由于其通信编程灵活、硬件简洁并遵循统一的标准, 因此其在工业控制领域得到了广泛的应用。 在测控系统和工程应用中，常遇到多项任务需同时执行的情况，因而主从式多机分布式系统成为现代工业广泛应用的模式。单片机功能强、体积小、价格低廉、开发应用方便，尤其具有全双工串行通讯的特点，在工业控制、数据采集、智能仪器仪表、家用电器方面都有广泛的应用。同时，IBM－PC机正好补充单片机人机对话和外围设备薄弱的缺陷。各单片机独立完成数据采集处理和控制任务，同时通过通信接口将数据传给PC机，PC机将这些数据进行处理、显示或打印，把各种控制命令传给单片机，以实现集中管理和最优控制。串行通信是单片机的一个重要应用，本次课程设计就是要利用单片机来完成一个系统，实现爽片单片机床航通信，通信的结果使用数码管进行显示，数码管采用查表方式显示，两个单片机之间采用RS-232进行双击通信。 在通信过程中，使用通信协议进行通信。在测控系统和工程应用中，常遇到多项任务需同时执行的情况，因而主从式多机分布式系统成为现代工业广泛应用的模式。单片机功能强、体积小、价格低廉、开发应用方便，尤其具有全双工串行通讯的特点，在工业控制、数据采集、智能仪器仪表、家用电器方面都有广泛的应用。同时，IBM－PC机正好补充单片机人机对话和外围设备薄弱的缺陷。各单片机独立完成数据采集处理和控制任务，同时通过通信接口将数据传给PC机，PC机将这些数据进行处理、显示或打印，把各种控制命令传给单片机，以实现集中管理和最优控制。 串行通信是单片机的一个重要应用，本次课程设计就是要利用单片机来完成一个系统，实现爽片单片机床航通信，通信的结果使用数码管进行显示，数码管采用查表方式显示，两个单片机之间采用RS-232进行双击通信。在通信过程中，使用通信协议进行通信。 《嵌入式系统实验报告》 串行通信实验 南昌航空大学自动化学院050822XX 张某某 一、实验目的： 掌握μC/OS-II操作系统的信号量的概念。 二、实验设备： 硬件：PC机1台；MagicARM2410教学实验开发平台台。 软件：Windows 98/2000/XP操作系统；ADS 1.2集成开发环境。 三、实验内容： 实验通过信号量控制2个任务共享串口0打印字符串。为了使每个任务的字符串信息(句子)不被打断，因此必须引入互斥信号量的概念，即每个任务输出时必须独占串口0，直到完整输出字符串信息才释放串口0。 四、实验步骤： (1)为ADS1.2增加DeviceARM2410专用工程模板(若已增加过，此步省略)。 (2)连接EasyJTAG-H仿真器和MagicARM2410实验箱，然后安装EasyJTAG-H仿真器(若已经安装过，此步省略)，短接蜂鸣器跳线JP9。 (3)启动ADS 1.2，使用ARM Executable Image for DeviceARM2410(uCOSII)工程模板建立一个工程UART0_uCOSII。(本范例在ADS文件夹中操作) (4)在ADS文件夹中新建arm、Arm_Pc、SOURCE文件夹。将μC/OS 2.52源代码添加到SOURCE文件夹，将移植代码添加到arm文件夹，将移植的PC服务代码添加到Arm_Pc文件夹。 (5)在src组中的main.c中编写主程序代码。 (6)选用DebugRel生成目标，然后编译链接工程。 (7)将MagicARM2410实验箱上的UART0连接跳线JP1短接，使用串口延长线把MagicARM2410实验箱的CZ11与PC机的COM1连接。 注意：CZ11安装在MagicARM2410实验箱的机箱右侧。 (8)PC机上运行“超级终端”程序(在Windows操作系统的【开始】->【程序】->【附件】->【通讯】->【超级终端】)，新建一个连接，设置串口波持率为115200，具体设置参考图3.5，确定后即进入通信状态。 (9)选择【Project】->【Debug】，启动AXD进行JTAG仿真调试。 (10)全速运行程序，程序将会在main.c的主函数中停止(因为main函数起始处默认设置有断点)。 (11)可以单步运行程序，可以设置/取消断点，或者全速运行程序，停止程序运行，在超级终端上观察任务0和任务1的打印结果。 五、实验结论与思考题(手写，打印无效)： 1、如果任务0删除语句“OSSemPost(UART0_Sem);”，那么程序还能否完全正常无误运行？ 答：OSSemPost (OS_EVENT *pevent)，这个函数是释放资源，执行后资源数目会加1。在该函数中，删除对应语句则使串口资源UART0_Sem始终无法释放。 实验十单片机串行口与PC机通讯实验报告 ㈠实验目的 1.掌握串行口工作方式的程序设计，掌握单片机通讯的编制； 2.了解实现串行通讯的硬环境，数据格式的协议，数据交换的协议； 3.了解PC机通讯的基本要求。 ㈡实验器材 1.G6W仿真器一台 2.MCS—51实验板一台 3.PC机一台 ㈢实验内容及要求 利用8051单片机串行口，实现与PC机通讯。 本实验实现以下功能，将从实验板键盘上键入的字符或数字显示到PC 机显示器上，再将PC机所接收的字符发送回单片机，并在实验板的LED上显示出来。 ㈣实验步骤 1.编写单片机发送和接收程序，并进行汇编调试。 2.运行PC机通讯软件“commtest.exe”，将单片机和PC机的波特率均设定 为1200。 3.运行单片机发送程序，按下不同按键（每个按键都定义成不同的字符）， 检查PC机所接收的字符是否与发送的字符相同。 4.将PC机所接收的字符发送给单片机，与此同时运行单片机接受程序，检 查实验板LED数码管所显示的字符是否与PC机发送的字符相同。 ㈤ 实验框图 源程序代码： ORG 0000H AJMP START ORG 0023H AJMP SERVE ORG 0050H START: MOV 41H,#0H ;对几个存放地址进行初始化 MOV 42H,#0H MOV 43H,#0H MOV 44H,#0H MOV SCON,#00H ;初始化串行口控制寄存器，设置其为方式0 LCALL DISPLAY ;初始化显示 MOV TMOD,#20H ;设置为定时器0，模式选用2 MOV TL1, #0E6H ;设置1200的波特率 MOV TH1, #0E6H SETB TR1 ;开定时器 MOV SCON,#50H ;选用方式1，允许接收控制 SETB ES SETB EA ;开中断 LOOP: ACALL SOUT ;键盘扫描并发送，等待中断 SJMP LOOP SERVE JNB RI,SEND ;判断是发送中断还是接收中断，若为发送中 断则调用 ACALL S IN ;发送子程序，否则调用接收子程序 RETI SEND: CLR TI ;发送子程序 RETI SIN: CLR RI ;接受子程序 MOV SCON, #00H MOV A, SBUF ;接收数据 LCALL XS ;调用显示子程序 RETI 子程序： SOUT: CLR TI ;清发送中断标志位 LCALL KEY ;调用判断按键是否按下子程序 MOV A,R0 ;将按键对应的数字存入A MOV SBUF,A ;输出按键数字给锁存 RET KEY: MOV P1,#0FFH ;将P1设置为输入口 MOV A, P1 CPL A ;将A内值取反 目录 一、题目要求与功能分析 (1) 1.1题目要求 (1) 1.2功能及整体模块分析 (1) 二方案论证 (2) 2.1设计目的 (2) 2.2设计思路 (2) 2.2.1原理分析和讨论 (2) 2.2.2题设分析 (3) 三、电路设计 (5) 3.1 整体功能框架设计 (5) 3.2 硬件电路设计 (6) 3.2.1 主机硬件电路设计 (7) 3.2.2 从机硬件电路设计 (10) 3.3软件电路设计 (12) 3.3.1 协议设计 (12) 3.3.2 主机程序流程图设计 (13) 3.3.3 从机程序流程图设计 (14) 四系统的调试与实现 (16) 4.1主机模块功能调试 (16) 4.2从机模块调试 (16) 4.3整体设计功能调试 (16) 五总结与体会 (18) 参考文献 (18) 附录 (19) 一、题目要求与功能分析 1.1题目要求 本小组的试验题目如下： 一、任务： 设计实现多台单片机系统之间的串行通信 二、基本要求（难度系数0.8）： （1）设计一个主从式多机通信系统，包含1台主机和3台从机，主机和从机全部为单片机； （2）选择合适总线接口芯片，正确连接主机和从机； （3）编程实现分布式数据采集功能，主机可以获取各分机当前AD转换结果，并显示。 三、发挥部分： （1）完善通信功能。（根据完成情况加分，上限+0.2） 1.2功能及整体模块分析 随着工业化要求提高，分布式系统发展以及控制设备与监控设备之间通讯需要，多机通信系统设计的监控系统逐步普及。此多机通信系统具有友好的人机操作界面、强大的IO设备端口驱动能力，可与各种PLC、智能仪表、智能模块、板卡、变频器等实时通讯。在检测大量模拟量的工业现场使用相似的多机通讯系统；单片机接口丰富，与A／D转换模块组合可以完成相同的工作，并且系统可靠、成本低。 本次实验的目的是就是应用单片机的串口通信功能实现一个分布式采集系统。整个系统中包含一片主机和三片从机，主机的任务是实现对三片从机的AD 转换结果的采集并在数码管上显示之。这样从硬件的角度上将整个系统分为两个模块—主机模块和从机模块。主机模块中包含单片机模块、数码管显示子模块和串口电平转换子模块，从机模块则包括单片机子模块、AD转换子模块和串口电平转换子模块。就本次实验而言硬件电路的设计难点在于串口电平转换芯片MAX485的连接，而软件的设计在于串口通信协议的设定及其相互通信的过程。PC机串口与多个单片机红外无线通信的实现
串行口通信实验 单片机实验报告
C51单片机和电脑串口通信电路图
基于单片机的串口通信模块设计
串口通信实验
实验单片机与PC机串口通信
基于51单片机的双机串行通信
基于51单片机的双机串行通信课程设计 1000110061
嵌入式系统实验报告-串行通信实验-答案
单片机串口通讯实验报告
串口通信-多机通信系统 - 单片机