单片机串口通信课程设计.doc

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1、课程设计说明书第I页单片机串行通信接口设计摘要关键词：单片机串行通信RS-232C协议课程设计说明书第I页目录1绪论11.1单片机的串行通信11.2串行通信的传送方式22单片机串口UART32.1串行口控制寄存器SCON32.2电源控制寄存器PCON63单片机串行接口与PC通信63.1单片机串行接口与PC的RS-232协议63.2RS-232的电气特性及转换72.3PC与单片机串行接口转换芯片论证83程序机构与设计94调试结果11总结13致谢14参考文献15课程设计说明书第14页1绪论1.1单片机的

2、串行通信单片机的串行口是一种比较重要的通信接口，单片机的串行口应用非常广泛，可以进行接口扩展、串行通信等。串行通信要求通讯双方都采用一个标准接口，使不同的设备可以方便地连接起来进行通讯，RS-232-C接口(又称EIARS-232-C)是目前最常用的一种串行通讯接口。串行通信的基本特征是数据逐位顺序进行传送，所需的传输线少，只要一对传输线即可实现通信，成本低，但传输速度慢，串行通信适合于远距离传输。串行通信按照数据传送方式不同可分为异步通信和同步通信两种。（1）异步通信。在异步通信中，每个设备都有自

3、己的时钟信号，通信中这些时钟频率必须保持一致，当传输一个字节时，通常会有一个起始位来同步时钟，异步通信用一帧来表示一个字符。（2）同步通信。同步通信中，所有设备都使用同一个时钟，这里是以数据块方式传送，每个数据块通过同步字符使收/发双方同步。这里的字符块也成为帧，但与异步通信的帧格式不同，它通常有若干个字符。（3）本设计的整体框图PC与单片机之间的通信由于RS-232接口的与单片机之间电平不同，需要用一个转换芯片使电压匹配。如下图为整体框图。PCAT89S52单片机MAX232图1整体设计框图课程设

4、计说明书第14页1.2串行通信的传送方式串行通信的数据传送方式有单工、半双工、全双工以及多工方式。如图1图1串行通信的数据传送方式单工方式：两串行通信设备A、B之间的数据传送仅按一个方向传送，一个发送，另一个接收，即数据只能由发送设备单向传送到接收设备。单工方式用途有限，常用于串行口的打印数据传送与简单系统间的数据采集。半双工方式：两个串行通信设备A、B之间数据可双向传送，但不能同时进行，如A发送数据时就不能接收数据，A接收数据就不能发送数据。全双工方式：通信双方的数据可双向传送，且可同时进行。由于

5、允许同时发射和接收数据，就需要两根数据线，A设备的发送端接B设备的接收端，A的接收端接B的发射端。串行通信根据同步方式、通讯速率、数据块格式、信号电平……等的不同，形成了多种串行通信的协议与接口标准。其中有通用异步收发器(UART)、通用串行总线（USB）、I2C总线、CAN总线、SPI总线、RS-232C，RS-485，RS422A标准等。本设计主要使用RS-232-C接口完成单片机向PC机数据的发送和接收。课程设计说明书第14页2单片机串口UARTMCS-51单片机内置了一个可编程的全双工串行通

6、信口UART（UniversialAsynchronousReceiverTransmitter）部件。它主要由串行接收缓冲器SBUF、输入移位寄存器、接收控制器、发送控制器和门电路等部分组成其结构如图2图2MCS-51串行接口内部结构串行通信接口UART的发送、接收缓冲器使用同一特殊功能寄存器名SBUF，其发送和接收数据时彼此独立的，可同时进行。发送缓冲器只能写入数据不可以读出数据、接收缓冲器只能读出数据不可以写入数据，用读、写指令加以区分。由于串行接口接收部分由输入以为寄存器和接收缓冲器构成双缓

7、冲结构，所以在接收缓冲器读出数据之前，串行口可以开始接收第二个字节，但如果第二个字节已经接收完毕时，第一个字节还没有读出，则将丢失其中一个字节。MCS-51单片机串行口除了用于数据通信外，还可以通过外接移位寄存器非常方便的构成一个或多个并行I/O口，或实现串并转换功能用来驱动键盘或显示器。在MCS-51单片机中与串行通信控制有关的寄存器为串行通信接口控制器SCON和电源控制寄存器PCON的SMOD1位。2.1串行口控制寄存器SCON课程设计说明书第14页SCON用于定义串行口工作方式和实施接收/发送

8、控制，字节地址为98H，可按位寻址，位地址从98H到9FH，SCON格式如图3所示。D7D6D5D4D3D2D1D0SM0SM1SM2RENTB8RB8TIRI图3SCON的格式及含义（1）串行通信的4中工作方式1）SM0=0,SM1=0是方式0：8位移位寄存器,波特率固定为fosc/12。串行工作方式08位移位寄存器I/O方式，经常配合“串入并出”“并入串出”移位，寄存器一起使用扩展接口74HC16474HC165等。2）SM0=0/SM1=1是方式1：10位异步收