单片机双机通信系统设计 【毕业设计+开题报告+文献综述】

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1、本科毕业设计文献综述电子信息工程单片机双机通信系统设计1.前言随着计算机技术的快速发展和广泛应用，从智能的家用电器到工业上的集散控制系统都采用上位机与下位机基于串行通信的主从工作方式，这样就充分利用了微型计算机分析处理能力强、速度快的特点及下位机面向控制、使用灵活方便的优势。[1]51系列的单片机内部包含有数据存储器、程序存储器、两个16位的定时器/计数器、通用异步串行收发器这些资源。在广泛的应用中，单独一片单片机所能完成的任务是有限的，因此而常常需要扩充I/O接口、定时器/计数器、串行通信接口、存储器等器件。一个系统中

2、使用两个或两个以上的单片机时，单片机之间就需要通过互连进行数据的通信。51系列的单片机带有串口，利用串口进行互连通信极为方便，并且能够减少端口的数量。但如果系统要求扩充的资源是对外连接的串口，串口上可以外接串行输入并行输出的移位寄存器74LS164，或外接并行输入串行输出的移位寄存器74LS165。[2-6]为了增加通信距离，减少通道中电源的干扰，可以在通信上路采取光电隔离的方法进行双机串行通信。2.主题23双机通信系统设计中，单片机内部的串行接口是全双工的，它在接收数据的过程中同时能够发送数据。两个串行接口数据缓冲器可

3、以通过特殊功能寄存器SBUF访问，写入SBUF的数据用于发送，接收的数据从SBUF中读出。常用的数据传输方式有单工、半双工、全双工，本设计采用单工的传输方式。串行通信有两种形式，（1）异步通信：这种通信方式的特点是接收器和发送器都有各自独立的时钟，然而它们之间的工作不是同步的，异步通信方式用一帧表示一个几位的字符，其内容排布：首先一个起始位，接着几个数据位，最后紧跟的是一个停止位。（2）同步通信：这种通信方式的特点是发送端和接收端由共同的一个时钟源控制，为了解决在异步通信方式中每传输单位字符要加上起始位和停止位从而占用大

4、量传输时间的情况，同步传输通信方式会去掉起始位和停止位，与传输数据块时会首先送出同步字符标志来控制数据的发送。单片机对串口的控制是通过对串行口控制寄存器SCON和波特率控制寄存器PCON的设置实现的。SCON是一个可以位寻址的特殊功能寄存器，通过设置SCON的SM0位和SM1位，可以使单片机有四种不同的工作方式供选择。在和PC机串行通信时，通常设置为方式1或者是方式3，主要区别在于方式1的数据格式是8位，方式3的数据格式是9位，其中第9位SM2是多机使能位，编辑第9位就能实现单片机之间的多机通信。波特率控制寄存器PCON

5、的最高位SMOD为串行口波特率控制位，通过设置SMOD为1可以获得更快的通信速率，并且SMOD是不可以位寻址。[7-10]PC机和单片机通信时，其通信速率是由定时器T1或定时器T2产生，当定时器T1工作方式2状态，通信波特率的计算公式：波特率＝(SMOD×fosc)／[32×12×（256－TH1）]。其中fosc是晶振频率，为获得准确的通信速率，fosc通常为12MHZ。[6]通过定时器T0,T1方式寄存器TMOD来设置定时器的工作方式，门控位GATE为是否受外部引脚INT0，INT1电平控制，C/T为定时器方式和外部

6、计数方式选择控制位，工作方式选择位为M1、M0。串行口控制寄存器SCON是一个特殊寄存器，是具有位寻址功能德，SCON包括串行口的工作方式选择位SM0，SM1，多机通信标志位SM2，允许接收位REN，发送接收第9位数据TB8和RB8，以及发送中断标志TI，接收中断标志RI。下面介绍单片机系统各部分功能模块：23(1)单片机的串行工作方式:目前广泛应用的单片机串行通信是采用异步通信方式，多数单片机都有一个或者多个UART异步串行通信接口，这就为使用者编写通信程序提供了便利。本文将讨论采用异步串行通信方式，单片机对串口的控制

7、是通过对串行口控制寄存器SCON和波特率控制寄存器PCON的设置来实现的。SCON是一个可以位寻址的特殊功能寄存器，通过设置SCON的SM0和SMI，可以使单片机工作于四种不同的方式。SCON的内容可以参考数据手册进行了解。当单片机用于和PC机进行通信时，一般设置为方式1或方式3，主要区别是方式1的数据格式为8位，然而方式3的数据格式为9位，其中第9位SM2为多机通信选择位，能够实现单片机的多机通信。波特率控制寄存器PCON的第7位SMOD为串口波特率倍增控制位，当单片机的晶振为整数时，通过设置SMOD为1可获得更高的速

8、率，但是SMOD不可以位寻址。(2)单片机串行口的传输速率设置:单片机和PC机通信时，其通信速率由定时器1或定时器2产生(52系列)，定时器时1工作于方式2的通信速率计算公式为：波特率＝(SMOD×fosc)／(32×12×[256－TH1])。当采用定时器1的设计时，速率不会过高，一般情况下最高为19200bit／