【摘要】：結(jié)合電子信息工程專業(yè)單片機(jī)實(shí)踐教學(xué),提出了單片機(jī)和PC機(jī)通過RS232接口進(jìn)行通信的設(shè)計(jì)方案。首先對單片機(jī)與PC機(jī)通信的硬件電路進(jìn)行設(shè)計(jì),編寫源程序?qū)崿F(xiàn)單片機(jī)與PC機(jī)通信。然后在PC機(jī)上采用一種可視化、用戶界面友好的高級程序語言Visual Basic,編寫通訊串口發(fā)送與接收程序,并利用虛擬串口軟件模擬串口、用Proteus軟件設(shè)計(jì)硬件仿真電路。真正實(shí)現(xiàn)了上位機(jī)與下位機(jī)數(shù)據(jù)發(fā)送與接收功能的在線仿真。
【圖文】：

第12期王青:單片機(jī)與PC機(jī)通信的設(shè)計(jì)與仿真仿真軟件中的器件8051單片機(jī)替代，同時(shí)需要利用Keil軟件編寫源程序生成HEX文件，然后下載到單片機(jī)。上位機(jī)和下位機(jī)的連接主要是通過虛擬串口軟件VirtualSerialPortsDriver進(jìn)行連接，在具體實(shí)現(xiàn)過程中，在PC機(jī)上利用高級程序開發(fā)語言VB實(shí)現(xiàn)串口通信，在線仿真虛擬框圖如圖1所示。圖1在線仿真虛擬框圖2硬件設(shè)計(jì)8051單片機(jī)兩個(gè)引腳TXD、ＲXD是一個(gè)全雙工的串行通信接口，通過這一全雙工串行通信接口單片機(jī)和PC機(jī)就可以進(jìn)行串口通信。PC機(jī)主要是利用ＲS232與單片機(jī)通信，但兩者在進(jìn)行串行通信時(shí)也需要滿足一定的條件，主要是兩者使用的電平方式不同，PC機(jī)的串口使用的是ＲS232電平，8051單片機(jī)使用的是TTL電平。所以單片機(jī)和PC機(jī)兩者如果需要通信，那么就需要有一個(gè)電平轉(zhuǎn)換電路，通過MAX232芯片構(gòu)成相應(yīng)的電路可實(shí)現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換。當(dāng)然也有其他的方案實(shí)現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換，但還是用ASIC相對簡單、可靠。2．1單片機(jī)選型本設(shè)計(jì)選用8051單片機(jī)，該單片機(jī)要求電源電壓為5V，所以40號引腳接5V電源，20號腳接地。因?yàn)?051單片機(jī)［1］的片內(nèi)ＲOM為4kb，128位ＲAM，根據(jù)初步分析，本設(shè)計(jì)程序應(yīng)該小于4kb，故無須外擴(kuò)ＲOM，所以單片機(jī)應(yīng)直接訪問片內(nèi)程序存儲器，即單片機(jī)的31號腳接高電平。8051單片機(jī)是一種時(shí)序邏輯電路，必須有脈沖信號才能正常工作，而時(shí)鐘脈沖是由振蕩電路提供的，時(shí)鐘可以由內(nèi)部方式或外部方式產(chǎn)生，內(nèi)部振蕩方式，只要接上兩個(gè)微調(diào)電容和一個(gè)晶振即可，其中微調(diào)電容選用20pF其作用是穩(wěn)定振蕩頻率，快速起振。2．2ＲS232總線標(biāo)準(zhǔn)的選用在實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與PC機(jī)之間通信時(shí)通常采用標(biāo)準(zhǔn)串行總線通訊接口［2-4］。根據(jù)ＲS232總線標(biāo)準(zhǔn)來設(shè)計(jì)硬件電路，實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與PC機(jī)通信的，Ｒ

緶罰嗵匭胗新齔逍?號才能正常工作，而時(shí)鐘脈沖是由振蕩電路提供的，時(shí)鐘可以由內(nèi)部方式或外部方式產(chǎn)生，內(nèi)部振蕩方式，只要接上兩個(gè)微調(diào)電容和一個(gè)晶振即可，其中微調(diào)電容選用20pF其作用是穩(wěn)定振蕩頻率，快速起振。2．2ＲS232總線標(biāo)準(zhǔn)的選用在實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與PC機(jī)之間通信時(shí)通常采用標(biāo)準(zhǔn)串行總線通訊接口［2-4］。根據(jù)ＲS232總線標(biāo)準(zhǔn)來設(shè)計(jì)硬件電路，實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與PC機(jī)通信的，ＲS232總線標(biāo)準(zhǔn)對各引腳有明確的定義，如表1所示。2．3單片機(jī)與PC機(jī)串行通信電路的設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)由PC機(jī)端、MAX232電路、8051單片機(jī)組成(見圖2)。圖中的MAX232電路在單片機(jī)和PC機(jī)通信［5-6］中起到了橋梁作用，主要是因?yàn)镻C機(jī)和8051單片機(jī)使用了不同的電平標(biāo)準(zhǔn)，此時(shí)就需要進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換。MAX232中電源電壓的變換主要是通過外接電表1ＲS232總線標(biāo)準(zhǔn)引腳表引腳定義(助記符)引腳定義(助記符)1保護(hù)地(PG)13輔助通道允許發(fā)送(SCTS)2發(fā)送數(shù)據(jù)(TXD)14輔助通道發(fā)送數(shù)據(jù)(STXD)3接收數(shù)據(jù)(ＲXD)15發(fā)送時(shí)鐘(TXC)5清除發(fā)送(CIS)17接受時(shí)鐘(ＲXC)6數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好(DSＲ)18－7信號地(GND)19輔助通道請求發(fā)送(SＲTS)8接收線路信號檢測(DCD)20數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備就緒(DIＲ)9－21信號質(zhì)量檢測10－22音響指示(ＲI)11－23數(shù)據(jù)信號速率選擇12輔助通道接收信號檢測(SDCD)24發(fā)送時(shí)鐘(TXC)解電容實(shí)現(xiàn)，同時(shí)也提高了抗干擾的能力［7］。圖中的發(fā)送與接收交叉接線，這種對應(yīng)關(guān)系的接法一定要正確，如果發(fā)送和接收線接錯(cuò)則電平轉(zhuǎn)換電路將不能正常工作。圖2單片機(jī)與PC機(jī)串行通信電路3軟件設(shè)計(jì)在上位機(jī)和下位機(jī)通信中，本設(shè)計(jì)主要是利用了高級程序開發(fā)語言VisualBasic(簡稱VB)［8］，因?yàn)樗强梢暬幊陶Z言中的一種，可以直觀地查看下位機(jī)的數(shù)據(jù)信息。VB在進(jìn)行串行通?

SBUF=a;while(!TI);TI=0;ES=1;}}}voidinit(){TMOD=0x20;//定時(shí)器1工作在方式2;TH1=0xfd;TL1=0xfd;//波特率設(shè)定為9600;TＲ1=1;SM0=0;SM1=1;//串口工作在方式1;ＲEN=1;//允許接收;PCON＆=0xef;//SMOD置0;EA=1;//總中斷允許;ES=0;//串口中斷禁止;}voidtimer1()interrupt4{ＲI=0;//清接收標(biāo)志位;a=SBUF;flag=1;}voiddelay(uchart){ucharx，y;for(x=t;x＞0;x--)for(y=110;y＞0;y--);}4仿真4．1虛擬串口的設(shè)置安裝虛擬串口軟件Virtua1SerialportsDriver，然后打開，在圖3的串行端口瀏覽器中的物理串口即為電腦中的實(shí)際串口，物理串口下面的虛擬串口初始時(shí)為空，進(jìn)行相應(yīng)設(shè)置后才會顯示相應(yīng)串口，將方框里的串口改為COM1，COM2，點(diǎn)擊添加串口對，這就表示，利用這個(gè)軟件將計(jì)算機(jī)的串口1和串口3聯(lián)接了起來，這兩個(gè)串口可進(jìn)行通信。在此要特別注意串口的設(shè)置，添加串口對時(shí)要看清有沒有物理串口，有物理串口就不能再設(shè)置為虛擬串口。圖3虛擬串口的設(shè)置4．2VB界面及串口通信仿真打開串口調(diào)試助手，選擇串口COM1，同時(shí)設(shè)置波特率為9600b/s，校驗(yàn)位為None，數(shù)據(jù)位8，停止位為1。用Proteus仿真軟件打開原先設(shè)計(jì)好的虛擬電路的文件，首先設(shè)置8051單片機(jī)的屬性，右擊8051單片機(jī)選擇屬性，將Keil中單片機(jī)源程序編譯生成的HEX圖4VB發(fā)送及接收界面102

【參考文獻(xiàn)】

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【二級參考文獻(xiàn)】

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【相似文獻(xiàn)】

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本文編號：2785816