【摘要】：結合電子信息工程專業(yè)單片機實踐教學,提出了單片機和PC機通過RS232接口進行通信的設計方案。首先對單片機與PC機通信的硬件電路進行設計,編寫源程序實現(xiàn)單片機與PC機通信。然后在PC機上采用一種可視化、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軟件設計硬件仿真電路。真正實現(xiàn)了上位機與下位機數(shù)據(jù)發(fā)送與接收功能的在線仿真。
【圖文】：

第12期王青:單片機與PC機通信的設計與仿真仿真軟件中的器件8051單片機替代，同時需要利用Keil軟件編寫源程序生成HEX文件，然后下載到單片機。上位機和下位機的連接主要是通過虛擬串口軟件VirtualSerialPortsDriver進行連接，在具體實現(xiàn)過程中，在PC機上利用高級程序開發(fā)語言VB實現(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硬件設計8051單片機兩個引腳TXD、ＲXD是一個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和PC機就可以進行串口通信。PC機主要是利用ＲS232與單片機通信，但兩者在進行串行通信時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機的串口使用的是ＲS232電平，8051單片機使用的是TTL電平。所以單片機和PC機兩者如果需要通信，那么就需要有一個電平轉換電路，通過MAX232芯片構成相應的電路可實現(xiàn)電平轉換。當然也有其他的方案實現(xiàn)電平轉換，但還是用ASIC相對簡單、可靠。2．1單片機選型本設計選用8051單片機，該單片機要求電源電壓為5V，所以40號引腳接5V電源，20號腳接地。因為8051單片機［1］的片內ＲOM為4kb，128位ＲAM，根據(jù)初步分析，本設計程序應該小于4kb，故無須外擴ＲOM，所以單片機應直接訪問片內程序存儲器，即單片機的31號腳接高電平。8051單片機是一種時序邏輯電路，必須有脈沖信號才能正常工作，而時鐘脈沖是由振蕩電路提供的，時鐘可以由內部方式或外部方式產生，內部振蕩方式，只要接上兩個微調電容和一個晶振即可，其中微調電容選用20pF其作用是穩(wěn)定振蕩頻率，快速起振。2．2ＲS232總線標準的選用在實現(xiàn)單片機與PC機之間通信時通常采用標準串行總線通訊接口［2-4］。根據(jù)ＲS232總線標準來設計硬件電路，實現(xiàn)單片機與PC機通信的，Ｒ

緶罰嗵匭胗新齔逍?號才能正常工作，而時鐘脈沖是由振蕩電路提供的，時鐘可以由內部方式或外部方式產生，內部振蕩方式，只要接上兩個微調電容和一個晶振即可，其中微調電容選用20pF其作用是穩(wěn)定振蕩頻率，快速起振。2．2ＲS232總線標準的選用在實現(xiàn)單片機與PC機之間通信時通常采用標準串行總線通訊接口［2-4］。根據(jù)ＲS232總線標準來設計硬件電路，實現(xiàn)單片機與PC機通信的，ＲS232總線標準對各引腳有明確的定義，如表1所示。2．3單片機與PC機串行通信電路的設計本設計由PC機端、MAX232電路、8051單片機組成(見圖2)。圖中的MAX232電路在單片機和PC機通信［5-6］中起到了橋梁作用，主要是因為PC機和8051單片機使用了不同的電平標準，此時就需要進行電平轉換。MAX232中電源電壓的變換主要是通過外接電表1ＲS232總線標準引腳表引腳定義(助記符)引腳定義(助記符)1保護地(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)送時鐘(TXC)5清除發(fā)送(CIS)17接受時鐘(ＲXC)6數(shù)據(jù)準備好(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)終端準備就緒(DIＲ)9－21信號質量檢測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)送時鐘(TXC)解電容實現(xiàn)，同時也提高了抗干擾的能力［7］。圖中的發(fā)送與接收交叉接線，這種對應關系的接法一定要正確，如果發(fā)送和接收線接錯則電平轉換電路將不能正常工作。圖2單片機與PC機串行通信電路3軟件設計在上位機和下位機通信中，本設計主要是利用了高級程序開發(fā)語言VisualBasic(簡稱VB)［8］，因為它是可視化編程語言中的一種，可以直觀地查看下位機的數(shù)據(jù)信息。VB在進行串行通?

SBUF=a;while(!TI);TI=0;ES=1;}}}voidinit(){TMOD=0x20;//定時器1工作在方式2;TH1=0xfd;TL1=0xfd;//波特率設定為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際串口，物理串口下面的虛擬串口初始時為空，進行相應設置后才會顯示相應串口，將方框里的串口改為COM1，COM2，點擊添加串口對，這就表示，利用這個軟件將計算機的串口1和串口3聯(lián)接了起來，這兩個串口可進行通信。在此要特別注意串口的設置，添加串口對時要看清有沒有物理串口，有物理串口就不能再設置為虛擬串口。圖3虛擬串口的設置4．2VB界面及串口通信仿真打開串口調試助手，選擇串口COM1，同時設置波特率為9600b/s，校驗位為None，數(shù)據(jù)位8，停止位為1。用Proteus仿真軟件打開原先設計好的虛擬電路的文件，首先設置8051單片機的屬性，右擊8051單片機選擇屬性，將Keil中單片機源程序編譯生成的HEX圖4VB發(fā)送及接收界面102

【參考文獻】

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