大連海事大學(xué)畢業(yè)設計

時(shí)間：2024-08-13 09:14:28 計算機應用畢業(yè)論文我要投稿

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大連海事大學(xué)畢業(yè)設計

　　1引言

　　1.1 設計的目及意義

　　一般的PC與單片機之間的串行，需要單片機采集數據，然后用異步串行通訊方式傳給PC機。相對而言比較的煩瑣，而本文著(zhù)重用VB具有面向對象的設計方法，友好的用戶(hù)來(lái)探討在VB下來(lái)實(shí)現PC機與51單片機之間串行通訊的方法。實(shí)現起來(lái)要簡(jiǎn)捷方便。

　　隨著(zhù)系統的應用和微機網(wǎng)絡(luò )的發(fā)展，各種控制設備之間的通信功能越來(lái)越顯得重要。尤其是伴隨著(zhù)單片微型機技術(shù)的發(fā)展，人們已越來(lái)越多地采用單片機來(lái)對一些控制系統中如溫度、流量和壓力等參數進(jìn)行檢測和控制。在本系統中，下位機采用一片AT89S51單片機，用于對發(fā)送的數據實(shí)施控制，為了實(shí)現對輸入數據的接收，上位機采用便攜式PC機，上、下位機之間通過(guò)MAX232芯片實(shí)現串行數據通信。PC 機具有強大的監控和功能，而單片機則具有快速及靈活的控制特點(diǎn)，通過(guò)PC 機的RS-232 串行接口與外部設備進(jìn)行通信，是許多測控系統中常用的一種通信解決方案。

　　本文將論述在VB 環(huán)境下PC 機與單片機之間實(shí)現串行通訊的軟硬件方案。實(shí)現單片機與 PC 機的相互通信。單片機部分由匯編實(shí)現，PC 機的通訊程序使用Visual Basic 編寫(xiě)，VB 是Microsoft 公司推出的Windows 應用程序開(kāi)發(fā)工具，因其具有界面友好，編程簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)而受到廣泛的使用，而且Visual Basic 6.0 版本帶有專(zhuān)門(mén)實(shí)現串行通訊的MSCOMM 控件。因此如何實(shí)現PC 機與單片機之間的通訊具有非常重要的現實(shí)意義。

　　利用VB6.0 的事件驅動(dòng)方式可以很方便地開(kāi)發(fā)數據采集與監控系統，用單臺PC 機可以測量和監控多路控制信號，整控制系統設計方便，對小型測控系統的設計具有很大的實(shí)用性。

　　1.2 設計實(shí)現的功能

　　實(shí)現單片機與 PC 機的相互通信。具體要求有以下兩點(diǎn):

　�、賳纹瑱C發(fā)固定編好的代碼，在用 VB 編好的界面上接收；

　�、谠� VB 編好的界面上發(fā)送數字，在單片機板上的數碼管上顯示出來(lái)。

　　2 硬件設計方案

　　為了實(shí)現PC機與單片機之間的串行通信，我們首先要清楚了解整個(gè)系統所采用的原理圖。原理圖就象一根紅線(xiàn)貫穿于整個(gè)系統設計，通過(guò)此圖我們就能很清楚的看到系統所涉及的內容，然后鑒于此，我們將在以后的章節中依次對所牽涉的內容作詳細的論述。下面對原理圖作一點(diǎn)說(shuō)明：從MAX232芯片中的兩路發(fā)送接收中任選一路作為接口，要注意其發(fā)送與接收引腳對應，否則可能對器件或計算機串口造成永久性損壞。如選他T1IN接單片機的發(fā)送端TXD，則PC機、的RS—232的接收端RD一定要對應接T1OUT引腳。同時(shí)，R1OUT接單片機的接受端RXD引腳，則PC機的RS—232的發(fā)送端TD一定要對應接R1IN引腳。

上圖為采用MAX232芯片接口的PC機與51單片機串行通信接口原理圖

2.1 AT89S51單片機

2.1.1 AT89S51單片機簡(jiǎn)介

AT89S51 為 ATMEL 所生產(chǎn)的可電氣燒錄清洗的 8051 相容單芯片，是一個(gè)低功耗，高性能CMOS 8位單片機，片內含4k Bytes ISP(In-system programmable)的可反復擦寫(xiě)1000次的Flash只讀程序存儲器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)制造，兼容標準MCS-51指令系統及80C51引腳結構，芯片內集成了通用8位中央處理器和ISP Flash存儲單元，功能強大的微型計算機的AT89S51可為許多嵌入式控制應用系統提供高性?xún)r(jià)比的解決方案。

　　AT89S51具有如下特點(diǎn)：40個(gè)引腳，4k Bytes Flash片內程序存儲器， 128 bytes的隨機存取數據存儲器（RAM），32個(gè)外部雙向輸入/輸出（I/O）口，5個(gè)中斷優(yōu)先級2層中斷嵌套中斷，2個(gè)16位可編程定時(shí)計數器,2個(gè)全雙工串行通信口，看門(mén)狗（WDT）電路，片內時(shí)鐘振蕩器。

　　2.1.2 AT89S51單片機的功能

AT89S51主要功能列舉如下：

1）為一般控制應用的8位單芯片　　　2）晶片內部具有時(shí)鐘振蕩器

3）內部程式存儲器（ROM）為 4KB　4）內部數據存儲器（RAM）為 128B

5）外部程序存儲器可擴充至 64KB　　6）外部數據存儲器可擴充至 64KB

7）32 條雙向輸入輸出線(xiàn)，且每條均可以單獨做 I/O 的控制

8）5個(gè)中斷向量源　　　　　　　　　9）2組獨立的 16 位定時(shí)器

10）1個(gè)全多工串行端口　　　　11）8751 及 8752 單芯片具有數據保密的功能

12）單芯片提供位運算指令

2.1.3 AT89S51各引腳功能介紹：

VCC：AT89S51 電源正端輸入，接+5V。

VSS：電源地端。

XTAL1：?jiǎn)涡酒到y時(shí)鐘的反相放大器輸入端。

XTAL2：系統時(shí)鐘的反相放大器輸出端。

RESET：AT89S51的重置引腳，高電平動(dòng)作。

EA/Vpp：存取外部程序代碼，低電平動(dòng)作。

ALE/PROG：地址鎖存器啟用信號。

PSEN：程序儲存啟用，通常這支腳是接到EPROM的OE腳。

　　PORT₀（P_0.0～P_0.7）：端口0是一個(gè)8位寬的開(kāi)路汲極（Open Drain）雙向輸出入端口，共有8個(gè)位，P0.0表示位0，P_0.1表示位1，依此類(lèi)推。其他三個(gè)I/O端口（P₁、P₂、P₃）則不具有此電路組態(tài)，而是內部有一提升電路，P₀在當作I/O用時(shí)可以推動(dòng)8個(gè)LS的TTL負載。如果當EA引腳為低電平時(shí)（即取用外部程序代碼或數據存儲器），P0就以多工方式提供地址總線(xiàn)（A₀～A₇）及數據總線(xiàn)（D₀～D₇）。

　　PORT2（P_2.0～P_2.7）：端口2是具有內部提升電路的雙向I/O端口，每一個(gè)引腳可以推動(dòng)4個(gè)LS的TTL負載，若將端口2的輸出設為高電平時(shí)，此端口便能當成輸入端口來(lái)使用。P₂除了當作一般I/O端口使用外，若是在A(yíng)T89S51擴充外接程序存儲器或數據存儲器時(shí)，也提供地址總線(xiàn)的高字節A₈～A₁₅，這個(gè)時(shí)候P₂便不能當作I/O來(lái)使用了。

　　PORT1（P_1.0～P_1.7）：端口1也是具有內部提升電路的雙向I/O端口，其輸出緩沖器可以推動(dòng)4個(gè)LS TTL負載，同樣地若將端口1的輸出設為高電平，便是由此端口來(lái)輸入數據。

　　PORT3（P_3.0～P_3.7）：端口3也具有內部提升電路的雙向I/O端口，其輸出緩沖器可以推動(dòng)4個(gè)TTL負載，同時(shí)還多工具有其他的額外特殊功能，包括串行通信、外部中斷控制、計時(shí)計數控制及外部數據存儲器內容的讀取或寫(xiě)入控制等功能。

其引腳分配如下：

P_3.0：RXD，串行通信輸入。P_3.1：TXD，串行通信輸出。P_3.2：INT₀，外部中斷0輸入。

P_3.3：INT₁，外部中斷1輸入。P_3.4：T₀，計時(shí)計數器0輸入。P_3.5：T₁，計時(shí)計數器1輸入。

P_3.6：WR：外部數據存儲器的寫(xiě)入信號。P_3.7：RD，外部數據存儲器的讀取信號。

本系統所采用的AT89S51芯片如下圖所示：

　　2.1.4 AT89S51 ISP

　　ISP為在線(xiàn)編程接口。ISP在線(xiàn)編程接口為89S51單片機提供了方便的在線(xiàn)編程方法，使用時(shí)將ISP下載線(xiàn)一端與PC并口相連接，一端與ISP接口相連，使用ISP下載軟件即可實(shí)現MCU在線(xiàn)編程。

下載線(xiàn)插接說(shuō)明：兩排十針下載口，板圖上都有一個(gè)小方框，為1號引角；下載線(xiàn)的凸口為正方向，凸口的右側邊的第一個(gè)插孔為1號引角，這一點(diǎn)一定要切記，不然的話(huà)程序下載不進(jìn)去。

本系統中所用AT89S51 ISP原理圖如下示:

AT89S51 ISP

　　2.2串行通訊

　　2.2.1串行通訊的概念

　　串行通訊：一條信息的各位數據被逐位按順序傳送的通訊方式稱(chēng)為串行通訊。

　　串行通訊的特點(diǎn)是：數據位傳送，傳送按位順序進(jìn)行，最少只需一根傳輸線(xiàn)即可完成，低但傳送速度慢。串行通訊的距離可以從幾米到幾千米。

　　分類(lèi)：根據信息的傳送方向，串行通訊可以進(jìn)一步分為單工、半雙工和全雙工三種。

　　2.2.2　RS-232C　串口通訊原理

　　RS-232C是目前最常用的串行接口標準，用來(lái)實(shí)現與計算機之間，計算機與外設之間的數據。

　　RS-232C串行接口總線(xiàn)適用于設備之間的通信距離不大于15米，傳輸速率最高為19.2kb/s的場(chǎng)合。RS-232C標準規定的數據傳輸速率為50、75、100、150、300、600、1200、2400、4800、9600、和19200b/s。RS-232C屬單端信號傳送，存在共地噪聲和不能抑制的共模干擾等問(wèn)題，因此一般用于短距離通信。

　　1)　RS-232C接口信號

　　一個(gè)完整的RS-232C接口有22根線(xiàn)，采用標準的25芯連接器。

　　2)　RS-232C 典型應用

　　用RS-232C總線(xiàn)連接系統時(shí)，有近程通信方式和遠程通信方式之分。近程通信是指傳輸距離小于15米的通信，這時(shí)可以用RS-232C電纜直接連接。15米以上的長(cháng)距離通信，需要采用調制解調器。

　　下圖a)是計算機與終端之間利用RS-232C直接通信的最常用的交叉連線(xiàn)圖。圖中“發(fā)送數據”與“接收數據”是交叉相連的，使得兩臺設備都能正確地發(fā)送和接收�！皵祿K端變緒”與“數據裝置就緒”兩根線(xiàn)也是交叉相連的，使得兩設備都能檢測出對方是否已經(jīng)準備好。

　　在最簡(jiǎn)單的全雙工系統中，公用發(fā)送數據、接收數據和信號地三根即可。對MCS-51單片機來(lái)說(shuō)，利用RXD(串行數據接收端)線(xiàn)、TXD(串行數據發(fā)送端)線(xiàn)以及一根地線(xiàn)，就可以構成符合RS-232C接口標準的全雙工串行通信口。(見(jiàn)圖b)

（a）直接連接

（b）最簡(jiǎn)單的RS-232C數據通信連接

　　3)　RS-232C接口電平轉換

　　RS-232C是早期為促進(jìn)公用電話(huà)網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行數據而制定的標準，其電平對地是對稱(chēng)的，完全與TTL、CMOS邏輯電平不同。

RS-232C采用負邏輯，即：

邏輯１：-5V～-15V。邏輯０：+5V～+15V。

　　由于MCS-51采用TTL電平，若用RS-232C標準接口通信必須進(jìn)行電平轉換。目前RS-232C與TTL電平轉換最常用的集成電路芯片是傳輸線(xiàn)驅動(dòng)器MC1488傳輸線(xiàn)接收器MC1489。其內部結構和引腳如下圖（c）所示。

　　MC1488可完成TTL電平到RS-232C的電平轉換，輸入為T(mén)TL電平，輸出為RS-232C電平。其內部有３個(gè)與非門(mén)和１個(gè)反相器。采用±12V或±15V電源供電。

　　MC1489可完成由RS-232C到TTL電平轉換，輸入為RS-232C電平，輸出為T(mén)TL電平。其內部有4個(gè)反相器，采用+5V電源供電。MC1489中每個(gè)反相器都有一個(gè)控制端，高電平有效，可作為RS-232C操作的控制端。圖（d）給出了RS-232C接口電路原理圖。

（c）RS-232C電平轉換芯片MC1488和MC1489

(d) RS-232C接口電路

MAX232芯片

　　MAX232芯片是美信公司專(zhuān)門(mén)為電腦的RS-232標準串口設計的接口電路,使用+5v單電源供電。它的內部結構基本可分三個(gè)部分；

　　第一部分是電荷泵電路。由1、2、3、4、5、6腳和4只電容構成。功能是產(chǎn)生+12v和-12v兩個(gè)電源，提供給RS-232串口電平的需要。

　　第二部分是數據轉換通道。由7、8、9、10、11、12、13、14腳構成兩個(gè)數據通道。其中13腳（R1IN）、12腳（R1OUT）、11腳（T1IN）、14腳（T1OUT）為第一數據通道。8腳（R2IN）、9腳（R2OUT）、10腳（T2IN）、7腳（T2OUT）為第二數據通道。TTL/CMOS數據從T1IN、T2IN輸入轉換成RS-232數據從T1OUT、T2OUT送到電腦DP₉插頭；DP₉插頭的RS-232數據從R1IN、R2IN輸入轉換成TTL/CMOS數據后從R1OUT、R2OUT輸出。

　　第三部分就是供電。15腳DNG、16腳VCC（+5v）。

　　2.2.3　串行接口

　　控制串行接口的寄存器有兩個(gè)，即特殊功能寄存器PCON和SCON。

　　1）PCON中的波特率選擇位

　　PCON是一個(gè)特殊功能寄存器（如下圖所示），沒(méi)有位尋址功能，字節地址為87H。其中D₇位（SMOD）為波特率選擇位。其他位均無(wú)意義。復位時(shí)的SMOD值為0�？捎肕OV PCON。#80H或MOV 87H，#80H指令使該位置1。當SMOD=1時(shí)，在串行接口方式1、2或3情況下，波特率提高一倍。

D₇ D₀

SMOD

波特率選擇位 | 無(wú)定義位 |

2）串行接口控制寄存器 SCON

特殊功能寄存器SCON用于定義串行接口的操作方式和控制它的某些功能。其字節地址為98H。寄存器中各位內容如下：

位 D₇ D₆ D₅ D₄ D₃ D₂　 D₁ D₀

SM₀，SM₁　串行接口操作方式選擇位。兩個(gè)選擇位對應于四種狀態(tài)，所以串行接口能以四種方式工作。

SM₂　允許方式2和3的多機通信使能位。

REN　允許串行接收位。由軟件置位或清0，使允許接收或禁止接收。

TB₈　是在方式2和3中要發(fā)送的第9位數據可按需要由軟件置位或復位

RB₈ 是方式2和3中已接收到的第9位數據。

TI 發(fā)送中斷標志。

RI 接收中斷標志。

串行接口工作方式

串行接口的操作方式由SM₀、SM₁定義，編碼和功能如下表所示

串行接口方式選擇

2.2.4　TMOD介紹

定時(shí)器／計數器T₀、T₁ 的方式寄存器TMOD

字節地址為89H。TMOD的格式如下：低4位用來(lái)定義T0，高4位用來(lái)定義T₁D₇

　 D₇ D₆ D₅ D₄ D₃ D₂ D₁ D₀

| T1 | T0 |

各位的意義如下：

1、 GATE——門(mén)控位。

GATE＝1時(shí)，由外部中斷引腳、和TR₀、TR₁共同來(lái)啟動(dòng)定時(shí)器。當引腳為高電平時(shí)，TR₀置位啟動(dòng)定時(shí)器T₀；當引腳為高電平時(shí)，TR₁置位，啟動(dòng)定時(shí)T₁。

GATE＝0時(shí)，僅由TR₀和TR₁置位來(lái)啟動(dòng)定時(shí)器T₀和T₁。

2、 C／T——功能選擇位。

C/T＝1時(shí)，選擇計數功能；

C/T＝0時(shí)，選擇定時(shí)功能。

T₀、T₁ 的計數、定時(shí)功能是通過(guò)TMOD中的位來(lái)選擇的。

3、 M₁、M₀——工作方式選擇位。

由于有M₁和M₀兩位，可以有四種工作方式，如下表所示。

定時(shí)器/計數器的工作方式

　　3 串行數據程序設計

　　3.1 通信協(xié)議

　　本系統串行通信采用異步通信方式。協(xié)議如下：

　　1．一幀數據由1位起始位、8位數據位、無(wú)奇偶校驗位、1位停止位共10位組成。

　　2．波特率設為9600bps。單片機串行口按方式1工作，波特率由定時(shí)器T1控制，PC機串口波特率通過(guò)VB通訊控件的Settings屬性設置，為保證數據傳送的準確性，兩者的波特率必須一致。

　　本次通訊中，我們以一個(gè)測控系統的上位機和下位機之間的通信為背景，給出單片機部分和VB 下的通信程序實(shí)例，系統中單片機負責數據采集、處理和控制，上位機進(jìn)行現場(chǎng)可視化檢測，通信協(xié)議采用異步串行通信方式，通過(guò)RS232 的RTS 信號進(jìn)行收發(fā)轉換,傳輸數據采用二進(jìn)制數據，上位機與下位機之間采用主從式通訊。

　　3.2 下位機（單片機）串行通信及程序設計

　　平臺介紹及編程方法

　　匯編

　　匯編語(yǔ)言是針對一類(lèi)（甚至幾類(lèi)），抽象出來(lái)的一種符號語(yǔ)言并把這些符號加以統一規定，使得使用同類(lèi)計算機的人都了解這些符號的意義，這樣，使得用匯編語(yǔ)言編寫(xiě)的程序可以在這一類(lèi)型的任何一臺計算機上使用。這就有了極大的靈活性，當然不同類(lèi)型的計算機的匯編語(yǔ)言也不同。它們都必須由生產(chǎn)廠(chǎng)家提供的匯編語(yǔ)言來(lái)編寫(xiě)。另外．匯編語(yǔ)言還增加了宏指令的功能。匯編語(yǔ)言是計算機衛程控制中最常用的語(yǔ)言。

　　匯編語(yǔ)言的主要優(yōu)點(diǎn)就是可以直接控制計算機硬件，可以編寫(xiě)在時(shí)間和空間兩方面更有效的程序。這些優(yōu)點(diǎn)使得匯編語(yǔ)言在程序設計中占有重要的地位。是不可取代的。

　　但匯編語(yǔ)言的缺點(diǎn)也是明顯的，它與處理器密切相關(guān)，要求程序員熟悉計算機硬件系統，考慮許多細節問(wèn)題，所以程序繁瑣，調試、維護、交流和移植困難。因此，有時(shí)可以采用高級語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言混合編程的方怯，互相取長(cháng)補短，更好地解決實(shí)際間題。

　　匯編語(yǔ)言生要應用場(chǎng)合有以下幾種：

　　l）程序要具有較短的運行時(shí)問(wèn)，或者只能占用較小的存儲客量。例如操作系統的核心程序段，實(shí)時(shí)控制系統的軟件等。

　　2）程序與計算機硬件密切相關(guān)，程序要直接控制硬件。例如to接口電路的初始化程序段，外部設備的底層驅動(dòng)程序等。

　　3）大型軟件需要提高性能、優(yōu)化處理的部分。例如計算機系統頻繁調用的子程序、動(dòng)態(tài)鏈接庫等。

　　4）沒(méi)有適合的高級語(yǔ)言的時(shí)候。例如開(kāi)發(fā)最新的處理器程序時(shí)。

　　偉福軟件介紹：

　　偉福系列仿真器偉福仿真品種多、功能強，特點(diǎn)如下：

　　1)主機+POD組合，通過(guò)更換POD，可以對各種CPU進(jìn)行仿真。

　　2) 雙平臺:DOS版本，WINDOWS版本。其中WINDOWS版本功能強大。

　　3) 雙工作模式:a.軟件模擬仿真（不要仿真器也能模擬仿真）。硬件仿真。

　　4) 雙CPU結構，100% 不占用戶(hù)資源。

　　5) 雙集成環(huán)境:編輯、編譯、下載、調試全部集中在一個(gè)環(huán)境下。多種仿真器，多類(lèi)CPU仿真全部集成在一個(gè)環(huán)境下�？煞抡�51系列，196系列，PIC系列，飛利蒲公司的552、LPC764、DALLAS320，華邦438等51增強型CPU。為了跟上形勢，現在很多工程師需要面對和掌握不同和項目器、編輯器、編譯器。偉福 WINDOWS調試軟件為您提供了一個(gè)全集成環(huán)境，統一的界面，包含一個(gè)項目管理器，一個(gè)功能強大的編輯器，匯編Make、Build和調試工具并提供一個(gè)與第三方編譯器的接口。

　　6) 強大的分析儀綜合調試功能:隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，單片機通訊方面的運用越來(lái)越多。有了邏輯儀，用它可以分別或者同時(shí)對發(fā)送方、接收方的輸入或者輸出波形進(jìn)行記錄、存儲、對比、測量等各種直觀(guān)的分析，可以將實(shí)際輸出通訊報文的波形與源程序相比較，可立即發(fā)現問(wèn)題所在。從而極大地方便了調試。

　　7) 強大的追蹤器功能:追蹤功能以總線(xiàn)周期為單位，實(shí)時(shí)記錄仿真過(guò)程中CPU發(fā)生的總線(xiàn)事件，其觸發(fā)條件方式同邏輯分析儀。追蹤窗口在仿真停止時(shí)可收集顯示追蹤的CPU指令記憶信息，可以以總線(xiàn)反匯編碼模式、源程序模式對應顯示追蹤結果。屏幕窗口顯示波形圖最多追蹤記憶指令32K并通過(guò)仿真器的斷點(diǎn)、單步、全速運行或各種條件組合斷點(diǎn)來(lái)完成追蹤功能�？偩€(xiàn)跟蹤可以跟蹤程序的運行軌跡�？梢攒浖\行時(shí)間。

　　編程方法

　　本系統中傳輸協(xié)議為9600，8，N,1,即波特率為9600b/s,傳送8個(gè)數據位。沒(méi)有校驗位，一個(gè)停止位。在PC機中也設置為相同的協(xié)議。1）控制寄存器SCON的設置為：SM0、SM1為0、1，即為串行工作方式1，REN為1，即允許接收。這樣SCON中的值是0X50H，(使用匯編語(yǔ)言是MOV SCON,#50H。）2)TMOD寄存器的設置為：使用定時(shí)器1。M0=0,M1=1,工作于方式2，自動(dòng)重新載入計數值。TMOD=0X20H。(使用匯編語(yǔ)言是MOV TMOD,#20H）3) 波特率的設置：本系統上的工作時(shí)鐘為11.0592MHz, 波特率為9600b/s,對TH1的重載入計數器值由下式計算可得：TH1=256-11059200/384*9600=253=FDH TH1=0XFDH(使用匯編語(yǔ)言是MOV TH1,#0FDH)。

流程圖如右：

根據以上設置匯編編寫(xiě)串行端口的初始化程序：

接收程序：

MAIN: MOV TMOD,#20H ；

MOV TH1,#0FDH；

MOV TL1,#0FDH；

SETB TR1；

MOV SCON,#50H；

LOOP: JBC RI,DISP

SJMP LOOP

DISP: MOV A,SBUF

MOV DPTR,#TAB

MOVC A,@A+DPTR

MOV P2,A

SJMP LOOP

TAB: DB 0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH

DB 0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH

DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90H

DB 0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH

DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90H

END

發(fā)送程序：

ORG 0000H

START: MOV TMOD,#20H；

MOV TL₁,#0FDH

MOV TH₁,#0FDH；

SETB TR1

MOV SCON,#40H

MOV R₀,#20H

MOV R₇,#32

MOV A,#40

LOOP1:

MOV @R₀,A

INC A

INC R₀

DJNZ R₇,LOOP1

MOV R₀,#20H

MOV R₇,#32

LOOP: MOV A,@R₀

ACALL YANSHI

ACALL SPOUT

INC R₀

DJNZ R₇,LOOP

SJMP START

SPOUT:

MOV SBUF,A

JNB TI,$

CLR TI

RET

YANSHI: MOV R₆,#250

D1: MOV R₅,#250

DJNZ R₅,$

DJNZ R₆,D1

RET

END

　　3.3上位機（PC機）串行及程序設計

　　3.3.1 平臺介紹及編程方法

　　VB語(yǔ)言簡(jiǎn)介

　　在本系統中PC機采用Visual Basic(簡(jiǎn)稱(chēng)VB)編程。VB已成為WINDOWS系統開(kāi)發(fā)的主要語(yǔ)言，以其高效、簡(jiǎn)單易學(xué)及功能強大的特點(diǎn)越來(lái)越為廣大程序設計人員及用戶(hù)所青睞。VB支持面向對象的程序設計，具有結構化的事件驅動(dòng)編程模式并可以使用無(wú)限擴增的控件，而且可以十分簡(jiǎn)便地作出良好的人機界面。

　　用VB6.0開(kāi)發(fā)串行通信程序有兩種法，一種是利用Windows的API函數；另一種是采用VB6.0的通信控件MSComm。利用API函數編寫(xiě)串行通信程序較為復雜，需要掌握大量的通信知識，其優(yōu)點(diǎn)是可實(shí)現的功能更豐富、應用面更廣泛，適合于編寫(xiě)較為復雜的低層次通信程序。而VB6.0的MSComm通信控件提供了標準的事件處理函數、事件、方法，并通過(guò)控件屬性對串口參數進(jìn)行設置，比較容易地解決了串口通信問(wèn)題。該控件可設置串行通信的數據發(fā)送和接收，對串口狀態(tài)及串口通信的信息格式和協(xié)議進(jìn)行設置。這是一個(gè)標準的十位串口通信，包括8位標準數據和數據的起始位和停止位。在發(fā)送或接收數據過(guò)程中觸發(fā)OnComm事件，通過(guò)編程訪(fǎng)問(wèn) CommEvent屬性了解通信事件的類(lèi)型，分別進(jìn)行各自的處理。每個(gè)通信控件對應一個(gè)串口，可以設計多個(gè)通信控件來(lái)訪(fǎng)問(wèn)多個(gè)通信口。

PC機程序設計流程圖如下示

YES

　　3.3.2 VB6.0的控件及通信方式

MSComm通訊控件簡(jiǎn)介

MSComm是VB6.0提供的ActiveX控件，使用前需將該控件添加到VB工具欄。MSComm控件串口具有完善的串口數據的發(fā)送和接收功能。通過(guò)此控件，PC機可以利用串行口與其它設備實(shí)現輕松連接，簡(jiǎn)單高效地實(shí)現設備之間的通訊。此控件的事件響應有兩種處理方式，事件驅動(dòng)方式：由MSComm控件的OnComm事件捕獲并處理通訊錯誤及事件；查詢(xún)方式：通過(guò)檢查CommEvent屬性的值來(lái)判斷事件和錯誤。

1)MSComm控件的主要屬性和方法

a. CommPort：設置或返回串行端口號，其取值范圍為1—99，缺省為1

b. Setting：設置或返回串行端口的波特率、奇偶校驗位、數據位數、停位。如：MSComm.Setting="9600, n, 8, 1”。

c. PortOpen：打開(kāi)或關(guān)閉串行端口。

d. RThreshold：該屬性為一閥值，它確定當接收緩沖區內字節個(gè)數達到或超過(guò)該值后就產(chǎn)生MSComml--OnComm事件。

e. Input：從接收緩沖區移走一串字符。

f. Output：向發(fā)送緩沖區傳送一字符串。

2)CommEvent屬性：

如果在通訊過(guò)程中發(fā)生錯誤或事件，就會(huì )引發(fā)OnComm事件并由CommEvent 屬性代碼反映錯誤類(lèi)型，可根據該屬性值來(lái)執行不同的程序操作或數據處理。以下是部分屬性常數值及其含義：

a. ComEvSend：其值為1，發(fā)送緩沖區的內容少于SThreshold指定的值。

b. ComEvReceive：其值為2，接收緩沖區內字符數達到RThreshold值，該事件在緩沖區中數據被移走前將持續產(chǎn)生。

c. ComEventRxParity：其值為1009，奇偶校驗。

d. ComEvEOF：其值為7，接收數據中出現文件結束字符。

本系統采用事件驅動(dòng)方式進(jìn)行串口通信設計，下圖2為上位機通信界面，設計了2個(gè)命令按扭，分別為發(fā)送、清空數據；兩個(gè)文本框，Text1用于輸入需從下位機讀取的數，Text2用于顯示下位機發(fā)送來(lái)的數據；3個(gè)Frame控件，一個(gè)Label控件,當然還需要一個(gè)MSComm控件。

MSComm控件屬性設置如圖1示：

(圖2)

下面是MSComm控件的初始化程序、部分數據發(fā)送和接受程序

　　4調試與結論

　　該系統目前已調試成功，完成了PC機與51單片機之間的串行。并且實(shí)現了下列功能：1）在VB界面上發(fā)送任一數字在51單片機的數碼管上都能成功的接收 2）同樣通過(guò)向51單片機內寫(xiě)入的程序，在VB界面上可以接收到相對應的內容且運行良好。

調試過(guò)程如下：

硬件方面：

　　該系統的硬件調試主要是排查單片機印刷電路板的問(wèn)題和連接上的一些問(wèn)題。在該系統中，首先通過(guò)了仔細地推敲系統原理，確認無(wú)誤；其次對照設計圖紙查印制電路板，看是否有粘接等工藝現象；最后，檢查外圍連接是否有誤，通過(guò)這幾個(gè)方面的反復調試，可確保電路板的無(wú)誤性。

　　在本系統的硬件調試過(guò)程中，出現了下列兩種情況

　　1）電壓不穩定而導致程序無(wú)法寫(xiě)入的情況，使電壓穩定的方法是改用新的電池，或者是再次設計電源方案，在這里是用電源接通教學(xué)實(shí)驗板，然后再把教學(xué)實(shí)驗板與本系統相連接，這樣，就可以得到穩定的電壓了。

　　2）還出現的一個(gè)問(wèn)題是數碼管不顯示，檢查后是焊接上出現了一點(diǎn)的失誤。

　　軟件方面：

　　本系統在軟件調試方面也沒(méi)有規律可循，調試時(shí)更多的是憑經(jīng)驗。軟件調試的主要任務(wù)是排查錯誤。通過(guò)在Wave E2000編譯器下調試程序，有兩種錯誤，一種錯誤，也就是語(yǔ)法錯誤，是很容易被發(fā)現的，另一種是功能錯誤，是指在沒(méi)有語(yǔ)法錯誤的基礎上，由于設計思想或算法的問(wèn)題導致不能實(shí)現軟件功能的一種錯誤。調試過(guò)程中出現的問(wèn)題主要有以下四個(gè)方面：

　　1）用其它串口調試軟件能夠很好的實(shí)現兩者之間的串行通信，成功的接收和發(fā)送數據，但使用我們的VB程序卻不能實(shí)現，要么只能實(shí)現接收功能，要么只能實(shí)現發(fā)送功能。之后通過(guò)對VB程序做多次的改動(dòng)與測試才達到理想的結果。

　　2）在VB界面上發(fā)送的數據與單片機的數碼管上顯示的數字不相符，這個(gè)問(wèn)題是我們匯編程序的問(wèn)題，由于匯編符號的繁多加上我們的粗心在輸入代碼的過(guò)程中難免出現一些看不見(jiàn)的問(wèn)題，造成調試過(guò)程中出現意外。借此我想提醒大家的是搞設計搞研究必須做到細心，要有一顆敬業(yè)的心對待我們接受的任務(wù)，有耐心面臨出現的困難。

　　3）由于要實(shí)現上下位機的串行通信，所以?xún)烧咧g的波特率是否一致也是一個(gè)不容忽視的問(wèn)題，在開(kāi)始我并沒(méi)有太注意這個(gè)方面的情況，到各方面的準備工作都做好要進(jìn)行調試的時(shí)候，才發(fā)現有個(gè)二者波特率設置是否相同將影響到整個(gè)通信過(guò)程，我趕緊作了修改才免遭一次調試失敗。

　　4）還有最后一點(diǎn)注意的地方是，利用MSComm控件比較方便地開(kāi)發(fā)串行通信程序，實(shí)現串行通訊原理已經(jīng)得到實(shí)驗結果驗證，考慮到將來(lái)對系統實(shí)時(shí)性的要求，采用了MSComm控件的查詢(xún)處理機制，避免了中斷處理機制的不穩定和不連續性，而且還可以很方便地控制多個(gè)串口，只需插入多個(gè)MSComm控件，并為每個(gè)MSComm控件編寫(xiě)OnComm()函數。但是我們也清楚的體會(huì )到MSComm控件在VB中的使用較為復雜。這一點(diǎn)是我們以后在運用中需要加強的地方。

　　伴隨著(zhù)單片微型機技術(shù)的發(fā)展，人們已越來(lái)越多地采用單片機來(lái)對一些控制系統中如溫度、流量和壓力等參數進(jìn)行檢測和控制。希望通過(guò)大家的共同努力能在PC機與單片機這方面取得新的成績(jì)有突出的表現，能夠很好的將學(xué)到知識運用到實(shí)際生活中，比如上面提到的利用單片機實(shí)現對溫度的實(shí)時(shí)檢測與控制已經(jīng)得到廣泛的應用。另外我們還可以在單片機的接口上再加接顯示器，這樣就更能方便的對系統進(jìn)行操作與控制。

　　通過(guò)這次畢業(yè)設計，我深刻體會(huì )到專(zhuān)業(yè)知識、專(zhuān)業(yè)技能分析和解決問(wèn)題的能力在實(shí)際生活中是多么的重要，在完成設計任務(wù)的同時(shí)我這些方面的能力有了一個(gè)全面的提高和鍛煉。具體表現在對單片機與PC機的串行通信的基本原理、單片機應用系統開(kāi)發(fā)過(guò)程，以及在常用編程設計思路技巧（匯編語(yǔ)言與VB）的掌握方面都向前邁了一大步，為日后使我能成為合格的應用型人才打下了良好的基礎。

　　采用本系統實(shí)現PC機與單片機串行通信與一般其它系統的比較：一般的PC機與單片機之間的串行通信，需要單片機采集數據，然后用異步串行通訊方式傳給PC機。相對而言通訊速率不是很理想，在一些要求通訊傳輸速率比較快的地方，普通的PC機與單片機之間的串行通信顯然是不能滿(mǎn)足其要求的。利用VB6.0 的事件驅動(dòng)方式可以很方便地開(kāi)發(fā)數據采集與監控系統，用單臺PC 機可以測量和監控多路控制信號，整控制系統設計方便，對小型測控系統的設計具有很大的實(shí)用性。且傳輸數據的速率要比普通的串行通信要快些。

　　對于目前廣泛應用的Windows下實(shí)現PC機與單片機之間的通信問(wèn)題，希望大家能提出寶貴的意見(jiàn)。

參考文獻

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