单片机及PC机通信串口仿真论文

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1、-大作业论文 课程名称： 单片机原理及其应用 题 目： 单片机与PC机通信串口仿真 2013 年 7月 2 日. z-*建筑科技大学大作业论文任务书专业班级： 计算机学生*：指导教师签名：1、 大作业论文题目单片机与PC机串口的通信仿真2、 本次大作业论文应到达的目的课程设计的根本教学目的是培养学生综合运用所学的根底理论、专业知识和根本技能，提高分析与解决实际问题的能力以及科技写作或设计能力。要求学生在做大作业的过程中要有意识地培养自己的实际能力。通过本次大作业的实践，了解单片机工作的原理及应用技术，掌握根据硬件电路设计软件的方法，了解设计过程中的各个根本环节，也为今后的实际应用奠定根底。3、

2、本次大作业论文任务的主要内容和要求包括原始数据、技术参数、设计要求等设计任务：以单片机为核心，进展单片机与PC机串口的通信仿真。设计内容和要求：1） PC 机上位机通过上位机程序界面发送数据给单片机，并送给液晶屏显示相应的数据；键盘输入数据传给单片机，接着发送给 PC 机，并在 PC 机上位机程序界面上显示出来。2按照任务书的要求完成系统需求分析及功能定义。3完成硬件设计。4完成软件设计。5完成代码编写。6进展硬件线路连接。7进展代码的在线调试。8完成任务书的撰写。详见?*建筑科技大学本科课程设计论文?4、应收集的资料及主要参考文献：1单片机系统教材及相关元器件的数据手册2仿真软件protue

3、s的使用说明3protel的原理图绘制使用说明5、审核批准意见教研室主任签字. z-摘要本次课程设计主要介绍一种用双工方式实现单片机与 PC 机之间的串行通信。这次以AT89C2051 单片机为主，辅以串口模型、虚拟终端 VIRTUAL TERMINA、收发器以及7SEG-BCD-GRN：绿色 BCD 数码管等器件。系统在虚拟终端口输入相应的字符然后会在LED灯显示其相应的ASCALL码，本系统运行稳定，其优点是硬件电路简单，软件功能完善，性价比拟高等，具有一定的实用和参考价值。关键词：AT89C2051 单片机；7SEG-BCD-GRN：绿色 BCD 数码管；串口模型；VIRTUAL TER

4、MINA 目录1、概述. .12、课程设计任务、要求及分析2.1、设计任务及要求.22.2、系统需求分析.23、系统方案设计3.1、方案设计说明. 33.2、硬件设计及描述. 43.3、软件设计及描述.63.4、代码设计及实现.74、设计调试过程及结果4.1、加载目标代码文件. 84.2、串口模型属性设置. 84.3、虚拟终端属性设置. 94.4、启动仿真. 105、 系统设计体会.146、 致谢.157、参考文献.168、附录. .17. z-1、 概述 单片微型计算机是大规模集成电路技术开展的产物，属于第四代电子计算机，它具有高性能、高速度、体积小、价格低廉、稳定可靠、应用广泛的特点。它的

5、应用必定导致传统的控制技术从根本上发生变革。因此，单片机的开发应用已成为高科技和工程领域的一项重大课题。 随着计算机技术尤其是单片机技术的开展，人们已越来越多地采用单片机来对一些工业控制系统中如温度、湿度等参数进展检测和控制。PC 机具有强大的监控和管理功能，而单片机则具有快速及灵活的控制特点，通过 PC 机的 RS 232 串行接口与外部设备进展通信，是许多测控系统中常用的一种通信解决方案。因此针对一些远距离控制或者是危险性比拟高的数据采集和控制的应用情况，如何实现 PC 机与单片机之间的通信具有非常重要的现实意义。本次课程设计主要介绍一种用双工方式实现单片机与 PC 机之间的串行通信。这次

6、以AT89C2051 单片机为主，辅以串口模型、虚拟终端 VIRTUAL TERMINA、收发器以及7SEG-BCD-GRN：绿色 BCD 数码管等器件。系统在虚拟终端口输入相应的字符然后会在LED灯显示其相应的ASCALL码，本系统运行稳定，其优点是硬件电路简单，软件功能完善，性价比拟高等，具有一定的实用和参考价值. z-2、课程设计任务要求及分析2.1 设计任务及要求：任务：以单片机为核心，进展单片机与PC机串口的通信仿真。 要求：1PC 机上位机通过上位机程序界面发送数据给单片机，并送给液晶屏显示相应的数据；键盘输入数据传给单片机，接着发送给 PC 机，并在 PC 机上位机程序界面上显示

7、出来。2按照任务书的要求完成系统需求分析及功能定义。3完成硬件设计。4完成软件设计。5完成代码编写。6进展硬件线路连接。7进展代码的在线调试。8完成任务书的撰写。详见?*建筑科技大学本科课程设计 论文?2.2 系统需求分析： 本次课程设计的任务是单片机与PC机串口的通信仿真，在满足其功能的前提下，我们需要串口模型来进展模拟，需要虚拟终端进展输入数据，需要LED显示器来显示相应的结果. z-3、系统方案设计3.1 方案设计说明系统总体方案 此双工无线通信系统的总体框图如图 1 所示。由于此系统可实现双工通信，因此它可分为两个通信过程：PC 机上位机通过上位机程序界面发送数据给单片机，并送给液晶屏

8、显示相应的数据；键盘输入数据传给单片机，接着发送给 PC 机，并在 PC 机上位机程序界面上显示出来。无线收发局部无线收发局部单片机局部液晶单片机局部 电平 转换PC机键盘 图31通信系统的总体框图 AT89C2051 主要性能：（1） 和 MCS-51 产品兼容；2 2KB 可重编程 FLASH 存储器1000 次；3 2.7-6V 电压*围； 4 全静态工作：0Hz-24KHz 5 2 级程序存储器*锁定 6 1288 位内部 RAM 7 15 条可编程 I/O 线 8 两个 16 位定时器/计数器9 6 个中断源 10可编程串行通道 11 高精度电压比拟器P1.0，P1.1，P3.6 1

9、2直接驱动 LED 的输出端口 正因为 AT89C2051 有以上特点所以用它来设计一个串行通讯系统是很可靠地。设计电路的时候也比拟灵活大大提高了电路设计的速度，利用 AT89C2051 单片设计的系统也比拟稳定，调试方便容易，给我省去了许多繁琐的步骤，本次设主要用到了 AT89C2051 的 P1口与 P3 口的第二功能，串行口输入端 P3.0/R*D 串行口输出端 P3.1/T*D。. z-3.2 硬件设计及描述根据设计原理及需要我们得出了如图2的元器件。图32 所需的器件设备3.2.1、翻开 PROTEUS 软件从库中选取元器件：a、 AT89C2051：单片机b、RES：电阻；c、7S

10、EG-BCD-GRN：绿色 BCD 数码管；d、CAP-ELEC：电容、电解电容；e、MA*232:RS232 收发器； f、PIM：串口模型；3.2.2、串口模型串口模型 PIM 及其引脚功能如图3所示图33 串口模型及其引脚功能图. z-3.2. 3、虚拟终端 从虚拟仪器中选取虚拟终端 VIRTUAL TERMINA 图34 虚拟终端 VIRTUAL TERMINA构造图3.2.4、放置元器件放置电源和地、连线、元器件属性设置、电器检测所有操做都是在 ISIS 中进展的 。 如图 5 放置 4 个虚拟终端，分配给单片机的串行口及 PIM 的 2 脚、3 脚。PIM 的 3 脚与虚拟终端的发

11、送端 T*D 相连，将单片机串口的 R*D、T*D，以及 PIM 的 2 脚分别接入虚拟终端的 R*D。 图35 实验原理图. z-3.3 软件设计及描述对应于本次设计任务及要求，在编写代码时，需考虑实施方案的选择。不同的系统，需求不尽一样，侧重点亦不同，必然导致编写代码的差异，优化的代码更能使系统稳定运行，更好地实现系统功能。 而对于PROTEUS仿真，需要用汇编语言进展代码的编制，而且汇编语言非常接近计算机的硬件，因此，它可以最大限度地发挥计算机硬件的性能。用汇编写的程序执行速度相当快，适用于实时性要求较高的场合。图36 程序流程图. z-3.4、代码设计及实现 本次课程设计的代码主要包含

12、三局部：设置相关存放器的处置和工作方式。对输入的字符进展判断。在LED显示器上显示相应的结果3.4.1、设置存放器的初值和工作方式ORG 3OHSJMP STARTSTART：MOV TMOD,*20H ；设置定时方式存放器 MOV PCON,*0 ；设置电源制存放器 MOV TH1，*0E6H MOV TL1，*0E6H ；装初值 SETB TR1 ；开中断 CLR ES ；终端允许 MOV SP,*5FH LOOP：MOV SCON,*50H JNB RI,$ ；判断RI=1. CLR RI ；清零 MOV A,SBUF ；读进收到的数据 PUSH ACC3.4.2、对输入的字符进展判断

13、CJNE A,*30H,RANG1 ；判断A的内容是否等于48 RANG1：JC RANG3 ；判断Cy=1. CJNE A,*3AH,RANG2 ；判断A的内容是否等于58 RANG2：JNC RANG3 ；判断Cy=0.CLR C SUBB A,*30H 3.4.3、在LED显示器上显示相应的结果 RANG3：MOV PI,A ；输出到数码管显示 POP ACC RANG4：NOP NOP NOP NOP NOP MOV SBUF,A ；启动发送 JNB T1，$ ；判断TF=1. END. z-4、设计调试过程及结果4.1、加载目标代码文件翻开元器件单片机属性窗口，在“源代码栏中添加上面

14、编译好的目标代码文件QQ.ASM ； 图41 添加源代码4.2、串口模型属性设置 串行口模型的属性设置如下列图所示：图42 串行口属性设置界面. z-4.3、虚拟终端属性设置PCS 代表计算机发送数据，PCR 用来监视 PC 接收到的数据，PCS、PCR 终端属性设置一样，如图 9 所示，注意他们的 R*/T* 极性相反。SCMS、SCMR 分别为单片机发送、接收终端，分别监视，他们的属性设置如图 10、图 11 所示。单片机与 PC 双方的波特率、数据位、停顿位、校验位保证一致。SCMS、SCMR、PCR 终 R*D端的 R*D 脚分别于单片机的 T*D、 及串口模型的 2 脚相接PCS 终

15、端的 T*D 串口模型的 3 脚相接。 图43 PCR属性设置界面 图44 SCMR 属性设置界面. z- 图45 SCMS 属性设置界面4.4、启动仿真在完成了各项属性设置之后，保存，编译，如图 12 所示：图46 加载代码并进展编译单击按钮开场仿真，该窗口出. z-现闪烁的光标。 图47 当不进展输入时的仿真结果 图48 当输入数字0时的仿真结果. z-图49 当输入字母A时的仿真结果 图410 当输入字母b时的仿真结果. z-图411 当输入为“：时的仿真结果. z-5、系统设计体会这学期我们学习单片机原理及应用这门课程，对单片机原理及其应用有了一定的认识，单片机是靠程序运行的，并且可以

16、修改。通过不同的程序实现不同的功能，尤其是特殊的独特的一些功能，这是别的器件需要费很大力气才能做到的，有些则是花大力气也很难做到的。同时，学习使用单片机是了解计算机原理与构造的最正确选择。 单片机与微机的串行通信可以弥补单片机在数据处理方面的缺乏和 PC 机在控制方面的欠缺。 数据的各位逐位送出。串行通信方式只要用一根传输导线，将组成一个数据的各个二进制位按先后顺序逐位进展传送。由于一根导线在同一时刻只能有一种电平出现，即一个二进制位占据整根导线，所以组成一个数据的二进制位只能分时传送，因此其传送速度相对较慢。串行通信就是指甲、乙双方通过其间的单根连接线路进展数据的分位传送，通信终端设备可以是

17、同一种类型，如计算机之间的通信；也可以是不同类型，如计算机通过线进展的拨号上网。根据通信双方的信息传送方向，可以把串行通信分为单工、半双工及全双工三种形式。 进展分析后得出结论如下：系统电路局部设计没有原则性的错误，在制版的过程中注意了走线，并且在焊接过程中没有发生大的事故，因此硬件局部功能完好。但因为软件系统编写方面的疏忽，在串行通信局部没有能很好的实现。除此之外，软件到达了系统的要求。 这次的电子综合课程设计就是对我们的一次考核，也可以说是一次考验，在平时做题目比拟简单，而这次课程设计综合考核了我们的学习结果。课程设计培养了学生综合运用所学知识，发现，提出，分析和解决实际问题，锻炼实践能力

18、的重要环节，是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程。 然而从理论到实践，我在做课程设计的一个多星期里，使我对有了更进一步的认识和了解，要想学好它要重在实践，要通过不断的实际操作才能更好地学习它，但是学到很多很多的的东西，同时不仅可以稳固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，遇到了各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的缺乏之处，对以前所学过的

19、知解得不够深刻，掌握得不够结实，在编写程序的过程中我几乎是重新复习课本上的知识，但这还是没能让我完成这次课程设计，通过询问同学、到网上查询资料慢慢的完善这次做业才勉强完成。 . z-6、致谢 首先感谢教师给了我这次时机进展单片机课程设计，通过这次的课程设计我收获良多，更加的了解了51单片机的原理及其应用，单片机是靠程序运行的，并且可以修改。我在做课程设计的一个多星期里，使我对有了更进一步的认识和了解，要想学好它要重在实践，要通过不断的实际操作才能更好地学习它，但是学到很多很多的的东西，同时不仅可以稳固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。这也为我以后的学习积累了相当珍贵

20、的经历，因此，再次感谢教师给了我这次来之不易的时机！. z-7、参考文献【1】李明 李君君. 单片机原理与接口技术. *：*理工大学，2009【2】 *惠民，安德宁.单片微型计算机原理、接口及应用.第二版.：邮电大学.2000【3】*靖武，周林彬.单片机系统的 Proteus 设计与仿真 . ：电子工业，2008【4】王福瑞.单片微机测控系统设计大全M.：航空航天大学，1998【5】李东生.Protel99 SE 电路设计技术入门与应用.第一版.：电子工业,2002【6】周坚 . 单片机工程教程.：航空航天大学，2008【7】胡汉才. 单片机原理及系统设计. ：清华大学，2002【8】彭为.黄

21、科，雷道仲.单片机典型系统设计实例精讲.：电子工业.2006.5【9】周景润等. Prtoeus 在 MCS51ARM7 系统中的应用百例. ：电子工业，2006.10. z-8、附录源程序：ORG 3OH SJMP STARTSTART：MOV TMOD,*20H ；设置定时方式存放器 MOV PCON,*0 ；设置电源制存放器 MOV TH1，*0E6H MOV TL1，*0E6H ；装初值 SETB TR1 ；开中断 CLR ES ；终端允许 MOV SP,*5FH LOOP：MOV SCON,*50H JNB RI,$ ；判断RI=1. CLR RI ；清零 MOV A,SBUF ；读进收到的数据 PUSH ACC CJNE A,*30H,RANG1 ；判断A的内容是否等于48 RANG1：JC RANG3 ；判断Cy=1. CJNE A,*3AH,RANG2 ；判断A的内容是否等于58 RANG2：JNC RANG3 ；判断Cy=0. CLR C SUBB A,*30H ；转换为ACSALL码 RANG3：MOV PI,A ；输出到数码管显示 POP ACC RANG4：NOP NOP NOP NOP NOP MOV SBUF,A ；启动发送 JNB T1，$ ；判断TF=1. END. z