单片机与PC间通信电路设计

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1、河南科技大学本科毕业设计（论文）单片机与PC机间通信电路设计摘 要51单片机是一种集CPU，RAM，FLASH ROM，I/O接口和定时中断系统于一体的微型计算机。只要有外加电源和晶体振荡器就可以独立完成对数字信号的算术运算，逻辑控制，串行通信等功能。由于单片机具有体积小，重量轻，功耗低，功能强，价格低，可靠性好等诸多优点，因而在仪器仪表，家用电器，数据采集等一些嵌入式控制领域被广泛应用。 当需要处理较复杂数据或需要对多个采集数据进行综合处理以及需要进行集散控制时，单片机的算术运算和逻辑运算能力显的不足，这时往往需要借助计算机系统。将单片机采集的数据通过串行口传给PC机，由PC机高级语言或数据

2、库语言进行处理，或者实现PC机对远程单片机进行控制。本设计实现了单片机与PC间的通信。随着计算机技术的快速发展和广泛应用 ，上位机和下位机的主从工作方式为工业控制及自动控制系统所采用。由于个人电脑机分析能力强 、处理速度更快及单片机使用灵活方便等特点 ，所以一般都将个人电脑机作为上位机，单片机作为下位机 ，二者通过 RS一 232 或者 R S-485 接收、发送数据和传送指令。单片机可单独处理数据和控制任务 ，同时也将数据传送给 Pc 机 ，由 Pc 机对这些数据进行处理或显示。关键词：单片机，个人电脑，RS232，串行通信ABSTRACTThe 51chip is a set of CPU

3、, RAM, FLASH ROM, I/O interface and a timer interrupt system was one of the miniature computer. As long as the external power supply and the crystal oscillator can be independently completed the digital signal arithmetic, logic control, serial communications and other functions. Because the SCM has

4、the advantages of small volume, light weight, low power consumption, strong function, low cost, good reliability and many other advantages, so in the instrumentation, household appliances, data acquisition is widely used in some embedded control.When the need to handle more complex data or the need

5、for multiple sampling data and the need for distributed control, SCM arithmetic and logic operation capacity was insufficient, and often needs the help of computer system. The MCU collected data through the serial transmission to the PC machine, PC machine by high-level language or database language

6、 processing, or the realization of PC on the remote controlled by single chip. The design and implementation of the communication between SCM and PC. With the rapid development of computer technology and the widespread application, the host computer and lower computer master-slave mode for industria

7、l control and automatic control system used in the. Because of PC analysis capability, faster processing speed and a single chip computer easy to use, so generally Pc as up machine, single chip microcomputer as the next-bit machine, two through the RS232 or R S-485 receiving, sending data and transm

8、its the instruction. SCM can be separately processed data and control tasks, but also transmits the data to the Pc machine, Pc machine on the data processing and display.KEY WORDS：SCM, PC machine, RS232, serial communicationIV目录前言5第1章 单片机简介71.1 单片机的发展阶段71.2 单片机的发展趋势71.3 单片机的应用模式81.4 单片机与间通信技术的应用81.5

9、 AT89S52单片机简介91.6 上位机与下位机简介9第2章 总体设计112.1 系统组成112.1.1 设计任务112.1.2 系统组成方框图112.1.3 系统软件结构框图122.2 系统工作原理122.2.1 发送过程122.2.2 接收过程12第3章 硬件设计143.1 主控模块设计143.2 LCD显示模块设计143.3 串行口通信通信模块设计14第4章 软件设计194.1 算法设计194.2 数据结构设计204.3 程序设计204.3.1 主程序设计204.3.2 串口接收发送数据中断服务子程序设计214.3.3 LCD显示子程序模块设计224.4 汇编语言源程序22第5章 系统

10、仿真调试235.1 系统软件调试245.1.1 利用keil进行软件调试245.2 硬件调试245.2.1 CVI软件简介245.2.2 Proteus仿真255.2.3 CVI在本设计中的应用265.3 调试界面制作27结论29参考文献30致谢32附录33附录一： 英文文献及翻译33附录二： 元器件清单40附录三：源程序：411.实现接受功能源程序412.调试界面制作程序43前言毕业设计的目的是了解基本电路设计的流程，丰富自己的知识和理论，巩固所学的知识，提高自己的动手能力和实验能力，从而具备一定的设计能力。毕业设计注重于对单片机串行通信协议的理解，明白串行通信的工作原理，以便以后单片机领域

11、的开发和研制打下基础，提高自己的设计能力，培养创新能力，丰富自己的知识理论，做到理论和实际结合。本课题的重要意义还在于能在进一步层次了解单片机的工作原理，内部结构和工作状态。理解单片机的接口技术，中断技术，存储方式，时钟方式和控制方式，这样才能更好的利用单片机来做有效的设计。我的毕业设计分为两个部分，硬件部分和软件部分。硬件部分介绍：单片机串行通信电路的设计，单片机AT89C52的功能和其在电路的作用。介绍了AT89S52的管脚结构和每个管脚的作用及各自的连接方法。拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash，晶片内部具时钟振荡器（传统最高工作频率可至 12MHz），内部程序存储器（ROM）为

12、 8KB，内部数据存储器（RAM）为 256字节，32 个可编程I/O 口线，8 个中断向量源，三个 16 位定时器/计数器，三级加密程序存储器，全双工UART串行通道。例如P3.0RXD作为串行输出口，其中时钟电路采用内时钟工作方式，控制信号采用手动控制。数据的传输方式分为单工、半双工、全双工和多工工作方式；串行通信有两种形式，异步和同步通信。介绍了串行串行口控制寄存器，电源管理寄存器PCON，中断允许寄存器IE，还介绍了LCD1602的工作方式、组成。再后来还介绍了硬件的焊接过程，及在焊接时遇到的问题和应该注意的方面。硬件焊接好后的检查电路、不装芯片上电检查及上电装芯片检查。软件部分：在了

13、解电路设计原理后，根据原理和目的画出电路流程图，列出数码显示的断码表，计算波特率，设置串行口，在与接受机设置相同的通信协议的基础上编写显示和发送程序。编写完程序还要进行编译，这就必须会使用编译软件。介绍了编译软件的使用和使用过程中遇到的问题，及在编译后烧入芯片使用的软件PLDA，后来的加电调试，及遇到的问题，在没问题后与接受机连接，发射数据，直到对方准确接收到。在软件调试过程中将详细介绍调试遇到的问题，例如：通信协议是否相同，LCD1602是否与芯片连接对应，计数器是否开始计数等。第1章 单片机简介1.1 单片机的发展阶段51单片机的发展可分为以下4个阶段。第一代：单片机探索阶段。主要有同通用

14、CPU68XX系列和专用MCS-48系列的简单实例应用。第二代：单片机完善阶段。具体表现在：面对对象，突出控制功能，专用CPU满足嵌入功能；寻址范围为8位或16位；规范的种线结构，有8位数据线，16位地址线及多功能异步串行接口（UART）；指令系统突出控制功。第三代：微控制形成阶段。这一间段已形成系列产品：以8051系列为代表，如8031，8031和8051等。第四代：微控制器百花齐放。表现在：满足最低层电子技术的应用；大力发展专用型单片机，致力于提高单片机的综合品质。1.2 单片机的发展趋势单片机的发展趋势可归为以下8个方面。1、主流机型发展趋势。2、全盘CMOS化趋势。3、RISC体系结构

15、的发展。4、可刷新的FLASHROM成为主流供应状态，便于用户对系统软件进行升级和修改。5、ISP及基于ISP的开发环境。6、单片机的软件嵌入。7、实现全面功耗管理。8、推行串口扩展总线。综上所述，单片机正在向多功能、高性能、高速度（时钟达40MHZ）、低电压（2.7V即可工作）、低功耗、低价格（几元钱）、外围电路内装化以及片内程序存储器和数据存储器容量不断增大的方向发展。单片机的引脚图如图1-1所示。图1-1 单片机引脚图1.3 单片机的应用模式单片机应用系统是以单片机为核心构成计算机应用系统，是最具有代表性和使用最广范的专用计算机应用系统。单片机应用系统的结构分3个层次。1、单片机：通常指

16、应用系统主处理机，即所选择的单片机器件。2、单片机系统：指按照单片机的技术要求和嵌入对象的资源要求而构成的基本系统，如时钟电路、复位电路和扩展存储器等与单片机构成了单片机系统。3、单片机应用系统：指能满足嵌入对象要求的全部电路系统。在单片机系统的基础上加上面向对象的接口电路，如前向通道、后向通道、人机交互通道和串行通信口（RS232）以及应用程序等。1.4 单片机与间通信技术的应用目前RS-232是PC与通信工业中应用最广泛的一种串行接口，其中EIA代表美国电子工业协会，RS代表推荐标准，232是标识号。RS-232被定义为一种在低速率串行通信中增加通信距离的单端标准。RS-232采取不平衡传

17、输方式，即单端通信。单片机之间的串口通信，当传输距离在1.5-15米之间时，可以采用RS-232通讯协议进行数据传输，基于RS-232电气特性的限制，只能实现一点对一点通信（既单机通信）。1.5 AT89S52单片机简介AT89S52是一个低功耗,高性能CMOS 8位单片机,片内含8k Bytes ISP(In-system programmable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器,器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造,兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构,芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元,功能强大的微型计算机的AT89S

18、52可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。 AT89S52具有如下特点：40个引脚,8k Bytes Flash片内程序存储器,256 bytes的随机存取数据存储器（RAM）,32个外部双向输入/输出（I/O）口,5个中断优先级2层中断嵌套中断,2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口,看门狗（WDT）电路,片内时钟振荡器。 此外,AT89S52设计和配置了振荡频率可为0Hz并可通过软件设置省电模式。空闲模式下,CPU暂停工作,而RAM定时计数器,串行口,外中断系统可继续工作,掉电模式冻结振荡器而保存RAM的数据,停止芯片其它功能直至外中断激活或硬件复位。同时该芯片还具有

19、PDIP、TQFP和PLCC等三种封装形式,以适应不同产品的需求。1.6 上位机与下位机简介上位机是指：人可以直接发出操控命令的计算机，一般是PC，屏幕上显示各种信号变化（液压，水位，温度等）。下位机是直接控制设备获取设备状况的的计算机，一般是PLC/单片机之类的。上位机发出的命令首先给下位机，下位机再根据此命令解释成相应时序信号直接控制相应设备。下位机不时读取设备状态数据（一般模拟量），转化成数字信号反馈给上位机。简言之如此，真实情况千差万别不离其宗。上下位机都需要编程，都有专门的开发系统。 在概念上： 控制者和提供服务者是上位机 被控制者和被服务者是下位机 也可以理解为主机和从机的关系 但

20、上位机和下位机是可以转换的 两机如何通讯，一般取决于下位机。TCP/IP一般是支持的。但是下位机一般具有更可靠的独有通讯协议，购买下位机时，会带一大堆手册光盘，告诉你如何使用特有协议通讯。里面会举大量例子。一般对编程人员而言一看也就那么回事，使用一些新的API罢了。多语言支持功能模块，一般同时支持数种高级语言为上位机编程。第2章 总体设计2.1 系统组成本系统功能由硬件和软件两大部份协调完成，硬件部分主要完成信息的显示；软件主要完成信号的处理及控制功能等。 本系统的硬件采用模块化设计，以AT89S52单片机为核心，与LCD显示电路、串行口通信电路组成控制系统。该系统硬件主要包括以下几个模块：A

21、T89S52主控模块、LCD显示模块、串行口通信模块等。其中AT89S52主要完成外围硬件的控制以及一些运算功能，LCD显示模块完成字符、数字的显示功能、串行口通信模块主要完成单片机和PC机之间的通信功能。2.1.1 设计任务单片机系统接收电脑PC机串口发过来的ASCII码，并在液晶LCD1602上显示出来；同时把收到的ASCII码回传给电脑PC机串口，以验证串口接收、发送数据的正确性。2.1.2 系统组成方框图复位电路时钟电路电源电路串行口通信电路LCD显示电路单片机系统组成方框图如图2-1所示：图2-1 系统组成方框图2.1.3 系统软件结构框图应用软件采用模块化设计方法。该系统软件主要由

22、主程序、串口接收发送数据中断子程序、LCD显示子程序等模块组成，系统软件结构框图如图2-2所示LCD显示子程序串口接收发送数据中断子程序主 程 序图2-2 系统软件结构框图2.2 系统工作原理MCS51单片机串行口发送/接收数据时，通过2个串行缓冲器SBUF进行，这2个缓冲器采用一个地址（98H），但在物理上是独立的。其中接收缓冲器只能读出不能写入，发送缓冲器只能写入不能读出。2.2.1 发送过程 由指令MOV SBUF，A启动，此时待传送的数据由A累加器传入串行发送缓冲器SBUF，由硬件自动在发送字符的始、末加上起始位(低电平)、停止位(高电子)及其它控制位(如奇偶位等)，而后在移位脉冲的控

23、制下，低位在前，高位在后，逐位从TXD端(方式0除外)发出。2.2.2 接收过程 串行口的接收与否受制于允许接收位REN的状态，当REN被软件置“1”后，允许接收器接收。串口的接收器以所选波特率的16倍速对RXD线进行监视。当“1”到“0”跳变时，检测器连续采样到RXD线上低电平时。便认定RXD端出现起始位，继而接收控制器开始工作。在每位传送时间的第7、8、9三个脉冲状态采样RXD线，决定所接收的值为“0”或“1”。当接收完停止位后，控制电路使中断标志R1置为“1”，此时程序可通过MOV A，SBUF指令将接收到的字符从SBUF送入累加器A，从而完成一帧数据的接收工作。12第3章 硬件设计3.

24、1 主控模块设计本项目采用ATMEL公司生产的AT89S52单片机，在实现单片机与PC机之间通信或单片机与单片机之间远程距离通信时通常采用标准串行总线通讯接口。比如RS-232C、RS-422、RS485等。在这些串行总线接口标准中，是在异步串行通信中应用最广的标准总线，它实用于短距离或带调制解调器的通信场合。下面以RS-232标准串行总线接口为例，简单介绍单片机与PC机之间串行通信的硬件实现过程。3.2 LCD显示模块设计LCD显示模块选用1602字符型LCD模块，1602LCD使能信号E 定义为P2口线的P2.2； 1602LCD读/写选择信号R/W定义为P2口线的P2.1，0为写数据信号

25、，1为读数据信号； 1602LCD 数据/命令选择信号RS定义为P2口线的P2.0，0为命令信号；1为数据信号； 1602LCD的8位双向数据线DB7DB0信号LCDPORT定义为P0口线； 1602LCD写命令入口参数CMD_BYTE定义为片内数据存储器的2EH单元； 1602LCD写显示数据入口参数DAT_BYTE定义为片内数据存储器的2FH单元；3.3 串行口通信通信模块设计51单片机有一个全双工的串行通信口，使单片机和计算机之间可以方便地进行通信。 电平范围是电路能够安全可靠识别信号的电压范围。 CMOS电路的电平范围一般是从0到电源电压。CMOS电平中，高电平（3.55V）为逻辑“1

26、”，低电平（00.8V）为逻辑“0”。 RS232接口的电平范围是-15V到+15V，RS232电平采用负逻辑，即逻辑“1”：-3-15V，逻辑“0”：+3+15V。 单片机的串口是TTL电平的，而计算机的串口是RS232电平，要使两者之间进行通信，两者之间必须有一个电平转换电路，即单片机的串口要外接电平转换电路芯片把与TTL兼容的CMOS高电平表示的1转换成RS232的负电压信号，把低电平转换成RS-232的正电压信号。典型的转换电路给出-9V和+9V。实现逻辑电平转换可以采用以下三种方式：(1) 采用MC1488和MC1489芯片的转换接口 MC1488和MC1489芯片为早期的RS232

27、至TTL逻辑电平的转换芯片。该方式的不便之处是需要12V电压，并且功耗较大，不适合用于低功耗的系统。(2) 采用MAX232芯片的转换接口 MAX232是MAXIM公司生产的，包含两路驱动器和接收器的RS-232转换芯片。MAX232芯片内部有一个电压转换器，可以把输人的+5V电压转换为RS-232接口所需的10V电压，尤其适用于没有12V的单电源系统。与此原理相同的芯片还有MAX202、AD公司的ADDt101以及SIL公司的IC1232芯片。(3) 采用分立元件实现转换接口 采用分立元件实现的RS232至TTL电平的转换接口电路，其特点是利用PC机的RS232接口的3脚信号（也可用4、7脚

28、）来供给负电源，PC机的3、4、7脚在非发送逻辑“0”电平时均为1电平（10V左右），其驱动能力为20mA，利用这个特性，用一个二极管和电解电容，即在电解电容上获取了RS232通信所需的负电源。该电路简单、功耗小，在没有专用芯片时不失为一种替代方法。使用RS232接口进行异步通信，必须将单片机的TTL电平转换为RS232电平，即在通信方的单片机接口部分增加RS232电气转换接口，在本项目中利用MAXIM公司的MAX232（如图3-1）集成芯片构成转换接口电路。图3-1 MAX232芯片引脚图MAX232芯片内部框图如图3-2所示。图3-2 MAX232芯片内部框图RS232接口引脚如图3-3所

29、示图3-3 RS232接口引脚图RS232接口引脚如表3-1所示。表 3-1 RS232接口引脚定义引脚定义符号1载波检测DCD2接收数据RXD3发送数据TXD4数据终端准备好DTR5信号地SG6数据准备好DSR7请求发送RTS8清除发送CTS9振铃提示RI图3-4 PCB版图因此，MAX232芯片的T1in引脚连接AT89S52单片机的TXD引脚，MAX232芯片的R1out引脚连接AT89S52单片机的RXD引脚；MAX232芯片的T1out引脚连接DB9针接口的第2引脚，MAX232芯片的R1in引脚连接DB9针接口的第3引脚，串行通信模块与单片机的接口电路原理图如图3-5所示。 根据原

30、理图画出PCB版图，如图3-4所示。元件布局大致按原理图上的布局，稍作调整即可，电源最后画，尽可能地能在每个芯片电源输入附近插滤波电容，线宽而短。点接地，模拟地和数字地分开。图3-5 串行通信模块与单片机的接口电路原理图28第4章 软件设计4.1 算法设计编写单片机异步通信程序步骤如下：(1) 设置串口工作方式。 此时需对串行控制器SCON中的SM0、SM1进行设置。PC机与单片机的通信中一般选择串口工作在方式1下。 串行控制器SCON(98H)的格式如下所示：SM0SMlSM2RENTB8RB8TIRI(2) 选择波特率发生器。选择定时器l或定时器2做为其波特率发生器。 (3) 设置定时器工

31、作方式。 当选择定时器1做为波特率发生器时，需设置其方式寄存器TMOD 为计数方式并选择相应的工作方式(一般选择方式2以避免重装定时器初值)；当选择定时器2做为波特率发生器时，需将T2CON设置为波特率发生器工作方式。 (4) 设置波特率参数。 影响波特率的参数有二，一是特殊寄存器PCON的SMOD位，另一个是相应定时器初值。 (5) 允许串行中断。 因在程序中我们一般采有中断接收方式，故应设EAl、ES=1。 (6) 允许接收数据。 设置SCON中的REN为1。表示允许串行口接收数据。 (7) 允许定时/计数器工作。 此时开启定时/计数器，使其产生波特率 (8) 编写串行中断服务程序。 当有

32、数据到达串口时，系统将自动执行所编写的中断服务程序。 (9) 收/发相应数据。 注意的是发送操作完成需将T1清零，接收工作完成后需将R1清零。4.2 数据结构设计1602LCD使能信号E 定义为P2口线的P2.2； 1602LCD读/写选择信号R/W定义为P2口线的P2.1，0为写数据信号，1为读数据信号； 1602LCD 数据/命令选择信号RS定义为P2口线的P2.0，0为命令信号；1为数据信号； 本设计将1602LCD的8位双向数据线DB7DB0信号LCDPORT定义为P0口线； 1602LCD写命令入口参数CMD_BYTE定义为片内数据存储器的2EH单元； 1602LCD写显示数据入口参

33、数DAT_BYTE定义为片内数据存储器的2FH单元； 串口成功接收数据标志位RECOKBIT定义为片内数据存储器的位寻址区的00H位； 串口接收数据单元RECDATA定义为片内数据存储器的30H单元；4.3 程序设计4.3.1 主程序设计主程序主要完成硬件初始化、子程序调用等功能。 初始化 首先调用LCD子程序，设置LCD的DDRAM地址，在LCD上显示数据“RECDATA：”。把串口接收数据单元RECDATA清零。设置寄存器SCON的SM0、SM1位定义串口工作方式，选择波特率发生器为定时器T1；设定定时器T1工作方式为方式2；设置波特率参数为9600bps；允许串行中断及总中断；允许串口接

34、收数据，定义REN=1；启动定时/计数器T1工作，定义TR1=1。 串口收发数据 判断串口成功接收数据标志位RECOKBIT是否为0，若RECOKBIT为0，表明串口未接收到数据，则继续等待串口接收数据；若RECOKBIT为1，表明串口成功接收或发送数据，进入串口中断服务子程序，单片机接收数据，并将串口成功接收数据标志位RECOKBIT清零，调用LCD显示接收数据子程序，在LCD上显示单片机从串口接收到的数据。主程序设计流程图如图4-1所示。图4-1 主程序设计流程图4.3.2 串口接收发送数据中断服务子程序设计判断串口发送标志位TI是否为1，若TI为1，则把数据从单片机发给PC机，并把TI清

35、零，中断子程序返回；若TI为0，表明RI=0，则把串口接收标志位RI清零，把串口接收缓冲器SBUF中的数据写入串口接收数据单元RECDATA，再把该数据送到串口发送缓冲器SBUF中，传给PC机，置串口成功接收数据标志位RECOKBIT为1，表明串口成功接收发送数据，最后中断子程序返回。串口收发数据中断服务子程序设计流程图如图4-2所示。接收标志位RI清零从PC机串口接收数据，把接收缓冲器SBUF中的数据写到单片机的接收数据单元RECDATA设置成功接收数据标志位RECOKBIT发送标志位TI=1?中断子程序返回YN把单片机的接收数据单元RECDATA数据发送到发送缓冲器SBUF中，PC机的串口

36、调试软件SSCOM3.2接收数据并显示在窗口中接收标志位RI清零开始图4-2串口接收发送数据中断服务子程序流程图4.3.3 LCD显示子程序模块设计LCD显示子程序模块包括LCD初始化子程序、写入指令数据到LCD子程序、写入显示数据到LCD子程序、字符显示子程序、延时子程序等模块组成。4.4 汇编语言源程序功能：接收电脑送过来的数据，并且显示16进制数，并将数据回传到电脑程序见附录三中源程序1第5章 系统仿真调试5.1 系统软件调试5.1.1 利用keil进行软件调试程序编译结果如图5-1所示图5-1 程序编译结果图5.2 硬件调试5.2.1 CVI软件简介随着电子技术、计算机技术的高速发展及

37、其在电子测量技术与仪器领域的应用，新的测试理论、测试方法、测试领域以及仪器结构不断出现，电子测量仪器的功能和作用也发生了质的变化，仪器与计算机技术的深层次结合产生了全新的仪器结构概念虚拟仪器。它的出现使测试仪器与计算机之间的界限消失，从此开始了测量仪器的新时代。虚拟仪器强调软件的作用，提出了“软件就是仪器”的概念。在以PC为核心的硬件平台支持下，虚拟仪器不仅可以通过软件编程设计来实现仪器的测试功能，而且可以通过不同测试功能的软件模块的组合来实现多种测试功能。因此在硬件平台确定后就有了“软件就是仪器”的说法，这也体现了测试技术与计算机计算的深层次结合。虚拟仪器系统已成为仪器领域的一个基本方案，是

38、技术进步的必然结果。虚拟仪器技术先进，十分符合国际上流行的“硬件软件化”的发展趋势，被人们广泛的称为“软件仪器”。由于虚拟仪器以计算机为基础，随着计算机的高速发展，虚拟仪器可以方便的向智能化、网络化方向发展。虚拟仪器的技术优势使得其应用广泛，尤其是在科研、开发、测量、检测、测控等领域更是不可多得的好工具，必将对科学技术的发展和国防、工业、农业的生产产生巨大的影响。虚拟仪器软件开发工具LabWindows/CVI是NI公司开发的Measurement Studio软件组中的一员。它是32位的面向计算机测控领域的虚拟仪器软件开发平台，可以在多操作系统下运行。LabWindows/CVI是以ANSI

39、 C为核心的交互式虚拟仪器开发环境，它将功能强大的C语言与测控技术有机结合，具有灵活的交互式编程方法、丰富的库函数，为开发人员建立检测系统、自动测试环境、数据采集系统、过程检测系统等提高了理想的软件开发环境，是实验虚拟仪器及网络化仪器的快速途径。LabWindows/CVI只要应用于各种测试、控制、故障分析及信息处理软件的开发中，与NI公司开发的另一个虚拟仪器开发工具LabVIEW相比，其更适合中、大型复杂测试软件的开发。基于LabWindows/CVI设计的虚拟仪器在无损检测、电力仪表系统、温控系统、凌晨控制系统、故障诊断和医疗等领域中发挥着重要作用。LabWindows/CVI已经成为测控

40、领域最受欢迎的开发平台之一，并且已得到广泛的应用。5.2.2 Proteus仿真 利用proteus进行仿真，结果如图5-3所示图5-3 仿真电路图5.2.3 CVI在本设计中的应用 在本设计中，CVI作为上位机与下位机的连接软件，起着至关重要的作用。 在PC机上打开串口调试软件，设置串口号、波特率、校验位等参数，在字符输入框内要发送的ASCII码，点击发送，此时在LCD1602上显示出当前收到的ASCII码。同时在串口调试软件的接收窗口可以看到当前的回传ASCII码。串口与PC机通信系统调试过程如图5-4与5-5所示。 本界面程序直接将发送的16进制数转换为ASCII码把接收到的ASCII码

41、转换为16进制数。图5-4 调试软件界面图图5-5 调试结果显示5.3 调试界面制作通过CVI程序的编译，运用C语言，设计实现调试界面然后利用CVI软件作出的界面如图5-6图5-6 利用CVI软件作出的界面图调试界面软件程序见附录三程序2结论本文主要详述了AT89C52单片机与PC机的串行通信的实现的设计和内容，AT89S52是一种带8K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROMFlash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能CMOS 8位微处理器。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指

42、令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89S52是一种高效微控制器，所以它的使用前景会是相当广泛与受欢迎。因此我们有必要来学习它与PC机的通信。主要论述内容总结如下：介绍了单片机的在现实生活中的使用情况与应用环境领域，市场前景与未来应用，并对总体设计做了概括性的描述。详述了单片机的发展概况、特点、应用，各个部件的原理，串行口的通信方式，数码显示管的工作原理，使各个部件都能被读者所了解，从而方便人们来认识AT89C52与PC机串行通信的原理。介绍了软件设计，流程，通信协议，初始化，波特率计算等软件上的准备与设计，从而为整个设计的汇编阶段做好准备

43、。最后采用运用汇编语言将整个图纸上的设计变为实际的应用。当然本设计也存在着很大的问题，比如说功能上相对简单容易出错等，这些问题可以在以后的工作中继续完善。经过几个月的毕业设计，因为时间和任务的性质的关系，没有完全按照上述的测试方法进行测试，但经过一些简单的步骤的测试，证明本设计的串行通信的稳定性与实用性。参考文献1 郑人杰. 计算机软件测试技术. 北京: 清华大学出版社, 1992 2 Wolf W, 孙玉芳等译. 嵌入式计算系统设计原理. 北京: 机械工业出版社, 2002 3 郝跃, 马佩军, 张卫东. 功能成品率估算的缺陷特征参数提取法. 电子学报, 2000, 28(8): 76-78

44、4 罗建林. 汉语形式语法中的空位和非常序. 见：陈力为主编. 计算语言学研究与应用. 北京: 北京语言学院出版社，1993. 1-85 Patterson D A & Hennessy J L. Computer organization and design: The hardware/software interface. 2nd Edition, San Francisco: Morgan Kaufmann, 1994 6 Carreira J, Madeira H and Silva J G. Xception: A technique for the experimental ev

45、aluation of dependability in modern computers. IEEE Transactions on Software Engineering, 1998, 24(2): 125-1367 Koopman P and DeVale K. Comparing the robustness of POSIX operating systems. In: Proceedings of the IEEE 29th International Symposium on Fault-Tolerant Computing, Madison, IEEE CS Press, J

46、une 1999, pp. 30-37 8 苗夺谦. Rough Set理论在机器学习中的应用研究博士学位论文. 中国科学院自动化研究所, 北京, 1997 9 南京大学, 天津大学, 重庆大学, 等. 粘滞流体力学. 北京: 高等教育出版社, 198710 GB9078-1996, 工业炉窑大气污染物排放标准.11 Clark D W. The memory system of a high performance personal computer. Xerox Palo Alto Research Center, Tech Rep: CSL-81-1, 198112 MC88100 RS

47、IC Microprocessor Users Manual (Second edition). Englewood Cliffs: Prentice Hall, 199013 2003-1014 梅丽凤，单片机原理及接口技术，北京：清华大学出版社，200415 何立民，单片机应用系统设计，北京：航空航天大学出版社，199016 张毅刚，单片机原理及应用，北京：高等教育出版社，200317 王忠飞 胥芳，MCS-51单片机原理及嵌入式系统应用，西安：西安电子科技大学出版社，200718 晁阳，单片机MCS-51原理及应用开发教程,北京：清华大学出版社，200719 邓亚平、陈昌志，微型计算机接

48、口技术，北京：清华大学出版社，200720 钟睿、张松、余波、伊红春，MCS-51单片机原理及应用开发技术，北京：铁道部出版社，200621 张洪润、刘秀英、张亚凡，单片机应用设计200例，北京：北京航空大学出版社，200622 周杰英、张萍、陈曼娜、郭雪梅、黄方军，微型计算机原理及应用，北京：机械工业出版社，200645致谢经过几个月的努力，终于完成了单片机与PC间通信电路设计这个毕业设计。在此，我要衷心感谢我的指导老师王勇老师，在整个毕业设计过程中，他给予了我悉心的指导和无私的帮助,同时还要感谢同班的许多同学，我们在相互学习和交流中，解决问题共同进步。有了这么多的支持和无私帮助，才使我得以

49、顺利完成毕业设计。衷心感谢在百忙之中评阅论文和参加答辩的各位老师！感谢信息电信科的所有老师，感谢您们为我们的学习与成才创造的各种条件和付出的辛勤劳动。感谢同室室友、师兄、师姐和朋友们在平时的学习、生活中给予了我很大的支持，在此表示衷心的感谢!附录 附录一： 英文文献及翻译Serial communicationComputer serial port is a very general equipment communication protocol (not with universal serial bus Universal Serial Bus or USB mix ). Most c

50、omputer contains two based on the RS232 serial port. The serial also instrumentation equipment universal communication protocol; many GPIB devices with RS-232 port. At the same time, serial communication protocol can be used to access remote data collection devices.Serial communication of the concep

51、t is simple, serial by bit ( bit ) to send and receive byte. Although than byte ( byte ) parallel communication is slow, but the serial port can be used in a line to send data at the same time with the other thread to receive data. It is very simple and can realize remote communication. For example,

52、 IEEE488defines parallel traffic state, required equipment line often must not exceed 20 meters, and arbitrary between two devices must not be longer than 2meters; and for the serial, up to 1200 meters in length.Typically, the serial port for ASCII code character transmission. Communication using3 w

53、ires: (1) the ground, (2) (3) sending, receiving. Due to the asynchronous serial communication port, to send data in a line at the same time another line to receive data. Other lines for the handshake, but not a must. Serial communication is the most important parameter baud rate, data bits, stop bi

54、ts and parity. For the two access port, these parameters must match:A, baud rate: This is a measure of communication speed parameters. It says every second transmission of bit numbers. For example, in 300Potter said packets per second received300 bit. When we mentioned clock cycle, we refers to the

55、baud rate for example if the protocol requires 4800baud rate, so the clock is4800Hz. This means that the serial communication in data line sampling rate is 4800Hz. Usually the telephone line for1440028800 and36600baud rate. Baud rate can be much larger than these values, but the baud rate and invers

56、ely proportional to the distance. Higher baud rate is often used for placing very close communication between the instrument, a typical example is the GPIB device communication.B, data bit: This is a measure of the actual data communication in a parameter. When the computer is sending a packet, the

57、actual data is not8, the standard value is 5,7 and8. How to set up depends on what you want to send a message. For example, the standard ASCII code is 0 127(7). The extended ASCII code is 0 255(8). If the data using a simple text ( ASCII codes ), then each data packet using7 bit data. Each packet is

58、 a byte, including start / stop bit, data bits and parity bits. Since the actual data bits depending on the selected communication protocol, the term packet refers to any communication situations.C, stop bit: used to express individual the last bit of the packet. Typical values are 1,1.5 and2. Becau

59、se the data is in transmission line timing, and each device has its own clock, probably in communication between two devices appeared little synchronization. So stop bit is not only indicates that the transmission end, and provide computer correction clock synchronization opportunity. Applicable to

60、stop bits more, different clock synchronization tolerance degree is bigger, but the data transmission rate at the same time is slow.2, what is the RS-232?RS-232( ANSI/EIA-232) IBM-PC and its compatible computers serial connection standard. Can be used for many purposes, such as connecting the mouse,

61、 printer or Modem, but also can be connected with an industrial instrumentation. Improvement for driving and connection, the practical application the transmission length of RS-232or speed often exceeds the standard value. RS-232is restricted to the PC serial and point-to-point communication between devices. RS-232 serial communication is the most remote of 50 feet.3, what is the RS-4