毕业论文)基于mcs51的两片单片机之间的串行通信接口设计

毕业论文)基于mcs51的两片单片机之间的串行通信接口设计内容摘要：

的串行通信就需要两 RS232，分别接在各自的单片机上，然后再通过他们相连，两单片机实现了通信，才可以继而实现开关控制 LED 闪烁和控制温度显示等。 总之本课题研究的内容最主要是实现两单片机的通信， LED 闪烁和温度控制是他实现的表现形式。 由温度传感器给单片机发送温度，然后在 LCD 上显示，而后是控制 LED 闪烁需要一个开关或按钮，和需要另外一个开关或按钮来实现控制数码管显示加 1，这些通信都是两单片机之间的收发通信，而且是串行通信，所以我们不可能同时实现这些程序，当我们控制 LED闪烁后，需要控制数码 管显示加 1 就得关闭控制 LED 闪烁的开关，然后打开控制数码管的开关才能实现数码管显示加 1。 下面是整个系统的设计思想，用图形表示出来就是如图 31。 图 31 系统框图 两个 RS232 串口服务器之间的接 图 32 设计中采用的 232 芯片 图 32 232芯片其内部是由一个电源电压变换器组成的，它可以将输入的 +5V电压转换成 RS232 输出电平时所需的177。 12V 的电压。 所以采用这种芯片来实现接口电路特别方便，只需单一的 +5V 电源输入即可。 232 芯片的引脚结构如上图所示。 其中芯片的管脚 1～ 6 C1+、 V+、 C C2+、 C V 是用于电源电压的转换，只要在外部接入相应的电解电容就可以了；管脚 7～ 10 及管脚 11～ 14 构成了两组 TTL 电平与 RS232 电平之间的转换电路，这些相对应的管脚就可以直接和单片机串行口的 TTL 电平引脚直接相连接了。 RS232 连接方式 两 RS232 把他们连接起来就可以构成一个实用的系统，用一个图就可以很清晰的看清楚他们之间的连接，如图 33。 图 33 两 RS232 的连接 如果甲方准备好之后，乙方 就会产生呼叫（ RI）有效，同时也准备好（ DSR）。 同时甲方 RTS 和 CTS 相连接，而且还要和 DCD 互连。 也即是，如果甲方请求发送（ RTS），就会得到允许（ CTS），同时，也可以使乙方 DCD 有效，这是就是检测到了载波信号。 甲方的 TX 和乙方的 RXD 相连接，就是一发一收。 串行通信中，线路空闲时，线路的 TTL 电平总是高的，经反向 RS232 的电平总是低的，一个数据的开始 RS232 线路为高电平，结束时 RS232 线路为低电平，数据总是总低位向高位一位一位的传输。 TTL 电平串行数据帧格式如图 36： 图 34 TTL 电平 串行数据帧格式 RS232 电平串行数据帧格式如图 35： 图 35 RS232 电平串行数据帧格式 用 Protues 仿真软件画出实际 RS232 之间的连接电路图如图 36。 图 36 RS232 之间的连接电路图 RS232 的标准就是将 +3V +15V , 3V 15V 的电平作为通讯的高低电平使用，所谓的信号强弱是和电压、电流有关，通常 RS232 的通讯电流都在5mA10mA 左右，如果导线过长，电损耗相对也会加大，那么电压就会下 降，这样便会影响到信号识别。 开始通信时，信号线为空闲（逻辑 1）模式时，如果检测到从 1 跳变到 0 时，便开始接收时钟吲数。 如果检测到 8 个时钟，便要对对输入的信号进行检测，如果仍然是低电平，就确认这就是“起始位” ,而不是干扰得信号；在起始位被收端检测到后，这期间隔 16 个接收的时钟，每检测一次输入信号，就会把相对应的值作为 DO 的位数据。 如果是逻辑 1 的话，则作为数据位 1。 每当隔 16 个接收时钟的时候，对输入的信号再检测一次，我们就把相对应的值作为 D1 位数据，直到全部数据位都已经输入；当检测校验位 P 和数据位个数及校验位 之后，接下来通信接口电路则会收到停止位如果此时没有收到逻辑 1，就是出错了，在状态寄存器中设置”帧错误晰志；在这一帧信息全部都接收完之后，我们把线路上所有出现的高电平作为空闲位；每当信号再一次变为低电平的时候，就会开始进入下一帧检测。 这其中，字符帧开头的开头是起始位，总共占 1 位，始终都为逻辑0 电平，用于表示接收设备向发送端开始发送信息。 始位之后就是数据位，他们可以设置成 8 位，低位的在前高位的在后。 数据位之后是奇偶校验位，仅仅占一位，用它来表示单片机串行通信中采用的是奇校验还是偶校验。 时钟 电路的作用 时钟电路的核心是个比较稳定的晶体振荡器，晶体振荡器产生正弦波，把频率进行分频，处理，形成时钟脉冲，提供一个符合单片机要求的脉冲宽度和电平范围的复位信号，以使单片机回到初始状态重新开始 图 37 内部方式时钟电路 LED 的接入 图 38 发光二极管的接入 温度采集与显示 DS18B20 温度传感器 DS18B20 内部主要由 4 部分组成： 64 位光刻 ROM、温度传感器、非易失性温度报警触发器 TH 和 TL、配置寄存器等。 以下是 DS18B20 的内部结构图，如图 39。 图 39 DS18B20 的内部结构图 温度传感器与单片机的连接 DS18B20 与 51 单片机的连接非常简单，只须把 DS18B20 的数据线 DQ 与 51单片机的一根并口线连接即可， 51 单片机通过这根并口就能实现对 DS18B20 的所有操作， DS18B20 的电源可采用外部电源供电，也可采用内部寄生电源供电。 当外部电源供电时， VDD 接外部电源， GND 接地。 当采用内部寄生电源供电时，VDD 与 GND 一起接地。 另外，也可用多片 DS18B20 连接组网形成多点测温系统，在多片连接时， DS18B20 必须采用外部电源供电方式。 本次设计采 用的是外部电源供电方式， B 机与温度传感器电路连接如图 310。 图 310 温度传感器与 mcs51 单片机（ B 机）的连接 B 机控制 DS18B20 温度转换 根据 DS18B20 的通信协议， B 机控制 DS18B20 完成温度转换必须经过三个步骤：每一次读写之前都要对 DS18B20 进行复位，在复位成功之后就会发送 ROM指令一条，最后就是发送 RAM 指令了，这样就能对 DS18B20 温度传感器进行预定操作。 每一次的命令及数据的传输都是从 B 机主动启动写时序开始，如果要 A机回送数据，在进行命令的编写后， B 机需要启动读时序完成数据接收。 数据及命令的传输都是低位在前。 时序分为初始化的时序，读时的时序和写时的时序。 复位时要求 B 机 CPU 将数据线下拉 500s，然后释放， DS18B20 收到信号后等待15～ 60s左右，后发出 60～ 240s的低电平， B机 CPU收到此信号则表示复位成功。 ? 读时序可以分为读“ 0”时时的时序和读“ 1”时的时序两个过程。 对于 DS18B20温度传感器的读时序是从 B 机把单总线拉低，之后 15s 之内释放 A 机，以让DS18B20 温度传感器把数据传输到 A 机上。 DS18B20 温度传感器完成一个读的时序最少需要 60s。 ? 对于 DS18B20 的写时的时序仍然是分为写“ 0”时序和写“ 1”时序两个过程。 DS18B20 温度传感器写“ 0”时序和写“ 1”时序的要求有所不同，当我们要写“ 0”时序时，单片机的单总线就会被拉低最少 60s，以保证 DS18B20 温度传感器能够在 15s 到 45s 之间正确地采样总线上的“ 0”电平；当要写“ 1”时，单总线被拉低之后，在 15s 之内就得释放 A 机。 LCD 和数码管与单片机的连接和排阻的接入 排阻的选择 排阻，是一排电阻的简称。 一个排阻是由 n 个电阻构成的，那么它就有 n+1只引脚，我们知道，内存在处理、传输数据时会产生大小不一的工作电流。 而在内存颗粒走线的必经之处安装一排电阻，则能够帮助内存起到稳压作用，让内存工作更稳定。 从而提升内存的稳定性，增强内存使用寿命。 上拉、限流。 和普通电阻一样，相比而 言简化了 PCB 的设计、安装，减小空间，保证焊接质量。 在 MCS51 单片。