本科毕业论文全文：基于msp430单片机和pc机串口通信

本科毕业论文全文：基于msp430单片机和pc机串口通信内容摘要：

的串口都符合符合 RS232 通信协议，如图 10， 开始位 数据 位 奇偶校验位 停止位 图 10 RS232通信协议 所以下位机（ 单片机 ） 和 PC的波特率和开始位和奇偶校验位和停止位相同就可以实现串口通信。 下位机（单片机）通过配置寄存器图现实波特率为 位为 1位、数据位为 8位、无奇偶校验位、停止位 1位。 如 配置串口控制寄存器UCTL。 UCTL=0x10,就配置好的停止位、数据位、奇偶校验位、开始位就这么简单。 在下位机软件编程中，因为的 MSP430单片机的引脚都第二功能，而串口是第二功能，所以必 须要让单片机的引脚进入第二功能。 字符在 TFT的现实原理。 PC机和单片机显示字符原理类似， 通过的点阵的形式进行显示。 如字符 ’A’的点阵图 的 点阵为：宽 x高 =8x16 ，通过 zimov2软件生成 C语言数组， /* 文字 : A */ /* 宋体 12。 此字体下对应的点阵为：宽 x高 =8x16 */ 0x00,0x00,0x00,0x10,0x10,0x18,0x28,0x28,0x24,0x3C,0x44,0x42,0x42,0xE7,0x00,0x00 取存在单片机的代码段，然后通 过软件编程，显示你需要的字符。 实 现PC机和单片机液晶 TFT字符显示 具体的流程图如图 11 16 图 11 MSP430F149 的串口 通信程序 流程图 的程序编写， DS18B20 是单总线通信协议，对时序的要求非常严格。 所以需要精确定时，单片机 MSP430F149 的定时器功能强大，通过合理配置定时器的寄存器可以实现精确定时， DS18B20 在数据位传输的时候低位在前，这点非常重要， DS18B20 在进行温度启动和温度转换、温度读取的时候必须先进行复位操作，具体操作看 图 12 流程图 17 图 12 DS18B20 的流程图 18 SerialPort类的介绍 上位机串口通信程序的开发平台是基于 Windows 操作系统 的 VS2020 环境。 VS2020 软件界面非常方便友好，编程工作量相对较小，只需进行主要应用功能的编程和少量界面控制的编程。 上位机程序设计的关键技术是 运用 C语言结合NET Framework 中提供 的 SerialPort 类，该类主要实现串口数据通信等 应用。 下面主要介绍该类的主要属性（表 2）和方法（表 3）。 表 2 SerialPort 类 的常用属性 名 称 说 明 BaseStream 获取 SerialPort 对象的基础 Stream 对象 BaudRate 获取或设置串行波特率 BreakState 获取或设置中断信号状态 BytesToRead 获取接收缓冲区中数据的字节数 BytesToWrite 获取发送缓冲区中数据的字节数 CDHolding 获取端口的载波检测行的状态 CtsHolding 获取 ―可以发送 ‖行的状态 DataBits 获取或设置每个字节的标准数据位长度 DiscardNull 获取或设置 一个值，该值指示 Null 字节在端口和接收缓冲区之间传输时是否被忽略 DsrHolding 获取数据设置就绪 (DSR) 信号的状态 DtrEnable 获取或设置一个值，该值在串行通信过程中启用数据终端就绪 (DTR) 信号 Encoding 获取或设置传输前后文本转换的字节编码 Handshake 获取或设置串行端口数据传输的握手协议 IsOpen 获取一个值，该值指示 SerialPort 对象的打开或关闭状态 NewLine 获取或设置用于解释 ReadLine( )和 WriteLine( )方法调用结束的值 19 Parity 获取或设置奇偶校验检查协议 名 称 说 明 ParityReplace 获取或设置一个字节，该字节在发生奇偶校验错误时替换数据流中的无效字节 PortName 获取或设置通信端口，包括但不限于所有可用的 COM 端口 ReadBufferSize 获取或设置 SerialPort 输入缓冲区的大小 ReadTimeout 获取或设置读取操作未完成时发生超时之前的毫秒数 ReceivedBytesThreshold 获取或设置 DataReceived 事件发生前内部输入缓冲区中的字节数 RtsEnable 获取或设置一个值，该值指示在串行通信中是否启用请求发送 (RTS) 信号 StopBits 获取或设置每个字节的标准停止位数 WriteBufferSize 获取或设置串行端口输出缓冲区的大小 WriteTimeout 获取或设置写入操作未完成时发生超时之前的毫秒数 表 3 SerialPort 类的常用方法 方 法 名 称 说 明 Close 关闭端口连接，将 IsOpen 属性设置为 False， 并释放内部 Stream 对象 Open 打开一个新的串行端口连接 Read 从 SerialPort 输入缓冲区中读取 ReadByte 从 SerialPort 输入缓冲区中同步读取一个字节 ReadChar 从 SerialPort 输入缓冲区中同步读取一个字符 ReadLine 一直读取到输入缓冲区中的 NewLine 值 ReadTo 一直读取到输入缓冲区中指定 value 的字符串 Write 已重载。 将数据写入串行端口输出缓冲区 WriteLine 将指定的字符串和 NewLine 值写入输出缓冲区 20 基 于 Winform的可视化应用程序设计 串口毕业设计应用软件基于微软的 VS2020 开发平台。 运用 VS2020 提供的 Winform 的可视化 界面。 利用 工具中提供的 SerialPort 类、 Button 类、 Text 类等实现串口的波特率，串口号，停止位，数据位，起始位，接受数据显示区，发送数据显示区，温度显示。 具体步骤如下 （ 1） 打开 VS2020开发软件 图 13 启动 VS2020 （ 2）打开文件 —新建 —windows 窗体应用程序 21 图 14 创建 Winform 窗口程序 （ 3） 打开左边的工具箱增加 SerialPort控件、 Button控件 、 Text控件等 然后拖入Winform界面中 图 15 在 Winform 窗口程序中加入需要的控件 （ 4） 在 Winform界面中，点击 SerialPort类，在界面的右下角出现属性，设置波特率 1200、停止位 开始位 数据位 8位、串口号。 22 图 16 设置 SerialPort 的属性 （ 5）在 Winform界面中，内部代码实现见附录 3上位机代码 23 （ 6）生成的应用程序 图 17 最后生成 上位机控制界面 24 第五章 : 系统测试及结果分析 测试结果的记录 验证 PC机通过 RS232口传输字符到单片机并控制 TFT液晶显示 图 18 上位机和单片机串口通信显示结果 25 图 19 上位机通过串口发送给单片机字符显示结果 图 20 单片机接受 PC 机的字符并在 TFT 显示字符结果 26 验证单片机通过串口把 DS18B20实时温度传递给 PC机显示 图 21 PC 机显示通过串口接受 DS18B20 的温度 结果 PC机接受单片机通过串口发来的字符 图 22 PC 机显示通过串口接受单片机发来的字符 结果 27 验证通过上位机的应用程序的按钮控制单片机的 TFT使显示内容 图 23 单片机发送图标命令显示新华学院图标 结果 28 图 24 单片机接受图标命令显示新华学院图标 结果 图 25 上位机通过串口发送校训命令给单片机 结果 图 26 单片机接受校训命令显示新华学院校训 结果 29 测试结果的分析 通过无数次的修改程序，终于达到毕业设计要求的结果。 图 17 结果 分析通过PC 机的串口向单片机串口发送一段英语字符验证单片机是否可以正确的接受并显示在 TFT 液晶显示器上。 图 20 结果 分析，通过 DS18B20 采集室内温度，DS18B20 将采集的数据发送给单片机进行分析处理，然后把处理好的数据通过串口发送 PC 机显示。 结 论 串行通信端口在系统控制的范畴中一直占据着及其重要的地位，它不仅没有因为时代的进步而遭淘汰，反而在规格上越来越完善，应用也越来越广泛。 作为一种基本而又灵活方便的通信方式，串口通信被广泛应用于 PC 与单片机之间的数据交换以及其他工业控制与自动控制中。 本设计给出了上位 PC 机与下位单片机（ MSP430F149）之间进行异步串行通信的解决方案，实现了上位机 与 下位机的双向通信功能。 上位机应 用 VS2020 开发工具 ， 运用 C语言和 Net Framework 提供的 SerialPort 类设计的 可视化应用 程序 界面 ，使 系统 控制界面化，可视化，给工 业控制提供了 方便。 通过本次毕业设计，使我对单片机和 PC 机的串口通信有的深刻的了解，从中学习很多知识，虽然遇到很多问题，通过请教和自我学习得到解决，加强自我面对困难的信心。 30 参考文献 [1] 张晞，王德银，张晨 . MSP430 系列单片机实用 C 语言程序设计 [M]. 北京：人民邮电出版社， 2020. [2] MSP430 F149 数据手册 讯通科技 [3] 12864C1 液晶显示器 数据手册 讯通科技 [4] 胡大可， MSP430 系列 FLASH 型超低功耗 16 位单片机 [M]北京：北京航空航天大学出版 2020 [5] MSP430 F149 用户手册 [6]陈明荧． 8051 单片机课程设计实训教材 [M]. 清华大学出版社， 2020： 28—43. [7] 秦实宏，周龙等．单片机原理与应用技术 [M]. 中国水利水电出版社， 2020： 35—50. [8] 求是科技．单片机通信技术与工程实践 [M]. 人民邮电出版社， 2020：。