..摘要我所做的是單片機串行通信發射機，它能顯示數字信號，還能將信號發射出去。采用串行工作方式，能顯示00-99的數字，用單片機89C51來控制，采用共陽極數碼顯示，軟件局部由匯編語言編寫。單片機串行通信發射機是用來發射信息，能完成信息準確無誤的顯示發射，使信息能夠在兩地之間傳遞，給人們在通信上帶來方便。發射機設計的思路是:由一片單片機來控制信息的發射、存儲和顯示，用匯編語言編寫發射程序和顯示程序，使硬件和軟件加以結合，完成發射機的設計。硬件的設計要考慮多方面，以自己設計的目的為出發點，設計合理的方案。發射機需要硬件和軟件的配合、補充，軟件編寫要和接收機達成一樣的通信協議，這樣才能完成預期的效果。AbstractIdidthatSingleChipMicroputermunicationtransmitter,itcandisplaydigitalsignals,butalsothesignallaunch.Serialwork,itcandisplaythenumberfrom00to99,the89C51single-chipmicroputertocontroltheuseofatotalofanodedigitaldisplay,thesoftwarepreparedbytheassemblylanguage.Single-chipserialmunicationtransmitterisusedtolaunchinformation,accurateinformationtopletethelaunchoftheshow,sothatinformationcanpassbetweenthetwoplaces,tobringpeopletofacilitatemunication.Transmitterdesignistheidea:fromasingle-chipmicroputertocontrolthelaunchofinformation,storageanddisplay,usingassemblylanguageproceduresforthepreparationofthelaunchanddisplayprocedures,sothatbinationofhardwareandsoftwaretopletethedesignoftransmitters.Thedesignofhardwaretoconsidervariousaspects,thepurposeoftheirowndesignasastartingpoint,well-designedprogram.Transmittersneedtotieinwiththehardwareandsoftware,addedthatthesoftwaredevelopment,andreceiverstoachievethesamemunicationprotocolinordertopletethedesiredeffect.目錄摘要IAbstractI目錄II1緒論〔前言〕12硬件電路設計32.1硬件的根本組成32.2電路圖32.3硬件介紹32.3.1單片機概述32.3.2AT89C51單片機簡介52.4單片機的串行接口102.4.1根本概念102.4.2MCS-51的串行和控制存放器112.5數碼顯示管132.6硬件的焊接及調試過程152.6.1硬件的焊接152.6.2硬件的調試機器故障排除163軟件的設計和調整過程193.1程序流程圖193.2通信協議193.2.1串行口控制存放器SCON的設置203.2.2定時器的初始化設置203.2.3波特率計算203.2.4發射程序213.3編譯軟件的使用和PLDA的使用213.3.1編譯軟件的使用和編譯過程213.3.2PLDA的使用……………………213.4燒片214單片機串行通信領域的擴展224.1無線發射電路組成及工作原理：224.2單片機串口接口234.2.1擴展串行口與單片機的連接244.2.2操作指令244.2.3基于TTL電路的設計方案和工作原理25結論26參考文獻28致謝29附錄A30緒論〔前言〕我所做的單片機串行通信發射機，參考有關的書籍和資料，個人完成電路的設計、焊接、檢查、調試，再根據自己的硬件和通信協議用匯編語言編寫發射和顯示程序，然后加電調試，最終到達準確無誤的發射和顯示。在這過程中需要選擇適當的元件，合理的電路圖扎實的焊接技術，根本的故障排除和糾正能力，會使用根本的儀器對硬件進展調試，會熟練的運用匯編語言編寫程序，會用相關的軟件對自己的程序進展翻譯，并燒進芯片中，要與對方接收機統一通信協議，要耐心的反復檢查、修改和調試，直到到達預期目的。單片機串行通信發射機采用串行工作方式，發射并顯示兩位數字信息，既顯示00-99，使數據能夠在不同地方傳遞。硬件局部主要分兩大塊，由AT89C51和多個按鍵組成的控制模塊，包括時鐘電路、控制信號電路，時鐘采用6MHZ晶振和30pF的電容來組成內部時鐘方式，控制信號用手動開關來控制，P1口來控制，P2、P3口產生信號并通過共陽極數碼管來顯示，軟件采用匯編語言來編寫，發射程序在通信協議一致的情況下完成數據的發射，同時顯示程序對發射的數據加以顯示。畢業設計的目的是了解根本電路設計的流程，豐富自己的知識和理論，穩固所學的知識，提高自己的動手能力和實驗能力，從而具備一定的設計能力。我做得的畢業設計注重于對單片機串行發射的理論的理解，明白發射機的工作原理，以便以后單片機領域的開發和研制打下根底，提高自己的設計能力，培養創新能力，豐富自己的知識理論，做到理論和實際結合。本課題的重要意義還在于能在進一步層次了解單片機的工作原理，內部構造和工作狀態。理解單片機的接口技術，中斷技術，存儲方式，時鐘方式和控制方式，這樣才能更好的利用單片機來做有效的設計。我的畢業設計分為兩個局部，硬件局部和軟件局部。硬件局部介紹：單片機串行通信發射機電路的設計，單片機AT89C51的功能和其在電路的作用。介紹了AT89C51的管腳構造和每個管腳的作用及各自的連接方法。AT89C51與MCS-51兼容，4K字節可編程閃爍存儲器，壽命：1000次可擦，數據保存10年，全靜態工作：0HZ-24HZ，三級程序存儲器鎖定，128*8位內部RAM，32跟可編程I/O線，兩個16位定時/計數器，5個中斷源，5個可編程串行通道，低功耗的閑置和掉電模式，片內震蕩和時鐘電路，P0和P1可作為串行輸入口，P3口因為其管腳有特殊功能，可連接其他電路。例如P3.0RXD作為串行輸出口，其中時鐘電路采用內時鐘工作方式，控制信號采用手動控制。數據的傳輸方式分為單工、半雙工、全雙工和多工工作方式；串行通信有兩種形式，異步和同步通信。介紹了串行串行口控制存放器，電源管理存放器PCON，中斷允許存放器IE，還介紹了數碼顯示管的工作方式、組成，共陽極和共陰極數碼顯示管的電路組成，有動態和靜態顯示兩種方式，說明了不同顯示方法與單片機的連接。再后來還介紹了硬件的焊接過程。硬件焊接好后的檢查電路、不裝芯片上電檢查及上電裝芯片檢查。軟件局部：在了解電路設計原理后，根據原理和目的畫出電路流程圖，列出數碼顯示的斷碼表，計算波特率，設置串行口，在與承受機設置一樣的通信協議的根底上編寫顯示和發射程序。編寫完程序還要進展編譯，這就必須會使用編譯軟件。介紹了編譯軟件的使用和使用過程中遇到的問題，及在編譯后燒入芯片使用的軟件PLDA，后來的加電調試，及遇到的問題，在沒問題后與承受機連接，發射數據，直到對方準確接收到。在軟件調試過程中將詳細介紹調試遇到的問題，例如：通信協議是否一樣，數碼管是否與芯片連接對應，計數器是否開場計數等。我所設計的單片機串行接口現在已經開展到無線收發的階段，本文參考無線發射局部就是參考南華大學黃智偉、朱衛華的"單片機與嵌入式系統應用"一文，該串行無線發射電路構造簡單、工作可靠，可方便地在單片機與單片機之間，構成一個點對點、一點對多點的無線串行數據傳輸通道。單片機無線串行接口電路由MICRF102單片發射器芯片、MICRF007單片接收器芯片組成，工作在300~440MHzISM頻段；具有ASK調制和解調能力，抗干擾能力強，適合工業控制應用；采用PLL頻率合成技術，頻率穩定性好；接收靈敏度高達－96dBm，最大發射功率達－2.5dBm；數據速率可達2Kb/s；低工作電壓：4.75~5.5V；功耗低，接收時電流3mA，發射時電流7.75mA，接收待機狀態僅為0.5μA，發射待機狀態僅為1.0μA；可用于單片機之間的串行數據無線傳輸，也可在單片機數據采集、遙測遙控等系統中應用。最后介紹了畢業設計做完后的結論以及自己的心得體會。2硬件電路設計2.1硬件的根本組成單片機89C51、6M晶震、30pF電容、22uf/10V電容、1K電阻、共陽極數碼顯示管、按鍵。2.2電路圖〔見附錄A〕2.3硬件介紹單片機概述單片機也被稱作"單片微型計算機〞、"微控制器〞、"嵌入式微控制器〞。單片機一詞最初是源于"SingleChipMicroputer〞,簡稱SCM。隨著SCM在技術上、體系構造上不斷擴展其控制功能，單片機已不能用"單片微型計算機〞來表達其內涵。國際上逐漸采用"MCU〞(MicroControllerUnit)來代替，形成了單片機界公認的、最終統一的名詞。為了與國際接軌，以后應將中文"單片機〞一詞和"MCU〞唯一對應解釋。在國內因為"單片機〞一詞已約定俗成，故而可繼續沿用。.1單片機的開展歷史如果將8位單片機的推出作為起點，那么單片機的開展歷史大致可以分為以下幾個階段：第一階段〔1976—1978〕：單片機的探索階段。以Intel公司的MCS-48為代表。MCS-48的推出是在工控領域的探索，參與這一探索的公司還有Motorola、Zilog等。都取得了滿意的效果。這就是SCM的誕生年代，"單片機〞一詞即由此而來。第二階段〔1978—1982〕：單片機的完善階段。Intel公司在MCS-48根底上推出了完善的、典型的單片機系列MCS-51。它在以下幾個方面奠定了典型的通用總線型單片機體系構造。1.完善的外部總線。MCS-51設置了經典的8位單片機的總線構造，包括8位數據總線、16位地址總線、控制總線及具有多機通信功能的串行通信接口。2.CPU外圍功能單元的集中管理模式。3.表達工控特性的地址空間及位操作方式。4.指令系統趨于豐富和完善，并且增加了許多突出控制功能的指令。第三階段〔1982—1990〕：8位單片機的穩固開展及16位單片機的推出階段，也是單片機向微控制器開展的階段。Intel公司推出的MCS-96系列單片機，將一些用于測控系統的模數轉換器、程序運行監視器、脈寬調制器等納入片中，表達了單片機的微控制器特征。第四階段〔1990—〕：微控制器的全面開展階段。隨著單片機在各個領域全面、深入地開展和應用，出現了高速、大尋址X圍、強運算能力的8位/16位/32位通用型單片機，以及小型廉價的專用型單片機。.2單片機的開展趨勢目前，單片機正朝著高性能和多品種方向開展，今后單片機的開展趨勢將是進一步向著CMOS化、低功耗化、低電壓化、低噪聲與高可靠性、大容量化、高性能化、小容量、低價格化、外圍電路內裝化和串行擴展技術。隨著半導體集成工藝的不斷開展，單片機的集成度將更高、體積將更小和功能將更強。.3單片機的特點單片機主要有如下特點：1.有優異的性能價格比。2.集成度高、體積小、有很高的可靠性。單片機把各功能部件集成在一塊芯片上，內部采用總線構造，減少了各芯片之間的連線，大大提高了單片機的可靠性和抗干擾能力。另外，其體積小，對于強磁場環境易于采取屏蔽措施，適合在惡劣環境下工作。3.制功能強。為了滿足工業控制的要求，一般單片機的指令系統中均有極豐富的轉移指令、I/O口的邏輯操作以及位處理功能。單片機的邏輯控制功能及運行速度均高于同一檔次的微機。4.低功耗、低電壓，便于生產便攜式產品。5.外部總線增加了I2C〔Inter-IntegratedCircuit〕及SPI(SerialPeripheralInterface)等串行總線方式，進一步縮小了體積，簡化了構造。6.單片機的系統擴展和系統配置較典型、規X，容易構成各種規模的應用系統。.4單片機的應用由于單片機具有顯著的優點，它已成為科技領域的有力工具，人類生活的得力助手。它的應用普及各個領域，主要表現在以下幾個方面：1.單片機在智能儀表中的應用2.單片機在機電一體化中的應用3.單片機在實時控制中的應用4.單片機在分布式多機系統中的應用5.單片機在人類生活中的應用單片機已成為計算機開展和應用的一個重要方面，另一方面，單片機應用的重要意義還在于，它從根本上改變了傳統的控制系統設計思想和設計方法。從前必須由模擬電路或數字電路實現的大局部功能，現在已能通過單片機來實現了。這種用軟件代替硬件的控制技術也稱為微控制技術，是對傳統控制技術的一次革命。A：由單片機組成控制器的構造和特點：單片微型計算機是微型計算機開展中的一個重要分支，是把構成一臺微型計算機的主要部件如中央處理器(CPU)、存儲器(RAM/ROM)和各種功能I/O接口集成在一塊芯片上的單芯片微型計算機(SingleChipMicroputer),簡稱單片機.由于它的構造與指令功能都是按工業控制要求設計的,且近年來單片機著力擴展了各種控制功能如A/D、PWM等,因此我們更多時候稱其為一個單片形態的微控制器(SingleChipMicroController),或直接稱其為微控制器(MicroController)。B：用單片機組成的微機控制系統具有以下特點:1.受集成度限制,片內存儲器容量較小,一般片內ROM小于4—8K字節,片內RAM小于256字節;但可在外部進展擴展,如MCS—51系列單片機的片外可擦可編程只讀存儲器(EPROM)、靜態隨機存儲器(SRAM)可分別擴展至64K字節。2.可靠性高。單片機芯片本身是按工業控制環境要求設計的,其抗工業噪聲的能力優于一般通用CPU;程序指令及其常數、表格固化在ROM中不易破壞;常用信號通道均在一個芯片內,故可靠性高。3.易擴展。片內具有計算機正常運行所必須的部件,芯片外部有許多供擴展用的總線及并行、串行輸入/輸出端口,很容易構成各種規模的微機控制系統。4.控制功能強。為了滿足工業控制要求,單片機的指令系統中有極豐富的條件分支轉移指令、I/O口的邏輯操作以及位處理功能。一般來說,單片機的邏輯控制功能及運行速度均高于同一檔次的微處理器。5.一般的單片機內無監控程序或系統管理軟件,軟件開發工作量大。但近年來已開場出現了片內固化有BASIC解釋程序及FROTH操作系統的單片機,使單片機系統的開發提高了一個新水平。此外,單片機本錢低、集成度高、控制功能多,可靈活地組裝成各種智能控制裝置,并能有針對性設計成專用系統,解決從簡單到復雜的各種需要,實現最正確的性價比。特別是單片機與傳統機械產品相結合,使原有機械產品的構造簡化、控制智能化。如數控機床就是典型實例。近年來,單片機開展極快,其產量占微機產量的70%以上。目前，至少有50個系列400余種機型，性能和構造各不一樣,INTEL、MOTOROLA、ZILCG等公司都有系列單片微型計算機。國內普及的幾乎都是INTEL公司的產品。2.3.2AT89C51單片機簡介〔1〕AT89C51引腳功能說明：·Vcc：電源電壓·GND：地·P0口：PO口是一組8位漏極開路行雙向I/O口，也既地址/數據總線復用口。可作為輸出口使用時，每位可吸收電流的方式驅動8個TTL邏輯電路，對端口寫"1〞可作為高阻抗輸入輸入端用。在訪問外部數據存儲器時，這組口線分時轉換地址〔低8位〕和數據總線復用，在訪問期間激活內部上拉電阻。在Flash編程時，PO口接收指令字節，而在程序校驗時，輸出指令字節，校驗時，要求接上拉電阻。·P1口：P1口是一個內部上拉電阻的8位雙向I/O口，P1的輸入緩沖級可驅動〔吸收或輸出電流〕4個TTL邏輯門電路。對端口寫"1〞，通過內部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸出口。作輸入口時，因為內部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時輸出一個電流〔I〕。Flash編程和程序校驗期間，P1口接收8位地址。·P2口：P2口是一個帶有內部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2的輸入緩沖極可以驅動〔輸入或輸出電流〕4個TTL邏輯門電路。對端口"1〞，通過內部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時和作為輸出口，作輸出口時，因為存在內部上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流。在訪問外部存儲器或1位地址的外部數據存儲器〔例如執行MOVXDPTR指令〕時，P2口送出高8位地址數據。在訪問8位地址的外部數據存儲器〔如執行MOVXRI指令〕時，P2口線的內容〔也既特殊功能存放器〔SFR〕區中R2存放器的內容〕，在整個訪問期間不改變。Flash編程或校驗時，P2亦接收高地址和其他控制信號。·P3口：P3口是一組帶有內部上拉電阻的8位雙向I/O口，，P1的輸入緩沖級可驅動〔吸收或輸出電流〕4個TTL邏輯門電路。對P3口寫入"1〞時，它們被內部上拉電阻拉高并可作為輸出端口。作輸出端口時，被外部拉低的P3口將用上拉電阻輸出電流。P3口除可作為一般的I/O口線外，更重要的用途是它的第二功能，如表2.1所示：·RST：復位輸出。當震蕩器工作時，RST引腳出現兩個機器周期以上高電平使機器復位。·ALE/當訪問外部程序存儲器或數據存儲器時，ALE〔地址鎖存允許〕輸出脈沖用于鎖存地址的低8位字節，即使不訪問外部字節，ALE仍時鐘震蕩頻率的1/6輸出固定的正脈沖信號，因此它可對外輸出時鐘脈沖或用于定時目的。要注意的是：每次訪問外部存儲器時將跳過一個ALE脈沖。對Flash存儲器編程期間，該引腳還要輸入編程脈沖〔〕。如有必要，可通過對特殊功能存放器〔SFR〕區中的8EH單元的D0位置位，可制止ALE操作。該位置位后，只有一條MOVX和MOVC指令可激活。此外，此引腳會被微弱拉高，單片機執行外部程序時，應該置ALE無效。·：程序存入允許〔〕輸出的是外部程序存儲器的讀選通信號，當AT89C51由外部程序取指令〔或數據〕時，每個機器周期兩次有效，既輸出兩個脈沖。在此期間，當訪問外部數據存儲器，這兩次有效的信號不出現。·EA/VPP：外部訪問允許。欲使CPU僅訪問外部程序存儲器〔地址為0000H--FFFFH〕，EA端必須保持低電平〔接地〕。要注意的是：如果加密位LB1被編程，復位時內部會鎖存EA端狀態。Flash存儲器編程時，該引腳加上+12V的編程允許電源Vpp，當然這必須是該器件是使用12V的編程電壓Vpp。·XTAL1：震蕩器反向放大器及內部時鐘的輸入端。·XAAL2：震蕩器反向放大器的輸出端。·時鐘震蕩器：AT89C51中有一個構成內部震蕩器的高增益反向放大器，引腳XTAL1和XTAL2分別是該放大器的輸入端和輸出端。這個放大器與作為反響元件的片外石英或陶瓷震蕩器一起構成自激震蕩器震蕩電路如圖。外接石英晶體〔或陶瓷震蕩器〕及電容C1、C2接在放大器的震蕩回路中構成并聯震蕩電路。對外接電容C1、C2雖然沒有非常嚴格的要求，但電容的大小會輕微影響震蕩頻率的上下、震蕩工作的穩定性、起震的難易程序及溫度穩定性，如果使用石英晶體，推薦使用30pF±10pF，而如果使用陶瓷諧振器建議選擇40pF±10pF。用戶還可以采用外部時鐘，采用外部時鐘如下圖。在這種情況下，外部時鐘脈沖接到XTAL1端，既內部時鐘發生器的輸入端，XTAL2懸空。圖2.3內部震蕩電路圖2.4外部震蕩電路由于外部時鐘信號是通過一個2分頻的觸發器后作為內部時鐘信號的所以外部表2.2AT89C51存放器存放器內容存放器內容PC0000HTMOD00HACC00HT00HB00HTH000HPSW00HTLO00HSP07HTH100H0DPTR0000HTH100HP1—P30FFHSCON00HIP**x00000SBUF不定IE0**x00000PCON0**x00000時鐘的占空比沒有特殊要求，但最小高電平持續的時間和最大低電平持續的時間應符合產品技術條件的要求。·Flash閃速存儲器的編程：AT89C51單片機內部有4K字節的FlashPEROM，這個Flash存儲存儲陣列出廠時已處于擦除狀態〔既所有存儲單元的內容均為FFH〕，用戶隨時可對其進展編程。程序接收高電壓〔+12V〕或低電壓〔Vcc〕的允許編程信號。低電壓編程模式，適用與用戶在線編程系統。而高電平模式可與通用EPROM編程程序兼容。·編程方法：編程前需設置好地址、數據及控制信號，編程單元的地址就、加在P1口和P2口的P2.0—P2.3〔11位地址X圍為0000H—0FFFH〕，數據從P0口輸入，引腳P2.6、P2.7和P3.6、P3.7的電平設置見表。PSEN為低電平，RST保持高電平，EA/Vp引腳是編程電源的輸入端，按要求加上編程電壓，ALE/PROG引腳輸入編程脈沖〔負脈沖〕編程時可采用4—20MHz的時鐘震蕩器AT89C51的編程方法如下：1.0在地址線上加上要編程單元的地址信號。1.在數據線上加上要寫入的數據字節。2.激活相應的控制信號。3.在高電壓編程時，將EA/Vpp端加上+1V編程電壓。4.每對Flash存儲陣列寫入一個字節，加上一個ALE/PROG編程脈沖。〔2〕AT89C51控制信號RST/VPD〔9腳〕復位信號時鐘電路工作后，在引腳上出現兩個機器周期的高電平，芯片內部進展初始復位，復位后片內存儲器的狀態如表所示，P1—P3口輸出高電平，初始值07H寫入堆棧指針SP、清0程序計數器PC和其余特殊功能存放器，但始終不影響片內RAM狀態，只要該引腳保持高電平，89C51將循環復位，，RAT/VPD從高電平到低電平單片機將從0號單元開場執行程序，另外該引腳還具有復用功能，只要將VPD接+5V備用電源，一旦Vcc電位突然降低或斷電，能保護片內RAM中的信息不喪失，恢復電后能正常工作。AT89C81通常采用上電自動復位和開關手動復位，我們采用的是手動復位開關：手動開關未按下之前，電容正極處于家電狀態，當按鍵按下去后，VCC與GND導通，電容放電，從而實現放電。2.4單片機的串行接口MCS-51單片機內部有一個全雙工的串行接收和發射緩沖器〔SBUFF〕，這兩個在物理上獨立的接收發射器，即可以接收也可以發射數據，但接收緩沖器只可以讀出不能寫入，而發送緩沖器只能寫入不能讀出，它們的地址是99H。這個通信口即可以用于網絡通信，亦可以實現串行異步通信，還可以構成同步移位存放器使用。如果在串行口的輸入輸出引腳上加上電平轉換器，就可以方便的構成標準的RS-232接口。下面我們分別介紹。根本概念數據通信的傳輸方式：常用于數據通信的傳輸方式有單工、半雙工、全雙工和工方式。串行通信的兩種通信形式A.異步通信在這種通信方式中，接收器和發射器有各自的時鐘，他們的工作是非同步的，異步通信用一幀來表示一個字符，其內容如下：一個起始位，緊接著是假設干個數據位，圖是傳輸45H的數據格式。B.同步通信同步通信格式中，發送器和接收器由同一個時鐘源控制，為了克制在異步傳輸中，每傳輸一幀字符都必須加上起始位和停頓位，占用了傳輸時間，在要求傳送的數據量較大的C.串行數據通信的傳輸速率：串行數據傳輸率有兩個概念，既美秒傳送的位數bps(Bitpersecond)和美秒符號數-波特率〔Bandrate〕,在具有調治解調器的通信中，波特率與調治速率有關。MCS-51的串行和控制存放器.1串行口和控制存放器MCS-51單片機串行口專用存放器構造如下圖。SBUF為串行口的收發緩沖器，它是一個可尋址的專用存放器，其中包含了接收器和發射器存放器，可以實現全雙工通信。但這兩個存放器具有同一地址〔99H〕。MCS-51的串行數據傳輸很簡單，只要向緩沖器寫入數據就可發送數據。而從接收緩沖器讀出數據既可接收數據。此外，接收緩沖器前還加上一級輸入移位存放器，MCS-51這種構造的目的在于接收數據時防止發生重疊現象，文獻稱這種構造為雙緩沖構造。而發送數據就不需要這樣設計，因為發送時，CPU是主動的，不可能出現這種情況。A：串行通信存放器在上一節我們已經分析了SCON控制存放器，它是一個可尋址的專用存放器，用于串行數據通信的控制，單元地址是98H，其構造格式如下：表1存放器SCON構造SCOND7D6D5D4D3D2D1D0SM0SM1SM2RENTB8RB8TIRI位地址9FH9EH8DH9CH9BH9AH99H98H下面我們對個控制位功能介紹如下：〔1〕SM0、SM1：串行口工作方式控制位SMOSM1工作方式功能說明00方式0移位存放器方式〔用于I/O擴展〕01方式18位UART，波特率可變〔T1溢出率/n〕10方式29位UART，波特率為fosc/64或fosc/3211方式39位UART，波特率可變〔T1溢出率/n〕〔2〕SM2：多機通信控制位多機通信是工作方式2和方式3，SM2位主要用于方式2和方式3。接收狀態，當串行口工作方式2或3，以及SM2=1時，只有當接收到第9位數據〔RB8〕為1時，才把接收的前8位數據送入SBUF，且置位RI發出中斷申請，否那么會將收到的數據放棄。當SM2=0時，只有在接收到有效停頓位時才啟動RI，假設沒接收到有效停頓位，那么RI清"0〞。在方式0中SM2應該為"0〞。REN：允許接收控制位。由軟件置"1〞時，允許接收；軟件置"0〞時，不許接收。TB8：在方式3和方式3中要發送的第9位數據，需要時用軟件置位和清零。TB8：在方式2和方式3中是接收到的第9位數據。在方式1時，如SM2=0，RB8接收到的停頓位。在方式0中，不使用RB8。TI：發送中斷標志。由硬件在方式0發送完第8位時置"1〞，或在其它方式中串行發送停頓位的開場時置"1〞。必須由軟件清"0〞。RI：接收中斷標志。由硬件在方式0串行發射第8位完畢時置"1〞B:特殊功能存放器PCONPCON：主要是是CHMOS型單片機的電源控制而設置的專用存放器，單元地址為87H其機構格式如下表：表3.4特殊功能存放器PCONPCOND7D6D5D4D3D2D1D0位符號SMODGF1GF0PDIDL在CHMOS型單片機中，除SMOD位外其它位均為虛設的，SMOD是串行波特率倍增位，當SMOD=1時串行口波特率加倍，系統復位默認為SMOD=0。C：中斷允許存放器IE中斷允許存放器這里重述一下對串行口有影響的位ES。ES為串行中斷允許控制位，ES=1允許串行中斷，ES=0，制止串行中斷。.2串行口工作方式串行口具有4種工作方式，我從應用和畢業設計的角度，重點討論方式1發送。串行口定義為方式1時傳送1幀數據為10位，其中1位起始地址、8位數據位〔先低位后高位〕、1位停頓位方式1的波特率可變，波特率=(T1的溢出率)表2.5中斷允許存放器符號EAESET1EX1ETOEX0位地址AFHAEHADHACHABHAAHA8HA8H2.5數碼顯示管要用單片機構成發射機，就需要一個人機界面。常采用的方式是LED數碼管顯示測試結果，用一個小鍵盤執行某些功能，如請零、預置值、改變測量X圍等等。LED顯示器的工作原理LED顯示是用發光二極管顯示字段的顯示器件，也可稱為數碼管，其外形構造如下圖，由圖可見它由8個發光二極管構成，通過不同的組合可用來顯示0～9、A～F及小數點。圖3.1"8〞字型數碼管LED顯示器分為共陰極和共陽極，共陰極是將8個發光二極管陰極連接在一起作為公共端，而共陽極是將8個發光二極管的陽極連接在一起作為公共端。我們這次就是采用的共陽極LED，所以這里要介紹共陽極數碼管。如下圖，LED顯示器有靜態和動態顯示兩種方式，靜態顯示是將共陰極聯到一起接地，每位的顯示段〔a-dp〕分別與一個8位的鎖存器輸出相連。由于顯示的各位可以相互獨立，各位可以互相顯示，只要在該位的段選線上保持段選碼電平，該位就能保持相應的顯示字符。并且由于各位由一個8位鎖存器控制段選線，故在同一時間內每一位顯示的字符可以不同，表3.1段碼與字型的關系段碼D7DPD6gD5fD4eD3dD2cD2bD0a字形3FH00111111006H0000001015BH0101101124FH01001111366H0110011046DH0110110157DH01111101607H0000011177FH0111111186FH01101111977H01110111a7CH01110111b39H00111001c5EH01011110d79H01111001e71H01110000f這種方式占用鎖存器較多。動態顯示是將所有位的段選線相應的并聯在一起，由一個8位的I/O口控制，形成段選線的多路復用。而各位的陰極分別由相應的I/O口控制，實現各位的分時選通。要LED能夠顯示相應的字符，就必須采用動態掃描方式，只要每位顯示的時間足夠短，那么可造成多位同時顯示的假象，達成顯示的目的。在數字電路中常常要把數據或運算結果通過半導體數碼管、液晶數碼和熒光數碼管，用十進制數顯示出來。發光二極管的工作電壓為1.5-3.0伏，工作電流為己毫安到幾十毫安，壽命很長。半導體數碼管將十位數分成七個字段，每段為一個發光二極管，其字形構造如下圖，選擇不同的字段發光，可顯示出不同的字型。例如：當a,b,c,d,e,f,g七個字段同時亮時，顯示8,b、c段亮時，顯示出１。共陽極：把發光二極管的陽極連在一起構成共陽極。使用時公共端接Vcc，當某陽極為低電平時，該發光二極管就導通發光。輸出一個段碼就可以控制LED顯示器的字型，表給出了段碼與字型的關系，假定a、b、c、d、e、f、g、DP分別對應D0、D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7。2.6硬件的焊接及調試過程硬件的焊接是畢業設計中重要的環節，用的工具很簡單：電烙鐵、焊絲和鑷子。因為我們選用的是實驗板，所以要用導線把各個元器件連接起來，這就要有一定的技術根底，幸好這個在我們以前的電娤實習中已經掌握。焊接要細心，還要有耐心。焊接前要對照電路圖對元器件有一個合理的布局，那樣的話就會使電路簡潔明朗，而且不易出錯，即使出錯也容易檢查。下面就來介紹元器件的焊接方法和過程。硬件的焊接.1底座的焊接我的電路板有兩個底座，一個是單片機AT89C51的，另一個是數碼顯示管的。我們用的是40腳的雙排直插式的，在焊接時，要先把底座插到電路板上再進展焊接，底座各腳的焊點要小，以免各腳之間導通，還不能形成虛焊，虛焊會導致電路不通，底座要焊接結實，不能和電路板距離太遠，以免導致虛焊。底座還要放在公共線的兩邊，因為那兩條線是火線和地線。焊接好后要對照電路仔細檢查，再用萬用表檢測，看焊接是否良好。.2按鍵的焊接電路中有5個按鍵，一個復位鍵、一個發射鍵、兩個置數鍵，一個計數控制鍵。我所用的按鍵是普通的斷開按鍵，有4個腳，兩邊各兩個，其中每邊的兩個腳是導通的，在焊接的時候要特別注意。焊接前一定要用萬用表測出那兩個腳是導通的，焊接完后再檢測，看焊接是否良好。.3時鐘電路的焊接我們的電路中時鐘電路包括一個晶震，兩個電容。晶震是6M的，電容是普通電容，焊接前要刮腿，以免接觸不好。晶震和電容要盡量靠近芯片，這樣有利于時鐘電路的穩定，減少干擾。焊接好后要用萬用表檢測。.4導線的焊接導線的焊接比擬麻煩。因為導線比擬多，就要先對導線進展布局，找好于元器件相對的管腳，焊接前先要檢測導線是否導通。焊接完成后要檢測是不是連接良好。.5火線和底線的檢測檢測單片機底座的Vcc〔40腳〕是否與火線相連，檢測數碼管的功用端是否與火線連接，手動復位開關是否連接上火線。地線檢查：其他按鍵接地是否良好，時鐘電路接地端的檢測，單片機GND端〔20腳〕是否接地。檢查完后再用萬用表檢查火線和地線是否導通。3軟件的設計和調整過程軟件的設計是我畢業設計的另一個重要方面。它的好壞直接關系畢業設計的成功與否。我等軟件是用匯編完成的，需要能熟練的掌握匯編語言，還要熟悉AT89C51單片機。從程序流程圖、通信協議、波特率計算、編寫程序、編譯、和燒入軟件的操作，到最后的調試，是很復雜的。下面作詳細介紹：3.1程序流程圖程序流程圖是編寫軟件的重要前提，它是在圖表上直觀的表達擬設計的目的及過程。也是編譯的重要依據，按照流程圖一步一步編寫程序，下面是我的流程圖;開場開場P1.1=0"P1.2=0"P1.3=0"完畢30H賦初值送P0口顯示30H賦初值計數顯示定時、串行口賦初值送P2口顯示發送P1.0=0"圖3.1發射接口流程圖3.2通信協議通信協議是發射機和接收機之間通信不可缺少的局部，包括下面幾方面的設置;串行口控制存放器SCON的設置串行口控制存放器的根本情況在前面已經介紹，這里不再重復。根據我們所做的內容，我們采用了串行工作方式1，REN設置為"1〞〔允許接收〕，綜上所述我們設SCON的初始值為50H，如下表所示：表3.1串行口控制存放器SM0SM1SM2RENTB8TB8TIRI01010000定時器的初始化設置在定時器為方式1時，方式字為：表3.2定時計數器的初始化CATEC/M1MO0010T1T0GATE：表示不參與控制C/：選擇計數/時鐘方式M1MO：選定定時器1工作方式2所以定時器TMOD初始值為20H波特率計算晶震為6M，波特率為1.2K單片機工作方式為串行方式1，T1是方式2，所以1.2=1/16*XX=19.219.2=1/2*〔256-Y〕Y=217.6把十進制轉換成十六進制數為D9，所以初始值為D9。發射程序〔附錄A后〕我所做的程序實現了畢業設計的要求，并此根底上加了一個自己編的小程序，它能夠在P1.3為低電平時開場從00-99計數。3.4燒片燒片用的是PLDA軟件，它的使用方法如下：〔1〕先配置軟件，選擇MCU89C51。〔2〕導入預先編譯好的程序。〔3〕擦除芯片，然后燒制。燒片時應注意的問題：〔1〕芯片的放置要真確，否那么有可能造成芯片燒壞。〔2〕配置芯片時要注意選對芯片型號，例如用AT89C51就要選：MCUAT89C51。〔3〕在燒片之前，應該先擦除芯片，防止芯片內原有遺留程序的影響。4單片機串行通信領域的擴展我所做的發射機是有線接收的，得卻能完成數據在不同地方的傳遞，也完成了我們畢業設計的要求，但他受到了很多限制。不能距離太遠，導線太長久匯有干擾而且有時還會很大，使得接收到的信號很弱，甚至接收不到。必須進展無線發射、接收的方面的研究。現在就介紹一下無線發射的原理和電路。單片機無線串行接口電路由MICRF102單片發射器芯片，工作在300~440MHzISM頻段；具有ASK調制和解調能力，抗干擾能力強，適合工業控制應用；采用PLL頻率合成技術，頻率穩定性好；接收靈敏度高達－96dBm，最大發射功率達－2.5dBm；數據速率可達2Kb/s；低工作電壓：4.75~5.5V；功耗低，接收時電流3mA，發射時電流7.75mA，接收待機狀態僅為0.5μA，發射待機狀態僅為1.0μA；可用于單片機之間的串行數據無線傳輸，也可在單片機數據采集、遙測遙控等系統中應用。4.1無線發射電路組成及工作原理：圖4.1無線發射電路圖無線發射電路如圖4.1所示，電路以MICRF102為核心。MICRF102是Micrel公司推出的一個單片UHF/ASK發射器，采用SOP(M)-8封裝，芯片內包含有：由基準振蕩器、相位檢波器、分頻器、帶通濾波器、壓控振蕩器構成的合成器，發射偏置控制，RF功率放大器，天線調諧控制和變容二極管等電路，是一個真正的"數據輸入－無線輸出"的單片無線發射器件。UHF合成器產生載頻和正交信號輸出。輸入相位信號〔I〕用來驅動RF功率放大器。天線調諧正交信號〔Q〕用來比擬天線信號相位。天線調諧控制局部檢測天線通道中發射信號的相位和控制變容二極管的電容，以調諧天線，實現天線自動調諧。功率放大器輸出受發射偏置控制單元控制。ASK/OOK調制，提供低功耗模式，數據傳輸速率為20kb/s。

使用中應注意的問題是：〔1〕REFOSC〔引腳4〕是基準振蕩端，連接晶振到地，或采用AC耦合方式輸入峰-峰值為0.5V的時鐘脈沖。發射頻率是基準振蕩器頻率的32倍：基準振蕩頻率×32=發射頻率。如果使用外接時鐘信號，須采用AC耦合方式，輸入信號幅度峰-峰值為200~500mV。〔2〕MICRF102使用差分輸出去驅動天線負載。功率放大器輸出級包含有一個變容二極管，它自動與天線的電感調諧，以保證諧振在發射頻率上。典型的PCB導線天線的電感與回路的尺寸、天線導線的寬度、PCB銅泊的厚度和接地板的位置有關。設計時一般選擇變容二極管的電容值為6.5pF。天線電感L由公式L=1/(4π2f2C)計算。〔3〕功率放大器的輸出功率與PC端〔引腳1〕上的電壓有關。正常工作時，該引腳端上的電壓被設置在0.2~0.4V之間。PC端上的電壓上升，輸出功率加大；但是，如果PC端上的電壓超過0.4V，功率放大器被限流，輸出功率不再增加。減少PC端的電壓可降低電源功率消耗，同時也會減少RF輸出功率。〔4〕STBY端〔引腳5〕是待機模式控制。接VDD為發射方式，接VSS為待機模式。〔5〕MICRF102芯片對電源紋波敏感，正確地電源旁路是必需的，一般使用4.7μF、0.1μF、100pF3個電容并聯在VDD和VSS之間。使用中應注意的問題是：①在發射模式下，通信速率最高為2Kb/s；發送數據之前須將電路置于發射模式(MICRF102的第5腳STBY=1)；接收模式轉換為發射模式的轉換時間至少5ms；可以發送任意長度的數據；發送完畢后應將電路置于接收模式(MICRF007的第6腳SHUT=0)；發射模式轉換為接收模式的轉換時間至少5ms。②在待機模式〔MICRF102的STBY=0，MICRF007的SHUT=1〕下，電路不發射/接收數據。設計串行通信程序應考慮：雙方通信的協議，有效數據識別標志，數據的檢錯、糾錯和校驗。結論我所做的是單片機串行通信發射機，從開學我就開場準備。畢業設計完成了，到達了預期的目的。一開場拿到這個題目的時候，真不知道從哪下手，在教師的指導下，自己找資料、看書，總算完成了。通過這次的畢業設計，使我對單片機有了更深的認識，從理論和實踐上都得到了很大的提高，所以這次任務的完成是我學到了很多東西。首先，豐富了自己的知識面，學到了以前沒能學通的東西，具體了解了怎樣去完成一個電路的設計：從流程圖、電路圖、焊接電路板、檢查電路板、仿真到燒片一整套東西。從畢業設計中，學到了單片機AT89C51的內部構造及其工作原理，了解了時鐘電路和控制電路的工作原理，還有共陽極數碼管的工作原理，穩固了匯編語言的使用能力，提高了自己動手的能力，學到了很多經歷，并且提高了自己分析問題的能力和創新能力，得到了理論聯系實際的時機，做出了成果。使自己在硬件設計方面樹立了信心，為以后從事這方面的工作打好了根底，這也是這次畢業設計的最大收獲。在一開場接觸這個題目的時候，真的很茫然，不知道從哪開場下手，不知道單片機串行發射接口是干什么的？怎么才能做出來？用什么做？這些問題一個都不知道。后來在周教師的指導下，才知道我要怎么開場做。自己就開場找資料，了解單片機89C51、數碼顯示管的有關知識，學習時鐘電路、控制電路的設計原理，看不懂的時候就去問教師、同學。在這些都搞得比擬明白后就開場畫設計流程圖和電路圖，最后用了很長時間才畫出自己的電路圖，給教師看后，在教師的幫助下，改正了幾處有問題的地方，定稿后就去買元器件。因為第一次設計電路，因此就多買了一些元件，這就保證了后面因為焊接錯誤替換的元器件。電路的焊接比擬容易，因為以前有經歷，很快就做出了板子。但接下來的檢測可就費了不少勁，因為這次用的實驗板與上次電裝實習用的電路板有很大不同，元器件要用導線一個個連接起來，這就要求開場的布線要合理，因為沒有這方面的經歷，所以沒太注意，結果導致后來的連線比擬混亂，為后面的檢查帶來了不少麻煩。在后來的電路檢測中，就發現不能按要求顯示，又是顯示亂碼，經過耐心反復的用萬用表和示波器檢測后，發現并解決了問題。在解決完所有問題后，自己又一種成功感，還在想，要是沒有這些錯誤，就不會學會這么多檢測電路的方法，而且對自己所做的電路有了進一步的了解。做到這一步滿以為不會再有什么錯誤了，但是仿真的時候卻又遇到了馬麻煩，先是數碼管不亮，在后來就是全亮，按鍵后沒反響，剛有的一點成功感馬上就沒了，又一次陷入了反復的檢測。檢測發現了不少問題，解決后仿真成功。在后來就開場燒片，燒片的過程還算順利。燒好后插上電路板，顯示成功了。接下來的工作一切還算順利，在教師還有同學的幫助下，都一一完成。參考文獻[1]MicrelInc.QwikRadioTMUHFASKTransmitter[A].micrel..2001.8[2]MicrelInc.QwikRadioTMLowPowerUHFReceiver[A].micrel..2001.8[3]DavidKarlins，BuildYourOwnWebSite[M]，McGraw-HillOsborneMedia，2003.1[4]DanSuciu,GottfriedVosen，TheWorldWideWebanddatabases，Springer，2001.1[5]InterfaceDesignofPCmunicatingwithSingle-chipMicroputerAT89C51[6]黃智偉朱衛華.單片機與嵌入式系統應用[M].南華大學.2005.3[7]薛曉書.單片微機原理及接口技術[M].**石油大學2002.3[8]南華大學黃智偉、朱衛華的"單片機與嵌入式系統應用"[9]"單片機原理與接口技術"，余錫存主編，**電子科技大學，2001.7[10]"單片機原理與應用"，霍孟友主編，機械工業，2005.3[11]"51系列單片機及C51程序設計"，王建校、楊建國主編，科學，2002.4[12]基于C語言編程MCS-51單片機原理與應用X培仁、清華大學，2002.[13]PC機及單片機數據通信技術［M］.李朝清、航空航天大學，1999.[14]MCS-51系列單片機使用接口技術［M］.李華、航空航天大學，1993.[15]串行通信C程序員指南/(美)JoeCampbell著;徐國定等譯坎貝爾(Campbell,Joe),清華大學社[16]付浩AT89C51單片機高速串行輸出口設計[A]**師X學院2004.10致謝這次的畢業設計之所以能很好的完成，除了自己的努力外，也離不開教師同學的幫助，特別是周華茂教師，可以說沒有他們的幫助，我就很難完成這次畢業設計。在此對他們的無私幫助表示感謝。

經過這次畢業論文設計，提高了我很多的能力，比方努力專研、一心一意、堅持不懈的工作作風等。

感謝畢業交流群中的"青城劍客〞在非常時期，在我寫不出論文的三更半夜和我聊天，因為他是電子信息工程專業，任制圖工作已經有四年，我畫的圖可以給他看看，給我意見，卻從不直接幫我畫，說要給我鍛煉自己動手的能力。他人很好。他經常在，只不過經常隱身了，大家要和他幫助的話他就一定現身幫人到底。

感謝寢室里的兄弟，是你們對我的幫助才也讓我學會了一些新軟件的應用，如：proteus軟件，讓我有新的學習鍛煉時機。感謝我的周華茂教師，他嚴謹細致、一絲不茍的作風將會是我往