1、 毕业设计开题报告 电子信息工程 单片机双机通信系统设计 一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义 随着计算机技术的快速发展和广泛应用，从家用的智能电器到工业上的集散控制系统都采用了上位机与下位机基于串行通信的主从工作方式，这样就充分利用了微型计算机分析处理能力强、速度快的特点及下位机面向控制、使用灵活方便的优势。 51 系列的单片机内部包含有数据存储器、程序存储器、两个 16 位的定时器 /计数器、通用异步串行收发器这些资源。在广泛的应用中，单独一片单片机所能完成的任务是有限的，因此而常常需要 扩充 I/O 接口、定时器 /计数器、串行通信接口和存储器。一个系统中需要使用两个或两个
2、以上的单片机时，单片机之间就需要通过互连来进行数据通信。 51 系列的单片机都有串口通信接口，利用串口进行互连通信极为方便，并且可以减少端口数量。但如果系统要求扩充的资源是对外连接的串口，串行口上可以外接串行输入并行输出的移位寄存器 74LS164，或外接并行输入串行输出的移位寄存器 74LS165。为了增加通信距离，减少通道中电源干扰，可以在通信上路采取光电隔离方法，进行双机串行通信。串行通信有两种形式，（ 1）异步通信：这种通信方式 的特点是接收器和发送器都有各自独立的时钟，然而它们之间的工作不是同步的，异步通信方式用一帧表示一个几位的字符，其内容为：首先一个起始位，接着几个数据位，最后紧
3、跟的是一个停止位。（ 2）同步通信：这种通信方式的特点是发送端和接收端由共同的一个时钟源控制，为了解决在异步通信方式中每传输单位字符要加上起始位和停止位从而占用大量传输时间的情况，同步传输通信方式会去掉起始位和停止位，与传输数据块时会首先送出同步字符标志来控制数据的发送。单片机对串口的控制是通过对串行口控制寄存器 SCON和波特率控制寄存器 PCON 的设置实 现的。 SCON 是一个可以位寻址的特殊功能寄存器，通过设置 SCON 的 SM0 位和 SM1 位，可以使单片机有四种不同的工作方式供选择。在和PC 机串行通信时，通常设置为方式 1 或者是方式 3，主要区别在于方式 1 的数据格式是
4、8 位，方式 3 的数据格式是 9 位，其中第 9 位 SM2 是多机使能位，编辑第 9 位就能实现单片机的多机通信。波特率控制寄存器 PCON 的最高位 SMOD 为串行口波特率控制位，通过设置 SMOD 为 1 可以获得更大的波特率，并且 SMOD 是不可以位寻址的。 首先 是 硬件 方面的 设计，采用两 片 单片机进行串 行接口的 通信，设计硬件连接 简便 ，传输距离 应 不远 。 只需要在满足 单片机 自身 工作 的 条件 下 ， 进行 双 机 之间 的发送 端口 和接收端口互连就可以， 即发送端 TXD 接 接收端 RXD， 发送端 RXD 接 接收端 TXD。单片机工作需提供时钟
5、工作 周期， 晶振电路为单片机提供工作节拍，常用的晶振频率为 12MHZ。其次 是 软件 方面的 设计，在选择定时器工作方式 和设置 传输 的 波特率 后 ，通过中断方式或 者 查询方式 来编写软件 程序 。单片机 从 键盘 中读取 所按的 键值，将 键值 数据通 过串行接口通信 发送。接收 端 接收到 键值 后， 把键值送到数码管电路显示 。 接收端 接收到 键值后给 发送端回发 一个应答 信号 ， 发送端接收到 信号 再进行 相应 传输 工作 。 计算机的通信是现代通信的基础，学好单片机的串行通信对以后的通信协议的学习和对远程控制的理解有着深远的影响。比如近距离的用 PC 机来控制家电和远
6、程的用通信技术控制家电、汽车，必将对人类的生活产生重要的影响，在未来将有很大的发展空间。在学完单片机通信技术之后，通过做单片机通信系统设计对我未来的就业和深造有很好的帮助。 二、研究的基本内容，拟解决的主要问题： 以两片 51 单片机为主要硬件，应用单片机的串口通信功能完成双机通信任务，通过进行通信及计算机编程等系统分析方法得到锻炼。通过毕业设计 ，培养综合运用电子技术、微控制器等所学知识解决实际问题的能力。 解决通过键盘给一个单片机输入通信内容（比如数字或字母）时，另一个单片机能接收到该内容的问题，得到预期结果：单片机双机通信系统的设计方案、原理图和电路板级硬件，能够演示双机通信功能。 三、
7、研究步骤、方法及措施： 1.硬件电路设计方案的选择； 2.确定各功能单元的关系； 3.确定串行通信的工作方式； 4.串行通信各寄存器的功能； 5.画原理电路图及各部分的连接； 6.软件设计流程； 7.完成 PCB 设计、硬件制作与功能调试。 四、参考文献 1 楼 然苗，李光飞 .51 系列单片机设计实例 M.北京：北航出版社 ,2003. 2 李光飞，楼然苗 .单片机课程设计实例指导 M.北京：北航出版社 ,2004. 3 余永权 . ATMEL 89 系列单片机应用技术 M.北京：北航出版社 ,2001. 4 余永权 . 89 系列 FLASH 单片机原理及应用 M.北京：电子工业出版社 ,
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