单片机与PC通讯Word文档格式.docx

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（1）P0口：

是八位双向三态I/O口。

在访问外部存储器时可以做低八位地址线和八位数据线。

没有接上拉电阻。

（2）P1口：

内部带有上拉电阻的八位双向三态I/O口。

能接收低八位地址，

（3）P2口：

访问外部存储器的时候可以送出高八位地址。

（4）P3口：

有第二功能。

P3.0RXD串行输入口

P3.1TXD串行输出口

P3.2/INT0外部中断0

P3.3/INT1外部中断1

P3.4T0定时计数器0

P3.5T1定时计数1

P3.6/WR外部数据存储器写选通

P3.7/RD外部数据存储器读选通

（5）Vcc和Vss分别是+5V电源和地

（6）XTAL1和XTAL2外接晶振引脚

（7）RESET复位引脚

（8）EA内部外部存储器选通信号

（9）ALE实现数据和地址的分离

（10）/PSEN外部程序存储器读选通信号

3.2单片机内部结构图

从下图可知，它主要由8个部件通过片内总线连接而成。

部件有中央处理器（CPU）、数据存储器（RAM）、程序存储器（ROM/EPROM）、并行输入/输出口、串行口、定时/计数器、中断系统及特殊功能寄存器。

CPU

（运算部件）

（控制部件）

数据

存储器

P0口

P2口

程序

P1口

串行口

定时/

计数器

P3口

中断系统

特殊

功能

寄存器（SFR）

3.3本设计中所用特殊功能寄存器介绍

3.3.1TMOD

GATA

C/T

M1

M0

（1）GATA:

门空位。

是定时控制器的开启与外部中断和单片机内部开启结合起来。

（2）C/T:

为0时，是定时器。

为1时，是计数器

（3）M0和M1：

用来选择工作方式。

3.3.2TCON

TF1

TR1

TF0

TR0

IE1

IT1

IE0

IT0

（1）TF1和TF0：

定时计数器0和1的溢出标志位。

（2）TR1和TR0：

定时计数器0和1的开启位。

（3）其中低四位与中断系统的外部中断有关。

本设计中不涉及。

3.3.3SCON

SM0

SM1

SM2

REN

TB8

RB8

TI

RI

（1）SM0和SM1:

用来确定串行都得工作模式。

（2）SM2:

用于多机通信，本设计中不涉及。

（3）TB8和RB8：

本设计中不涉及；

（4）TI:

发送数据标志位。

表示发送缓冲器以空。

（5）RI：

接收数据标志位。

表示接收缓冲器已满。

3.3.4PCON

该寄存器的SMOD位是波特率倍增位。

3.4MAX232芯片介绍

3.4.1MAX232引脚介绍

（1）第一部分是电荷泵电路。

由1、2、3、4、5、6脚和4只电容构成。

功能是产生+12v和-12v两个电源，提供给RS-232串口电平的需要。

（2）第二部分是数据转换通道。

由7、8、9、10、11、12、13、14脚构成两个数据通道。

其中13脚（R1IN）、12脚（R1OUT）、11脚（T1IN）、14脚（T1OUT）为第一数据通道。

（3）8脚（R2IN）、9脚（R2OUT）、10脚（T2IN）、7脚（T2OUT）为第二数据通道。

（4）TTL/CMOS数据从T1IN、T2IN输入转换成RS-232数据从T1OUT、T2OUT送到电脑DB9插头；

DB9插头的RS-232数据从R1IN、R2IN输入转换成TTL/CMOS数据后从R1OUT、R2OUT输出。

（5）第三部分是供电。

15脚GND、16脚VCC（+5v）。

3.4.2主要特点：

（1）符合所有的RS-232C技术标准

（2）只需要单一+5V电源供电

（3）片载电荷泵具有升压、电压极性反转能力，能够产生+10V和-10V电压V+、V-

（4）功耗低，典型供电电流5mA

（5）内部集成2个RS-232C驱动器

（6）高集成度，片外最低只需4个电容即可工作。

3.4.3RX232简单应用电路

（电容器应选择1μF的电解电容。

在使用过程中本人曾用过10μF的代替。

）

　　注意，由于RS232电平较高，在接通时产生的瞬时电涌非常高，很有可能击毁max232，所以在使用中应尽量避免热插拔。

3.5八段数码管介绍

3.5.1LED的分类

八段LED数码管根据LED的接法不同分为共阴和共阳两类。

按发光二极管单元连接方式分为共阳极数码管和共阴极数码管。

共阳数码管是指将所有发光二极管的阳极接到一起形成公共阳极（COM）的数码管，共阳数码管在应用时应将公共极COM接到+5V，当某一字段发光二极管的阴极为低电平时，相应字段就点亮，当某一字段的阴极为高电平时，相应字段就不亮。

共阴数码管是指将所有发光二极管的阴极接到一起形成公共阴极（COM）的数码管，共阴数码管在应用时应将公共极COM接到地线GND上，当某一字段发光二极管的阳极为高电平时，相应字段就点亮，当某一字段的阳极为低电平时，相应字段就不亮。

3.5.2LED的封装

led数码管（LEDSegmentDisplays）是由多个发光二极管封装在一起组成“8”字型的器件，引线已在内部连接完成，只需引出它们的各个笔划，公共电极。

led数码管常用段数一般为7段有的另加一个小数点。

数码管各段定义如图

3.5.3LED数码管的驱动方式

（1）静态显示驱动

　　静态驱动也称直流驱动。

静态驱动是指每个数码管的每一个段码都由一个单片机的I/O端口进行驱动，或者使用如BCD码二-十进制译码器译码进行驱动。

静态驱动的优点是编程简单，显示亮度高，缺点是占用I/O端口多，如驱动5个数码管静态显示则需要5×

8=40根I/O端口来驱动，而一个89S52单片机可用的I/O端口才32个呢，实际应用时必须增加译码驱动器进行驱动，增加了硬件电路的复杂性。

（2）动态显示驱动

数码管动态显示接口是单片机中应用最为广泛的一种显示方式之一，动态驱动是将所有数码管的8个显示笔划"

a,b,c,d,e,f,g,dp"

的同名端连在一起，另外为每个数码管的公共极COM增加位选通控制电路，位选通由各自独立的I/O线控制，当单片机输出字形码时，所有数码管都接收到相同的字形码，但究竟是那个数码管会显示出字形，取决于单片机对位选通COM端电路的控制，所以我们只要将需要显示的数码管的选通控制打开，该位就显示出字形，没有选通的数码管就不会亮。

通过分时轮流控制各个数码管的的COM端，就使各个数码管轮流受控显示，这就是动态驱动。

在轮流显示过程中，每位数码管的点亮时间为1～2ms，由于人的视觉暂留现象及发光二极管的余辉效应，尽管实际上各位数码管并非同时点亮，但只要扫描的速度足够快，给人的印象就是一组稳定的显示数据，不会有闪烁感，动态显示的效果和静态显示是一样的，能够节省大量的I/O端口，而且功耗更低。

4模块设计

4.1电源模块

系统供电电源模块电网电压为220V交流电，我们自制了直流稳压电源为系统供电。

采取三端可调式稳压器LM系列作稳压部分制作普通的正压稳压直流电源，对电路的数字部分和模拟部分共同供电。

4.2控制模块

选用AT89S52单片机，它是八位微处理器，集成度高，可靠性高。

可用汇编语言和C语言编程。

（上图为单片机最小系统）

该最小系统由按键复位RESET电路、晶体振荡电路以及I/O接口电路组成。

复位的实现通常用2种方式:

开机上电复位和外部手动复位，本设计用的是外部手动复位。

电路图2.5如下：

4系统设计

4.1电路框图

框图说明：

主程序模块循环检测串行口接收标志位是否为1，即是否有新的数据输入。

检测到有新的数据输入之后，将数据送至中断模块，由中断控制，分别取数据的高位和低位在两个八段数码管上显示。

在单片机接收到数据的同时，将所接收的数据回发至PC机上，使数据发送者确定单片机接收数据的正确性。

4.2程序流程图

主程序

定时务程器0中断服序

定时器0中断入口

4.4C语言程序及其解释

#include<

reg52.h>

#defineucharunsignedchar

#defineuintunsignedint

//以上是52系列单片机的头文件和预定义字符

uchari,j,t,txd,flag;

ucharcodes8[16]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0x88,0x83,0xc6,0xa1,0x86,0x8e};

voidsend_char（uchartxd）;

voidtime0（）;

//变量的定义、数码管段码表的输入、函数的声明

voidmain（）

{TMOD=0x21;

TH1=TL1=0xfd;

TH0=（65536-1000）/256;

TL0=（65536-1000）%256;

//定时计数器的初始化和其初值的设定

SCON=0x50;

PCON=0x00;

//串行口的初始化

EA=1;

ET0=1;

TR1=TR0=1;

//中断的开启

flag=0x00;

while

（1）

{if（RI==1）

{RI=0;

//验证是否有数据自PC输入

t=SBUF;

send_char（t）//将数据发送回PC机的函数

}

}

voidsend_char（uchartxd）

{SBUF=txd;

while（!

TI）;

TI=0;

voidtime0（）interrupt1//使数据在两位数码管上动态显示的中断函数

{TH0=（65536-1000）/256;

TL0=（65536-1000）%256;

i=t%16;

j=t/16;

switch（flag）

{case0x00:

P0=s8[j];

P2=0xfe;

flag++;

break;

case0x01:

P0=s8[i];

P2=0xfd;

flag=0;

}

该程序用KeiluVision3软件编译成功，且借助串口大师软件成功运行，并且能达到预期效果，即输入00——FF之间的十六位进制数可以在数码管上得到显示，并且PC机上可以接受单片机接受的数据。

y

4设计总结

在系统设计的全过程中我们遵循了以下设计原则，使我们的方案系统化、清晰易懂、可靠性高、可维护性好。

总结如下：

（1）正确性和完备性原则：

我们在每“级”的设计完成后，都进行反复的过细检查，确保指标所要求的各项功能全部实现并留有必要的余地，以便最后对设计进行适当的优化。

（2）模块化、结构化原则：

每个模块均有明确的可独立完成的功能，而且对某个模块内部进行修改时不应影响其他的模块。

这样方便系统的调试和查错。

（3）直观性、清晰性原则：

我们不采用使人难以理解的诀窍和技巧，而选用最合适最清晰易懂的设计方案，这使得系统的可维护性非常好。

参考文献：

（1）.黄智伟.全国大学生电子设计竞赛训练教程.北京:

电子工业出版社，2005

（2）.潘新民，王燕芳.微型计算机控制技术.北京:

电子工业出版社，2005

（3）．万文略.单片机原理及应用.重庆大学出版社

（4）.赵丽清.51单片机开发与应用