双机通讯实验报告.docx

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双机通讯实验报告

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单片机实验报告

（自动化15级）

实验名称：

串行通讯实验

一、实验目的

1.掌握单片机串行口工作方式；

2.掌握双机通讯的接口电路设计及程序设计。

二、实验设备

1.PC机；

2.单片机最小系统教学实验模块;

3.数码管显示模块

三、实验内容

1.双机通信

由两套单片机试验装置（两个实验小组）共同完成该实验。

我们U1为甲机，U2为乙机。

甲机发送本机（学生本人）学号后8位给乙机，乙机接收该8位数据，并显示在8位数码管上。

电路如图1所示。

要求串行通信方式为方式1，波特率为2400bit/s,不加倍，单片机外部晶振频率为

11.0592M。

图1双机通信原理示意图

8位发送回甲机，甲机显示在数

附加要求：

乙机接收完毕后，将本机（乙机）的学号后

码管上。

2.单片机与PC机通信

单片机向PC机发送数据。

单片机向PC机重复发送本机（学生本人）学号，发送波特率为1200,采用方式1,单片机外部晶振频率为11.0592M。

四、实验原理

4.1串行通讯的方式

在串行通讯中，有两种基本的通讯方式：

异步通讯，同步通讯。

异步串行通讯规定了字符数据的传送格式，既每个数据以相同的帧格式发送。

每个帧信

息由起始位、数据位、奇偶校验位和停止位组成。

本实验主要学习异步通讯的实现方法。

在异步通讯中，每一个字符要用起始位和停止位作为字符开始和结束的标志，以至占用

了时间。

所以在数据块传送时，为了提高通讯速度，常去掉这些标志，而采用同步通讯。

同步通讯不像异步通讯那样，靠起始位在每个字符数据开始时发送和接受同步。

而是通过同步

字符在每个数据块传送开始时使收/发双方同步。

按照通讯方式，又可将数据传输线路分成三种：

单工方式、半双工方式、全双工方式。

（1）单工方式

在单工方式下，通讯线的一端联接发送器，另一端联接接收器，它们形成单向联接，只允许数据按照一个固定的方向传送。

（2）半双工方式

在半双工方式下，系统中的每个通讯设备都由一个发送器和一个接收器组成，通过收发

开关接到通讯线路上，如图33-1所示。

在这种方式中，数据能从A站送到B站，也能从B站传送到A站，但是不能同时在二个方向上传送，即每次只能一个站发送，另一个站接收。

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图2半双工通讯方式

图33-1中的收发开关并不是实际的物理开关，而是由软件控制的电子开关，由通讯线两

端的半双工通讯协议进行功能切换。

（3）全双工（Full—duplex）方式

虽然半双工方式比单工方式灵活，但它的效率依然较低。

从发送方式切换到接收方式所

需的时间一般大约为数毫秒，这么长的时间延迟在对时间较敏感的交互式应用（例如远程检

测监视控制系统）中是无法容忍的。

重复线路切换所引起的延迟积累，正是半双工通信协议效率不高的主要原因。

半双工的这种缺点是可以避免的，而且方法很简单，即采用信道划分技术。

在图33-2

的全双工连接中，不是交替发送和接收，而是可同时发送和接收。

全双工通讯系统的每一端都包含发送器和接收器，数据可同时在两个方向上传送。

4.2单片机串行口工作方式

0;单片机串口还具有有3

在静态数码管显示实验中，我们熟悉了单片机串口工作方式种工作方式。

如下表所示：

方代1（01）

S-bitUART

波特率可变

力式2CIO）

9-bitLART

波特率l-"32fosc或1■■■61fo3c

方式3（1B

9-bitUART

波特率可变

这3种工作方式，均用于串行异步通讯。

在异步串行通讯的一个字节的传送中，必须包括了起始位（0）和停止位

（1）。

除此之外，方式1具有8位（1个字节）的数据位（低位在先）,方式2、3则除这8位之外，还具有一个可编程的第9位，这个第9位编程通常被编程为奇偶校

验位。

我们将在下一个实验中用到它。

串口工作方式在特殊寄存器SCON中设置。

其中的SM0和SM1位确定了串口工作方式。

的串口工作模式；REN为允许接收位，本实验中因为双方都要进行接收,为1。

TB8和RB8这里暂不涉及。

利用以下语句来设置SCON:

MOVSCON,#50H

4.3波特率的设置

波特率是指串口通

通讯双方的速度必

在异步串口通讯中，一个很重要的工作就是进行串口波特率的设置。

讯中每秒传送的位数，单位为BPS,它反映了串行口通讯的速度；同时，须一致，才能够顺利进行通讯。

T1来提供发

T1进行相

在串口工作方式1、3中，传送波特率都是可变的。

单片机内部通过定时器送与接收缓存器的内部移位时钟。

也就是说，要确定串行通讯的波特率，必须对关设置。

51单片机系统对此时T1的设置有以下固定的规定：

（1）必须工作在定时器状态；

（2）必须工作在“位自动重载”工作模式；这必须在特殊寄存器TMOD中进行设置。

关于TMOD的详细内容，我们在实验十七已经

讲过。

可以利用以下语句来设置TMOD:

MOVTMOD,#20H

除了对TMOD的设置外，还必须设置定时器T1的定时值，也就是保存在TH1中的8位重载值。

这直接影响到波特率的大小：

它通过以下公式进行计算：

胁冰心它-竹珂聖閒）

其中的SMOD为特殊寄存器PCON的最高位。

当它置1时，可以将波特率增大1倍。

在双机通讯中，只要双方的波特率一致就能够完成通讯了；但是，在标准的异步通讯协

议中，只有几种波特是适用的。

例如1200bps，2400bps，4800bps，9600bps……等等。

而通过这个公式可以看出，并不是所有的晶振频率都能够得到准确的上述波特率。

比如

采用12MHz晶振，代入公式进行运算，就无法得到4800bps的准确波特率（TH1必须为小数

3.6864MHz、11.0592MHz

了）。

在这种情况下，过去人们都使用软件补偿的方法，尽量得到准确的波特率；而现在，市场上有很多通讯专用的晶振，例如3.6864MHz、11.0592MHz••…的晶振，都能够直接得

到准确的波特率。

因此在进行本实验时，必须使用通讯专用晶振（如果使用仿真器，则设置

为使用仿真头的外接晶振，并将11.0592M的晶振插入仿真头。

当波特率已经确定，就可以反向推导出TH1的取自大小，例如，在本次实验中，我们要

求波特率为4800bps，在晶振采用11.0592MHz的情况下，推出TH1=0F4H。

五、实验步骤

1.参考图1并进行电路设计，画出电路图，并用导线正确连接两套装置的单片机最小系统实验模块，并连接最小系统模块与数码管显示模块。

2.照实验要求编写程序流程图，然后编写程序，对编写的程序进行仿真调试，直至通讯成功。

六、实验报告

1.在该实验中，单片机串行口工作在什么工作方式下？

说明该工作方式的特点。

工作在工作方式1。

8位数据通讯，波特率可变。

2.波特率是什么？

怎样设置单片机串口通讯的波特率？

如果实验要求通讯波特率为4800bps，怎样修改程序？

特率是指串口通讯中每秒传送的位数，单位为BPS,它反映了串行口通讯的速度。

单片机内部通过定时器T1来提供发送与接收缓存器的内部移位时钟。

必须工作在定时器状

态；必须工作在“8位自动重载”工作模式。

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3.详细说明本次实验采用的通讯协议。

乙机接收该8位数据，并显示在8位

8位发送回甲机，甲机显示在数码管

甲机发送本机（学生本人）学号后8位给乙机，

数码管上。

乙机接收完毕后，将本机（乙机）的学号后上。

4.给针对实验要求编写本机的程序流程图、程序清单并给予适当注释，并说明合作单片机（合作同学）。

这里有两个程序，一个是先接受，一个是先发送。

#inelude#defineucharunsignedcharvoidinit（void）;

voidsend（void）;

voiddelay（unsignedinti）;

ucharxuehao[8]={6,6,6,6,6,6,6};

voidmain（void）{

init（）;send（）;while

（1）;

voidinit（void）

{

TM0D=0x20;TH1=0xfd;TL1=0xfd;

SCON=0x50;

PCON=0x00;TR1=1;

}

voidsend（void）

{

uchari;

do

{

delay（200）;SBUF=0xaa;while（TI==0）;TI=0;while（RI==0）;RI=0;

}while（SBUF!

=0xbb）;

?

?

?

?

?

//

delay（80）;

for（i=0;i<=7;i++）

{

SBUF=xuehao[i];while（TI==0）;TI=0;delay（5）;

}

SBUF=9;

delay（10）;

///////////////////////////////////////////////////////////voiddelay（unsignedinti）

{

unsignedcharj;

for（;i>0;i--）for（j=0;j<125;j++）

{;}

}

#ineludevSTC12C5A60S2.h>#defineucharunsignedcharvoidinit（void）;

voidreceive（void）;

voiddelay（unsignedinti）;

voiddisplay（ucharA,ucharB）;voidduanxuan（ucharc）;

ucharxuehao[8]={0};

voidmain（void）

{

init（）;receive（）;

while

（1）

{

display（1,xuehao[0]）;delay（3）;

P0=0x00;

display（2,xuehao[1]）;delay（3）;

P0=0x00;

display（3,xuehao[2]）;delay（3）;P0=0x00;

display（4,xuehao[3]）;delay（3）;

P0=0x00;

display（5,xuehao[4]）;delay（3）;

P0=0x00;display（6,xuehao[5]）;delay（3）;

P0=0x00;

display（7,xuehao[6]）;

delay（3）;

P0=0x00;

display（8,xuehao[7]）;delay（3）;

P0=0x00;

}

//

}

voidinit（void）

{

P0M1=0X00;

P0M0=0Xff;

P2M1=0x00;

P2M0=0xff;

TMOD=0x20;

TH1=0xfd;

TL1=0xfd;

SCON=0x50;

PCON=0x00;TR1=1;

}

voidreceive（void）{

ucharenpty;

ucharj=0;

do

{

whi_e（R帀ho）rh9）whi_e（SBUF一Hoxa%SBUFHOXbb-whi_e（T_HHO）Q帀9

enpfyusBUFWwh=e（R一hho）rh0

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P0=~info[6];break;

case7:

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case8:

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case9:

P0=~info[9];break;

case10:

P0=~info[10];break;

case11:

P0=~info[11];break;

}

voidduanxuan（ucharc）

{

switch（c）

{

case1:

P2=0x01;break;

case2:

P2=0x02;break;

case3:

P2=0x04;break;

case4:

P2=0x08;break;

case5:

P2=0x10;break;

case6:

P2=0x20;break;

case7:

P2=0x40;break;

case8:

P2=0x80;break;

default:

break;

/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////voiddelay（unsignedinti）

{

unsignedcharj;for（;i>0;i--）for（j=0;jv125;j++）{；}

}

5.实验心得。

（必须）

000000000000000000000000

6•附能说明实验原理的实验照片。

（必须）

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