單片機(jī)實(shí)驗(yàn)報(bào)告 化 （自動(dòng)化 1 ５級)

　實(shí)驗(yàn)名稱：串行通訊實(shí)驗(yàn)

　一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

　1。掌握單片機(jī)串行口工作方式；

　2。掌握雙機(jī)通訊得接口電路設(shè)計(jì)及程序設(shè)計(jì)。

　二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備

　1、 PC機(jī); ２.單片機(jī)最小系統(tǒng)教學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)K;

　3、 數(shù)碼管顯示模塊 三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

　 1. 雙機(jī)通信 由兩套單片機(jī)試驗(yàn)裝置(兩個(gè)實(shí)驗(yàn)小組)共同完成該實(shí)驗(yàn)。我們U1為甲機(jī),U2為乙機(jī)。甲機(jī)發(fā)送本機(jī)（學(xué)生本人)學(xué)號后8位給乙機(jī),乙機(jī)接收該８位數(shù)據(jù)，并顯示在8位數(shù)碼管上． 電路如圖1所示。

　 要求串行通信方式為方式1,波特率為２４00biｔ/s，不加倍，單片機(jī)外部晶振頻率為１1、0５92M。

　圖1 雙機(jī)通信原理示意圖 附加要求:乙機(jī)接收完畢后，將本機(jī)(乙機(jī))得學(xué)號后8位發(fā)送回甲機(jī),甲機(jī)顯示在數(shù)碼管上。

　2、 、 單片機(jī)與 ＰＣ 機(jī)通信 單片機(jī)向PC機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)。單片機(jī)向PC機(jī)重復(fù)發(fā)送本機(jī)(學(xué)生本人)學(xué)號,發(fā)送波特率為12０0,采用方式1,單片機(jī)外部晶振頻率為11、０5９２Ｍ。

　四、實(shí)驗(yàn)原理

　 ４ ４.1

　串行通訊得方式

　在串行通訊中，有兩種基本得通訊方式:異步通訊，同步通訊．

　異步串行通訊規(guī)定了字符數(shù)據(jù)得傳送格式,既每個(gè)數(shù)據(jù)以相同得幀格式發(fā)送.每個(gè)幀信息由起始位、數(shù)據(jù)位、奇偶校驗(yàn)位與停止位組成。本實(shí)驗(yàn)主要學(xué)習(xí)異步通訊得實(shí)現(xiàn)方法。

　在異步通訊中，每一個(gè)字符要用起始位與停止位作為字符開始與結(jié)束得標(biāo)志,以至占用了時(shí)間。所以在數(shù)據(jù)塊傳送時(shí)，為了提高通訊速度,常去掉這些標(biāo)志，而采用同步通訊.同步

　通訊不像異步通訊那樣,靠起始位在每個(gè)字符數(shù)據(jù)開始時(shí)發(fā)送與接受同步.而就是通過同步字符在每個(gè)數(shù)據(jù)塊傳送開始時(shí)使收/發(fā)雙方同步.

　按照通訊方式,又可將數(shù)據(jù)傳輸線路分成三種:單工方式、半雙工方式、全雙工方式。

　(1)單工方式 在單工方式下,通訊線得一端聯(lián)接發(fā)送器,另一端聯(lián)接接收器,它們形成單向聯(lián)接,只允許數(shù)據(jù)按照一個(gè)固定得方向傳送。

　(2）半雙工方式 在半雙工方式下，系統(tǒng)中得每個(gè)通訊設(shè)備都由一個(gè)發(fā)送器與一個(gè)接收器組成,通過收發(fā)開關(guān)接到通訊線路上，如圖33—1所示。在這種方式中，數(shù)據(jù)能從A站送到B站,也能從B站傳送到Ａ站，但就是不能同時(shí)在二個(gè)方向上傳送,即每次只能一個(gè)站發(fā)送,另一個(gè)站接收.

　圖2 半雙工通訊方式 圖３3-１中得收發(fā)開關(guān)并不就是實(shí)際得物理開關(guān),而就是由軟件控制得電子開關(guān),由通訊線兩端得半雙工通訊協(xié)議進(jìn)行功能切換。

　(３)全雙工(Fｕｌl—duplex）方式 雖然半雙工方式比單工方式靈活,但它得效率依然較低.從發(fā)送方式切換到接收方式所需得時(shí)間一般大約為數(shù)毫秒，這么長得時(shí)間延遲在對時(shí)間較敏感得交互式應(yīng)用（例如遠(yuǎn)程檢測監(jiān)視控制系統(tǒng)）中就是無法容忍得.重復(fù)線路切換所引起得延遲積累，正就是半雙工通信協(xié)議效率不高得主要原因。

　半雙工得這種缺點(diǎn)就是可以避免得,而且方法很簡單,即采用信道劃分技術(shù)。在圖33—2得全雙工連接中,不就是交替發(fā)送與接收,而就是可同時(shí)發(fā)送與接收。全雙工通訊系統(tǒng)得每一端都包含發(fā)送器與接收器,數(shù)據(jù)可同時(shí)在兩個(gè)方向上傳送.

　 圖3 全雙工通訊方式 4.2 單片機(jī)串行口工作方式 在靜態(tài)數(shù)碼管顯示實(shí)驗(yàn)中,我們熟悉了單片機(jī)串口工作方式0;單片機(jī)串口還具有有3種工作方式。如下表所示：

　這3種工作方式,均用于串行異步通訊。在異步串行通訊得一個(gè)字節(jié)得傳送中,必須包括了起始位（0)與停止位（1)。除此之外，方式1具有８位（1個(gè)字節(jié))得數(shù)據(jù)位(低位在先）,方式2、３則除這８位之外，還具有一個(gè)可編程得第9位,這個(gè)第9位編程通常被編程為奇偶校驗(yàn)位.我們將在下一個(gè)實(shí)驗(yàn)中用到它。

　串口工作方式在特殊寄存器SCＯＮ中設(shè)置。

　其中得SM０與ＳM１位確定了串口工作方式。要使通訊雙方能夠通訊成功，必須具有相同得串口工作模式;RＥN為允許接收位，本實(shí)驗(yàn)中因?yàn)殡p方都要進(jìn)行接收，因此REN也都應(yīng)設(shè)為1。TＢ8與ＲB8這里暫不涉及。利用以下語句來設(shè)置SCON: MOＶ SＣＯN， ＃50H ４。

　。3 波特率得設(shè)置 在異步串口通訊中，一個(gè)很重要得工作就就是進(jìn)行串口波特率得設(shè)置。波特率就是指串口通訊中每秒傳送得位數(shù),單位為BＰS,它反映了串行口通訊得速度;同時(shí),通訊雙方得速度必須一致，才能夠順利進(jìn)行通訊。

　在串口工作方式1、３中，傳送波特率都就是可變得。單片機(jī)內(nèi)部通過定時(shí)器T1來提供發(fā)送與接收緩存器得內(nèi)部移位時(shí)鐘。也就就是說,要確定串行通訊得波特率,必須對T1進(jìn)行相

　關(guān)設(shè)置。５1單片機(jī)系統(tǒng)對此時(shí)T1得設(shè)置有以下固定得規(guī)定: （１）必須工作在定時(shí)器狀態(tài)； (2）必須工作在“8位自動(dòng)重載”工作模式; 這必須在特殊寄存器TMOD中進(jìn)行設(shè)置.關(guān)于ＴMOＤ得詳細(xì)內(nèi)容,我們在實(shí)驗(yàn)十七已經(jīng)講過。可以利用以下語句來設(shè)置TMＯD: MＯV ＴMOD， #20H 除了對ＴＭOＤ得設(shè)置外,還必須設(shè)置定時(shí)器Ｔ1得定時(shí)值,也就就是保存在TH1中得8位重載值。這直接影響到波特率得大小: 它通過以下公式進(jìn)行計(jì)算:

　其中得SMOＤ為特殊寄存器ＰCON得最高位。當(dāng)它置1時(shí),可以將波特率增大1倍。

　在雙機(jī)通訊中,只要雙方得波特率一致就能夠完成通訊了;但就是，在標(biāo)準(zhǔn)得異步通訊協(xié)議中，只有幾種波特就是適用得。例如１２00bps,2400bｐs,4800bps,9600bps……等等. 而通過這個(gè)公式可以瞧出，并不就是所有得晶振頻率都能夠得到準(zhǔn)確得上述波特率。比如采用12ＭHz晶振，代入公式進(jìn)行運(yùn)算，就無法得到４８00ｂps得準(zhǔn)確波特率(TH1必須為小數(shù)了)。在這種情況下,過去人們都使用軟件補(bǔ)償?shù)梅椒?盡量得到準(zhǔn)確得波特率；而現(xiàn)在，市場上有很多通訊專用得晶振，例如３、68６4MHｚ、１1、0592MHｚ……得晶振，都能夠直接得到準(zhǔn)確得波特率.因此在進(jìn)行本實(shí)驗(yàn)時(shí)，必須使用通訊專用晶振（如果使用仿真器,則設(shè)置為使用仿真頭得外接晶振,并將11、0592M得晶振插入仿真頭． 當(dāng)波特率已經(jīng)確定，就可以反向推導(dǎo)出TH1得取自大小,例如,在本次實(shí)驗(yàn)中,我們要求波特率為4800bｐｓ,在晶振采用11、0５9２MHz得情況下,推出TH１=0F４H. 五、實(shí)驗(yàn)步驟

　１.參考圖１并進(jìn)行電路設(shè)計(jì),畫出電路圖,并用導(dǎo)線正確連接兩套裝置得單片機(jī)最小系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)?zāi)K，并連接最小系統(tǒng)模塊與數(shù)碼管顯示模塊。

　2。照實(shí)驗(yàn)要求編寫程序流程圖,然后編寫程序,對編寫得程序進(jìn)行仿真調(diào)試，直至通訊成功。

　六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告

　１ １. 在該實(shí)驗(yàn)中，單片機(jī)串行口工作在什么工作方式下？說明該工作方式得特點(diǎn)。

　 工作在工作方式 1。8 位數(shù)據(jù)通訊，波特率可變.

　2. 波特率就是什么？怎樣設(shè)置單片機(jī)串口通訊得波特率？如果實(shí)驗(yàn)要求通訊波特率為4800bps ，怎樣修改程序？

　 特率就是指串口通訊中每秒傳送得位數(shù),單位為 BＰS，它反映了串行口通訊得速度。

　單片機(jī)內(nèi)部通過定時(shí)器Ｔ１來提供發(fā)送與接收緩存器得內(nèi)部移位時(shí)鐘。必須工作在定時(shí)器狀態(tài)；必須工作在“8 位自動(dòng)重載”工作模式。

　3. 詳細(xì)說明本次實(shí)驗(yàn)采用得通訊協(xié)議.

　碼數(shù)位8在示顯并，據(jù)數(shù)位8該收接機(jī)乙，機(jī)乙給位8后號學(xué)）人本生學(xué)（機(jī)本送發(fā)機(jī)甲?管上。乙機(jī)接收完畢后,將本機(jī)（乙機(jī))得學(xué)號后8位發(fā)送回甲機(jī)，甲機(jī)顯示在數(shù)碼管上. 4. 給針對實(shí)驗(yàn)要求編寫本機(jī)得程序流程圖、程序清單并給予適當(dāng)注釋, 并說明合作單片機(jī)(合 合作同學(xué)). 這里有兩個(gè)程序,一個(gè)就是先接受,一個(gè)就是先發(fā)送。

　＃ ｉnｃlｕde 〈SＴC12C5A60S2、h〉 ＃defｉnｅ ucｈａr unｓigneｄ ｃhaｒ voiｄ init(ｖoid); void ｓenｄ（ｖoid)； voｉｄ dｅlay（uｎｓｉgnｅd iｎｔ i）； uchar xuehaｏ［８］={6,6,6,6,６，6，６}; void mａin（ｖoｉｄ) {

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　6． ． 附能說明實(shí)驗(yàn)原理得實(shí)驗(yàn)照片。（必須)

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