多机通信技术(论文)-自写通信协议的多机通信.docVIP

摘 要 通信技术和通信产业20世纪80年代以来发展最快的领域之一。不论是在国际还是在国内都是如此。这是人类进入信息社会的重要标志之一。第1章 系统的总体设计 4 第2章 系统硬件模块概述 5 2.1 单片机80C51简介 5 2.1.1 硬件结构 5 2.1.2 80C51中断控制系统 6 2.1.3 80C51的串行通信 6 2.2 MAX232串行通信接口简介 7 2.3 74HC595串行芯片简介 8 第3章 系统具体设计概述 9 3.1 系统结构流程图 9 3.2 系统硬件设计 10 3.3 系统软件设计 10 第 4 章 系统性能测试 13 4.1 甲机向乙机发送数据测试 13 4.2 乙机向甲机发送数据测试 13 1 总 结 15 2 致 谢 16 3 参考文献 17 4 附 录 18 第1章 系统的总体设计 本系统实现的是两块单片机之间的双向通信，通信的方式为UART。在单片机甲和单片机乙中，都设置一个按键。当按下甲中的按键时，将单片机甲中的数据通过UART发送给单片机乙，乙接收后显示在数码管上。同理，按下乙中的按键时，将单片机乙中的数据通过UART发送给单片机甲，甲接收后显示在数码管上。UART通信通过MAX232进行。 图1.1 系统结构图 第2章 系统硬件模块概述 单片机80C51简介 80C51单片机属于美国Intel 公司的MCS-51系列 产品中的一个型号，采用CHMOS 工艺，功耗低，性能优良，在市场中获得了广泛的应用。80C51系列单片机，泛指所有具有MCS-51指令系统，同时采用CHMOS工艺的单片机。在我国，80C51系列单片机因其性能价格比高、开发方式多、芯片功能适用、且为国内技术人员所熟知等特点得到了极其广泛的应用。 单片机的应用特点： 常用来替代微机实现控制系统的在线应用 用单片机代替模拟电路或数字电路，软硬件结合控制 可以提高控制系统的技术性能、技术含量和防盗能力。 与PC机相比，能适应较为恶劣的工作环境 例如，民用单片机的环境适应温度范围是0～+70℃。有些单片机芯片可以在2.2V甚至是0.9V到1.2V的低电压下正常工作（通常单片机的工作电压是+5V）。 软件固化在程序存储器中，可以避免病毒侵袭和人为修改，性能稳定 硬件结构 图 2.1.1 80C51硬件结构图 CPU是80C51内部的1个字长为8位的中央处理单元，它由运算器、控制器两部分组成。实际上构成了单片机的核心。并行口有4个8位并行I/O口P0～P3，均可并行输入输出8位数据。串行口有1个串行I/O口，用于数据的串行输入输出。80C51系列单片机有两个存储器：程序存储器（4KB ROM）和数据存储器（128B RAM），且各自独立编址。内置有2个16位定时器1，2，以及串行通信接口。靠总线来进行数据间的传递。 80C51中断控制系统 图2.12 80C51的中断控制系统 在计算机系统中，CPU速度快，外设速度慢，这样CPU与外设之间进行数据交换时，就遇到了CPU与外设之间的同步问题。目前，外围设备与CPU之间常用3中通信方式：查询，中断与直接存储器存储方式。由于查询方式CPU占有率高，应而采用中断形式会提高CPU的利用率。 80C51中内嵌控制器可以管理具有2个中断优先级和5个中断源（2个外部中断，2个定时器中断，1个UART中断）。 CPU在每个机器周期的S5P2时刻顺序采样各中断源，当发现某一中断有效时，相应中断标志置1，表明该对应事件发生了。16位定时0,1的中断标志位为TF0，TF1；外部中断0,1的中断标志为IE0，IE1；UART的接收中断与发送中断分别为RI和TI。 80C51的串行通信 图 2.1.3 80C51串行通信接口内部结构 根据数据传输的方式的不同，可以将串行通信分为同步通信和异步通信。由于同步通信必须保持同步，收发时钟相同，成本较高，应而多用于高速数字通信系统，单片机中异步通信得到了广泛运用。 在异步通信方式中，发送方通关控制数据线的高低电平来完成数据的发送；接收方通过监测数据线的高低电平确认是否有数据传入以及接收的数据位是0还是1，只要发送速率与接收速率相同，就能准确的接收与发送，无需使用同一时钟信号。 80C51内置了一个可编程的全双工通用异步通信接口，TXD与RXD。 串行数据输出过程如下： 在发送中断标志TI为0时，将数据写入寄存器SBUF中，系统自动启动发送，将SBUF寄存器的内容由低位到高位依次输出到RXD引脚，同时TXD引脚输出移位脉冲，使外接的“串入并出”芯片逐一接受来自RXD引脚上的串行数据。当8位数据发送结束后，发送中断标志TI自动置1，引起系统发送中断，系统进入中断服务程序，可以通过查询TI是