单片机多机通信实现 毕业论文.doc.doc

单片机多机通信实现 设计要求 三片单片机利用串行口进行串行通信：串行通信的波特率为9600bit/s。串行口工作方式为方式1的单工串行通信。 设计方案 一个主机和两个从机，主机通过按键选择要通信的从机，按键确认后通过矩阵键盘输入要传输的信息，从机接收主机发送的信息并发回长度校验码给主机，主机确认校验信息是否正确，若正确，主机液晶显示“send:信息”和从机数，从机液晶显示所接收的信息；若错误则主机从发信息，重复前面的步骤。 3、 硬件电路设计 3.1 单片机最小系统的设计 本系统共用三块单片机，每块单片机均选用AT89S52，最小系统也都一样。由于三块单片机的主要任务是通信，为了得到准确的波特率，采用振荡频率为11.0592MHz的晶振，再接两个30pF的瓷片电容即可构成单片机的时钟电路。 单片机最小系统电路如下： 图3－1 单片机最小系统电路 复位电路也可以换成看门狗电路实现，可使单片机可靠的复位。为了简化电路设计，本系统采用简单方法，可使单片机上电复位，此外可以通过按键手动复位。单片机上电即可复位，R1与C3的充电时间大于两倍的机器周期，使RST引脚有足够长的时间保存高电平，使单片机可靠的复位。正常工作时，按下按键SW1就可以使单片机复位。 3.2 矩阵键盘电路设计 图3－2 矩阵键盘电路 P1口接4×4的矩阵键盘，共16个按键，分别为0～C及“开始通信”，“选择从机”和“输入信息”键。P1.0～P1.3接矩阵键盘的行，P1.4～P1.7接矩阵键盘的列。 3.3 液晶显示电路设计 液晶显示电路如下图： 图3－3 液晶LCD1602显示电路 P0口上拉10K×8的排阻，自己画的排阻符号如下： 图3－4 排阻符号 排阻具有九个引脚，一个公共端，另外八个脚分别接到需要接上拉电阻的单片机的P0口。排阻相当于8个大小均为10K的电阻，在电路中主要其电平转化作用，通过的电流很小，每只电阻的功耗也很小。如接5V电源，每只电阻的电流约为0.5mA，很小，但是由于P0口是接液晶，不用接排阻也能实现，本着节约的原则在本设计中没有接排阻。 主机整体原理图如下： 图3—5 主机原理图 两从机的原理图与主机的原理图仅仅的区别就是没有外接矩阵键盘，其他的都一样。 4电源电路设计 本系统主要供电为5V直流电，为了获得5V的直流电压和足够大的电流，并能提供两种接口，交流与直流输入都能通用，将电源电路设计成如下形式。 图3－6 电源电路原理图 交流输入用15V的变压器，将变压器通过接口插到板子上。直流输入与交流输入类似，都要经过整流桥，确保电解电容C4不会反接，稳压电路公用，用MC7805实现5V直流稳压，最大可输出1A的电流，足以为整个系统供电。C5与C6用于防止稳压块产生自激振荡。C4用于滤波，使输入纹波很小，输出端接电容C7，用于防止输出电压突变。 5 多机通信协议的算法设计 5.1 主从机程序设计 主机模式流程如下： 图3－7 主机模式通信流程图 从机模式通信流程如下： 图3－8 从机模式通信流程图 5.2 键盘程序设计 1号单片机的按键采用矩阵形式，4×4的行列矩阵，共16个按键，可以完成多种控制功能。1号单片机的键盘程序包括：按键扫描、获取键值与按键处理几部分。按键处理又包括实现各种功能的函数。由键盘程序负责调度。键盘控制流程如下： 图3－9 按键控制流程图 按键扫描采用行扫描法，先输出全零行，再读看是否有按键按下，如有按键，则先消抖动，然后再次确认是否有按键，如果确有按键，再逐行置低电平扫描按下的键的行列位置，最后将按键对应位置的8位二进制码（即低四位表示行号，高四位表示列号）返回；若无按键，则返回0。 获取键值函数为Switch结构的散转程序，根据按键的行与列得到按键的键值，这里预先定义按键的键值为字符‘0’～‘C’、‘E’,‘C’’S’。以字符形式表示键值利于液晶直接显示。 按键处理为多分支结构，每个分支完成一种功能。具体流程如下： 图4－1 按键处理流程图 通信方向设置流程如下： 图4－2 通信方向设置流程图 从机选择流程如下： 图4－3 从机选择流程图 5.3 系统初始化程序设计 系统初始化程序包括定时器初始化、串口初始化、发送数据初始化和全局变量初始化。初始化步骤如下： 图4－4 系统初始化步骤 对于1号单片机，还有液晶屏初始化这一步。1号单片机的主程序执行顺序： 图4－5 1号单片机主程序 定时器初始化使定时器一工作在方式二，波特率设置为9600b/s，并开中断。串口初始化使串口工作在方式三，9位数据位。发送与接收数据区的开始地址被已经被指定，用指针常量表示。发送数据初始化在发送数据区存放待发送的数据串