基于Proteus的串口通信系统仿真研究.DOC

引 言 　　　随着数字通信时代的到来，特别是计算机技术和单片微型机技术的发展，对工业控制系统中许多因素如湿度、压力、温度、等参数的检测和控制，同时具有强大的监控及运算功能力的计算机，具有速度快，效率高等控制特点的单片机，成为人们更加喜好采用的工具。现如今工业系统中较为普遍的通信监测的方案是通过计算机的串行接口和外部设备进行通信。所以如何实现计算机与单片机之间的通讯具有非常重要的理论意义和现实意义。Proteus作为一种强大的开发工具，在电路仿真和设计领域都得到广泛的应用。信息传递，在现代这个信息社会，显得非常普遍又非常重要。计算机与计算机或其它终端的主要通信方式就是串口通信，在进行通信时，不论距离远近都可以进行数据的传输。由于各公司出产的计算机内部结构各不相同，同一公司出产的计算机传输数据时速率也不一定相同，此时我们首先要考虑的就是怎样把速率调整到相同，来保证接收到正确的信息。本文主要研究单片机和PC之间的通信，通过串口调试助手，基于Proteus的ISIS仿真功能，研究通过RS-232接口实现PC和单片机之间的串口通信。 第一章 串口通信方式 1.1 串口通信概述 　　　随着数字通信网络化和可编程嵌入式应用系统的发展，通信的地位越来越重要。所谓通信广义上来说是指信息的传输，既包括计算机与计算机之间的信息传输，也包括计算机与外部设备，如终端、打印机和投影仪等设备之间的传输。在通信领域范围内，数据通信中按每次传送的数据位数，通信方式可分为：并行通信和串行通信。 　　　串行通信是指计算机主机与外部设备之间以及主机系统与主机系统之间数据的串行传送。也就是说只使用一条数据线，将数据一位一位地依次传输，每一位数据占据一个固定的时间长度（时隙）。它只需要少数几条线就可以实现在系统间交换信息，针对计算机与计算机、计算机与外设之间的远距离通信特别适合使用。然而实际上，在串口通信时，发送和接收到的每一个字符都是一次只传送一位的形式，每一位为1或者为0（以二进制的形式传输）。［7］ 1.2 串口通信的分类 　　　同步通信：同步通信作为连续串行传送数据的一种通信方式，每次通信只传送一帧信息。和异步通信中的字符帧不同的是，通常情况下，含有若干个数据字符。它们往往都是由同步字符、数据字符和校验字符（CRC）组成。字符帧中位于帧开头是同步字符，其作用是用来确认数据字符的开始。在同步字符之后的一般是数据字符，个数一般没有限制，根据所需传输的具体数据块的长度来而定；校验字符通常为1至2个，它的作用是在接收端对接收到的字符序列进行正确性的校验。发送时钟和接收时钟需要保持严格的同步是同步通信最大的弊端。 　　　异步通信：异步通信中，字符帧格式和波特率是异步通信中有两个比较重要的指标。数据传送方式通常为以字符或者字节为单位组成字符帧的形式传送。字符帧则由发送端一帧一帧地发送，通过搭建在外部的传输线最后在接收设备处一帧一帧的接收。接收端以及发送端都可以依据各自的时钟往往是根据设定好的波特率控制数据的发送和接收，接收端和发送端的两个时钟源彼此独立，不要求互相同步。接收端在每次确定发送端已开始发送数据，是由于其检测到传输线上发送过来的低电平逻辑0（即字符帧起始位），确定发送端已开始发送数据，每次当接收端收到字符帧中的停止位时，就知道一帧字符已经发送完毕。［7］ 1.3 串口通信的特点 　　　数据在单条1bit宽的传输线上，采用列队的方式一比特接一比特地按顺序传送称为串行通信。然而在并行通信中与串行通信并不相同，如果一个字节由8位组成的数据是在8条传输线上并行的同时由发送端传到接收端目的地。这样一个字节的数据要分8次由低位到高位按顺序一位位地传送。由此可见，串行通信的特点如下： 　　　1、节省传输线，这个特点最为明显表现在远程通信的时候。所以节省传输线是在远程通信时串行通信的最为主要优点。 　　　2、数据的传送效率往往比较低。相较于并行通信，这也这是显而易见的。这也是串行通信的主要缺点。 　　　例如：传送一个字节，并行通信只需要1T的时间，而串行通信至少需要8T的时间。 鉴于这一点，串行通信适合于远距离传送，可以从几米到数千公里。对于距离很长、速率较低的通信方式而言，串行通信往往是唯一的最佳选择。并行通信则更加适合于距离较短、速率较高的数据传送，通常传输距离小于30米。特别值得一提的是，现成的公共电话网是通用的长距离通信介质，它虽然是为传输声音信号设计的，但利用调制解调技术，据通信提供方便、实用的通信线路。可使现成的公共电话网系统为串行数 　　　串口通信端口在通信领域具有尤其重要的地位并被广泛应用，标准的RS-232接口已成为计算机，交换机和许多32接口具有较高的性价比和传输的通讯设备的标准接口，由于RS-2可靠性，在传输速率要求