【大学课件】单片机实验 串行通信实验.pptVIP

单片机实验-串行通信实验欢迎参加单片机串行通信实验。本次实验将深入探讨串行通信原理及其在单片机中的应用。我们将通过理论与实践相结合的方式，掌握这一重要技术。

实验目的理解原理掌握串行通信的基本原理和工作机制。硬件实践学习单片机串行通信接口的硬件连接方法。软件开发编写和调试串行通信程序，实现数据传输。应用分析探讨串行通信在实际应用中的重要性。

实验内容1理论学习深入了解串行通信的基本概念和原理。2硬件连接学习如何正确连接单片机串行通信接口。3软件编程编写串行通信程序，实现数据的发送和接收。4实验操作进行实际操作，验证通信效果。5结果分析分析实验数据，总结经验。

1.串行通信原理定义串行通信是数据按位顺序传输的一种通信方式。它在单片机应用中广泛使用。特点传输线路少，成本低，适合长距离传输。但速度相对较慢。

1.1异步串行通信定义发送和接收设备不共享时钟信号，通过起始位和停止位同步。特点灵活性高，无需严格同步，但需要额外的同步位。应用广泛应用于计算机串口、UART通信等领域。

1.2同步串行通信时钟同步发送和接收设备共享同一时钟信号。数据传输数据位与时钟信号同步传输。效率高无需额外同步位，传输效率高。应用广泛用于SPI、I2C等通信协议。

2.硬件连接单片机选择选择支持串行通信的单片机型号。接线准备准备必要的连接线和接口转换器。测试设备准备示波器等测试设备。

2.1硬件接口1TXD(发送端)2RXD(接收端)3GND(地线)4VCC(电源)正确连接这些接口是实现串行通信的基础。确保接口匹配和连接稳固。

2.2I/O配置1端口选择选择合适的I/O端口作为通信接口。2功能配置将选定端口配置为串行通信功能。3参数设置设置波特率、数据位等参数。4中断配置配置相关中断以处理通信事件。

3.软件设计1初始化配置串行通信参数。2数据发送实现数据发送功能。3数据接收实现数据接收和处理。4错误处理设计错误检测和处理机制。

3.1初始化串行通信voidUART_Init(void)

{

SCON=0x50;//设置为模式1

TMOD=0x20;//设置定时器1为模式2

TH1=0xFD;//设置波特率为9600

TR1=1;//启动定时器1

EA=1;//开启总中断

ES=1;//开启串行中断

}

3.2数据发送与接收发送函数voidUART_Send(chardat)

{

SBUF=dat;

while(!TI);

TI=0;

}

接收中断voidUART_ISR()__interrupt(4)

{

if(RI)

{

charreceivedData=SBUF;

RI=0;

//处理接收到的数据

}

}

3.3校验与控制1奇偶校验通过添加校验位检测数据传输错误。2CRC校验使用循环冗余校验确保数据完整性。3流控制实现软件或硬件流控制，防止数据丢失。4错误处理设计错误处理机制，提高通信可靠性。

4.实验操作步骤准备工作检查实验设备，确保硬件连接正确。程序编写根据实验要求编写串行通信程序。程序下载将程序下载到单片机中。调试运行运行程序，观察通信效果。数据分析收集实验数据，进行分析。

4.1单片机程序编写代码结构设计清晰的程序结构，包括初始化、主循环和中断处理。功能实现编写数据发送、接收和处理函数。调试技巧使用断点和日志输出辅助调试。

4.2硬件连接和调试接口连接按照设计图连接单片机和通信设备。电源检查确保所有设备供电正常。信号测试使用示波器检查通信信号。故障排除遇到问题时，逐步排查硬件连接。

5.实验结果分析数据收集记录通信过程中的数据传输情况。包括发送和接收的数据内容、时间等。性能评估分析通信的速度、准确性和稳定性。比较不同参数设置下的性能差异。问题诊断若出现通信异常，分析可能的原因。如硬件连接、软件bug等。

5.1数据传输效率9600标准波特率常用的串行通信速率，适合大多数应用场景。115200高速波特率用于需要快速数据传输的场景。99.9%传输成功率在理想条件下的数据传输成功率。1ms平均延迟单次数据传输的平均延迟时间。

5.2通信稳定性1环境因素2硬件质量3软件设计4参数配置5错误处理通信稳定性受多种因素影响。环境噪声、硬件质量、软件设计等都是关键。优化这些方面可显著提高稳定性。

6.应用场景分析串行通信在多个领域广泛应用。从工业自动化到智能家居，从医疗设备到汽车电子，都能看到它的身影。

6.1工业控制自动化生产用于生产线设备间的数据交换