單片機(jī)與pc機(jī)的通信技術(shù)研究.doc
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單片機(jī)與pc機(jī)的通信技術(shù)研究,單片機(jī)與pc機(jī)的通信技術(shù)研究頁數(shù) 49 字?jǐn)?shù)19850摘要隨著pc機(jī)技術(shù)和單片機(jī)技術(shù)的日益成熟，單片機(jī)與pc機(jī)通信技術(shù)的應(yīng)用也越來越廣泛。從家用電器、工業(yè)控制到醫(yī)療儀器、軍事應(yīng)用都涉及到單片機(jī)與pc機(jī)的通信。 本論文根據(jù)rs-232標(biāo)準(zhǔn)，以單片機(jī)at89c51為基礎(chǔ)，通過電平轉(zhuǎn)換芯片max232，連接到計(jì)算機(jī)的db9串...
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單片機(jī)與PC機(jī)的通信技術(shù)研究
頁數(shù) 49 字?jǐn)?shù)19850
摘 要
隨著PC機(jī)技術(shù)和單片機(jī)技術(shù)的日益成熟，單片機(jī)與PC機(jī)通信技術(shù)的應(yīng)用也越來越廣泛。從家用電器、工業(yè)控制到醫(yī)療儀器、軍事應(yīng)用都涉及到單片機(jī)與PC機(jī)的通信。 本論文根據(jù)RS-232標(biāo)準(zhǔn)，以單片機(jī)AT89C51為基礎(chǔ)，通過電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232，連接到計(jì)算機(jī)的DB9串行端口，然后用Visual C++編寫PC機(jī)端通信程序，用匯編語言編寫單片機(jī)端通信程序，從而實(shí)現(xiàn)PC機(jī)與單片機(jī)的串行通信。
論文先從理論方面講述串行通信的基本知識(shí)，如同步通信、異步通信、通信協(xié)議、波特率等，然后研究了調(diào)制解調(diào)技術(shù)原理、調(diào)制解調(diào)器的功能和基于MODEM的單片機(jī)與PC機(jī)遠(yuǎn)程通信等，接著研究了三態(tài)邏輯編/解碼技術(shù)在數(shù)據(jù)通信中的應(yīng)用和差錯(cuò)控制技術(shù)，再接著講述了單片機(jī)串行接口以及單片機(jī)與PC機(jī)的通信原理，其中包括系統(tǒng)原理圖的設(shè)計(jì)和程序流程的設(shè)計(jì)，最后根據(jù)所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)原理圖做出實(shí)驗(yàn)電路板。
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，單片機(jī)的應(yīng)用也越來越廣泛，如：在工業(yè)控制、數(shù)據(jù)采集、家用電器以及儀器儀表自動(dòng)化等許多領(lǐng)域都起著十分重要的作用。但在實(shí)際應(yīng)用中，在要求數(shù)據(jù)量大的應(yīng)用場(chǎng)合，單片機(jī)往往難以勝任，而PC機(jī)著重發(fā)展海量高速數(shù)值運(yùn)算技術(shù)，其控制能力是有限的。這時(shí)使用多個(gè)單片機(jī)結(jié)合PC機(jī)組成分布式系統(tǒng)是一個(gè)比較好的解決方案，這樣單片機(jī)與PC機(jī)的數(shù)據(jù)通信技術(shù)就變得十分重要[1]。
在目前的許多實(shí)時(shí)工業(yè)控制和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，多采用PC機(jī)作上位機(jī)和多個(gè)單片機(jī)作下位機(jī)的主從式系統(tǒng)。在主從分布式控制系統(tǒng)中，單片機(jī)主要完成實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集，被采集數(shù)據(jù)經(jīng)初步處理后通過串口傳送給主機(jī)。主機(jī)將從機(jī)發(fā)送來的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后隨時(shí)向用戶提供各種統(tǒng)計(jì)報(bào)表。主機(jī)同時(shí)根據(jù)從機(jī)接收的過程參數(shù)進(jìn)行判斷處理，并給從機(jī)(單片機(jī))發(fā)送各種控制命令。在這樣的分布式控制系統(tǒng)中，就需要實(shí)現(xiàn)主機(jī)向從機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)或主機(jī)從從機(jī)接收數(shù)據(jù)，即單片機(jī)與微機(jī)的串行通信，這樣便可以彌補(bǔ)單片機(jī)在數(shù)據(jù)處理方面的不足和PC機(jī)在控制方面的欠缺。
單片機(jī)作為嵌入式系統(tǒng)的一種，從MCS-51系列起，串行通信模塊作為一個(gè)重要功能，被集成到了單片機(jī)內(nèi)部，已在自動(dòng)化控制以及家電產(chǎn)品等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。常見的單片機(jī)系統(tǒng)都具備一個(gè)串行口（如AT89C51），有的還具備了兩個(gè)串行口（如DS80C320系列）甚至多個(gè)串行口。這些串行口就是單片機(jī)的串行通信模塊，通過串行通信接口可把單片機(jī)與PC機(jī)連接起來進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
單片機(jī)技術(shù)和PC機(jī)技術(shù)在現(xiàn)實(shí)生活中都起著不可取代的作用，而結(jié)合這兩種技術(shù)的應(yīng)用有著極大的發(fā)展前景。單片機(jī)和PC機(jī)串行通信技術(shù)有著其特有的魅力，現(xiàn)已經(jīng)在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、科研等各個(gè)領(lǐng)域廣泛地應(yīng)用。它憑著成本低、實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，在單片機(jī)與PC機(jī)的通信中占著一席之地。如今形成了RS-232總線標(biāo)準(zhǔn)、RS-485總線標(biāo)準(zhǔn)、 總線、CAN總線、無線通信、USB總線等并行發(fā)展的趨勢(shì)?？梢灶A(yù)測(cè)單片機(jī)和PC機(jī)串行通信技術(shù)的應(yīng)用將更為廣泛，并隨著其他新技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展。
由于硬件條件、研究環(huán)境等因素，比較適合本研究的有RS-232接口和USB接口兩種標(biāo)準(zhǔn)。然而USB結(jié)構(gòu)復(fù)雜，相對(duì)成本高、協(xié)議也十分復(fù)雜，程序量大、而AT89C51芯片內(nèi)只有相當(dāng)小容量的ROM。因而先進(jìn)USB接口在單片機(jī)中并不適合，而RS-232接口是最為常用的串行接口標(biāo)準(zhǔn)，大量的集成設(shè)備、工業(yè)產(chǎn)品都提供了RS-232接口，因此，單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，RS-232通信設(shè)計(jì)占首要位置。還有，由于分布參數(shù)的影響，并行通信在傳輸過程中會(huì)產(chǎn)生波形變差，而串行通信則不會(huì)出現(xiàn)這樣的情況，并且串行通信具有傳輸可靠、實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單方便等特點(diǎn)，因此本文研究的是基于RS-232的串行通信。
本論文設(shè)計(jì)主要研究的是單片機(jī)與PC機(jī)的通信技術(shù)，而就其應(yīng)用來說，從數(shù)據(jù)的調(diào)制解調(diào)到編碼解碼，最后到串行通信是一個(gè)比較復(fù)雜的問題，由于時(shí)間、資源、經(jīng)費(fèi)等條件的限制，論文的程序設(shè)計(jì)和電路設(shè)計(jì)都沒有涉及調(diào)制解調(diào)及編碼解碼（包括檢錯(cuò)和糾錯(cuò)）技術(shù)，它以AT89C51單片機(jī)為例，將單片機(jī)設(shè)計(jì)成下位機(jī)（用匯編語言編寫通信程序），并將PC機(jī)設(shè)計(jì)成上位機(jī)（用Visual C++開發(fā)串口軟件），這樣就構(gòu)成一個(gè)主從式的通信系統(tǒng)，驗(yàn)證它們之間的串行通信。
目 錄
摘 要 I
ABSTRACT II
1前言 1
2串行通信基礎(chǔ) 3
2.1 數(shù)據(jù)通信、通信協(xié)議基本知識(shí) 3
2.2 串行通信的基本知識(shí) 3
2.2.1 串行通信的通信方式 3
2.2.2 串行通信的連接方式 5
2.2.3 波特率 6
3數(shù)據(jù)通信中的調(diào)制解調(diào)技術(shù)及應(yīng)用 7
3.1 調(diào)制解調(diào)技術(shù)原理 7
3.2 調(diào)制解調(diào)器概述 7
3.2.1 調(diào)制解調(diào)器的構(gòu)成和功能 7
3.2.2 MODEM的調(diào)制解調(diào)原理 8
3.3 基于MODEM的單片機(jī)與PC機(jī)之間的遠(yuǎn)程通信 9
3.3.1 PC機(jī)串行通信結(jié)構(gòu) 9
3.3.2 單片機(jī)與PC機(jī)之間的硬件接口 10
3.3.3 調(diào)制解調(diào)器常用的控制信號(hào)和狀態(tài)信號(hào) 10
4數(shù)據(jù)通信中的三態(tài)邏輯編/解碼技術(shù)及應(yīng)用 12
4.1編碼器MC145026芯片及其編碼功能 12
4.2解碼器MC145027和MC145028芯片及其解碼功能 12
4.3 用編/解碼器實(shí)現(xiàn)PC機(jī)與單片機(jī)間的通信 13
4.3.1 PC機(jī)打印接口的的利用 13
4.3.2 通信方法 14
4.4 差錯(cuò)控制技術(shù) 15
4.4.1 差錯(cuò)控制的基本工作方式 15
4.4.2常用的差錯(cuò)控制編碼 16
5 RS-232C總線標(biāo)準(zhǔn)接口技術(shù) 18
5.1 RS-232C接口介紹 18
5.2 RS-232C電平轉(zhuǎn)換器MAX232介紹 19
6 MCS-51的串行接口 21
6.1 MCS-51串行口結(jié)構(gòu) 21
6.1.1 串行口數(shù)據(jù)緩沖器SBUF 21
6.1.2 串行口控制寄存器SCON 21
6.1.3 特殊功能寄存器PCON 22
6.2 MCS-51串行口工作方式 23
6.3 MCS-51串行口的波特率 24
7單片機(jī)與PC機(jī)的通信原理 25
7.1 AT89C51單片機(jī)簡(jiǎn)介 25
7.2 原理圖設(shè)計(jì) 28
7.3 程序設(shè)計(jì) 29
7.3.1程序設(shè)計(jì)流程圖 29
7.3.2 串行口初始化 30
8用Visual C++6.0開發(fā)串口通信軟件 31
8.1 ActiveX控件介紹 31
8.1.1 事件驅(qū)動(dòng)法 31
8.1.2 查詢法 32
8.2 設(shè)置MSComm控件屬性 32
8.3 編程實(shí)現(xiàn) 34
9 運(yùn)行測(cè)試 35
9.1 單片機(jī)傳送數(shù)據(jù)到PC機(jī) 35
9.2 單片機(jī)接收PC機(jī)傳送的數(shù)據(jù) 36
10 總結(jié) 37
鳴 謝 38
參考文獻(xiàn) 39
附 錄 .40
參考文獻(xiàn)
[1] 求是科技．單片機(jī)通信技術(shù)與工程實(shí)踐[M]．北京：人民郵電出版社，2005
[2] 石東海．單片機(jī)數(shù)據(jù)通信數(shù)據(jù)從入門到精通[M]．西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2002：15，45，72-73
[3] 肖來勝，馮建蘭, 夏術(shù)泉．單片機(jī)技術(shù)實(shí)用教程[M]．武漢：華中科技大學(xué)出版社，2004
[4] 李朝青．PC機(jī)及單片機(jī)數(shù)據(jù)通信技術(shù)[M]．北京：北京航空航天大學(xué)出版社，1999：13-14，49-52，205-216
頁數(shù) 49 字?jǐn)?shù)19850
摘 要
隨著PC機(jī)技術(shù)和單片機(jī)技術(shù)的日益成熟，單片機(jī)與PC機(jī)通信技術(shù)的應(yīng)用也越來越廣泛。從家用電器、工業(yè)控制到醫(yī)療儀器、軍事應(yīng)用都涉及到單片機(jī)與PC機(jī)的通信。 本論文根據(jù)RS-232標(biāo)準(zhǔn)，以單片機(jī)AT89C51為基礎(chǔ)，通過電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232，連接到計(jì)算機(jī)的DB9串行端口，然后用Visual C++編寫PC機(jī)端通信程序，用匯編語言編寫單片機(jī)端通信程序，從而實(shí)現(xiàn)PC機(jī)與單片機(jī)的串行通信。
論文先從理論方面講述串行通信的基本知識(shí)，如同步通信、異步通信、通信協(xié)議、波特率等，然后研究了調(diào)制解調(diào)技術(shù)原理、調(diào)制解調(diào)器的功能和基于MODEM的單片機(jī)與PC機(jī)遠(yuǎn)程通信等，接著研究了三態(tài)邏輯編/解碼技術(shù)在數(shù)據(jù)通信中的應(yīng)用和差錯(cuò)控制技術(shù)，再接著講述了單片機(jī)串行接口以及單片機(jī)與PC機(jī)的通信原理，其中包括系統(tǒng)原理圖的設(shè)計(jì)和程序流程的設(shè)計(jì)，最后根據(jù)所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)原理圖做出實(shí)驗(yàn)電路板。
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，單片機(jī)的應(yīng)用也越來越廣泛，如：在工業(yè)控制、數(shù)據(jù)采集、家用電器以及儀器儀表自動(dòng)化等許多領(lǐng)域都起著十分重要的作用。但在實(shí)際應(yīng)用中，在要求數(shù)據(jù)量大的應(yīng)用場(chǎng)合，單片機(jī)往往難以勝任，而PC機(jī)著重發(fā)展海量高速數(shù)值運(yùn)算技術(shù)，其控制能力是有限的。這時(shí)使用多個(gè)單片機(jī)結(jié)合PC機(jī)組成分布式系統(tǒng)是一個(gè)比較好的解決方案，這樣單片機(jī)與PC機(jī)的數(shù)據(jù)通信技術(shù)就變得十分重要[1]。
在目前的許多實(shí)時(shí)工業(yè)控制和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，多采用PC機(jī)作上位機(jī)和多個(gè)單片機(jī)作下位機(jī)的主從式系統(tǒng)。在主從分布式控制系統(tǒng)中，單片機(jī)主要完成實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集，被采集數(shù)據(jù)經(jīng)初步處理后通過串口傳送給主機(jī)。主機(jī)將從機(jī)發(fā)送來的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后隨時(shí)向用戶提供各種統(tǒng)計(jì)報(bào)表。主機(jī)同時(shí)根據(jù)從機(jī)接收的過程參數(shù)進(jìn)行判斷處理，并給從機(jī)(單片機(jī))發(fā)送各種控制命令。在這樣的分布式控制系統(tǒng)中，就需要實(shí)現(xiàn)主機(jī)向從機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)或主機(jī)從從機(jī)接收數(shù)據(jù)，即單片機(jī)與微機(jī)的串行通信，這樣便可以彌補(bǔ)單片機(jī)在數(shù)據(jù)處理方面的不足和PC機(jī)在控制方面的欠缺。
單片機(jī)作為嵌入式系統(tǒng)的一種，從MCS-51系列起，串行通信模塊作為一個(gè)重要功能，被集成到了單片機(jī)內(nèi)部，已在自動(dòng)化控制以及家電產(chǎn)品等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。常見的單片機(jī)系統(tǒng)都具備一個(gè)串行口（如AT89C51），有的還具備了兩個(gè)串行口（如DS80C320系列）甚至多個(gè)串行口。這些串行口就是單片機(jī)的串行通信模塊，通過串行通信接口可把單片機(jī)與PC機(jī)連接起來進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
單片機(jī)技術(shù)和PC機(jī)技術(shù)在現(xiàn)實(shí)生活中都起著不可取代的作用，而結(jié)合這兩種技術(shù)的應(yīng)用有著極大的發(fā)展前景。單片機(jī)和PC機(jī)串行通信技術(shù)有著其特有的魅力，現(xiàn)已經(jīng)在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、科研等各個(gè)領(lǐng)域廣泛地應(yīng)用。它憑著成本低、實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，在單片機(jī)與PC機(jī)的通信中占著一席之地。如今形成了RS-232總線標(biāo)準(zhǔn)、RS-485總線標(biāo)準(zhǔn)、 總線、CAN總線、無線通信、USB總線等并行發(fā)展的趨勢(shì)?？梢灶A(yù)測(cè)單片機(jī)和PC機(jī)串行通信技術(shù)的應(yīng)用將更為廣泛，并隨著其他新技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展。
由于硬件條件、研究環(huán)境等因素，比較適合本研究的有RS-232接口和USB接口兩種標(biāo)準(zhǔn)。然而USB結(jié)構(gòu)復(fù)雜，相對(duì)成本高、協(xié)議也十分復(fù)雜，程序量大、而AT89C51芯片內(nèi)只有相當(dāng)小容量的ROM。因而先進(jìn)USB接口在單片機(jī)中并不適合，而RS-232接口是最為常用的串行接口標(biāo)準(zhǔn)，大量的集成設(shè)備、工業(yè)產(chǎn)品都提供了RS-232接口，因此，單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，RS-232通信設(shè)計(jì)占首要位置。還有，由于分布參數(shù)的影響，并行通信在傳輸過程中會(huì)產(chǎn)生波形變差，而串行通信則不會(huì)出現(xiàn)這樣的情況，并且串行通信具有傳輸可靠、實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單方便等特點(diǎn)，因此本文研究的是基于RS-232的串行通信。
本論文設(shè)計(jì)主要研究的是單片機(jī)與PC機(jī)的通信技術(shù)，而就其應(yīng)用來說，從數(shù)據(jù)的調(diào)制解調(diào)到編碼解碼，最后到串行通信是一個(gè)比較復(fù)雜的問題，由于時(shí)間、資源、經(jīng)費(fèi)等條件的限制，論文的程序設(shè)計(jì)和電路設(shè)計(jì)都沒有涉及調(diào)制解調(diào)及編碼解碼（包括檢錯(cuò)和糾錯(cuò)）技術(shù)，它以AT89C51單片機(jī)為例，將單片機(jī)設(shè)計(jì)成下位機(jī)（用匯編語言編寫通信程序），并將PC機(jī)設(shè)計(jì)成上位機(jī)（用Visual C++開發(fā)串口軟件），這樣就構(gòu)成一個(gè)主從式的通信系統(tǒng)，驗(yàn)證它們之間的串行通信。
目 錄
摘 要 I
ABSTRACT II
1前言 1
2串行通信基礎(chǔ) 3
2.1 數(shù)據(jù)通信、通信協(xié)議基本知識(shí) 3
2.2 串行通信的基本知識(shí) 3
2.2.1 串行通信的通信方式 3
2.2.2 串行通信的連接方式 5
2.2.3 波特率 6
3數(shù)據(jù)通信中的調(diào)制解調(diào)技術(shù)及應(yīng)用 7
3.1 調(diào)制解調(diào)技術(shù)原理 7
3.2 調(diào)制解調(diào)器概述 7
3.2.1 調(diào)制解調(diào)器的構(gòu)成和功能 7
3.2.2 MODEM的調(diào)制解調(diào)原理 8
3.3 基于MODEM的單片機(jī)與PC機(jī)之間的遠(yuǎn)程通信 9
3.3.1 PC機(jī)串行通信結(jié)構(gòu) 9
3.3.2 單片機(jī)與PC機(jī)之間的硬件接口 10
3.3.3 調(diào)制解調(diào)器常用的控制信號(hào)和狀態(tài)信號(hào) 10
4數(shù)據(jù)通信中的三態(tài)邏輯編/解碼技術(shù)及應(yīng)用 12
4.1編碼器MC145026芯片及其編碼功能 12
4.2解碼器MC145027和MC145028芯片及其解碼功能 12
4.3 用編/解碼器實(shí)現(xiàn)PC機(jī)與單片機(jī)間的通信 13
4.3.1 PC機(jī)打印接口的的利用 13
4.3.2 通信方法 14
4.4 差錯(cuò)控制技術(shù) 15
4.4.1 差錯(cuò)控制的基本工作方式 15
4.4.2常用的差錯(cuò)控制編碼 16
5 RS-232C總線標(biāo)準(zhǔn)接口技術(shù) 18
5.1 RS-232C接口介紹 18
5.2 RS-232C電平轉(zhuǎn)換器MAX232介紹 19
6 MCS-51的串行接口 21
6.1 MCS-51串行口結(jié)構(gòu) 21
6.1.1 串行口數(shù)據(jù)緩沖器SBUF 21
6.1.2 串行口控制寄存器SCON 21
6.1.3 特殊功能寄存器PCON 22
6.2 MCS-51串行口工作方式 23
6.3 MCS-51串行口的波特率 24
7單片機(jī)與PC機(jī)的通信原理 25
7.1 AT89C51單片機(jī)簡(jiǎn)介 25
7.2 原理圖設(shè)計(jì) 28
7.3 程序設(shè)計(jì) 29
7.3.1程序設(shè)計(jì)流程圖 29
7.3.2 串行口初始化 30
8用Visual C++6.0開發(fā)串口通信軟件 31
8.1 ActiveX控件介紹 31
8.1.1 事件驅(qū)動(dòng)法 31
8.1.2 查詢法 32
8.2 設(shè)置MSComm控件屬性 32
8.3 編程實(shí)現(xiàn) 34
9 運(yùn)行測(cè)試 35
9.1 單片機(jī)傳送數(shù)據(jù)到PC機(jī) 35
9.2 單片機(jī)接收PC機(jī)傳送的數(shù)據(jù) 36
10 總結(jié) 37
鳴 謝 38
參考文獻(xiàn) 39
附 錄 .40
參考文獻(xiàn)
[1] 求是科技．單片機(jī)通信技術(shù)與工程實(shí)踐[M]．北京：人民郵電出版社，2005
[2] 石東海．單片機(jī)數(shù)據(jù)通信數(shù)據(jù)從入門到精通[M]．西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2002：15，45，72-73
[3] 肖來勝，馮建蘭, 夏術(shù)泉．單片機(jī)技術(shù)實(shí)用教程[M]．武漢：華中科技大學(xué)出版社，2004
[4] 李朝青．PC機(jī)及單片機(jī)數(shù)據(jù)通信技術(shù)[M]．北京：北京航空航天大學(xué)出版社，1999：13-14，49-52，205-216
