《單片機(jī)應(yīng)用技術(shù) 》中職配套PPT課件,單片機(jī)應(yīng)用技術(shù) ,《單片機(jī)應(yīng)用技術(shù),》中職配套PPT課件,單片機(jī),應(yīng)用技術(shù),配套,PPT,課件 項(xiàng)目五 通信口應(yīng)用與控制 一、教學(xué)目標(biāo) 1.了解單片機(jī)串口通信相關(guān)知識(shí)及單片機(jī)串口控制寄存器位含義。 2.掌握單片機(jī)串口通信的波特率、傳送方式、傳送控制的設(shè)置并運(yùn)用在程序設(shè)計(jì)中。 3.了解RS232協(xié)議基本知識(shí)，認(rèn)識(shí)RS232接口及MAX232芯片功能。 4.熟悉基本的單片機(jī)與上位機(jī)通信程序。 二、課時(shí)分配 本項(xiàng)目共2個(gè)任務(wù)，安排6課時(shí)。 三、教學(xué)重點(diǎn) 通過本項(xiàng)目的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生學(xué)習(xí)單片機(jī)雙向控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、無線抄表系統(tǒng)的控制設(shè)計(jì)的識(shí)讀及簡(jiǎn)單分析；從本項(xiàng)目開始，我們將利用51系列單片機(jī)串口進(jìn)行單片機(jī)雙向通信控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與無線抄表系統(tǒng)的控制設(shè)計(jì)兩個(gè)任務(wù)的學(xué)習(xí)與實(shí)訓(xùn)，從而掌握單片機(jī)串行口的設(shè)計(jì)應(yīng)用與通信協(xié)議程序的設(shè)計(jì)方法。讓學(xué)生由理論聯(lián)系實(shí)踐，在教學(xué)過程中培養(yǎng)學(xué)生自主性、研究性學(xué)習(xí)方法和思想。 四、教學(xué)難點(diǎn) 1.掌握串口通信助手等適用軟件的運(yùn)用。 2.掌握PROTEUS內(nèi)置虛擬終端的使用。 五、教學(xué)內(nèi)容 任務(wù)一 單片機(jī)雙向控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 知識(shí)準(zhǔn)備 51系列單片機(jī)上有一個(gè)通用異步接收／發(fā)送器UART，通過引腳RXD（P3．0）和TXD（P3．1）可與外部電路進(jìn)行全雙工的串行異步通信，發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)由TXD端送出，接收時(shí)數(shù)據(jù)由RXD端輸入。這樣就可以實(shí)現(xiàn)雙機(jī)通信，即不僅能實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與單片機(jī)之間，而且可以通過電平轉(zhuǎn)換電路實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與工控機(jī)或計(jì)算機(jī)的通信。 一、 串行通信概述 1. 數(shù)據(jù)的通信方式 數(shù)據(jù)通信方式有并行通信與串行通信兩種，示意圖如圖所示。 （1） 并行通信 （2） 串行通信 2. 串行通信的分類 （1） 同步通信 （2） 異步通信 3. 串行通信的方向 串行通信的方向分為單工傳送與雙工傳送。雙工傳送又分為半雙工傳送與全雙工傳送。 （1）在串行通信中，把通信接口只能發(fā)送或接收的單向傳送方法叫做單工傳送。比如發(fā)射臺(tái)、收音機(jī)或電視機(jī)等設(shè)備。 （2）把數(shù)據(jù)在甲乙兩機(jī)之間的雙向傳遞，稱之為雙工傳送 二、　串行接口的組成 1. 串行接口的結(jié)構(gòu) 串行接口主要由發(fā)送數(shù)據(jù)緩沖器、發(fā)送控制器、輸出控制門、接收數(shù)據(jù)緩沖器、接收控制器、輸入移位寄存器、波特率發(fā)生器T1等組成。 2. 串行數(shù)據(jù)緩沖器SBUF SBUF對(duì)應(yīng)著兩個(gè)寄存器,一個(gè)是串行發(fā)送寄存器,另一個(gè)是串行接收寄存器，但它們都用SBUF這一個(gè)名稱，且統(tǒng)一編址為99H，故初學(xué)者往往搞不清楚。 3. 串行口的特殊功能寄存器 （1） 串行口控制寄存器SCON串行口控制寄存器SCON用于定義串行口的工作方式及實(shí)施接收和發(fā)送控制，該寄存器地址為98H，其各位定義如表511所示。 ① SM0、SM1——串行口工作方式選擇位，其定義如表所示。 ② SM2——多機(jī)通信控制位: ③ REN——接收允許控制位: ④ TB8——要發(fā)送數(shù)據(jù)的第9位: ⑤ RB8——接收到的數(shù)據(jù)的第9位: ⑥ TI——發(fā)送中斷標(biāo)志: ⑦ RI——接收中斷標(biāo)志位: （2） 電源控制寄存器PCON ① SMOD——波特率加倍位: ② GF1、GF0——普通標(biāo)志位: ③ PD——掉電工作模式: ④ IDL——空閑工作模式: 4. 串行口工作方式 （1） 方式0方式0為移位寄存器輸入/輸出方式?？赏饨右莆患拇嫫饕詳U(kuò)展I/O口，也可以外接同步輸入/輸出設(shè)備。8位串行數(shù)據(jù)是從RXD輸入或輸出，TXD用來輸出同步脈沖。 （2） 方式1方式1為波特率可變的10位異步通信接口方式。發(fā)送或接收 一幀信息，包括1個(gè)起始位0，8個(gè)數(shù)據(jù)位和1個(gè)停止位1。 （3） 方式2 方式2為固定波特率的11位UART方式。它比方式1增加了一位可程控的為1或0的第9位數(shù)據(jù)。 （4） 方式3方式3也為波特率可變的11位UART方式。除波特率外，其余與方式2相同。 5. 波特率的概念與選擇 在前面的學(xué)習(xí)中，我們發(fā)現(xiàn)有一個(gè)名稱頻繁出現(xiàn)，那就是波特率。所謂波特率，就是每秒鐘傳送的二進(jìn)制的位數(shù)，單位是bps(bits per second)。它是衡量串行數(shù)據(jù)傳輸速度快慢的一項(xiàng)重要指標(biāo)。 （1） 方式0的波特率 方式0波特率＝fosc／12 （2） 方式2的波特率串行口方式2波特率的產(chǎn)生與方式0不同，即輸入的時(shí)鐘源不同，其時(shí)鐘輸入部分如圖所示。 （3） 方式1和方式3的波特率方式1和方式3的移位時(shí)鐘脈沖由定時(shí)器T1的溢出率決定，因此，8051串行口方式1和方式3的波特率由定時(shí)器T1的溢出率與SMOD值同時(shí)決定。如圖所示。 任務(wù)實(shí)施 一、原理圖的繪制 A機(jī)的P3.0即串行口接收端（RXD）與P3.1即串行口發(fā)送端（TXD）分別接B機(jī)的P3.1（TXD）與P3.0（RXD），見圖。 二、 編寫源程序 三、 編譯與仿真 將上述源程序在KEIL C中編譯并生成HEX文件，在PROTEUS中作原理圖仿真。A機(jī)程序與B機(jī)程序分開編譯，在PROTEUS中模擬燒錄時(shí)也應(yīng)分別燒錄。 PROTEUS仿真結(jié)果如圖所示。讀者要注意的是，PROTEUS對(duì)單片機(jī)的仿真，在畫原理圖時(shí)可以省略最小化系統(tǒng)部分，但在實(shí)際做套件時(shí)，是不能省略的。 目標(biāo)檢測(cè) 任務(wù)二 無線抄表系統(tǒng)的控制設(shè)計(jì) 知識(shí)準(zhǔn)備 無線抄表是利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)自動(dòng)獲取和處理用戶表數(shù)據(jù)的一種手段，是提高供電企業(yè)自動(dòng)化管理水平的需要，也是計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)迅速發(fā)展的必然。 一、 RS232串行接口基本知識(shí) RS232接口（又稱 EIA RS232C）是目前最常用的一種串行通信接口。 RS232接口一般有兩種，一種是25針（或25孔）座，稱為DB25；一種是9針（或9孔）座，稱為DB9。如圖所示。 在單片機(jī)與上位機(jī)串行通信中經(jīng)常采用的是DB9。這是一種9針（或9孔）標(biāo)準(zhǔn)座，圖所示為這種接口的原理圖。每個(gè)插針或插座的使用意義。 二、 TTL電平與RS232電平的轉(zhuǎn)換 TTL電平與RS232電平轉(zhuǎn)換在早期是用MC1488或75188等芯片實(shí)現(xiàn)TTL電平轉(zhuǎn)RS232電平；用MC1489或75189等芯片實(shí)現(xiàn)RS232電平轉(zhuǎn)TTL電平?，F(xiàn)在用得最多的轉(zhuǎn)換芯片是MAX232、HIN232或MAX202等，這些芯片的最大優(yōu)點(diǎn)在于實(shí)現(xiàn)了TTL電平與RS232電平之間的相互轉(zhuǎn)換。 1. 串口調(diào)試工具的使用 通過上面的學(xué)習(xí)已經(jīng)知道，單片機(jī)與上位機(jī)之間的通信主要考慮的是邏輯電平的匹配問題，而這個(gè)問題已經(jīng)通過MAX232芯片轉(zhuǎn)換至RS232解決。 2. KYL610無線傳輸模塊介紹 外形尺寸為40mm×24mm×6mm(不包括天線接頭)，見圖。 （1） 主要特點(diǎn) ① 載波頻率： 433MHz。也可定制其他頻段。如300～350 MHz, 390～460MHz及780～925 MHz。 ② 多種可選的通信接口： RS232、TTL 或RS485 接口。 ③ 數(shù)據(jù)格式： 8N1/8E1/8O1(也可提供其他格式，如 9 位數(shù)據(jù)位)。 ④ 傳輸效率： 1200、2400、4800、9600、19200、38400、100kbps，250bps。 ⑤ 16個(gè)通信信道，也可根據(jù)客戶要求擴(kuò)展。 ⑥ 透明的數(shù)據(jù)傳輸： 提供透明的數(shù)據(jù)接口，能適應(yīng)任何標(biāo)準(zhǔn)的用戶協(xié)議。 （2） 應(yīng)用領(lǐng)域 ① 水、電、氣等無線抄表系統(tǒng)及工業(yè)遙控、遙測(cè)及樓宇自動(dòng)化、安防、機(jī)房設(shè)備無線監(jiān)控、門禁系統(tǒng)。 ② 無線呼叫系統(tǒng)、無線排隊(duì)機(jī)、醫(yī)療器。 ③ 無線 POS、PDA。 ④ 無線數(shù)據(jù)傳輸，自動(dòng)化數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 。 ⑤ 無線 LED 顯示屏、搶答器等,智能交通。 （3） 詳細(xì)規(guī)格 ① 供電電源： 　DC3.1～5.5V； ② 輸出功率： ≤50mW； ③ 發(fā)射電流： ＜40mA； ④ 接收電流： ＜20mA(TTL接口)； ⑤ 接收靈敏度： -112dBm(1200bps)；-108dBm(9600bps) （4） 接口定義接口定義如表所示。 3. 軟件設(shè)置 信道與頻率的對(duì)應(yīng)關(guān)系如表所示。 4. 模塊使用方法 （1） 電源KYL610 無線電數(shù)傳模塊使用直流電源，工作電壓從 3.1V～5.5V。 （2） 模塊與串行口的連接 （3） 模塊上的指示燈 （4） 關(guān)于模塊的數(shù)據(jù)傳輸 （5） 標(biāo)準(zhǔn)配置 ① KYL610無線傳輸模塊一只。 ② 6PIM扁平連接線一條。 ③ 彈簧天線一支。 （6） 可選配件 ① RS232接口編程連接線 ② USB接口編程連接線 ③ 數(shù)據(jù)傳輸測(cè)試設(shè)備 ④ 可選天線 5. KYL610無線數(shù)傳調(diào)試軟件的使用 當(dāng)把一塊KYL610無線傳輸模塊（用TTL接口電平）接到單片機(jī)的RXD與TXD；再用一塊KYL610無線傳輸模塊（用RS232接口電平）接至個(gè)人電腦的RS232口時(shí)，原來的串口通信程序不需作任何修改，就做到了單片機(jī)與上位機(jī)之間的無線通信。 任務(wù)實(shí)施 一、 原理圖的繪制 二、 編寫源程序 三、 編譯與仿真 將上述源程序在KEIL C中編譯并生成HEX文件，在PROTEUS中作原理圖仿真。在作PROTEUS仿真時(shí)須注意以下幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，這是仿真成功與否的關(guān)鍵。 目標(biāo)檢測(cè) 六、課后習(xí)題 完成每個(gè)任務(wù)的目標(biāo)檢測(cè)。