微控制器原理及接**術
課程設計報告
設計題目： 微控制器序列口的非同步通訊
學號：100230207 100230217 100230227
姓名： 沈科崇張正明
指導教師： 張揚
資訊與電氣工程學院
二零一三年七月
微控制器序列口的非同步通訊
隨著社會的發展、科技的進步，微控制器以其極高的價效比越來越多的在智慧型式儀表和工業過程中得到廣泛的應用。但由於其本身資源有限，在一些複雜過程或功能較多的控制中就能以滿足要求，需要將微控制器的資料送到上一級的微機進行處理。因此實現pc機和微控制器之間的資料可靠通訊是必須解決的問題之一，在資料傳輸量不大的情況下，按照rs--232標準進行序列通訊越來越多的服務於各種應用系統中。
mcs-51微控制器內部有乙個功能強大的全雙工的非同步通訊序列口。所謂全
雙工就是雙機之間序列接受、傳送資料可同時進行。所謂非同步通訊，就是收、發
雙方沒有同步時鐘來控制收、發雙方的同步傳送，而是靠雙方各自的時鐘來控制
資料的非同步傳送。序列外設介面，是主要用來和帶序列口的外圍器件，或其他帶
有同類介面的微控制器進行通訊的一種序列介面。
1. 設計任務
結合實際情況，基於at89c51微控制器設計乙個微控制器序列口雙機通訊。該系統應滿足的功能要求為：
(1) 數碼管倒計時；
(2) 主機控制從機的數碼管倒計時；
（3）虛擬終端顯示主機傳送的數值；
（4）當有按鍵按下時主機和從機都暫停工作；
主要硬體裝置：at89c51微控制器、74ls240鎖存晶元、74ls00晶元、數碼管
2. 整體方案設計
微控制器雙機通訊系統以at89c51微控制器作為整個系統的控制核心，應用其強大的介面功能，構成整個雙機通訊控制的硬體系統。該系統倒計時、主機控制從機。主機通過序列口控制從機，送入微控制器進行資料處理。
經微控制器運算後的從機受主機控制顯示相應的數值，從9—0倒計時，微控制器的雙擊通訊系統的原理圖如圖2-1所示。
圖2-1 基於微控制器的序列口的非同步通訊系統原理圖
本系統硬體主要由74ls240、74ls00、數碼管……等幾部分組成。各模組的主要功能如下：
(1) 微控制器的p1口輸出相應的段碼到74ls240，74ls240提供較大的電流驅動數碼管，顯示相應的數字。
(2) 74ls00為選端。
(3) 數碼管接收74ls240的資訊並顯示相應的數字
系統的整體設計方案設計圖如圖2-2所示。
圖2-2 系統的整體方案設計圖
3. 系統硬體電路設計
3.1 時鐘電路
mcs-51微控制器各功能部件的執行都是以時鐘控制訊號為準，有條不紊的一拍一拍的工作。因此，時鐘頻率直接影響微控制器的速度，時鐘電路的質量也直接影響微控制器系統的穩定性。常用的時鐘電路設計有兩種方式，一種是內部時鐘方式，另一種是外部時鐘方式。
在本系統中使用的為內部時鐘方式。mcs-51內部有乙個用於構成振盪器的高增益反相放大器，該高增益方向放大器的輸入端為晶元引腳xtal1，輸出端為引腳xtal2。這兩個引腳跨接石英振盪器和微調電容，就構成乙個穩定的自激振盪器。
3.2 復位電路
復位時微控制器的初始化操作，只需給mcs-51的復位引腳rst加上大於兩個機器週期（即24個時鐘振盪週期）的高電平就可使mcs-51復位。
按鍵電平復位電路：通過rst端經電阻與電源接通而實現。當按鍵按下鬆開的短時間內，電容的充放電作用使rst端出現高電平，實現電路復位。
3.3 驅動模組
本設計所用的是共陰極8段數碼管，高電平時led亮。但是p1口線路電流較小不足以使led發亮，故使用多個74ls240可使電流放大到所需高電平以使led發亮。其與微控制器的介面電路如圖3-1所示 ：
3.4 虛擬終端
當主機將一定數值傳送給從機，從機並接收時，虛擬終端將主機傳送的的數值逐一顯示出來。
4. 系統程式設計
4.1 主程式流程圖
先對微控制器的各引腳進行初始化，按實驗原理連線電路圖。首先判斷是否按鍵是否按下，如果按下定時器0關，則主從機都暫停，若沒按下定時器0開，主機開始從9倒計時並將數值傳送給從機，同時主機傳送的數值和從機接收的數值在虛擬終端逐一顯示出來。
系統主程式流程圖如圖下圖所示：
4.2 定時器0
定時器0控制主機。定時器0開，主機開始工作--從9-0倒計時，並將數值以一定的頻率傳送給從機，虛擬終端同時顯示主機傳送的數值。定時器關，主機暫停工作（主機暫停倒計時並停止向從機傳送資料）。
定時器0工作原理圖如下圖所示。
定時器0工作程式如下圖所示：
4.3 定時器1
作用在從機接收資料部分。定時器1開且按鈕為按下、定時器0開，從機以一定的頻率接收主機傳送的數值，定時器1關，從機不能接收主機傳送的數值。
定時器1工作原理圖如下圖所示：
定時器1工作程式如下：
4.3 控制子程式流程圖
…………
介紹控制過程，引出設計的流程圖。
…………
控制子程式流程圖如圖4-4所示。
圖4-4 控制子程式流程圖
4.4 ……
……5. 系統除錯
這一部分分為proteus軟體**除錯和硬體除錯兩部分，分別給出除錯過程、除錯時應注意的問題，分析遇到的問題及問題的解決方法，proteus除錯可截圖執行結果圖形並加以分析。
5.1 proteus軟體**除錯
……5.2 硬體除錯
……6. 程式清單
*** 0000h
ajmp start
*** 001bht1中斷入口位址
ajmp int_t1
*** 0100h
;***主程式***;
start:
mov sp,#60hsp初始化
…………
注：以上程式清單的格式不能更改，採用courier new字型，5號大小，背景色不能缺，注意排列整齊、注釋等。
7.小結
本部分對整個設計過程進行總結說明，對取得的成果進行簡單評價，對存在的問題給出以後的展望或解決辦法。
其他格式說明
以下主要對文中出現的圖、表以及公式格式給出相關示例，請大家按照如下格式編排。
對圖的格式要進行設定，首先設定其版式為「嵌入型」，然後將圖和圖下面的圖號及圖題居中排列，如圖2-1所示。
圖2-1 水罐液位控制結構圖
***x。***如表2-1所示。
表2-1 ***
對於文中出現的所有公式，要求必須用公式編輯器進行編輯，並在後面作相應的標號，具體格式如下例所示，右對齊，公式本體依靠在公式號和公式本體之間加入空格實現居中。
2-1)
2-2)
報告內容編號說明：
1. 節標題（小三黑體，段前段後6磅間距，頂格）
1.1 條標題（小四黑體，段前6磅間距，頂格）
(1) 一級子項標題（小四號宋體，首行縮排2字，行間距與正文相同，1.25倍行距，英文括號，編號與後面文字之間空一格，可加粗突出顯示，也可不加粗）
(2) 哈爾濱工業大學本科課程設計報告模板
1) 二級子項標題（小四號宋體，首行縮排2字，英文半括號，編號與後面文字之間空一格，不加粗）
2) ① **子項標題（編號形式有區別，別的同二級子項標題）
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