PC機之間串口通信的實現一、實驗目的 1.熟悉微機接口實驗裝置的結構和使用方法。 2.掌握通信接口芯片8251和8250的功能和使用方法。 3.學會串行通信程序的編制方法。 二、實驗內容與要求 1.基本要求主機接收開關量輸入的數據(二進制或十六進制),從鍵盤上按“傳輸”鍵(可自行定義),就將該數據通過8251A傳輸出去。終端接收后在顯示器上顯示數據。具體操作說明如下:(1)出現提示信息“start with R in the board!”,通過調整乒乓開關的狀態,設置8位數據;(2)在小鍵盤上按“R”鍵,系統將此時乒乓開關的狀態讀入計算機I中,并顯示出來,同時顯示經串行通訊后,計算機II接收到的數據;(3)完成后,系統提示“do you want to send another data? Y/N”,根據用戶需要,在鍵盤按下“Y”鍵,則重復步驟(1),進行另一數據的通訊;在鍵盤按除“Y”鍵外的任意鍵,將退出本程序。2.提高要求 能夠進行出錯處理,例如采用奇偶校驗,出錯重傳或者采用接收方回傳和發送方確認來保證發送和接收正確。 三、設計報告要求 1.設計目的和內容 2.總體設計 3.硬件設計:原理圖(接線圖)及簡要說明 4.軟件設計框圖及程序清單5.設計結果和體會(包括遇到的問題及解決的方法) 四、8251A通用串行輸入/輸出接口芯片由于CPU與接口之間按并行方式傳輸,接口與外設之間按串行方式傳輸,因此,在串行接口中,必須要有“接收移位寄存器”(串→并)和“發送移位寄存器”(并→串)。能夠完成上述“串←→并”轉換功能的電路,通常稱為“通用異步收發器”(UART:Universal Asynchronous Receiver and Transmitter),典型的芯片有:Intel 8250/8251。8251A異步工作方式:如果8251A編程為異步方式,在需要發送字符時,必須首先設置TXEN和CTS#為有效狀態,TXEN(Transmitter Enable)是允許發送信號,是命令寄存器中的一位;CTS#(Clear To Send)是由外設發來的對CPU請求發送信號的響應信號。然后就開始發送過程。在發送時,每當CPU送往發送緩沖器一個字符,發送器自動為這個字符加上1個起始位,并且按照編程要求加上奇/偶校驗位以及1個、1.5個或者2個停止位。串行數據以起始位開始,接著是最低有效數據位,最高有效位的后面是奇/偶校驗位,然后是停止位。按位發送的數據是以發送時鐘TXC的下降沿同步的,也就是說這些數據總是在發送時鐘TXC的下降沿從8251A發出。數據傳輸的波特率取決于編程時指定的波特率因子,為發送器時鐘頻率的1、1/16或1/64。當波特率指定為16時,數據傳輸的波特率就是發送器時鐘頻率的1/16。CPU通過數據總線將數據送到8251A的數據輸出緩沖寄存器以后,再傳輸到發送緩沖器,經移位寄存器移位,將并行數據變為串行數據,從TxD端送往外部設備。在8251A接收字符時,命令寄存器的接收允許位RxE(Receiver Enable)必須為1。8251A通過檢測RxD引腳上的低電平來準備接收字符,在沒有字符傳送時RxD端為高電平。8251A不斷地檢測RxD引腳,從RxD端上檢測到低電平以后,便認為是串行數據的起始位,并且啟動接收控制電路中的一個計數器來進行計數,計數器的頻率等于接收器時鐘頻率。計數器是作為接收器采樣定時,當計數到相當于半個數位的傳輸時間時再次對RxD端進行采樣,如果仍為低電平,則確認該數位是一個有效的起始位。若傳輸一個字符需要16個時鐘,那么就是要在計數8個時鐘后采樣到低電平。之后,8251A每隔一個數位的傳輸時間對RxD端采樣一次,依次確定串行數據位的值。串行數據位順序進入接收移位寄存器,通過校驗并除去停止位,變成并行數據以后通過內部數據總線送入接收緩沖器,此時發出有效狀態的RxRDY信號通知CPU,通知CPU8251A已經收到一個有效的數據。一個字符對應的數據可以是5~8位。如果一個字符對應的數據不到8位,8251A會在移位轉換成并行數據的時候,自動把他們的高位補成0。 五、系統總體設計方案根據系統設計的要求,對系統設計的總體方案進行論證分析如下:1.獲取8位開關量可使用實驗臺上的8255A可編程并行接口芯片,因為只要獲取8位數據量,只需使用基本輸入和8位數據線,所以將8255A工作在方式0,PA0-PA7接實驗臺上的8位開關量。2.當使用串口進行數據傳送時,雖然同步通信速度遠遠高于異步通信,可達500kbit/s,但由于其需要有一個時鐘來實現發送端和接收端之間的同步,硬件電路復雜,通常計算機之間的通信只采用異步通信。3.由于8251A本身沒有時鐘,需要外部提供,所以本設計中使用實驗臺上的8253芯片的計數器2來實現。4:顯示和鍵盤輸入均使用DOS功能調用來實現。設計思路框圖,如下圖所示: 六、硬件設計硬件電路主要分為8位開關量數據獲取電路,串行通信數據發送電路,串行通信數據接收電路三個部分。1.8位開關量數據獲取電路該電路主要是利用8255并行接口讀取8位乒乓開關的數據。此次設計在獲取8位開關數據量時采用8255令其工作在方式0,A口輸入8位數據,CS#接實驗臺上CS1口,對應端口為280H-283H,PA0-PA7接8個開關。2.串行通信電路串行通信電路本設計中8253主要為8251充當頻率發生器,接線如下圖所示。
上傳時間: 2013-12-19
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在確定采用CAN總線作為系統的通訊標準后,如何選擇合適的處理器芯片就將成為很重要的問題,是采用內部帶有CAN控制器的單片機,還是采用SJA1000等片外CAN控制器,采用的芯片是否能滿足系弘的實時性要求。
上傳時間: 2013-10-26
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單片機系統常用軟件抗干擾措施:可靠性設計是一項系統工程,單片機系統的可靠性必須從軟件、硬件以及結構設計等方面全面考慮。硬件系統的可靠性設計是單片機系統可靠性的根本,而軟件系統的可靠性設計起到抑制外來干擾的作用。軟件系統的可靠性設計的主要方法有:開機自檢、軟件陷阱(進行程序“跑飛”檢測)、設置程序運行狀態標記、輸出端口刷新、輸入多次采樣、軟件“看門狗”等。通過軟件系統的可靠性設計,達到最大限度地降低干擾對系統工作的影響,確保單片機及時發現因干擾導致程序出現的錯誤,并使系統恢復到正常工作狀態或及時報警的目的。一、開機自檢開機后首先對單片機系統的硬件及軟件狀態進行檢測,一旦發現不正常,就進行相應的處理。開機自檢程序通常包括對RAM、ROM、I/O口狀態等的檢測。1 檢測RAM檢查RAM讀寫是否正常,實際操作是向RAM單元寫“00H”,讀出也應為“00H”,再向其寫“FFH”,讀出也應為“FFH”。如果RAM單元讀寫出錯,應給出RAM出錯提示(聲光或其它形式),等待處理。2 檢查ROM單元的內容對ROM單元的檢測主要是檢查ROM單元的內容的校驗和。所謂ROM的校驗和是將ROM的內容逐一相加后得到一個數值,該值便稱校驗和。ROM單元存儲的是程序、常數和表格。一旦程序編寫完成,ROM中的內容就確定了,其校驗和也就是唯一的。若ROM校驗和出錯,應給出ROM出錯提示(聲光或其它形式),等待處理。3 檢查I/O口狀態首先確定系統的I/O口在待機狀態應處的狀態,然后檢測單片機的I/O口在待機狀態下的狀態是否正常(如是否有短路或開路現象等)。若不正常,應給出出錯提示(聲光或其它形式),等待處理。4 其它接口電路檢測除了對上述單片機內部資源進行檢測外,對系統中的其它接口電路,比如擴展的E2PROM、A/D轉換電路等,又如數字測溫儀中的555單穩測溫電路,均應通過軟件進行檢測,確定是否有故障。只有各項檢查均正常,程序方能繼續執行,否則應提示出錯。
上傳時間: 2013-11-02
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MCS51系列單片機軟件控制復位的可靠方法:文章指出了一種廣泛流傳的誤解:在MCS-51系列單片機中,只要用指令使程序從起始地址開始執行,就可以復位單片機,擺脫干擾。通過實驗,揭示了軟件控制復位的可靠方法。有的單片機(如8098)有專門的復位指令,某些增強型MCS-51系統單片機雖然沒有復位指令,但片內集成了WATCHDOG電路,故抗干擾也不成問題。而普及型MCS-51系列單片機(如8031和8032)既然無復位指令,又不帶硬件WATCHDOS,如果沒有外接硬件WATCHDOG電路,就必須采用軟件抗干擾技術。常用的軟件抗干擾技術有:軟件陷阱、指令冗余、軟件WATCHDOG等,它們的作用是在系統受干擾時能及時發現,再用軟件的方法使系統復位。所謂軟件復位就是用一系列指令來模仿復位操作,這就是MCS-51系列單片機所特有的軟件復位技術。現用一簡單的實驗說明。接于P1.0的發光二極管LED0用來表示主程序的工作情況,接于P1.1的發光二極管LED1用于表示低級中斷子程序的工作情況,接于P1.2的發光二極管LED2用來表示高級中斷子程序的工作情況,接于P3.2口的按鈕用來設立干擾標志,程序檢測到干擾標志后故意進入死循環或掉進陷井,模仿受干擾的情況,從而檢驗各種復位方法的實際效果。實驗初始化程序如下:
上傳時間: 2013-11-03
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51單片機工程師實例設計程序集-(20種常見應用整編) \7290\ ;ZLG7290例程*\7290a\ ;ZLG7290匯編例程*\bell\ ;蜂鳴器音樂例程*\buzz\ ;蜂鳴器響例程*\eeprom\ ;讀EEPROM并顯示例程*\ex26a_lcd\ ;16×2LCD模塊例程*\ex36a_lcm\ ;128×64點陣LCD模塊例程*\KEY_IO\ ;直連KEY和LED例程\led_light\ ;直連LED例程*\lin_park\ ;lin模塊的原碼及例程。\lin\ ;LIN總線例程\rs232\ ;RS232例程(包括PC端和書上了串口例程)\USB1.1\ ;USB1.1例程(包括PC端)\RS485\ ;RS485例程\USB2.0\ ;USB2.0例程(有3個,包括PC端)\TCPIP\ ;基于ETHERNET的TCPIP例程\RTC\ ;時鐘顯示例程\CAN_SELF\ ;CAN自發自收例程 外中斷1\CAN\ ;CAN例程\USBPACK 2.0\ ;USB2.0PC例程 注意:帶*程序為MON51調試程序。在MON時程序下載后停不下來,可以按一下RSE按鈕復位一下。
上傳時間: 2013-10-13
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實現公歷與農歷的轉換一般采用查表法,按日查表是速度最快的方法但51 單片機尋址能力有限不可能采用按日查表的方法除按日查外,我們可以通過按月查表和按年查表的方法再通過適當的計算來確定公歷日所對應的農歷日期,本文采用的是按年查表法最大限度地減少表格所占的程序空間。
上傳時間: 2013-11-25
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7.1 并行接口概述并行接口和串行接口的結構示意圖并行接口傳輸速率高,一般不要求固定格式,但不適合長距離數據傳輸7.2 可編程并行接口芯片82C55 7.2.1 8255的基本功能 8255具有2個獨立的8位I/O口(A口和B口)和2個獨立的4位I/O(C口上半部和C口下半部),提供TTL兼容的并行接口。作為輸入時提供三態緩沖器功能,作為輸出時提供數據鎖存功能。其中,A口具有雙向傳輸功能。8255有3種工作方式,方式0、方式1和方式2,能使用無條件、查詢和中斷等多種數據傳送方式完成CPU與I/O設備之間的數據交換。B口和C口的引腳具有達林頓復合晶體管驅動能力,在1.5V時輸出1mA電流,適于作輸出端口。C口除用做數據口外,當8255工作在方式1和方式2時,C口的部分引腳作為固定的聯絡信號線。
標簽: 并行接口
上傳時間: 2013-10-25
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P C B 可測性設計布線規則之建議― ― 從源頭改善可測率PCB 設計除需考慮功能性與安全性等要求外,亦需考慮可生產與可測試。這里提供可測性設計建議供設計布線工程師參考。1. 每一個銅箔電路支點,至少需要一個可測試點。如無對應的測試點,將可導致與之相關的開短路不可檢出,并且與之相連的零件會因無測試點而不可測。2. 雙面治具會增加制作成本,且上針板的測試針定位準確度差。所以Layout 時應通過Via Hole 盡可能將測試點放置于同一面。這樣就只要做單面治具即可。3. 測試選點優先級:A.測墊(Test Pad) B.通孔(Through Hole) C.零件腳(Component Lead) D.貫穿孔(Via Hole)(未Mask)。而對于零件腳,應以AI 零件腳及其它較細較短腳為優先,較粗或較長的引腳接觸性誤判多。4. PCB 厚度至少要62mil(1.35mm),厚度少于此值之PCB 容易板彎變形,影響測點精準度,制作治具需特殊處理。5. 避免將測點置于SMT 之PAD 上,因SMT 零件會偏移,故不可靠,且易傷及零件。6. 避免使用過長零件腳(>170mil(4.3mm))或過大的孔(直徑>1.5mm)為測點。7. 對于電池(Battery)最好預留Jumper,在ICT 測試時能有效隔離電池的影響。8. 定位孔要求:(a) 定位孔(Tooling Hole)直徑最好為125mil(3.175mm)及其以上。(b) 每一片PCB 須有2 個定位孔和一個防呆孔(也可說成定位孔,用以預防將PCB反放而導致機器壓破板),且孔內不能沾錫。(c) 選擇以對角線,距離最遠之2 孔為定位孔。(d) 各定位孔(含防呆孔)不應設計成中心對稱,即PCB 旋轉180 度角后仍能放入PCB,這樣,作業員易于反放而致機器壓破板)9. 測試點要求:(e) 兩測點或測點與預鉆孔之中心距不得小于50mil(1.27mm),否則有一測點無法植針。以大于100mil(2.54mm)為佳,其次是75mil(1.905mm)。(f) 測點應離其附近零件(位于同一面者)至少100mil,如為高于3mm 零件,則應至少間距120mil,方便治具制作。(g) 測點應平均分布于PCB 表面,避免局部密度過高,影響治具測試時測試針壓力平衡。(h) 測點直徑最好能不小于35mil(0.9mm),如在上針板,則最好不小于40mil(1.00mm),圓形、正方形均可。小于0.030”(30mil)之測點需額外加工,以導正目標。(i) 測點的Pad 及Via 不應有防焊漆(Solder Mask)。(j) 測點應離板邊或折邊至少100mil。(k) 錫點被實踐證實是最好的測試探針接觸點。因為錫的氧化物較輕且容易刺穿。以錫點作測試點,因接觸不良導致誤判的機會極少且可延長探針使用壽命。錫點尤其以PCB 光板制作時的噴錫點最佳。PCB 裸銅測點,高溫后已氧化,且其硬度高,所以探針接觸電阻變化而致測試誤判率很高。如果裸銅測點在SMT 時加上錫膏再經回流焊固化為錫點,雖可大幅改善,但因助焊劑或吃錫不完全的緣故,仍會出現較多的接觸誤判。
上傳時間: 2014-01-14
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15-1.實現定時的方法15-2.定時器/計數器的結構和工作原理 15-3.定時器/計數器的控制15-4.定時器/計數器的工作方式 15-5.定時器/計數器應用 軟件定時軟件延時不占用硬件資源,但占用了CPU時間,降低了CPU的利用率。例如延時程序。采用時基電路定時例如采用555電路,外接必要的元器件(電阻和電容),即可構成硬件定時電路。但在硬件連接好以后,定時值與定時范圍不能由軟件進行控制和修改,即不可編程,且定時時間容易漂移??删幊潭〞r器定時最方便的辦法是利用單片機內部的定時器/計數器。結合了軟件定時精確和硬件定時電路獨立的特點。定時器/計數器的結構 定時器/計數器的實質是加1計數器(16位),由高8位和低8位兩個寄存器組成。TMOD是定時器/計數器的工作方式寄存器,確定工作方式和功能;TCON是控制寄存器,控制T0、T1的啟動和停止及設置溢出標志。
上傳時間: 2014-12-28
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[學習要求] 掌握MCS-51單片機的基本應用。[重點與難點]重點:動態掃描LED顯示電路編程范例;定時/計數器軟件編程范例;A/D接口電路;矩陣式鍵盤接口技術及編程。難點:動態掃描LED顯示電路編程范例;定時/計數器軟件編程范例。[理論內容]一、并行I/O口編程范例單片機I/O的應用最典型的是通過I/O口與7段LED數碼管構成顯示電路,下面從常用的LED顯示原理開始,詳盡講解利用單片機驅動LED數碼管的電路及編程原理,目的在于通過這一編程范例,讓初學者了解I/O口的編程原理,意在起舉一反三,拋磚引玉的作用。LED的發光原理,稍有電子技術基礎的人士都很清楚,這里不想作過多的介紹,7段LED數碼管,則在一定形狀的絕緣材料上,利用單只LED組合排列成“8”字型的數碼管,分別引出它們的電極,點亮相應的點劃來顯示出0-9的數字。LED數碼管根據LED的接法不同分為共陰和共陽兩類,了解LED的這些特性,對編程是很重要的,因為不同類型的數碼管,除了它們的硬件電路有差異外,編程方法也是不同的。圖1是共陰和共陽極數碼管的內部電路,它們的發光原理是一樣的,只是它們的電源極性不同而已。
上傳時間: 2013-10-19
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