基于串口通信的单片机仿真和C语言开发
摘要:随着单片机系统的广泛应用和计算机网络技术的普及,单片机的通信功能愈来愈显得重要。单片机通信是指单片机与计算机或单片机与单片机之间的信息交换,通常单片机与计算机之间的通信用的较多。本文以温度检测数据为基础,研究了单片机与PC 机的通信原理及电路的设计。
0 引言
本论文题目为基于串口通信的单片机仿真和C 语言开发,研究的是一种基于串口的温度检测数据收发模块。利用DS18B20 温度传感器设计温度监测模块,精确到0.1℃,用液晶显示当前温度,然后通过串口调试助手向单片机发送指令。当单片机收到十六进制指令01时,将当前温度值以1s 为间隔传回PC 机显示,同时PC 机显示Turn on temp;当单片机收到十六进制指令02 时,停止温度值的回传,PC 机显示Turn off temp;当单片机收到其它指令时,PC 机显示Error。
1 总体设计
本系统功能由硬件和软件两大部份协调完成,硬件部分主要完成信息的显示;软件主要完成信号的处理及控制功能等。
本系统的硬件采用模块化设计,以AT89C52 单片机为核心,与LCD 显示电路、串行口通信电路及DS18B20 温度检测电路组成控制系统。该系统硬件主要包括以下几个模块:
AT89C52 主控模块、LCD 显示模块、串行口通信模块、DS18B20 温度检测模块等。其中AT89C52 主要完成外围硬件的控制以及一些运算功能,LCD 显示模块完成字符、数字的显示功能、串行口通信模块主要完成单片机和PC 机之间的通信功能,DS18B20 温度检测模块主要完成环境温度检测功能。系统组成方框图如图1.1 所示。
图1.1系统硬件组成方框图
应用软件采用模块化设计方法。该系统软件主要由主程序、串口接收发送数据中断子程序、LCD 显示子程序等模块组成,系统软件结构框图如图1.2 所示。
图1.2系统软件设计框图。
2 系统工作原理
MCS-51 单片机串行口发送/接收数据时,通过2 个串行缓冲器SBUF 进行,这2 个缓冲器采用一个地址(98H),但在物理上是独立的。其中接收缓冲器只能读出不能写入,50 发送缓冲器只能写入不能读出。
1. 发送过程
当数据被写入SBUF 寄存器后,单片机自动开始从起始位发送数据,发送到停止位的开始时,由内部硬件将TI 置1,向CPU 申请中断,接下来可在中断服务程序中做相应处理,也可选择不进入中断。
2. 接收过程
串行口的接收与否受制于允许接收位REN 的状态,当REN 被软件置1后,允许接收器接收。串口的接收器以所选波特率的16 倍速对RXD 线进行监视。当1到0跳变时,检测器连续采样到RXD 线上低电平时。便认定RXD 端出现起始位,继而接收控制器开始工作。在每位传送时间的第7、8、9 三个脉冲状态采样RXD 线,决定所接收的值为0或1.当接收完停止位后,控制电路使中断标志R1置为1.
3. 温度检测
温度检测采用DALLAS 最新单线数字温度传感器DS18B20,DS18B20 是一种新型的一线器件,其体积更小,更适用于多种场合,且适用电压更宽、更经济。DALLAS 半导体公司的数字化温度传感器DS18B20 是世界上第一片支持一线总线接口的温度传感器。
温度测量范围为-55℃~+125℃,可编程为9 位~12位转换精度,可分辨温度分别为0.5℃,0.25℃,0.125℃和0.0625℃。在9 位分辨率时,最多在93.75ms 内把温度转换为数字;在12 位分辨率时,最多在750ms 内把温度值转换为数字。
3 温度传感器
3.1 温度传感器特性
DALLAS 最新单线数字温度传感器DS18B20[2]是一种新型的一线器件,其体积更小,更适用于多种场合,且适用电压更宽、更经济。DALLAS 半导体公司的数字化温度传感器DS18B20 是世界上第一片支持一线总线接口的温度传感器。温度测量范围为-55℃~+125℃,可编程为9 位~12 位转换精度,可分辨温度分别为0.5℃,0.25℃,0.125℃和0.0625℃。在9 位分辨率时,最多在93.75ms 内把温度转换为数字;在12 位分辨率时,最多在750ms内把温度值转换为数字。DS18B20的性能特点如下:
1. 独特的单线接口仅需要一个端口引脚进行通信;
2. 多个 DS18B20 可以并联在惟一的三线上,实现多点组网功能
3. 无须外部器件;
4. 可通过数据线供电,电压范围为3.0~5.5V;
5. 零待机功耗;
6. 温度以 9 或12 位数字;
7. 用户可定义报警设置;
8. 报警搜索命令识别并标志超过程序限定温度(温度报警条件)的器件;
9. 负电压特性,电源极性接反时,温度计不会因发热而烧毁,但不能正常工作;
DS18B02 可以采用两种方式供电,一种是采用电源供电方式,此时DS18B20的1 脚接地,2 脚作为信号线,3 脚接电源。另一种是寄生电源供电方式,单片机端口接单线总线,为保证在有效的DS18B20 时钟周期内提供足够的电流,
- 基于TMS320C62X DSP的混合编程研究(07-12)
- 语音识别及其定点DSP实现(06-14)
- C语言编译过程中的错误分析(08-25)
- 基于仿真的嵌入式软件白盒覆盖测试系统设计(08-26)
- 基于FPGA的AD7862接口电路设计(01-01)
- 嵌入式系统设计方法的演化——从单片机到单片系统(01-28)
- 妤傛ḿ楠囩亸鍕暥瀹搞儳鈻肩敮鍫濆悋閹存劕鐓跨拋顓熸殌缁嬪顨滅憗锟�
閸忋劍鏌熸担宥咁劅娑旂姴鐨犳0鎴滅瑩娑撴氨鐓$拠鍡礉閹绘劕宕岄惍鏂垮絺瀹搞儰缍旈懗钘夊閿涘苯濮幃銊ユ彥闁喐鍨氶梹澶歌礋娴兼ḿ顫呴惃鍕殸妫版垵浼愮粙瀣瑎...
- 娑擃厾楠囩亸鍕暥瀹搞儳鈻肩敮鍫濆悋閹存劕鐓跨拋顓熸殌缁嬪顨滅憗锟�
缁箖鈧拷30婢舵岸妫亸鍕暥閸╃顔勭拠鍓р柤閿涘奔绗撶€硅埖宸跨拠鎾呯礉閸斺晛顒熼崨妯烘彥闁喕鎻崚棰佺娑擃亜鎮庨弽鐓庣殸妫版垵浼愮粙瀣瑎閻ㄥ嫯顩﹀Ч锟�...
- Agilent ADS 閺佹瑥顒熼崺纭咁唲鐠囧墽鈻兼總妤勵棅
娑撴挸顔嶉幒鍫n嚦閿涘苯鍙忛棃銏n唹鐟欘枃DS閸氬嫮顫掗崝鐔诲厴閸滃苯浼愮粙瀣安閻㈩煉绱遍崝鈺傚亶閻€劍娓堕惌顓犳畱閺冨爼妫跨€涳缚绱癆DS...
- HFSS鐎涳缚绡勯崺纭咁唲鐠囧墽鈻兼總妤勵棅
鐠у嫭绻佹稉鎾愁啀閹哄牐顕抽敍灞藉弿闂堛垼顔夐幒鍦欶SS閻ㄥ嫬濮涢懗钘夋嫲鎼存梻鏁ら敍灞藉簻閸斺晜鍋嶉崗銊╂桨缁崵绮洪崷鏉款劅娑旂姵甯夐幓顡嶧SS...
- CST瀵邦喗灏濆銉ょ稊鐎广倕鐓跨拋顓熸殌缁嬪顨滅憗锟�
閺夊孩妲戝ú瀣╁瘜鐠佽绱濋崗銊╂桨鐠佸弶宸緾ST閸氬嫰銆嶉崝鐔诲厴閸滃苯浼愮粙瀣安閻㈩煉绱濋崝鈺傚亶韫囶偊鈧喕鍤滅€涳附甯夐幓顡塖T鐠佹崘顓告惔鏃傛暏...
- 鐏忓嫰顣堕崺铏诡攨閸╃顔勭拠鍓р柤
娑撳洣绗€妤傛ɑ銈奸獮鍐叉勾鐠у嚖绱濇潻娆庣昂鐠囧墽鈻兼稉杞扮稑閸︺劌鐨犳0鎴炲Η閺堫垶顣崺鐔枫亣鐏炴洘瀚甸懘姘剧礉閹垫挷绗呴崸姘杽閻ㄥ嫪绗撴稉姘唨绾偓...
- 瀵邦喗灏濈亸鍕暥濞村鍣洪幙宥勭稊閸╃顔勭拠鍓р柤閸氬牓娉�
鐠愵厺鎷遍崥鍫ユ肠閺囨潙鐤勯幆鐙呯礉缂冩垵鍨庨妴渚€顣剁拫鍙樺崕閵嗕胶銇氬▔銏犳珤閵嗕椒淇婇崣閿嬬爱閿涘本鍨滅憰浣圭壉閺嶉绨块柅锟�...