PC機(jī)與單片機(jī)串行通信-實(shí)現(xiàn)點(diǎn)陣字符顯示的設(shè)計(jì)

1、 畢業(yè)論文設(shè)計(jì)2021年 5月 10日論文獨(dú)創(chuàng)性聲明本人所呈交的畢業(yè)論文設(shè)計(jì)是我個(gè)人在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。除特別加以標(biāo)注的地方外，論文中不包含其他人的研究成果。本論文如有剽竊他人研究成果及相關(guān)資料假設(shè)有不實(shí)之處，由本人承當(dāng)一切相關(guān)責(zé)任。本人的畢業(yè)論文設(shè)計(jì)中所有研究成果的知識(shí)產(chǎn)權(quán)屬三亞學(xué)院所有。本人保證：發(fā)表或使用與本論文相關(guān)的成果時(shí)署名單位仍然為三亞學(xué)院，無論何時(shí)何地，未經(jīng)學(xué)院許可，決不轉(zhuǎn)移或擴(kuò)散與之相關(guān)的任何技術(shù)或成果。學(xué)院有權(quán)保存本人所提交論文的原件或復(fù)印件，允許論文被查閱或借閱；學(xué)院可以公布本論文的全部或局部?jī)?nèi)容，可以采用影印、縮印或其他手段復(fù)制保存本論文。加密學(xué)位

2、論文解密之前后，以上聲明同樣適用。論文作者簽名： 年 月 日 三亞學(xué)院畢業(yè)論文設(shè)計(jì)第 II 頁P(yáng)C機(jī)與單片機(jī)串行通信實(shí)現(xiàn)點(diǎn)陣字符顯示的設(shè)計(jì)摘 要隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速開展,LED點(diǎn)陣被越來越廣泛的應(yīng)用到我們的日常生活中。LED就是light emitting diode，發(fā)光二極管的英文縮寫，簡(jiǎn)稱LED。LED點(diǎn)陣屏通過LED(發(fā)光二極管組成，以燈珠亮滅來顯示文字、圖片、動(dòng)畫、視頻等，是各局部組件都模塊化的顯示器件，通常由顯示模塊、控制系統(tǒng)及電源系統(tǒng)組成。LED點(diǎn)陣顯示屏制作簡(jiǎn)單，安裝方便，不僅可以用于室內(nèi)環(huán)境還可以用于室外環(huán)境，環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)，被廣泛應(yīng)用于各種公共場(chǎng)合，如汽車報(bào)站器、廣告屏以及公

3、告牌等。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)是由硬件電路和軟件電路綜合完成，第一局部采用了AT89C51單片機(jī)控制點(diǎn)陣動(dòng)態(tài)刷新顯示，第二局部采用了計(jì)算機(jī)上的串口調(diào)試助手與單片機(jī)通信，通過虛擬串口，可以實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與串口調(diào)試助手的連接，從而完成單片機(jī)與串口調(diào)試助手的UART通信，實(shí)現(xiàn)控制點(diǎn)陣字符顯示的目的。為了提高系統(tǒng)的可靠性，采用Proteus仿真軟件對(duì)硬件模塊進(jìn)行仿真。此次設(shè)計(jì)根本完成了設(shè)計(jì)要求，能夠在PC端的串口助手的控制下輸出字母、數(shù)字、以及一些簡(jiǎn)單的符號(hào)。本系統(tǒng)主要是基于Proteus以及Keil平臺(tái)綜合完成，實(shí)現(xiàn)軟硬結(jié)合，縮短了系統(tǒng)的開發(fā)時(shí)間，減少了系統(tǒng)的誤差?！娟P(guān)鍵詞】單片機(jī)，LED點(diǎn)陣，串口通信。Seria

4、l Communication between PC and MCU Realized character display AbstractWith the rapid development of our economy, the LED lattice is more and more widely used in our daily life.LED is light emitting diode, led English abbreviations, referred to as LED.LED dot matrix screen through the LED (light emit

5、ting diode), the lamp light to display text, images, animation, video, each component has the module display device, usually consisting of a display module, control system and power system.LED dot matrix display screen has the advantages of simple manufacture, convenient installation, not only can b

6、e used for indoor environment can also be used in outdoor environment, strong adaptive capacity to environment, is widely used in various public places, such as auto stop device, display ads and billboards. The design of the system is composed of hardware circuit and software circuit synthesis,the f

7、irst part of the design uses AT89C51 to control dynamic refresh of the dot matrix,The second part uses the computer serial debugging assistant communication with single chip computer, the virtual serial port, can realize the single chip is connected with the serial debugging assistant, thus completi

8、ng the UART communication of MCU and serial debugging assistant, to achieve the purpose of control character dot matrix display.In order to improve the reliability of the system, using Proteus simulation software simulation of the hardware modules. The basic design is completed the design requiremen

9、ts.The design can output letters, numbers, symbols and some simple serial port in the PC control assistant.This system is mainly Proteus and Keil platform based on the realization of comprehensive, combination of hardware and software, shorten the system development time, reduces the system error. 【

10、Key Words】 MCU LED dot matrix Serial communication.目錄1 緒 論11.1研究背景、目的和意義11.2系統(tǒng)的應(yīng)用11.3 Proteus的介紹21.4 Keil 4的介紹22 系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)32.1方案介紹32.2主控芯片的選擇32.3 AT89C51的介紹43 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)63.1 LED點(diǎn)陣電路設(shè)計(jì)63.2 UART串口通信設(shè)計(jì)73.3 時(shí)鐘電路83.4 復(fù)位電路94 軟件設(shè)計(jì)104.1 主程序流圖104.2 程序代碼105 系統(tǒng)總設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果14致 謝19第 18 頁 三亞學(xué)院畢業(yè)論文設(shè)計(jì)1 緒 論1.1研究背景、目的和意義當(dāng)今世界，隨

11、著科學(xué)技術(shù)的不斷開展，電子技術(shù)在現(xiàn)代工業(yè)和生活中得到了廣泛的應(yīng)用，點(diǎn)陣式顯示裝置因?yàn)槠涑錾娘@示效果和優(yōu)秀的環(huán)境適應(yīng)能力，功耗低，使其作為一種重要的媒介方式，已廣泛應(yīng)用于金融證券，體育，國(guó)防等眾多領(lǐng)域。也正因?yàn)槿绱?，點(diǎn)陣顯示屏的研發(fā)和生產(chǎn)也得到了迅速的開展。該設(shè)計(jì)涉及范圍廣泛的計(jì)算機(jī)和電源技術(shù)，芯片技術(shù)，數(shù)據(jù)通信技術(shù)，顯示技術(shù)，存儲(chǔ)技術(shù)，系統(tǒng)軟件技術(shù)，接口和驅(qū)動(dòng)技術(shù)。中國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速開展，信息傳播有了更高的要求，相信在不久的將來 ，隨著LED電子顯示屏技術(shù)的不斷開展，其顯示的信息大，壽命長(zhǎng)，功耗低，重量輕，占用空間小尺寸，高穩(wěn)定性，以及使操作方便，安裝和維護(hù)等特點(diǎn)，會(huì)使LED顯示設(shè)備在社會(huì)和經(jīng)濟(jì)

12、開展中發(fā)揮越來越重要的作用。使用微控制器控制這種顯示設(shè)備，以顯示中國(guó)文字和表情，字符等信息。會(huì)在今后的社會(huì)中成為主流。1.2系統(tǒng)的應(yīng)用我們生活的各個(gè)方面都離不開LED設(shè)備，LED設(shè)備用途廣泛，可以用于各種電子設(shè)備之中，其主要應(yīng)用于火車站，紅綠燈，汽車站，和證券市場(chǎng)，文化中心，信息中心和多功能腕表，等多種可穿戴電子設(shè)備中，應(yīng)用前景非常廣泛。下面主要介紹LED點(diǎn)陣在顯示設(shè)備中的應(yīng)用。用于顯示屏的LED點(diǎn)陣屏一般選用單色和雙色點(diǎn)陣，單色點(diǎn)陣價(jià)格低，做出來的顯示屏價(jià)格也低，常用于做數(shù)字和簡(jiǎn)單文字顯示，常見的是銀行門口的信息牌。雙色點(diǎn)陣有多種顏色的組合，何以實(shí)現(xiàn)較為復(fù)雜的顯示效果，最為常見的是紅綠信號(hào)燈

13、。而我們?cè)谑兄行幕蛸?gòu)物中心所見到的全彩屏是由三基色混合而成，通過紅，藍(lán)，綠三種單色LED的不同組合，再根據(jù)電流的大小或直流電流的占空比和幅度來調(diào)節(jié)它的發(fā)光亮度，每種顏色比例不同可設(shè)計(jì)成七中顏色的變換，以到達(dá)顯示的要求。 1.3 Proteus的介紹Proteus是Labcenter electronics公司出版的EDA工具軟件。它不僅具有其它EDA工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機(jī)及外圍器件。它是目前最好的仿真單片機(jī)及外圍器件的工具。雖然目前國(guó)內(nèi)推廣剛起步，但已受到單片機(jī)愛好者、從事單片機(jī)教學(xué)的教師、致力于單片機(jī)開發(fā)應(yīng)用的科技工作者的青睞。Proteus是世界上著名的EDA仿真軟件，從原理圖

14、布圖、代碼調(diào)試到單片機(jī)與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到PCB設(shè)計(jì)，真正實(shí)現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計(jì)。迄今為止是世界上唯一將電路仿真軟件、PCB設(shè)計(jì)軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設(shè)計(jì)平臺(tái)，其處理器支持8051、AVR、ARM等，在編譯方面，它也支持Keil和MATLAB等多種編譯。由于Proteus將普通的電路繪制和仿真功能完美結(jié)合，并且支持的元器件種類繁多，完全能夠滿足本次的設(shè)計(jì)需求，所以在此次設(shè)計(jì)中主要采用了Proteus進(jìn)行電路繪制和在線仿真工作。1.4 Keil 4的介紹Keil 4全稱為Keil uVision4，是Keil公司的開發(fā)工具，屬于Keil C51編譯器的一種， Keil C

15、51編譯器自1988年引入市場(chǎng)以來成為事實(shí)上的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，并支持超過500種8051變種Keil的主要功能包括ANSI C編譯器、匯編程序、調(diào)試器、連接器、庫管理器、固件和實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)核心real-time kernel。Keil C51是美國(guó)Keil Software公司出品的51系列兼容單片機(jī)C語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比，C語言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢(shì)，因而易學(xué)易用。Keil 4提供了包括C編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個(gè)功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案，通過一個(gè)集成開發(fā)環(huán)境uVision將這些局部組合在一起。由于Keil 4能完美的實(shí)現(xiàn)單片機(jī)上C語言開

16、發(fā)的功能，并且與Proteus可以很好的進(jìn)行聯(lián)合仿真，所以在此次設(shè)計(jì)中采用Keil 4完成對(duì)AT89C51單片機(jī)內(nèi)核的編程，并將編譯生成的hex文件導(dǎo)入Proteus實(shí)現(xiàn)Keil 4與Proteus的聯(lián)合仿真。2 系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)2.1方案介紹UART串口通信單片機(jī)是否為對(duì)應(yīng)字符顯示對(duì)應(yīng)字符顯示哭臉開始PC端發(fā)送信息YN本次設(shè)計(jì)主要分為單片機(jī)的選擇，LED點(diǎn)陣驅(qū)動(dòng)，PC與單片機(jī)的通信三個(gè)局部。PC機(jī)與單片機(jī)串行通信實(shí)現(xiàn)點(diǎn)陣字符顯示的設(shè)計(jì)主要由上位機(jī)也就是PC端的串口調(diào)試助手發(fā)送數(shù)字信息，通過虛擬串口將單片機(jī)的RXD和TXD端與串口的RXD和TXD兩端相連接，通過UART通信的方式實(shí)現(xiàn)PC端與單片

17、機(jī)的通信1。PC端串口調(diào)試助手以9600波特率發(fā)送給單片機(jī)，單片機(jī)以9600波特率接受串口助手所發(fā)送的數(shù)據(jù)，當(dāng)單片機(jī)接收到數(shù)據(jù)信息時(shí)，通過程序的解碼得到相應(yīng)的信息之后，單片機(jī)選擇相應(yīng)的顯示信息，再通過控制點(diǎn)陣動(dòng)態(tài)刷新輸出對(duì)應(yīng)的字符。圖2.1 PC機(jī)與單片機(jī)串行通信實(shí)現(xiàn)點(diǎn)陣字符顯示的設(shè)計(jì)流程圖2.2主控芯片的選擇單片微型計(jì)算機(jī)簡(jiǎn)稱單片機(jī)，它是將中央處理器(CPU)、存儲(chǔ)器(RAM，ROM)、定時(shí)/計(jì)數(shù)器和各種接口電路都集成到一塊集成電路芯片上的微型計(jì)算機(jī)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)尤其是單片機(jī)技術(shù)的開展，人們已越來越多地采用單片機(jī)來對(duì)一些工業(yè)控制系統(tǒng)中如溫度、濕度等參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)和控制。PC機(jī)具有強(qiáng)大的監(jiān)控和

18、管理功能，而單片機(jī)那么具有快速及靈活的控制特點(diǎn)，通過PC機(jī)的RS232串行接口與外部設(shè)備進(jìn)行通信，是許多測(cè)控系統(tǒng)中常用的一種通信解決方案。因此如何實(shí)現(xiàn)PC機(jī)與單片機(jī)之間的通信具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。因?yàn)槠浔惧X低廉又有很高的實(shí)用性，目前已經(jīng)被大量的應(yīng)用與我們?nèi)粘Ｉ钪?，因?yàn)榭紤]到本錢和實(shí)用性方面，此次選擇常用的AT89C51。2.3 AT89C51的介紹AT89C51是一種帶4K字節(jié)FLASH存儲(chǔ)器的低電壓、高性能CMOS 8位微處理器，128字節(jié)內(nèi)部RAM，32 個(gè)I/O 口線，兩個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器，一個(gè)5向量?jī)杉?jí)中斷結(jié)構(gòu)，一個(gè)全雙工串行通信口，片內(nèi)振蕩器及時(shí)鐘電路，俗稱單片機(jī)2。單片機(jī)的可

19、擦除只讀存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦除1000次。AT89C51可降至0Hz的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式。空閑方式停止CPU的工作，但允許RAM，定時(shí)/計(jì)數(shù)器，串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式保存RAM中的內(nèi)容，但振蕩器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一個(gè)硬件復(fù)位。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃速存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器。在此次設(shè)計(jì)中使用單片機(jī)采集串口通信得來的UART信號(hào)。因?yàn)閱纹瑱C(jī)只能接受數(shù)字信號(hào)，對(duì)外來的模擬信號(hào)不會(huì)接受，所以要對(duì)接

20、收來的數(shù)字信號(hào)加以識(shí)別，就可以保證實(shí)驗(yàn)中不會(huì)發(fā)生錯(cuò)誤。整個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)的功能主要是在單片機(jī)AT89C5l控制下，實(shí)現(xiàn)對(duì)經(jīng)過預(yù)處理后的信號(hào)進(jìn)行采集和處理。主要特性如下：1.增強(qiáng)型8051單片機(jī)，6時(shí)鐘/機(jī)器周期和12時(shí)鐘/機(jī)器周期可以任意選擇，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)80512.工作電壓：5.5V3.3V5V單片機(jī)/3.8V2.0V3V單片機(jī)3.工作頻率范圍：040MHz，相當(dāng)于普通8051的080MHz，實(shí)際工作頻率可達(dá)48MHz4.用戶應(yīng)用程序空間為8K字節(jié)，片上集成512字節(jié)RAM5.通用I/O口32個(gè)，復(fù)位后為：P1/P2/P3/P4是準(zhǔn)雙向口/弱上拉，P0口是漏極開路輸出，作為總線擴(kuò)展用時(shí)，

21、不用加上拉電阻，作為I/O口用時(shí)，需加上拉電阻。6.ISP在系統(tǒng)可編程/IAP在應(yīng)用可編程，無需專用編程器，無需專用仿真器，可通過串口RXD/P3.0,TXD/P3.1直接下載用戶程序，數(shù)秒即可完成一片7.具有EEPROM功能8.具有看門狗功能9.共3個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器。即定時(shí)器T0、T1、T210.外部中斷4路，下降沿中斷或低電平觸發(fā)電路，Power Down模式可由外部中斷低電平觸發(fā)中斷方式喚醒11.通用異步串行口UART，還可用定時(shí)器軟件實(shí)現(xiàn)多個(gè)UART12.工作溫度范圍：-40+85工業(yè)級(jí)/075商業(yè)級(jí)AT89C51單片機(jī)的工作模式1.掉電模式：典型功耗<0.1A,可由外部中

22、斷喚醒，中斷返回后，繼續(xù)執(zhí)行原程序2.空閑模式：典型功耗2mA3.正常工作模式：典型功耗4mA7mA4.掉電模式可由外部中斷喚醒，適用于水表、氣表等電池供電系統(tǒng)及便攜設(shè)備圖2.2、AT89C51引腳圖3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)3.1 LED點(diǎn)陣電路設(shè)計(jì)對(duì)于LED點(diǎn)陣來說，以簡(jiǎn)單的8×8點(diǎn)陣為例，它共由64個(gè)發(fā)光二極管組成，且每個(gè)發(fā)光二極管是放置在行線和列線的交叉點(diǎn)上，當(dāng)對(duì)應(yīng)的某一行置1電平，某一列置0電平，那么相應(yīng)的二極管就亮。所以對(duì)于8×8的點(diǎn)陣來說僅僅需要用單片機(jī)的兩組接口分別控制行和列，我們就可以輸出相應(yīng)的字符了。目前以LED半導(dǎo)體發(fā)光器件為顯示介質(zhì)的大型顯示屏已廣泛地被應(yīng)用。

23、其控制驅(qū)動(dòng)方式各種各樣，也各具特色。因?yàn)?×8點(diǎn)陣可以顯示所有字符及少數(shù)漢字的顯示，所以此次采用單色的LED點(diǎn)陣一塊。在LED發(fā)光管的驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)上也有許多的方式。由于大型的點(diǎn)陣顯示屏是由上萬個(gè)或幾十萬個(gè)LED發(fā)光單元組成，這也就需要大量的驅(qū)動(dòng)電路來支持。那末驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)的好壞就直接影響系統(tǒng)的生產(chǎn)制造本錢和顯示的效果及系統(tǒng)的運(yùn)行性能。設(shè)計(jì)一個(gè)即能滿足控制驅(qū)動(dòng)要求，同時(shí)使用器件少本錢底的單元控制驅(qū)動(dòng)方案是必要的。以LED 8×8點(diǎn)陣模塊(共陽極)為顯示器件的顯示屏為例，眾所周知以LED 8×8點(diǎn)陣模塊為顯示器件的顯示屏其工作方式是掃描式的，驅(qū)動(dòng)電路可分為行和列。每一行的

24、模塊(可以是四個(gè)、六個(gè)或更多)的行可以并聯(lián)形成八條行線。由于控制等方面的原因一般是將一個(gè)較大的顯示系統(tǒng)分為幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的小單元。每個(gè)小單元是完全一樣的，這將有利于靈活組屏和方便生產(chǎn)調(diào)試3。對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)單元的設(shè)計(jì)應(yīng)本著這樣的原那么：較少的輸入引入，方便的級(jí)聯(lián)。串行控制驅(qū)動(dòng)方式就是顯示的數(shù)據(jù)是通過串行方式送入驅(qū)動(dòng)電路。其特點(diǎn)是單元內(nèi)的線路連接簡(jiǎn)單，這給印刷電路板的設(shè)計(jì)帶來了方便。同時(shí)也減少了印刷電路板的布線密度，從而為生產(chǎn)和調(diào)試帶來了有利的一面。當(dāng)然，單元的可靠性也相應(yīng)的提高了。由于行的組成是幾個(gè)模塊并聯(lián)形成的，因此驅(qū)動(dòng)的功率要求是比擬大的。行的驅(qū)動(dòng)一般是采用PNP(用于共陽方式)功率三極管，行的邏輯控

25、制可選用三八譯碼方式和直接行線控制方式。譯碼方式是應(yīng)用三條行控制線控制一個(gè)三八譯碼器(如74LS138等)，八選一順序控制八條行線。并行控制驅(qū)動(dòng)方式就是顯示的數(shù)據(jù)是通過并行(8位)方式送入驅(qū)動(dòng)電路。每送入一個(gè)字節(jié)就完成了一個(gè)模塊的一個(gè)行的數(shù)據(jù)置入，其優(yōu)點(diǎn)是數(shù)據(jù)的刷新速度塊，這就減輕了上一級(jí)控制系統(tǒng)的壓力。在同樣的數(shù)據(jù)處理量的前提下，對(duì)處理速度要求的降低，就意味著對(duì)系統(tǒng)投入的降低。同時(shí)處理速度的降低也相應(yīng)地提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。在并行控制驅(qū)動(dòng)方式下，我們可以選用鎖存芯片，采用首尾相連的方式將控制、驅(qū)動(dòng)一并形成。也可以將這一方式稱其為并行移位鎖存方式。這一設(shè)計(jì)方案的特點(diǎn)是設(shè)計(jì)線路簡(jiǎn)潔，控制方便快速。

26、系統(tǒng)的整體投入本錢比擬低，這一設(shè)計(jì)方案將大大地提高系統(tǒng)的性能價(jià)格比4。但并行控制驅(qū)動(dòng)方式的缺點(diǎn)是由于數(shù)據(jù)是并行輸入的，這就使得單元內(nèi)的線路連接復(fù)雜。因此，這一方式一般不采用。圖3.1 LED點(diǎn)陣電路引腳圖3.2 UART串口通信設(shè)計(jì)PC機(jī)與單片機(jī)串行通信實(shí)現(xiàn)點(diǎn)陣字符顯示，還需要的的是PC與單片機(jī)之間的信息交互，其中也牽扯到了一些通信協(xié)議和通信方式的選擇。在眾多通信協(xié)議中我選擇了UART，UART作為異步串口通信協(xié)議的一種，工作原理是將傳輸數(shù)據(jù)的每個(gè)字符一位接一位地傳輸，它最根底也最穩(wěn)定，便于操作。而通信方式的選擇，有線串行通信和無線藍(lán)牙傳輸，串行通信是指數(shù)據(jù)按位順序傳送的通信。串行數(shù)據(jù)傳送的特

27、點(diǎn)是通信線路簡(jiǎn)單最多只需一對(duì)傳輸線即可實(shí)現(xiàn)通信本錢低，但速度慢。其通信線路既能傳送數(shù)據(jù)信息又能傳送聯(lián)絡(luò)控制信息它對(duì)信息的傳送格式有固定要求具體分為異步和同步兩種信息格式，與此相應(yīng)有異步通信和同步通信兩種方式。在串行通信中對(duì)信息的邏輯定義與不兼容需要進(jìn)行邏輯電平轉(zhuǎn)換計(jì)算機(jī)與外界的數(shù)據(jù)傳送大多是串行的其傳送的距離可以從幾米到幾千公里。而通信方式又分為異步傳送和同步傳送，異步傳送方式異步傳送的特點(diǎn)是數(shù)據(jù)在線路上的傳送是不連續(xù)的在線路上數(shù)據(jù)是以一個(gè)字或稱字符為單位來傳送的。異步傳送時(shí)各個(gè)字符可以是接連傳送的也可以是間斷傳送的，這完全由發(fā)送方根據(jù)需要來決定的。另外，在異步傳送時(shí)，同步時(shí)鐘脈沖并不傳送到接

28、收方，即雙方各用自己的時(shí)鐘源來控制發(fā)送和接收。同步傳送方式同步傳送是一種連續(xù)傳送數(shù)據(jù)的方式。在通信開始以后，發(fā)送端連續(xù)發(fā)送字符，接收端也連續(xù)接收字符，直到通信告一段落。同步傳送時(shí)，字符與字符之間沒有間隙，也不用起始位和停止位。計(jì)算機(jī)與單片機(jī)之間以串口方式進(jìn)行通訊5。計(jì)算機(jī)將所要顯示的字母的內(nèi)碼經(jīng)串口發(fā)送給控制電路，控制電路從字母中取出字符排列組合單片機(jī)中使用的，串行通信通常都是異步方式的同樣基于穩(wěn)定的原因我選擇的是有線串行通信，再通過編程就可以解決通信的問題。圖3.2 UART串口通信引腳圖3.3 時(shí)鐘電路片內(nèi)電路與片外器件構(gòu)成一個(gè)時(shí)鐘產(chǎn)出電路，CPU的所有操作操作均在時(shí)鐘脈沖同步下進(jìn)行。片內(nèi)

29、振蕩器的振蕩頻率非常接近晶振頻率，一般在1.2MHz12MHz之間選取。C5,C6是反應(yīng)電容，其值再5pF33pF之間選取，典型值為33pF。本電路選用的電容為30pF，晶振頻率為12MHz。這樣就確定了單片機(jī)的4個(gè)周期分別是：振蕩周期=1/12us；機(jī)器周期SM=1us；指令周期=14us；在引腳XTAL1和XTAL2外接晶體振蕩器，就構(gòu)成了內(nèi)部震蕩方式。由于單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)高增益反相放大器，當(dāng)外接晶振后，就構(gòu)成了自激振蕩器并產(chǎn)生震蕩時(shí)鐘脈沖。內(nèi)部震蕩方式的外部電路如圖3.3所示：圖3.3 時(shí)鐘電路3.4 復(fù)位電路為確保微機(jī)系統(tǒng)中電路穩(wěn)定可靠工作，復(fù)位電路是必不可少的一局部，復(fù)位電路的第一功

30、能是上電復(fù)位。一般微機(jī)電路正常工作需要供電電源為5V±5%，即4.755.25V。由于微機(jī)電路是時(shí)序數(shù)字電路，它需要穩(wěn)定的時(shí)鐘信號(hào)，因此在電源上電時(shí)，只有當(dāng)VCC超過4.75V低于5.25V以及晶體振蕩器穩(wěn)定工作時(shí)，復(fù)位信號(hào)才被撤除，微機(jī)電路開始正常工作。本系統(tǒng)復(fù)位電路如圖3.4所示：圖3.4 復(fù)位電路4 軟件設(shè)計(jì)4.1 主程序流圖開始單片機(jī)初始化啟動(dòng)定時(shí)器T0開始接收數(shù)據(jù)是否存在對(duì)應(yīng)字符改變顯示的數(shù)據(jù)點(diǎn)陣的動(dòng)態(tài)刷新YN顯示哭臉主程序首先對(duì)系統(tǒng)環(huán)境初始化，置位總中斷允許位EA，翻開串行口中斷標(biāo)志位ES,允許翻開定時(shí)器T0中斷ET0，初始化UART，初始化定時(shí)器T0，設(shè)置刷新時(shí)間為20

31、ms，串口中斷接收傳入的值，主程序進(jìn)行判斷如果存在就通過修改二維數(shù)組的行標(biāo)來實(shí)現(xiàn)該值的改變，并且進(jìn)行點(diǎn)陣的動(dòng)態(tài)刷新。如果并沒有匹配到對(duì)應(yīng)的值那么不會(huì)改變保持上次的輸出結(jié)果6。主程序框圖如下：圖4.1主程序流程圖4.2 程序代碼參考程序789：#include <reg51.h> /器件配置文件#define uint8 unsigned char#define uint16 unsigned intuint8 a; /用于接收傳入的值 uint8 i = 1;/二維數(shù)組的行變量code uint8 led98=0x81,0x3C,0x6A,0x5E,0x5E,0x6A,0x3C,0

32、x81,/顯示笑臉 0xFF,0xFF,0x7D,0x00,0x00,0x7F,0xFF,0xFF,/顯示1 0xFF,0x79,0x38,0x1C,0x0C,0x20,0x31,0xFF,/顯示2 0xFF,0xBD,0x24,0x24,0x24,0x00,0x99,0xFF,/顯示3 0xFF,0xC7,0xC3,0x49,0x00,0x00,0x4F,0xFF,/顯示4 0xFF,0xFF,0xFF,0x20,0x20,0xFF,0xFF,0xFF,/顯示驚嘆號(hào) 0xFF,0xFF,0xCF,0xB7,0xB7,0xCF,0xFF,0xFF,/顯示句號(hào) 0xFF,0x03,0x01,0x

33、CC,0xCC,0x01,0x03,0xFF,/顯示A 0x81,0x7C,0x3A,0x5E,0x5E,0x3A,0x7C,0x81,/顯示哭臉 ; /* * 定時(shí)器1初始化*/void timer0_init()TMOD |= 0x01;TMOD &= 0xfd; TH0 = 0xFC;TL0 = 0x67;TR0 = 1;void int_init()ES = 1;ET0 = 1;EA = 1;/* * UART初始化*/void UART_init(void)SCON = 0x50;PCON &= 0x7F;TMOD = 0x20;TH1 = 0xFD;TL1 = 0x

34、FD;TR1 = 1;void refresh_led() static uint8 j = 0; switch(j) case 0: P1=0x01;break;case 1: P1=0x02;break;case 2: P1=0x04;break;case 3: P1=0x08;break;case 4: P1=0x10;break;case 5: P1=0x20;break;case 6: P1=0x40;break;case 7: P1=0x80;break;default: break;P0 = ledij;if(7 = j+) j = 0;int main()int_init();

35、UART_init();timer0_init();a = '0' while(1) switch(a)case '0': i=0;break;case '1': i=1;break;case '2': i=2;break;case '3': i=3;break;case '4': i=4;break;case '!': i=5;break;case '.': i=6;break;case 'A': i=7;break;default:i=8;brea

36、k; return 0;void interrupt_uart() interrupt 4if (TI = 1) TI = 0;if(RI)RI = 0;a = SBUF;void interrupt_timer0()interrupt 1 TH0 = 0xFC; TL0 = 0x67; refresh_led(); 5 系統(tǒng)總設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果系統(tǒng)總體電路如圖5.1所示：圖5.1 總體電路圖使用Virtual Serial Ports虛擬串口工具構(gòu)造虛擬連接的串口對(duì)COM2,COM3圖5.2 Virtual Serial Ports構(gòu)建虛擬串口對(duì)可以利用串口調(diào)試助手10和Protues連接，設(shè)置

37、Protues中串口為COM2，串口調(diào)試助手中設(shè)置串口為COM3,波特率為9600，沒有校驗(yàn)位，數(shù)據(jù)位8位，停止位1位?？梢酝ㄟ^在下側(cè)文本框內(nèi)輸入內(nèi)容點(diǎn)擊手動(dòng)發(fā)送向單片機(jī)發(fā)送信息，配置信息如圖5.2 圖5.3所示。圖5.2 串口調(diào)試助手設(shè)置圖5.3 Protues中串口設(shè)置運(yùn)行程序，初始狀態(tài)下顯示一個(gè)笑臉圖5.4 測(cè)試電路圖1在串口調(diào)試助手端輸入1后那么會(huì)顯示字符1圖5.4 測(cè)試電路圖2在串口調(diào)試助手端輸入 ! 后那么會(huì)顯示字符 !圖5.5測(cè)試電路圖3在串口調(diào)試助手端輸入 A后那么會(huì)顯示字符 A圖5.6測(cè)試電路圖4如果不存在對(duì)應(yīng)的輸入字符，那么顯示哭臉。圖5.7測(cè)試電路圖5在此次的設(shè)計(jì)中我也遇到過很多的問題，在接收串口調(diào)試助手傳入的值，單片機(jī)對(duì)輸入的值進(jìn)行判斷并選擇輸出時(shí)，