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大连海事大学毕业设计（一）
1
引言
设计的目及意义
一般的
PC
与单片机 之间的串行通
信，需要单片机采集数据，然后用异步
串行通讯方
式传给
PC
机。
相对而言比较
的烦琐，而
着重用
VB
具有面向对象的
设计方法，友好的用户来探讨
在
VB
环
境下来实现
PC
机与
51
单片机之间串行
通讯的方法。实现起来要简捷方
便。
随着计算机 系统的应用和微机网络
的发展，各种控制设备之间的通信功能
越
来越显得重要。尤其是伴随着单片微
型机技术的发展，人们已越来越多地采
用单片机来对一些工业控制系统中如温
度、
流量和压力等参数 进行检测和控制。
在本系统中，下位机采用一片
AT89S51
单片机，用于对发送的数据实施控制，
为了实现对输入数据的接收，上位
机采
用便携式
PC
机，上、下位机之间通过
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MAX232
芯片实现串行数据通信。
PC
< p>机
具有强大的监控和管理功能，而单片机
则具有快速及灵活
的控制特点，
通过
PC
机的
RS-232
串行接口与外部设备进行
< p>通信，是许多测控系统中常用的一种通
信解决方案。
将论述在
VB
环境下
PC
机与单片
机之间实现串行通
讯的软硬件方案。实
现单片机与
PC
机的相互通信。单片机
部分汇编语言实现，
PC
机的通讯程序使
用
Visual
Basic
编写，
VB
是
Microsoft
公司推出的
Windows
应用程序开发工
< p>具，因其具有界面友好，编程简便等优
点而受到广泛的使用，而且
Visual Basic
版
本
带
有
专
门
实
现
串
行
通
讯
的
MSCOMM
控件。因此如何实现
PC
机
与单片机之
间的通讯具有非常重要的现
实意义。
利用
的事件驱动方式可以很方便
地开发数据采集与监控系统，
用单台
PC
机
可以测量和监控多路控制信号，整控
制系统设计方便，对小型测控系统的设
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2
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计具有很大的实用性。
设计实现的功能
实现单片机与
PC
机的相互通信。
具体要求有以下两点
:
①单片机发固定编好的代码，在用
VB
编好的界面上接收；
②在
VB
编好的界面上发送 数字，
在单片机板上的数码管上显示出来。
2
硬件设计方案
为了实现
PC
机与单片机之间的串
行通信，我们首先要清楚了解整个系统
所采用的原理图。原理图就象一根红线
贯穿于整个系统设计，通过此图我们就
能很清楚的看到系统所涉
及的内容，然
后鉴于此，我们将在以后的章节中依次
对所牵涉的
内容作详细的论述。下面对
原理图作一点说明：从
MAX232
芯片中
的两路发送接收中任选一路作为接口，
要注意其发
送与接收引脚对应，否则可
能对器件或计算机串口造成永久性损
坏。如选他
T1IN
接单片机的发送端
TXD
PC
机、的
RS
—
232
的接收端
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3
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RD
一定要对应接
< p>T1OUT引脚。同时，
R1OUT
接单片机的接受 端
RXD
引脚，
则
PC
机 的
RS
—
232
的发送端
TD
一定要
对应接
R1IN
引脚。
上图为采用
MAX232
< p>芯片接口的
PC
机与
51
单片机串行 通信接口原理图
AT89S51
单片机
AT89S51
单片机简介
AT89S51
为
ATMEL
所生产的可
电气烧录清洗的
8051
相容单芯片，是
一个低功耗，
高性能
CMOS 8
位单片机，
片
内
含
4k
Bytes
ISP(In-system
progr
ammable)
的可反复擦写
1000
次的
Flash
只读程序存储器，
器件采用
ATMEL
< p>公司的高密度、
非易失性存储技术制造，
兼容标准
MCS-51
指令系统及
80C51
引
脚结构，芯片内集成了通用
8
位中央处
理器和
ISP Flash
存储单元，功能强大的
微型计算机的
AT89S51
可为许多嵌入式
控制应用系统提供高性价比的解
决方
案。
AT89S51
具有如下特点：
40
个引脚，
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4
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4k
Bytes
Flash
片内程序存储器，
128
bytes
的随机存取数据存储器，
32
个外部< /p>
双向输入
/
输出口，
5
个中 断优先级
2
层
中断嵌套中断，
2
个
16
位可编程定时计
数器
,2< /p>
个全双工串行通信口，看门狗电
路，片内时钟振荡器。
AT89S51
单片机的功能
AT89S51
主要功能列举如下：
1
）为一般控制应用的
8
位单芯片
2
）晶片内部具有时钟振荡器
3
）内部程式存储器为
4KB
4
）内
部数据存储器为
128B
5
）外部程序存储器可扩充至
64KB
6
）外部数据存储器可扩充至
64KB
7
）
32
条双向输入输出线，且每条
均可以单独做
I/O
的控制
8
）
5
个中断向量源
9
）
2
组独立的
16
位定时器
10
）
1
个全多工串行通信端口
11
）
8751
及
8752
单芯片具有数据
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5
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保密的功能
12
）单芯片提供位逻辑运算指令
AT89S51
各引脚功能介绍：
VCC
：
AT89S51
电源正端输入，接
+5V
。
VSS
：电源地端。
XTAL1
：单芯片系统时钟的反相 放
大器输入端。
XTAL2
：系统时钟的反相放大器输
出端。
RESET
：
AT8 9S51
的重置引脚，高
电平动作。
EA/Vpp
：存取外部程序代码， 低电
平动作。
ALE/PROG
：地址锁存器启用信号。
PSEN
：程序储存启用，通常这支 脚
是接到
EPROM
的
OE
脚。
PORT0
：端口
0
是一个
8
位宽的开
路汲极双向输出入端口，共有
8
个位，
表示位
0
，
P
表示位
1
，依此类推 。其他
三个
I/O
端口则不具有此电路组态，而
是内部有一提升电路，
P0
在当作
I/O
用
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6
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时可以推动
8
个
LS
的
TTL
负载。如果
当
引脚为低电平时，
P0
就以多工方
式提供地址总线及数据总线。
P ORT2
：端口
2
是具有内部提升电
路的
双向
I/O
端口，每一个引脚可以推
动
4
个
LS
的
TTL
负载，若将端口< /p>
2
的
输出设为高电平时，此端口便能当成输
入端口来使用。
P2
除了当作一般
I/O
端
口使用外，若是在
AT89S51
扩充外接程
序存储器或数据存储器时，也提供地址
总线的高字节
A8
～
A15
，这个时候
P2
便不能当作
I/O
来使用了。
PORT1
：端口
1
也是具有内 部提升
电路的双向
I/O
端口，其输出缓冲器可
以推动
4
个
LS TTL
负载，< /p>
同样地若将端
口
1
的输出设为高电平，便是 此端口来
输入数据。
PORT3
：端口
3
也具有内部提升电
路的双向
I/O
端口，其输出缓冲器可以
推动<
/p>
4
个
TTL
负载，同时还多工具有其
他的额外特殊功能，包括串行通信、外
部中断控制、计时计数控制及外部数据<
/p>
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存储器内容的读取或写入控制等功能。
其引脚分配如下：
P
：
RXD
，串行通信输入。
P
：
TXD
，
< p>串行通信输出。
P
：
INT0
，外部 中断
0
输入。
P
：
INT1
，
外部中断
1
输入。
P
：
T0
，
计时计数器
0
输入。
P
：
T1
，计时计数器
1
输入。< /p>
P
：
WR
：外部数据存储器的写入信
号。
P
：
RD
，外部数据存储器的读取信
号。
本系统所采用的
AT89S51
芯片如下
图所示：
AT89S51 ISP
ISP
为在线编程接口。
ISP
在线编程
接口为
89S51
单片机提供了方便的在线
编程
方法，使用时将
ISP
下载线一端与
PC
并口相连接，一端与
ISP
接口相连，
使用
ISP
下载软件即可实现
MCU
在线编
程。
下载线插接说明：
< p>两排十针下载口，
板图上都有一个小方框，为
1
号引 角；
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8
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下载线的凸口为正方向，凸口的右侧边
的第一个插孔为
1
号引角，这一点一定
要切记，不然的
话程序下载不进去。
本系统中所用
AT89S51
ISP
原理图
如下示
:
AT89S51 ISP
串行通讯
串行通讯的概念
串 行通讯：一条信息的各位数据被
逐位按顺序传送的通讯方式称为串行通
< br>讯。
串行通讯的特点是：数 据位传送，
传送按位顺序进行，最少只需一根传输
线即可完成，
成本低但传送速度慢。串
行通讯的距离可以从几米到几千米。
分类：根据信息的传送方向，串行
< br>通讯可以进一步分为单工、半双工和全
双工三种。
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RS-232C
串口通讯原理
RS -232C
是目前最常用的串行接口
标准，用来实现计算机与计算机之间
，
计算机与外设之间的数据通信。
RS-232C
串行接口总线适用于设备
之间的通信距离不大于
15
米，
传输速率
最高为
/s
的场合。
RS-232C
标准规定的
数据传输速率为
50
、
75
、
100
、
150
、
300
、
600
、
1200
、
2400
、
4800
、
9600
、
和
19200b/s
。
RS-2
32C
属单端信号传送，存在共地噪
声和不能抑制的共模干扰等问题，因
此
一般用于短距离通信。
1)
RS-232C
接口信号
一个完整的
RS-232C
接口有
22
根
线，采用标准的
25
芯连接器。
2)
RS-232C
典型应用
用
RS-232C
总 线连接系统时，有近
程通信方式和远程通信方式之分。近程
通信
是指传输距离小于
15
米的通信，
这
时可
以用
RS-232C
电缆直接连接。
15
米
以上的长距离通信，需要采用调制解调
器。
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10
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