《单片机原理与应用》课程
课程实验报告
实验四 单片机串口通信实验
- 实验目的
1.学习单片机串行口的使用方法；
2.熟悉基于串行口的双机通信方案的设计与实现方法；
3.熟悉基于串行口的多机通信方案的设计与实现方法。
- 实验内容与步骤
- 基于串口的方式1，以仿真方式实现单片机的双机通信实验
- 实验目标：
- 单片机甲、乙双机串行通信，双机RXD和TXD相互交叉相连，甲机P1口接8个开关，乙机P1口接8个发光二极管；双方晶振均采用11.0592MHz。
- 甲机设置为只能发送不能接收的单工方式。
- 要求甲机读入P1口的8个开关的状态后，通过串行口发送到乙机，乙机将接收到的甲机的8个开关的状态数据送入P1口，由P1口的8个发光二极管来显示8个开关的状态。双方晶振均采用11.0592MHz。
2.主要实验内容：
1） 画双机连接仿真图。
2） 编程实现1端8个开关对另一端8个灯的一对一控制。
- 基于串口方式3的双机通信实验
1.实验目标：
- 甲、乙两单片机进行方式3串行通信。甲机把控制8个流水灯点亮的数据发送给乙机并点亮其P1口的8个LED。
- 要进行校验：乙机接收到的8位二进制数据有可能出错，需进行奇偶校验，其方法是将乙机的RB8和PSW的奇偶校验位P进行比较，如果相同，接收数据；否则拒绝接收。
3）观察：虚拟终端来观察甲机串口发出的数据。
2.主要实验内容：
1）画双机连接仿真图。
2）编程实现1端程序输出数据实现对另一端8个灯的循环亮灯控制。
（三）基于仿真的方式实现单片机的多机通信实验（扩展，选）
1）画双机连接仿真图。
2）编程实现其基于按键的选择控制功能。
三、实验步骤：
（一）基于方式1的双机通信实验
1.画仿真原理图，连接参考图如下。
画图过程的注意事项：
- 在进行总线画法的连线时，要注意支线与总线的连接不要是垂直连接，可采用45度连接，连接总线的支线都要加标号，并要将有连接关系的支线加上相同的标号。
- 通信双方不同单片机连接不同外部电路的支线，其标号不能相同。
- 串口连接关系一定要是交叉连接，即收连发、发连收。
调试过程注意事项：
1）甲方、乙方的程序不同，要分别生成其各自的HEX文件，可放在相同目录中。
2）生成方法有二：一种是在同一工程中分别加入程序，生成各自的HEX文件，这时需要在选项的output对话框中改文件名。第二种是建立两个不同的工程，分别生成甲方、乙方的HEX文件。
（现场验收点1：基于Proteus仿真及工作方式1实现双机通信。）
（二）基于串口方式3的双机通信实验
1.画仿真原理图，连接参考图如下。
2. 编程、调试实现功能。
四、扩展实验：多机通信
三、 实验环境
PC机一台、keil 4/5、 proteus 7/8。
- 实验系统的总体设计
（1）双机串口通信（单工通信）
（2）双机串口通信（双工校验通信）
- 实验系统的详细设计与实验过程
1. 仿真部分：
（1）基于串口的方式1，以仿真方式实现单片机的双机通信实验
（2）基于串口方式3的双机通信实验
（3）基于仿真的方式实现单片机的多机通信实验
- 程序代码
（1）
/*主机
#include <reg51.h>
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
void main()
{
uchar temp=0 ;
TMOD=0x20;
TH1=0xfd;
TL1=0xfd;
SCON=0x40;
PCON=0x00 ;
TR1=1;
P1=0xff;
while(1){
temp=P1;
SBUF=temp;
while(TI==0);
TI=0;
}
}
*/
乙机
#include <reg51.h>
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
void main( )
{
uchar temp=0;
TMOD=0x20;
TH1=0xfd;
TL1=0xfd;
SCON=0x50;
PCON=0x00;
TR1=1 ;
while(1)
{
while (RI==0);
RI=0;
temp=SBUF;
P1=temp;
}
}
（2）
/甲机
//#include <reg51.h>
//unsigned char Tab[8]= {0xfe, 0xfd, 0xfb, 0xf7, 0xef, 0xdf, 0xbf, 0x7f};
//void Send(unsigned char dat)
//{
// TB8=PSW^0;
// SBUF=dat;
// while(TI==0);
// ;
// TI=0;
//}
//void Delay (void)
//{ unsigned char m,n;
// for(m=0;m<250;m++)
// for(n=0;n<250;n++);
//}
//void main(void)
//{ unsigned char i;
// TMOD=0x20;
// SCON=0xc0;
// PCON=0x00;
// TH1=0xfd;
// TL1=0xfd;
// TR1=1;
// while(1)
// { for(i=0;i<8;i++)
// {
// Send(Tab[i]);
// Delay( );
// }
// }
//}
//乙机
#include <reg51.h>
sbit p=0xd0;
unsigned char Receive(void)
{
unsigned char dat;
while(RI==0);
;
RI=0;
ACC=SBUF;
if(RB8==P)
{ dat=ACC;
return dat;
}
return 0;
}
void main(void)
{
TMOD=0x20;
SCON=0xd0;
PCON=0x00;
TH1=0xfd;
TL1=0xfd;
TR1=1;
REN=1;
while(1)
{ P1= Receive( );
}
}
（3）
/*主机
#include <reg51.h>
#include <math.h>
sbit switch1=P0^0;
sbit switch2=P0^1;
sbit switch3=P0^2;
void delay_ms(unsigned int i)
{
unsigned char j;
for(;i>0;i--);
for(j=0;j<125;j++)
;
}
void main()
{
EA=1;
TMOD=0x20;
TL1=0xfd;
TH1=0xfd;
PCON=0x00;
SCON=0xd0;
TR1=1;
ES=1;
SBUF=0xff;
while(TI==0);
TI=0;
while(1)
{
delay_ms(100);
if(switch1==0)
{
TB8=1;
SBUF=0x01;
while(TI==0);
TI=0;
TB8=0;
SBUF=0x00;
while(TI==0);
TI=0;
}
if(switch2==0)
{
TB8=1;
SBUF=0x02;
while(TI==0);
TI=0;
TB8=0;
SBUF=0x00;
while(TI==0);
TI=0;
}
if(switch3==0)
{
TB8=1;
SBUF=0x03;
while(TI==0);
TI=0;
TB8=0;
SBUF=0x00;
while(TI==0);
TI=0;
}
}
}
*/
/*机1
#include <reg51.h>
#include <math.h>
sbit led=P2^0;
bit rrdy=0;
bit trdy=0;
bit err=0;
void delay_ms(unsigned int i)
{
unsigned char j;
for(;i>0;i--);
for(j=0;j<125;j++)
;
}
void main()
{
EA=1;
TMOD=0x20;
TL1=0xfd;
TH1=0xfd;
PCON=0x00;
SCON=0xd0;
TR1=1;
P1=0xff;
ES=1;
while(RI==0);
if(SBUF==0xff) err=0;
else err=1;
RI=0;
SM2=1;
while(1);
}
void int1() interrupt 4
{
if(RI)
{
if(RB8)
{
RB8=0;
if(SBUF==0x01)
{
SM2=0;
led=0;
}
}
else
{
rrdy=1;
P1=SBUF;
SM2=1;
led=1;
}
RI=0;
}
delay_ms(50);
P1=0xff;
}
*/
/*机2
#include <reg51.h>
#include <math.h>
sbit led=P2^0;
bit rrdy=0;
bit trdy=0;
bit err=0;
void delay_ms(unsigned int i)
{
unsigned char j;
for(;i>0;i--);
for(j=0;j<125;j++)
;
}
void main()
{
EA=1;
TMOD=0x20;
TL1=0xfd;
TH1=0xfd;
PCON=0x00;
SCON=0xf0;
TR1=1;
P1=0xff;
ES=1;
while(RI==0);
if(SBUF==0xff) err=0;
else err=1;
RI=0;
SM2=1;
while(1);
}
void int1() interrupt 4
{
if(RI)
{
if(RB8)
{
RB8=0;
if(SBUF==0x02)
{
SM2=0;
led=0;
}
}
else
{
rrdy=1;
P1=SBUF;
SM2=1;
led=1;
}
RI=0;
}
delay_ms(50);
P1=0xff;
}
*/
//机3
#include <reg51.h>
#include <math.h>
sbit led=P2^0;
bit rrdy=0;
bit trdy=0;
bit err=0;
void delay_ms(unsigned int i)
{
unsigned char j;
for(;i>0;i--);
for(j=0;j<125;j++)
;
}
void main()
{
EA=1;
TMOD=0x20;
TL1=0xfd;
TH1=0xfd;
PCON=0x00;
SCON=0xf0;
TR1=1;
P1=0xff;
ES=1;
while(RI==0);
if(SBUF==0xff) err=0;
else err=1;
RI=0;
SM2=1;
while(1);
}
void int1() interrupt 4
{
if(RI)
{
if(RB8)
{
RB8=0;
if(SBUF==0x03)
{
SM2=0;
led=0;
}
}
else
{
rrdy=1;
P1=SBUF;
SM2=1;
led=1;
}
RI=0;
}
delay_ms(50);
P1=0xff;
}
- 实验结果
（1）1端8个开关对另一端8个灯的一对一控制。
（2）1端程序输出数据实现对另一端8个灯的循环亮灯控制，并在虚拟端出现发送数据。
（3）K1控制机1亮灯；K2控制机2亮灯；K3控制机3亮灯；3个开关控制的亮灯效果不同
- 实验分析与总结
- 实验1中刚开始开关只能控制开始的串口数据，然后停止不动，重写代码，重新生成HEX文件得以解决。
- 实验2中，Led灯不亮，数据闪烁，经过检查发现是电源的原因，其中检验函数是成功的关键。
- 实验3中，刚开始K1控制分机，HEX文件导入错误，经过改正，K2控制不了机2，经过检查，线路接口引脚标错，改正后重新导入HEX文件，可以成功控制。
总结：实验中，代码正确，步骤正确，可能也会出现错误，只有不断地检查，完善，改正才是实验的最终目的。
如有不完善，评论指出。