实验四 单片机串口通信实验

  

《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

1. 实验目标：

1. 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。
2. 甲机设置为只能发送不能接收的单工方式。
3. 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：

1. 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。
2. 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：

1. 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。
2.  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。
3. 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）

            

1.  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

#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

#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             

//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

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

#include

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

#include

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

#include

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

#include

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

1. 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。
2. 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。
3. 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。