基于VC 串口通信的实现

基于VC 串口通信的实现 毕业设计(论文) 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 目:基于VC++串口通信的实现 系 : 电子信息 专 业: 电子信息科学与技术 学生姓名: 朱万里 学 号: 200820101202 指导教师: 刘晓丽(老师) 2012年 5 月 1 日 摘 要 随着科学技术的发展，计算机应用于信息处理的优越性愈来愈明显，世界将由于信息广泛、迅疾的传递而变小。 随着现代信息技术的发展以及计算机网络的广泛应用，计算机通信技术已经日趋成熟，串口通信作为一种灵活、方便、可靠的通信方式，被广泛应用于工业控制中，用PC机对工程实现实时监控，通常要求PC机能在用户界面上具有数据采集、数据处理以及控制信号的产生与传输等功能。同时串行通信还应用于交通控制、分布数据采集系统、通信距离扩展、电力系统数据采集与控制系统、高速公路收费系统、远程控制、保密通信系统和教学实验等等。 在数据通信、计算机网络以及工业上的分布式控制系统中，经常需要采用串行通信来达到远程信息交换的目的。当控制计算机与各数控机床相距较远时，一般采用串行通信方式而不采用并行通信方式。这是因为并行通信系统的造价较高、众多的连线不仅容易引入干扰，也容易发生线路故障。串行通信由于接线少、成本低，在数据采集和控制系统中得到了广泛的应用，控制系统中常用的串行通信一般采用RS-232串行总线标准，RS-232是PC机与通信工业中应用最广泛的一种串行接口。 经过认真考察、分析和论证，在综合考虑各种需求后，我设计了一种能够充分说明串行通信的特点，以及用到了RS-232这种最早的串行通信接口的一套在比较艰苦或者不方便的情况下没有网线的时候进行的双机通信系统，在遵守串行通信的基本特点和RS-232的基本接口规则下设计了此系统，WINDOWS下双机点到点的串行通信系统是一个典型的通信系统，它是我们为了实现计算机底层的工作，以及为了用户更好地和系统能够直接相连而提出来的。 经过分析我使用了RS-232C为接口线路以及Microsoft公司的Visual C++ 6.0作为开发工具，利用其提供的各种面向对象的开发工具来开发的系统。论述了采用自顶向下的设计方法，模块化设计思路，逐层剖析，进行可行性研究，需求分析，总体设计编码和调试，其开发主要包括数据的发送与接收等方面。形成用户满意的可行系统。 引言部分说明了问题的提出:总体开发规则，介绍了一个信息系统的研制过程，WINDOWS下双机的串行通信系统的简介以及WINDOWS下双机点到点的串行通信系统的用户需求。 另外讲了WINDOWS下双机的串行通信系统的设计基础;课题的意义;串行通信接口以及使用的程序软件Visual C++ 6.0。具体描述了WINDOWS下双机的串行通信系统的分析与设计，包括程序模块图，封面设计，主界面设计，主程序调用配置对话框，配置对话框设计等等。 接下来讲述了WINDOWS下双机的串行通信系统的实现、调试与使用:实现的方法，调试过程中的问题等等。最后进行了 总结 初级经济法重点总结下载党员个人总结TXt高中句型全总结.doc高中句型全总结.doc理论力学知识点总结pdf ，当前系统的优点和不足，以及相关知识的展望。 本系统具有友好的图形用户界面，在WINDOWS 98或WINDOWS 2000下的Visual C++ 6.0环境下调试成功。 关键词: RS-232 串行通信 单线程 多线程 II ABSTRACT ABSTRACT With the development of science technology, the superiority of computers In processing information is becoming more and more obvious.And the world is smaller and smaller because of the wide and quick delivery of information. With modern information technology rapidly developed and computer Network widely used, communication technology of computers has been mature with each passing day. As a flexible,convenient and reliable method of Communication,serial communication is extensively used in industrial control.using PC to keep watch on projects synchronously calls for the functions of signals in users’ interfaces. At the same time,serial communication is also used in many other way,such as transporation control, collecting system of distributive date,expanding the communication distance and so on. In date communication, computer network and distributive controlling system in industry, it usually needs serial communication to achieve the purpose of long-distance exchange of information. When there is a long distance between computers and date-controlling machine tools,serial communication is used instead of parallel communication.that’s is because the cost of parallel communication system is high and so many wires easily cause disturbance and wire breakdown . So serial communication system is widely used in widely used in data-collecting and data-processing just because its low cost and fewer wires. Serial communication of controlling system uses RS-232, which is the most popular interface in computers and communication industry. According to some observation,analyses, demonstrations and consideration of different needs,we design a communication system of two computers which can fully represent the characters of serial communication,using the earliest interface RS-232.This system can be used in arduous circumstances or inconvenient circumstances without network wires. We put forward the serial communication syetem of two computers in WINDOWS, which is a typical communication system for the purpose of carring out the work of rock-bottom and connecting users and system straight. After some analyses,the author exploits the system by using RS-232 as interface, criterion and Visual C++6.0 of Microsoft which provides many kinds of oriented objects as development tool,and makes the practicable system which contains the transmission and reception of date by adopting the top-down design method, modularized design thought,and carrying out feasibility study,demand analysis and overall design of coding and debug. Then the feasible system satisfied by users comes into being. The introduction is about the general rules of development,introducing the designing process of the communication system, serial communication system in WINDOWS 95 and the users’demand. The following is about the designing base of the serial communication system by two computers in WINDOWS and the soft-ware Visual C++6.0. The next is about the analyses and design of the serial communication systerm and how to adjust and use the serial communication system. The last is a summary about the advantages and disadvantages of the system and prospects of interrelated knowledge. This system has a friendly users’interface and can run successfully in WINDOW 98 and in Visual C++6.0 in WINDOWS 2000. Key Words: RS-232 serial communication serial-port based protocal, multithrea IV 目 录 摘 要 I III Abstract 1 引言 1 2 串口通信的原理分析与设计 2 2.1 串行通信基本概念 2 2.2 串口硬件设计 3 2.2.1 系统配置要求 3 2.2.2 基于WINDOWS的VC++串行通信编程 3 2.2.3 串口应用设计流程 4 2.2.4 WINDOWS下双机的串行通信系统的分析 5 2.2.5 Windows下的串口资源 6 2.3 串行接口标准 6 2.4 串行接口输入输出过程描述 7 3 串口通信的总体设计 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 8 3.1 概述 8 8 3.1.1面向对象方法 3.1.2 串口的使用 9 3.2 设计目标 10 4 使用MSComm控件编程 11 4.1 MSComm控件属性及事件 11 4.1.1 MSComm最常用的属性 11 4.1.2 与传输控制有关的属性 12 4.2 使用MSComm控件编制接收程序 13 4.2.1 界面的设计 13 4.2.2 变量的声明 14 4.2.3 创建串口 15 5 使用WinAPI串口编程 18 5.1 界面设计 18 5.2 变量声明 19 6 VC++软件的描述与简介 20 6.1 Vi sual C++6. 0的新特征 20 6.2 Visual C++6.0的主窗口 20 6.3 Visual C++6.0的系统工具 21 6.4 AppWizard的使用 23 6.5 对话框 23 7 结果 25 致谢 V 引言 在工业控制中，串口是常用的计算机与外部串行设备之间的数据传输通道，由于串行通信方便易行，所以应用广泛。随着人类社会的发展,利用计算机设备实现生产过程的自动化成为了提高生产力、减轻劳动强度的有效手段。由于大量设备的使用，必须随时知道实际的情况，这就是监视，通过计算机辅助数据采集过程可以实现对数据自动处理。这种自动数据采集系统的好处是适应性很好，能够适应环境，应用不断变化的需要，并且可对数据进行进一步的加工可以提高工作效率。如果一台计算机控制一台设备，还需要控制者直接到现场，这将会耗费大量的人力、物力。在这种情况下，可以将这些机器设备的信息传递到主控制中心，由主控制中心统一管理。 由此可以看出串口通信在工业中应用十分广泛。现在尽管有很多速度更快、效率更高的端口(如USB接口)的出现，但是这些新的端口可以通过转换电路实现与传统串口通信的转换，从而灵活的满足工业生产多方面的需求。因此串口通信的未来会更加美好。 在本论文中，讨论了使用VC++的开发环境实现两台PC机间的串口通信。就是通过一个MSComm控件，用一个串口线将两台机子间的串口连接起来，从而建立物理连接进行字符仿真终端的测试。而使用WinAPI进行串口通信不像使用MSComm控件那么容易，需要设置多个参数。 1 2 电子测试仪的系统设计 2.1 电子测试仪设计方案比较 电阻、电容、电感测试仪的设计可用多种方案完成，例如利用模拟电路，电阻可用比例运算器法和积分运算器法，电容可用恒流法和比较法，电感可用时间常数发和同步分离法等、使用可编程逻辑控制器(PLC)、振荡电路与单片机结合或CPLD与EDA相结合等等来实现。在设计前对各种方案进行了比较: 1)利用纯模拟电路 虽然避免了编程的麻烦，但电路复杂，所用器件较多，灵活性差，测量精度低，现在已较少使用。 2)可编程逻辑控制器(PLC) 应用广泛，它能够非常方便地集成到工业控制系统中。其速度快，体积小，可靠性和精度都较好，在设计中可采用PLC对硬件进行控制，但是用PLC实现价格相对昂贵，因而成本过高。 3)采用CPLD或FPGA实现 应用目前广泛应用的VHDL硬件电路描述语言，实现电阻，电容，电感测试仪的设计，利用MAXPLUSII集成开发环境进行综合、仿真，并下载到CPLD或FPGA可编程逻辑器件中，完成系统的控制作用。但相对而言规模大，结构复杂。 4)利用振荡电路与单片机结合 利用555多谐振荡电路将电阻，电容参数转化为频率，而电感则是根据电容三点式电路也转化为频率，这样就能够把模拟量近似的转换为数字量，而频率f是单片机很容易处理的数字量，一方面测量精度高，另一方面便于使仪表实现自动化，而且单片机构成的应用系统有较大的可靠性。系统扩展、系统配置灵活。容易构成各种规模的应用系统，且应用系统有较高的软、硬件利用系数。单片机具有可编程性，硬件的功能描述可完全在软件上实现，而且设计时间短，成本低，可靠性高。 综上所述，利用振荡电路与单片机结合实现电阻、电容、电感测试仪更为简便可行，节约成本。所以，本次设计选定以单片机为核心来进行。 2 电子测试仪的系统设计 2.2 系统的原理框图 本设计中，考虑到单片机具有物美价廉、功能强、使用方便灵活、可靠性高等特点，拟采用MCS - 51系列的单片机为核心来实现电阻、电容、电感测试仪的控制。系统分四大部分:测量电路、控制电路、通道选择和显示电路。通过P1.3和P1.4向模拟开关送两位地址信号，取得相应的振荡频率，然后根据所测频率判断是否转换量程，或者是把数据进行处理后，得出相应的参数值。系统设计框图如图2-1如下所示。 图2-1 系统设计框图 框图各部分说明如下: 1)控制部分:本设计以单片机为核心，采用89C51单片机，利用其管脚的 特殊功能以及所具备的中断系统，定时/计数器和LED显示功能等。LED 灯:本设计中，设置了1盏电源指示灯，采用红色的LED以共阳极方式来 连接，直观易懂，操作也简单。数码管显示:本设计中有1个74HC02、2 个74LS573、1个2803驱动和6个数码管，采用共阳极方式连接构成动态 显示部分，降低功耗。键盘:本设计中有Sr，Sc，SL三个按键，可灵活控 制不同测量参数的切换，实现一键测量。 2)通道选择:本设计通过单片机控制CD4052模拟开关来控制被测频率的 自动选择。 3)测量电路:RC震荡电路是利用555振荡电路实现被测电阻和被测电容频 率化。电容三点式振荡电路是利用电容三点式振荡电路实现被测电感参数 频率化。通过51单片机的IO口自动识别量程切换，实现自动测量。 3 4 3 电阻、电容、电感测试仪的系统硬件设计 3.1 MCS-51单片机电路的设计 在本设计中，考虑到单片机构成的应用系统有较大的可靠性，容易构成各种规模的应用系统，且应用系统有较高的软、硬件利用系数。还具有可编程性，硬件的功能描述可完全在软件上实现。另外，本设计还需要利用单片机的定时计数器、中断系统、串行接口等等，所以，选择以单片机为核心进行设计具有极大的必要性。在硬件设计中，选用MS-51系列单片机，其各个I/O口分别接有按键、LED灯、七位数码管等，通过软件进行控制。 MCS-51单片机包含中央处理器、程序存储器(ROM)、数据存储器(RAM)、定时/计数器、并行接口、串行接口和中断系统等几大单元，以及数据总线、地址总线和控制总线等三大总线，现在分别加以说明: 1)中央处理器: 中央处理器(CPU)是整个单片机的核心部件，是8位数据宽度的处理器，能处理8位二进制数据或代码，CPU负责控制、指挥和调度整个单元系统协调的工作，完成运算和控制输入输出功能等操作。 )数据存储器(RAM): 2 内部有128个8位用户数据存储单元和128个专用寄存器单元，它们是统一编址的，专用寄存器只能用于存放控制指令数据，用户只能访问，而不能用于存放用户数据，所以，用户能使用的RAM只有128个，可存放读写的数据，运算的中间结果或用户定义的字型表。 3)程序存储器(ROM): 共有4096个8位掩膜ROM，用于存放用户程序，原始数据或表格。 4)定时/计数器(ROM): 有两个16位的可编程定时/计数器，以实现定时或计数产生中断用于控制程序转向。 5)并行输入输出(I/O)口: 共有4组8位I/O口(P0、 P1、P2或P3)，用于对外部数据的传输。 6)全双工串行口: 内置一个全双工串行通信口，用于与其它设备间的串行数据传送，该串行口既可以用作异步通信收发器，也可以当同步移位器使用。 7)中断系统: 具备较完善的中断功能，有两个外中断、两个定时/计数器中断和一个串口5 中断，可满足不同的控制要求，并具有2级的优先级别选择。 8)时钟电路: 内置最高频率达12MHz的时钟电路，用于产生整个单片机运行的脉冲时序。 本设计中单片机的设计电路如下图3-1所示: 图3-1 单片机的设计电路 本电路使用单片机内部振荡器，11.0592MHz的晶体谐振器直接接在单片机的时钟端口X1和X2，电路中C2、C3为振荡器的匹配电容。该电路简单，工作可靠 。另外本系统的容阻上电复位，就是利用RC电路的充电过程来给单片机复位。RC电路的时间常数计算公式: T=RC (3-1) 即:T=RC=10u*10k=100ms。当需要复位时，也可以按下复位按键，进行复位。 6 3.2 LED数码管电路与键盘电路的设计 在电阻、电容、电感测试系统中，用LED灯来显示测量参数的类别和电源指示，既简单又显而易见。 与小白炽灯泡和氖灯相比，LED的特点是:工作电压很低(有的仅一点几伏);工作电流很小(有的仅零点几毫安即可发光);抗冲击和抗震性能好，可靠性高，寿命长;通过调制通过的电流强弱可以方便地调制发光的强弱。由于有这些特点，发光二极管在一些光电控制设备中常常用作光源。在本设计中，利用单片机的P1.0、P1.1和P1.2口直接和发光二极管相连接，控制程序放在 MCS-51单片机的ROM中。由于测试指示灯为发光二极管且阳极通过限流电阻与电源正极相接，所以为共阳极。因此 I/0口输出低电平时，与之相连的相应指示灯会亮;I/0口输出高电平时，相应的指示灯会灭。发光二极管的接口电路如图3-2所示: 7 图3-2 发光二极管的接口电路 发光二极管的设计中，每个二极管与单片机接口间有一个电阻，其阻值至少为180欧。按3.3V时的工作电流15mA来计算，需要让与之串联的电阻，分去VCC 5V电压中的2.7V电压，则得到R=U/I=2.7V/0.015A=180欧，且电阻的功率为P=UI=2.7V*0.015A=0.041W。 另外，在本设计中，LED应用于七位数码管中，实现了被测参数的显示，七位数码管以共阴极的方式经过74LS573锁存器与单片机的P0口相连。六位数码管显示被测参数的示值从左到右依次代表十万、万、千、百、十和个位，这样显示结果更为简单可行。 数码管要正常显示，就要用驱动电路来驱动数码管的各个段码，从而显示出我们要的数字，因此根据数码管的驱动方式的不同，可以分为静态式和动态式两类。 8 1)静态显示驱动:静态驱动也称直流驱动，静态驱动是指每个数码管的每一个段码都由一个单片机的I/O端口进行驱动，或者使用如BCD码二-十进制译码器译码进行驱动。静态驱动使编程简单，显示亮度高。 2)动态显示驱动:数码管动态显示接口是单片机中应用最为广泛的一种显示方式之一，动态驱动是将所有数码管的8个显示笔划"a,b,c,d,e,f,g,dp"的同名端连在一起，另外为每个数码管的公共极COM增加位选通控制电路，位选通由各自独立的I/O线控制，当单片机输出字形码时，所有数码管都接收到相同的字形码，但究竟是那个数码管会显示出字形，取决于单片机对位选通COM端电路的控制，所以我们只要将需要显示的数码管的选通控制打开，该位就显示出字形，没有选通的数码管就不会亮。通过分时轮流控制各个数码管的COM端，就使各个数码管轮流受控显示，这就是动态驱动。在轮流显示过程中，每位数码管的点亮时间为1,2ms，由于人的视觉暂留现象及发光二极管的余辉效应，尽管实际上各位数码管并非同时点亮，但只要扫描的速度足够快，给人的印象就是一组稳定的显示数据，不会有闪烁感，动态显示的效果和静态显示是一样的，能够节省大量的I/O端口，而且功耗更低。 经过对两种显示方式的比较分析:静态方式需要大量I/O，而动态扫描显示方式能够节省大量的I/O口，且电路结构也比较简单，显示效果良好，因此最终采用动态扫描显示方式。 系统核心电路(AT89S52最小系统)的P0口以总线方式与二片数据锁存器(74HC573)相连接，二片74HC573的片选使能端(LE)分别连接在或非门(74HC02)的1、4管脚，三个或非门相类似，都是两个输入端的其中一端接在单片机的16管脚(WR)，而另一端分别接在P2.5~P2.6。单片机片选电路如图3-3所示。 图3-3 单片机片选电路 9 或非门片选电路分析:当单片机通过P0口总线输出数据时，16管脚(WR)为低电平“0”，片选信号端P2.5~P2.7中，要被片选端为“0”，其它为“1”，这样三个或非门中，只有需要片选中或非门的输出为高电平“1”，其它两个或非门的输出信号为低电平“0”。另外，74HC573数据锁存器的LE使能端为高电平有效，与之前电路结合可以实现片选功能。 在本设计中，LED显示接口电路如下图3-4所示: 图3-4 LED显示接口电路 电路由6个共阴极数码管、两个74HC573和一个ULN2803组成。 两个74HC573分别作为段码和位码的数据锁存器，它们的片选信号来自最小系统AT89S52的P2.5和P2.6，由此可以计算出它们的片选地址:段码片选地址为[C000H~DFFFH]，位码片选地址为[A000H~BFFFH]。 ULN2803是达林顿管，在电路中能起到大电流输出和高压输出的作用。由于电路使用的是共阴极动态显示方式，ULN2803在位码数据锁存器后连接八个数码管的COM端，可以增强驱动数码管的能力，使数码管的显示效果更好。 本设计中设置了Sr,Sc,SL三个按键，利用单片机的P1.0、P1.1和P1.2口直接和按键相连接，控制程序放在 MCS-51单片机的ROM中用于启动各个被测参数程序的调整。见图3-5按键电路所示 10 图3-5 按键电路 控制R、L、C的三个按键接入一个10K大小的上拉电阻，起限流保护作用。当有键按下时为低电平，无键按下时则为高电平。 3.3 测量电阻、电容电路的设计 3.3.1 555定时器简介 555定时器是一种模拟电路和数字电路相结合的中规模集成器件，它性能优良，适用范围很广，外部加接少量的阻容元件可以很方便地组成单稳态触发器和多谐振荡器，以及不需外接元件就可组成施密特触发器。因此集成555定时被广泛应用于脉冲波形的产生与变换、测量与控制等方面。 1)555定时器内部结构 555定时器是一种模拟电路和数字电路相结合的中规模集成电路,其内部结构如图3-6(A)部分及管脚排列如图(B)部分所示。 11 图3-6 定时器内部结构 它由分压器、比较器、基本R--S触发器和放电三极管等部分组成。分压器由三个5KΩ的等值电阻串联而成。分压器为比较器A、A提供参考电压，比12 较器A的参考电压为，加在同相输入端，比较器A的参考电压为，加12 在反相输入端。比较器由两个结构相同的集成运放A、A组成。高电平触发信12 号加在A的反相输入端，与同相输入端的参考电压比较后，其结果作为基本1 R--S触发器端的输入信号;低电平触发信号加在A的同相输入端，与反相2 输入端的参考电压比较后，其结果作为基本R--S触发器端的输入信号。基本R--S触发器的输出状态受比较器A、A的输出端控制。 12 2)多谐振荡器 工作原理 数字放映机工作原理变压器基本工作原理叉车的结构和工作原理袋收尘器工作原理主动脉球囊反搏护理 由555定时器组成的多谐振荡器如图3-7(C)部分所示，其中R、R和电12容C为外接元件。其工作波如图(D)部分所示。 12 图3-7 震荡器工作原理 设电容的初始电压U,0，t,0时接通电源，由于电容电压不能突变，所c 以高、低触发端V,V,0，比较器A输出为高电平，A输出为低电THTL12 =1，=0(1表示高电位，0表示低电位)，R--S触发器置1，定时器输平，即 出u=1此时，定时器内部放电三极管截止，电源V经R，R向电容C0cc12充电，u逐渐升高。当u上升到时，A输出由0翻转为1，这时==1，cc2 R--S触发顺保持状态不变。所以0 29 #include #include #include unsigned char inte=0; //频率值溢出定时器值 unsigned long int uu=0; //频率相对应的计数值 unsigned long int ff=0; //实际频率值 typedef unsigned char uchar; typedef unsigned int uint; uchar key1; int m=0,w=0,q=0,b=0,s=0,g=0; #define LEDSEG XBYTE[0xbfff] #define LEDDAT XBYTE[0xdfff] /*** 按键 ***/ sbit sl=P1^0; sbit sc=P1^1; sbit sr=P1^2; sbit fw=P3^5; sbit srg=P1^5; sbit srd=P1^6; void delay_5ms() { uchar i,j; for(j=0;j<5;j++) for(i=0;i<125;i++){;} } void delay_50us() { uchar i; for (i=0; i<6; i++){;} } 30 void display(uchar num,uchar seg) { switch(num) { case 1:num=0x06;break; case 2:num=0x5b;break; case 3:num=0x4f;break; case 4:num=0x66;break; case 5:num=0x6d;break; case 6:num=0x7d;break; case 7:num=0x07;break; case 8:num=0x7f;break; case 9:num=0x6f;break; case 0:num=0x3f;break; default :num=0x00;break; } switch(seg) { case 1:seg=0x01;break; case 2:seg=0x02;break; case 3:seg=0x04;break; case 4:seg=0x08;break; case 5:seg=0x10;break; case 6:seg=0x20;break; default :seg=0x00;break; } LEDSEG=seg; delay_50us(); LEDDAT=num; delay_50us(); } void timer1(void) interrupt 3 { 31 TL1=0x00; TH1=0x00; } void cafrequent(void) reentrant { long int l1=0x00; long int h1=0x00; float tt=0; //tt用于计算频率 TMOD=(TMOD&0x0F)|0x90; TH1=0x00; TL1=0x00; ET1=1; EA=1; while(fw==1); TR1=1; while(fw==0); while(fw==1); TR1=0; l1=TL1; h1=TH1; uu=h1*256+l1+inte*65536; inte=0; tt=uu/(11.0592*1000000.0/12.0); ff=(unsigned long int)(1.0/tt); //频率值 } void judgekey() { long int R=0,C=0,L=0; cafrequent(); delay_5ms(); while(sr==0) 32 { if (srd==0) { //R=(6560000.0/(2.0*ff))-(330.0/2.0); R=(6906343.0/(2.0*ff))-(330.0/2.0); delay_5ms(); m=R/100000; delay_5ms(); w=(R/10000)%10; delay_5ms(); q=(R/1000)%10; delay_5ms(); b=(R/100)%10; delay_5ms(); s=(R/10)%10; delay_5ms(); g=R%10; } else (srg==0) ; { R=((1000000.0/(0.693*0.01*ff))-20000.0)/2.0; delay_5ms(); m=R/100000; delay_5ms(); w=(R/10000)%10; delay_5ms(); q=(R/1000)%10; delay_5ms(); b=(R/100)%10; delay_5ms(); s=(R/10)%10; delay_5ms(); g=R%10; } 33 } while(sc==0) { // C=2790000.0/ff; C=3193333.0/ff; delay_5ms(); m=C/100000; delay_5ms(); w=(C/10000)%10; delay_5ms(); q=(C/1000)%10; delay_5ms(); b=(C/100)%10; delay_5ms(); s=(C/10)%10; delay_5ms(); g=C%10; } while(sl==0) { L=38000000.0/(ff*ff); delay_5ms(); m=L/100000; delay_5ms(); w=(L/10000)%10; delay_5ms(); q=(L/1000)%10; delay_5ms(); b=(L/100)%10; delay_5ms(); s=(L/10)%10; delay_5ms(); g=L%10; } 34 while(1) { display(m,1); delay_5ms(); display(w,2); delay_5ms(); display(q,3); delay_5ms(); display(b,4); delay_5ms(); display(s,5); delay_5ms(); display(g,6); delay_5ms(); } } void main() { judgekey(); } 35 外文翻译 单片机AT89C51简介 AT89C51是美国ATMEL公司生产的低电压，高性能CMOS8位单片机，片内含4Kb字节的快速可擦写的只读程序存储器(PEROM)和128 字节的随机存取数据存储器(RAM)，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51产品指令系统，片内置通用8位中央处理器(CPU)和Flash存储单元，功能强大AT89C51单片机可为您提供许多高性价比的应用场合，可灵活应用于各种控制领域。 主要性能参数: 1)与MCS-51产品指令系统完全兼容; 2)4K字节可重复写flash闪速存储器; 3)1000次擦写周期; 4)全静态操作:0HZ,24MHZ; 5)三级加密程序存储器; 6)128*8字节内部RAM; 7)32个可编程I/O口; 8)2个16位定时/计数器; 9)6个中断源; 10)可编程串行UART通道; 11)低功耗空闲和掉电模式。 功能特性概述: AT89C51提供以下标准功能:4K 字节闪速存储器，128字节内部RAM，32个I/O口线，两个16位定时/计数器，一个5向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内振荡器及时钟电路。同时，AT89C51可降至0HZ的静态逻辑操作，并支持两种软件可选的节电工作模式。空闲方式停止CPU的工作，但允许RAM，定时/计数器，串行通信口及中断系统继续工作。掉电方式保存RAM中的内容，但振荡器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一个硬件复位。 引脚功能说明: Vcc:电源电压 GND:地 P0口:P0口是一组8位漏极开路型双向I/O口，也即地址/数据总线复位口。作为输出口用时，每位能吸收电流的方式驱动8个逻辑门电路，对端口写“1”可 作为高阻抗输入端用。在访问外部数据存储器或程序存储器时，这组口线分时转换地址(低8位)和数据总线复用，在访问期间激活内部上拉电阻。 1 P1口:P1是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口，P1的输出缓冲级可驱动(吸收或输出电流)4个TTL逻辑门电路。对端口写“1”，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可做熟出口。做输出口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流。Flash编程和程序校验期间，P1接受低8位地址。 P2口:P2是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2的输出缓冲级可驱动(吸收或输出电流)4个TTL逻辑门电路。对端口写“1”，通过内部地山拉电阻把端口拉到高电平，此时可作为输出口，作输出口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流。 P3口:P3口是一组带有内部上拉电阻的8位双向I/O口。P3口输出缓冲级可驱动(吸收或输出电流)4个TTL逻辑门电路。对P3口写入“1”时，他们被内部上拉电阻拉高并可作为输出口。做输出端时，被外部拉低的P3口将用上拉电阻输出电流。P3口还接收一些用于闪速存储器编程和程序校验的控制信号。 表1 P3功能 引脚 功能 P3.0 RXD P3.1 TXD P3.2 INT0 P3.3 INT1 P3.4 TO P3.5 T1 P3.6 WR P3.7 RD RST:复位输入。当振荡器工作时，RST引脚出现两个机器周期以上高电平将使单片机复位。 ALE/PROG:当访问外部程序存储器或数据存储器时，ALE(地址所存允许)输出脉冲用于所存地址的低8位字节。即使不访问外部存储器，ALE仍以时钟振荡频率的1/6输出固定的正脉冲信号，因此它可对外输出时钟或用于定时目的。要注意的是:每当访问外部数据存储器时将跳过一个ALE脉冲。 对flash存储器编程期间，该引脚还用于输入编程脉冲(PROG)。 如有不要，可通过对特殊功能寄存器(SFR)区中的8EH单元的D0位置 2 位，可禁止ALE操作。该外置位后，只要一条MOVX和MOVC指令ALE才会被激活。此外，该引脚会被微弱拉高，单片机执行外部程序时，应设置ALE无效。 PSEN:程序存储允许(PSEN)输出是外部程序存储器的读选通信号，当AT89C51由外部程序存储器取指令(或数据)时，每个机器周期两个^PSEN有效，即输出两个脉冲。在此期间，当访问外部数据存储器，这两次有效的PSEN信号不出现。 EA/VPP:外部访问允许。欲使CPU仅访问外部程序存储器(地址为0000H---FFFFH)，EA端必须保持低电平(接地)。需注意的是; 如果加密位LB1被编程，复位时内部会锁存EA端状态。 如 EA端为高电平(接VCC端)，CPU则执行内部程序存储器中的指令。 Flash存储器编程时，该引脚加上+12V的编程允许电源VPP，当然这必须是该器件是使用12V编程电压VPP。 XTAL1: 振荡器反相放大器的及内部时钟发生器的输出端。 XTAL2: 振荡器反相放大器的输出端。 时钟振荡器: AT89C51中有一个用于构成内部振荡器的高增益反相放大器，引脚XTAL1和XTAL2分别是该放大器的输入端和输出端。这个放大器与作为反馈的片外石英晶体或陶瓷谐振器一起构成自激振荡器。外接石英晶体(或陶瓷谐振器)及电容C1、C2接在放大器的反馈回路中构成并联振荡电路。对外接电容C1、C2虽然没有十分严格的要求，但电容容量的大小会轻微影响振荡频率的高低、振荡器的稳定性、起振的难易程度及温度稳定性，如果使用石英晶体，我们推荐电容使用30PF，而如使用陶瓷谐振器建议选择40PF。 用户也可以采用外部时钟。这种情况下，外部时钟脉冲接到XTAL1端，即内部时钟发生器的输入端，XTAL2则悬空。 由于外部时钟信号是通过一个2分频触发器后作为内部时钟信号的，所以对外部时钟信号的占空比没有特殊要求，但最小高电平持续时间和最大的低电平持续时间应符合产品技术要求。 3 图1 外部时钟电路 图2 外部时钟输入 在空闲工作模式状态，CPU保持睡眠状态而所有片内的外设仍保持激活状态，这种方式由软件产生。此时，片内RAM和所有特殊功能寄存器的内容保持不变。空闲模式可由任何允许的中断请求或硬件复位终止。 终止空闲工作模式的方法有两种，其一是任何一条被允许中断的事件被激活，即可终止空闲工作模式。程序会首先响应中断，进入中断服务程序，执行完中断服务程序并仅随终端返回指令，下一条要执行的指令就是使单片机进入空闲模式那条指令后面的一条指令。其二是通过硬件复位也可将空闲工作模式终止，需要注意的是，当由硬件复位来终止空闲模式时，CPU通常是从激活空闲模式那条指令的下一条指令开始继续执行程序的，要完成内部复位操作，硬件复位脉冲要保持两个机器周期(24个时钟周期)有效，在这种情况下，内部禁止CPU访问片内RAM，而允许访问其它端口。为了避免可能对端口产生以外写入，激活空闲模式的那条指令后一条指令不应该是一条对端口或外部存储器的写入指令。 在掉电模式下，震荡器停止工作，进入掉电模式的指令是最后一条被执行的指令，片内RAM和特殊功能寄存器的内容在终止掉电模式前被冻结。退出掉电模式的唯一方法是硬件复位，复位后将重新定义全部特殊功能寄存器但不改变RAM中的内容，在VCC恢复到正常工作电平前，复位应无效，且必须保持一定时间以使振荡器重启动并稳定工作。 4 表2 编程电压 V=12V V=5V PPPP 标志 AT89C51 AT89C51 XXXX XXXX-5 YYWW YYWW 地址 (030H)=1EH (030H)=1EH (031H)=51H (031H)=51H (032H)=FFH (032H)=05H 编程方法: 编程前，需设置好地址，数据及控制信号， AT89C51编程方法如下: 1) 在地址线上加上要编程单元的地址信号; 2) 在数据线上加上要写入的数据字节; 3) 激活相应的控制信号; 4) 在高电压编程方式时，将EA/VPP端加上+12V编程电压; 5) 每对FLASH存储阵列写入一个字节或每写入一个程序加密位，加上一个ALE/PROG编程脉冲，改变编程单元的地址和写入的数据，重复1—5步骤，直到全部文件编程结束。每个字节写入周期是自身定时地，通常约为1.5ms。 数据查询:AT89C51单片机用数据查询方式来检测一个写周期是否结束，在一个写周期中，如需要读取最后写入的那个字节，则读出的数据的最高位(P0.7)是原来写入字节最高位的反码。写周期完成后，有效的数据就会出现在所有输出端上，此时，可进入下一个字节的写周期，写周期开始后，可在任意时刻进行数据查询。 READY/BUSY:字节编程的进度可通过“RDY/BSY”输出信号监测，编程期间，ALE变为高电平“H”后P3.4(RDY/BSY)端电平被拉低，表示正在编程状态(忙状态)。编程完成后，P3.4变为高电平表示准备就绪状态。 程序校验:如果加密位LB1、LB2没有进行编程，则代码数据可通过地址和数据线读回原编写的数据。加密位不可能直接变化。证实加密位的完成通过观察它们的特点和能力。 芯片擦除:利用控制信号的正确组合(表1)并保持ALE/PROG引脚10ms的低电平脉冲宽度即可将PEROM阵列(4k字节)整片擦除，代码阵列在擦除5 操作中将任何非空单元写入“1”，这步骤需要再编程之前进行。 读片内签名字节:AT89C51单片机内有3个签名字节，地址为030H、031H和032H。用于声明该器件的厂商、型号和编程电压。读签名字节的过程和单元030H、031H和032H的正常校验相仿，只需将P3.6和P3.7保持低电平，返回值意义如下:(030H)=1EH声明产品由ATMEL公司制造;(031H)=51H声明为AT89C51单片机;(032H)=FFH声明为12V编程电压;(032H)=05H声明为5V编程电压。 编程接口:采用控制信号的正确组合可对FLASH闪速存储阵列中的每一代码字节进行写入和存储器的整片擦除，写操作周期是自身定时的，初始化后它将自动定时到操作完成 6 Biref Introduction of AT89C51 The AT89C51 is a low-power, high-performance CMOS 8-bit microcomputer with 4K bytes of Flash Programmable and Erasable Read Only Memory (PEROM) and 128 bytes RAM. The device is manufactured using Atmel’s high density nonvolatile memory technology and is compatible with the industry standard MCS-51? instruction set and pinout. The chip combines a versatile 8-bit CPU with Flash on a monolithic chip, the Atmel AT89C51 is a powerful microcomputer which provides a highly flexible and cost effective solution to many embedded control applications. Features: Compatible with MCS-51? Products 4K Bytes of In-System Reprogrammable Flash Memory Endurance: 1,000 Write/Erase Cycles Fully Static Operation: 0 Hz to 24 MHz Three-Level Program Memory Lock 128 x 8-Bit Internal RAM 32 Programmable I/O Lines Two 16-Bit Timer/Counters Six Interrupt Sources Programmable Serial Channel Low Power Idle and Power Down Modes The AT89C51 provides the following standard features: 4K bytes of Flash, 128 bytes of RAM, 32 I/O lines, two 16-bit timer/counters, a five vector two-level interrupt architecture, a full duplex serial port, on-chip oscillator and clock circuitry. In addition, the AT89C51 is designed with static logic for operation down to zero frequency and supports two software selectable power saving modes. The Idle Mode stops the CPU while allowing the RAM, timer/counters, serial port and interrupt system to continue functioning. The Power Down Mode saves the RAM contents but freezes the oscillator disabling all other chip functions until the next hardware reset. Pin Description: VCC Supply voltage. GND Ground. Port 0 7 Port 0 is an 8-bit open drain bidirectional I/O port. As an output port each pin can sink eight TTL inputs. When is are written to port 0 pins, the pins can be used as high impedance inputs. Port 0 may also be configured to be the multiplexed loworder address/data bus during accesses to external program and data memory. In this mode P0 has internal pullups. Port 0 also receives the code bytes during Flash programming, and outputs the code bytes during program verification. External pullups are required during program verification. Port 1 Port 1 is an 8-bit bidirectional I/O port with internal pullups. The Port 1 output buffers can sink/source four TTL inputs. When 1s are written to Port 1 pins they are pulled high by the internal pullups and can be used as inputs. As inputs, Port 1 pins that are externally being pulled low will source current (IIL) because of the internal pullups. Port 1 also receives the low-order address bytes during Flash programming and verification. Port 2 Port 2 is an 8-bit bidirectional I/O port with internal pullups. The Port 2 output buffers can sink/source four TTL inputs. When 1s are written to Port 2 pins they are pulled high by the internal pullups and can be used as inputs. As inputs, Port 2 pins that are externally being pulled low will source current (IIL) because of the internal pullups.Port 2 emits the high-order address byte during fetches from external program memory and during accesses to external data memory that use 16-bit addresses (MOVX @ DPTR). In this application it uses strong internal pull-ups when emitting 1s. During accesses to external data memory that use 8-bit addresses (MOVX @ RI), Port 2 emits the contents of the P2 Special Function Register. Port 2 also receives the high-order address bits and some control signals during Flash programming and verification. Port 3 Port 3 is an 8-bit bidirectional I/O port with internal pullups. The Port 3 output buffers can sink/source four TTL inputs. When 1s are written to Port 3 pins they are pulled high by the internal pullups and can be used as inputs. As inputs, Port 3 pins that are externally being pulled low will source current (IIL) because of the pullups.Port 3 also serves the functions of various special features of the AT89C51 as listed below:Port 3 also receives some control signals for Flash programming and verification. 8 PIN FUNCTION P3.0 RXD P3.1 TXD P3.2 INT0 P3.3 INT1 P3.4 TO P3.5 T1 P3.6 WR P3.7 RD RST Reset input. A high on this pin for two machine cycles while the oscillator is running resets the device. ALE/PROG Address Latch Enable output pulse for latching the low byte of the address during accesses to external memory. This pin is also the program pulse input (PROG) during Flash programming. In normal operation ALE is emitted at a constant rate of 1/6 the oscillator frequency, and may be used for external timing or clocking purposes. Note, however, that one ALE pulse is skipped during each access to external Data Memory. If desired, ALE operation can be disabled by setting bit 0 of SFR location 8EH. With the bit set, ALE is active only during a MOVX or MOVC instruction. Otherwise, the pin is weakly pulled high. Setting the ALE-disable bit has no effect if the microcontroller is in external execution mode. PSEN Program Store Enable is the read strobe to external program memory. When the AT89C51 is executing code from external program memory, PSEN is activated twice each machine cycle, except that two PSEN activations are skipped during each access to external data memory. EA/VPP External Access Enable. EA must be strapped to GND in order to enable the 9 device to fetch code from external program memory locations starting at 0000H up to FFFFH. Note, however, that if lock bit 1 is programmed, EA will be internally latched on reset. EA should be strapped to VCC for internal program executions. This pin also receives the 12-volt programming enable voltage(VPP) during Flash programming, for parts that require 12-volt VPP. XTAL1 Input to the inverting oscillator amplifier and input to the internal clock operating circuit. XTAL2 Output from the inverting oscillator amplifier. XTAL1 and XTAL2 are the input and output, respectively, of an inverting amplifier which can be configured for use as an on-chip oscillator, as shown in Figure 1. Either a quartz crystal or ceramic resonator may be used. To drive the device from an external clock source, XTAL2 should be left unconnected while XTAL1 is driven as shown in Figure 2. There are no requirements on the duty cycle of the external clock signal, since the input to the internal clocking circuitry is through a divide-by-two flip-flop, but minimum and maximum voltage high and low time specifications must be observed. 10 Idle Mode In idle mode, the CPU puts itself to sleep while all the onchip peripherals remain active. The mode is invoked by software. The content of the on-chip RAM and all the special functions registers remain unchanged during this mode. The idle mode can be terminated by any enabled interrupt or by a hardware reset. It should be noted that when idle is terminated by a hard ware reset, the device normally resumes program execution, from where it left off, up to two machine cycles before the internal reset algorithm takes control. On-chip hardware inhibits access to internal RAM in this event, but access to the port pins is not inhibited. To eliminate the possibility of an unexpected write to a port pin when Idle is terminated by reset, the instruction following the one that invokes Idle should not be one that writes to a port pin or to external memory. Power Down Mode In the power down mode the oscillator is stopped, and the instruction that invokes power down is the last instruction executed. The on-chip RAM and Special Function Registers retain their values until the power down mode is terminated. The only exit from power down is a hardware reset. Reset redefines the SFRs but does not change the on-chip RAM. The reset should not be activated before VCC is restored to its normal operating level and must be held active long enough to allow the oscillator to restart and stabilize. Programming Algorithm: Before programming the AT89C51, the address, data and control signals should be set up according to the Flash programming mode table and Figures 3 and 4. To program the AT89C51, take the following steps. 1)Input the desired memory location on the address lines. 2)Input the appropriate data byte on the data lines. 3) Activate the correct combination of control signals. 4) Raise EA/VPP to 12V for the high-voltage programming mode. 5) Pulse ALE/PROG once to program a byte in the Flash array or the lock bits. The byte-write cycle is self-timed and typically takes no more than 1.5 ms. Repeat steps 1 through 5, changing the address and data for the entire array or until the end of the object file is reached. Data Polling: The AT89C51 features Data Polling to indicate the end of a write cycle. During a write cycle, an attempted read of the last byte written will result in the complement of the written datum on PO.7. Once the write cycle has been completed, true data are valid on all outputs, and the next cycle may begin. Data Polling may begin any time after a write cycle has been initiated. Ready/Busy: The progress of byte programming can also be monitored by the RDY/BSY output signal. P3.4 is pulled low after ALE goes high during 11 programming to indicate BUSY. P3.4 is pulled high again when programming is done to indicate READY. Program Verify: If lock bits LB1 and LB2 have not been programmed, the programmed code data can be read back via the address and data lines for verification. The lock bits cannot be verified directly. Verification of the lock bits is achieved by observing that their features are enabled. Chip Erase: The entire Flash Programmable and Erasable Read Only Memory array is erased electrically by using the proper combination of control signals and by holding ALE/PROG low for 10 ms. The code array is written with all “1”s. The chip erase operation must be executed before the code memory can be re-programmed. Reading the Signature Bytes: The signature bytes are read by the same procedure as a normal verification of locations 030H, 031H, and 032H, except that P3.6 and P3.7 must be pulled to a logic low. The values returned are as follows. (030H) = 1EH indicates manufactured by Atmel (031H) = 51H indicates 89C51 (032H) = FFH indicates 12V programming (032H) = 05H indicates 5V programming Programming Interface Every code byte in the Flash array can be written and the entire array can be erased by using the appropriate combination of control signals. The write operation cycle is selftimed and once initiated, will automatically time itself to completion. 12