单片机与PC机串口通讯设计.doc

目录 第一章前言 1 第二章 系统组成与原理 2 2.1 系统组成及通讯原理 2 2.1.1 系统构成 2 2.1.2 通信原理及协议 3 第三章 硬件电路设计 8 3.1 接口电平电路设计 8 3.1.1 RS-232接口电路设计 8 3.2 单片机电路设计 12 3.2.1 单片机电路设计图 12 第四章 软件设计 13 4.1 功能描述 13 4.1.1 上位机和下位机实现的功能 13 4.2 程序 13 4.2.1 下位机程序设计 13 4.2.2 上位机（PC机）程序设计 18 第五章 结束语 23 参考文献 25 致谢 26 摘要 ：微机与单片机串行通信端口在系统控制的范畴中一直占据着及其重要的地位，它不仅 没有因为时代的进步而遭淘汰，反而在规格上越来越完善，应用也越来越广泛。作为一 种基本而又灵活方便的通信方式，串口通信被广泛应用于PC与PC或者PC与单片机之间的 数据交换以及其他工业控制与自动控制中。本次设计主要解决上位机与下位机之间的通 信问题。 ABSTRACT：Serial-communication based on Visual Studio 2005—Visual Basic 2005(VB.NET) is introduced in the paper. With this method, the development cycle of system can be reduced and the reliability of the system can be improved. An example of serial-communication between PC and MCS-51 is also given. The method is very useful to learners who want to learn new serial- communication technology between PC and MCS-51. 关键词：串行通信；单片机；PC机 KEY WORDS: Serial-Communication; MCU；PC 第一章前言 随着计算机技术的迅速发展及其在各领域的广泛应用,远程控制以及数据采集系统多 采用上位机和下位机的主从工作方式,由于串行通信具有高效可靠、价格便宜,遵循统一 的标准等特点,因而成为主要的通信手段。微机的分析处理能力较强,有很好的人机界面 和大容量的多种存储方式,所以上位机一般采用微机。而单片机具有价格低,功能强,抗干 扰能力好,以及面向控制等特点,所以下位机采用单片机来构成主从式多机工作模式。 本次设计的任务是给出在分布式控制系统中上位ＰＣ机与下位单片机（MSP430F149 ）之间进行异步串行通信的解决方案，实现了上位机向多个（最多8个）下位机发送信息 以及下位机接收上位机的数据并能够向上位机发送数据的功能。要求在实际运行过程中 ，简单方便，稳定可靠，较好地解决上位机与下位机之间的通信问题。 第二章 系统组成与原理 2.1 系统组成及通讯原理 2.1.1 系统构成 一 MSP430F149功能简介： 本设计选用的主要芯片为MSP430F149，该单片机属于德州仪器公司MSP430F14X/16X FLASH 系列。该系列是一组工业级超低功耗的微控制器，运行环境温度为 -40～+85 摄氏度工作电压范围1.8～3.6V， MSP430 单片机之所以有超低的功耗，是因为其在降低芯片的电源电压及灵活而可控的运行时钟 方面都有其独到之处。由于具有16位RISC（精简指令集）结构，16位寄存器和常数寄存 器，MSP430 达到了最大的代码效率。数字控制的振荡器提供快速从所有低功耗模式苏醒到活动模式 的能力时间少于6ms。MSP430F149有较高的处理速度，在 8MHz 晶体驱动下指令周期为 125 ns。 另外它带有两个16 位定时器（带看门狗功能）、速度极快的8 通道12 位A/D 转换器(ADC)(带内部参考电压、采样保持和自动扫描功能）、一个内部比较器和两个通 用同步/异步发射接收器、48个I/O口(均可独立控制)的微处理器结构。硬件乘法器提高 了单片机的性能并使单片机在编码和硬件上可兼容[3]。这些特点保证了可编制出高效率 的源程序。 二、系统构成 1、系统框图 系统构成如图2.1所示，由上位机(即工业控制计算机)、通讯接口和下位机3部分组 成。上位机选用的是工控机 ，智能终端由单片机MSP430F149和外围传感器放大电路等构成（本设计部涉及该部分的 设计）。单片机与PC机之间通信方式为串行异步方式（UART），下位机采用中断方式进 行与上位机的数据交换，上位机采用按时查询方式对各串口进行读写操作。单片机MSP4 30要想与