学习项目

2. 单片机开发工具的使用 简易仪器仪表设计制作 秒表的设计制作 里程表的设计制作 LED电子显示屏的设计制作 LED流水灯设计制作 简易计算器的设计制作 五 四 三 七 六 八 二 学习项目 单片机最小应用系统构建 一

3. 智能控制电路项目实践 主讲： 李多友 项目七 LED电子显示屏的设计制作 唐山工业职业技术学院自动化工程系

4. 任务1 任务2 16×16点阵显示屏设计制作 8×8点阵显示屏设计制作 项目七 LED电子显示屏的设计制作 任务3 显示内容远程控制

5. 任务三 显示内容远程控制 一、任务要求 本任务要求由PC机发出不同数据，单片机接收后从P1口输出，控制LED的亮灭，从而验证接收数据是否正确。

6. 二、案例展示 PC机更新数码显示内容

7. 学习单片机串行口工作方式1-3的使用；学习RS232通信协议；学习串口调试软件的使用；查询串行接口芯片的类型及使用方法；选择器件进行电路安装；编写控制程序验证结果。（波特率选用2400bps）学习单片机串行口工作方式1-3的使用；学习RS232通信协议；学习串口调试软件的使用；查询串行接口芯片的类型及使用方法；选择器件进行电路安装；编写控制程序验证结果。（波特率选用2400bps） • 任务提示：

8. 三、任务完成步骤 理论学习及方案设计； 电路设计与器件选择； 电路安装/程序设计； 功能验证。

9. 四、任务评价与总结： 任务完成情况； 存在问题及改进内容； 工作页互查与评分。

10. 1. 串行口工作方式1当SM0、SM1为01时，串行口工作在方式1，TXD（P3.1引脚）为发送端，RXD（P3.0引脚）为接收端。一帧数据为10位，其格式为： 51单片机串行口的工作方式

11. 串行口以方式1发送时，CPU执行一条语句“ SBUF=outdata;”，数据写入发送缓冲器SBUF，启动发送器发送。 发送时TXD引脚将依次输出一位起始位（0）、8位数据位(先低位后高位)和一位停止位（1）。 发送完数据后，置中断标志TI为1。

12. 当串行口置为方式1，且REN=1时，串行口处于方式1的接收状态。 接收器对RXD引脚状态进行采样时，如果接收到由1到0的负跳变时，就启动接收器，开始接收数据。当串行口置为方式1，且REN=1时，串行口处于方式1的接收状态。 接收器对RXD引脚状态进行采样时，如果接收到由1到0的负跳变时，就启动接收器，开始接收数据。

13. 在方式1接收时，必须同时满足以下条件：RI=0和停止位为1或SM2=0。接收数据有效，进入SBUF，停止位进入RB8，并置中断请求标志RI置1。 任何一个条件不满足，则该组数据丢失，不再恢复。 重新检测RXD上1到0的负跳变，准备接收下一帧数据。 中断标志位必须由用户在程序中清0。在方式1接收时，必须同时满足以下条件：RI=0和停止位为1或SM2=0。接收数据有效，进入SBUF，停止位进入RB8，并置中断请求标志RI置1。 任何一个条件不满足，则该组数据丢失，不再恢复。 重新检测RXD上1到0的负跳变，准备接收下一帧数据。 中断标志位必须由用户在程序中清0。

14. 方式1的波特率取决于定时器TI的溢出率和特殊功能寄存器PCON中最高位SMOD的值。 注意：PCON为电源控制寄存器，不可位寻址。它的低7位全都用于单片机的电源控制，只有最高位SMOD用于串行口波特率系数的控制。方式1的波特率取决于定时器TI的溢出率和特殊功能寄存器PCON中最高位SMOD的值。 注意：PCON为电源控制寄存器，不可位寻址。它的低7位全都用于单片机的电源控制，只有最高位SMOD用于串行口波特率系数的控制。

15. 方式1波特率的计算公式为：定时器T1的溢出率即每秒钟溢出的次数，计算公式为： 其中，k为定时器T1的计数位数，N是定时器T1的预置初值，fosc为晶振频率。

16. 选择定时器T1作为波特率发生器，通常将其设置为定时器方式2（且TCON的TR1=1，启动定时器），可以不用重新装入初值。 在实际使用时，一般是固定一个通信波特率，然后去计算T1的预置初值N。选择定时器T1作为波特率发生器，通常将其设置为定时器方式2（且TCON的TR1=1，启动定时器），可以不用重新装入初值。 在实际使用时，一般是固定一个通信波特率，然后去计算T1的预置初值N。

17. 初值计算公式：例如，系统的时钟频率为12MHz，通信波特率为2400位/秒，当SMOD=1时，那么定时器T1的预置初值为：初值计算公式：例如，系统的时钟频率为12MHz，通信波特率为2400位/秒，当SMOD=1时，那么定时器T1的预置初值为：

18. 2. 串行口工作方式2和方式3当SM0、SM1为10时，串行口为工作方式2，一帧数据为11位，其中包括一位起始位0、8位数据位(先低位后高位)、一位可编程位(D8位)和一位停止位1。

19. 发送时可编程位装入SCON中的TB8，根据需要装入0或1。它由软件置位或清零，可作为多机通信中地址/数据的标志位，也可作为数据的奇偶校验位。一帧数据的格式为：发送时可编程位装入SCON中的TB8，根据需要装入0或1。它由软件置位或清零，可作为多机通信中地址/数据的标志位，也可作为数据的奇偶校验位。一帧数据的格式为：

20. 方式2的发送与方式1类似，单片机在数据写入SBUF之前，先将数据的可编程位写入TB8。 CPU执行一条给SBUF赋值的命令后，便立即启动发送器发送，发送完毕，置发送请求标志位为1。必须用软件将TI清0。方式2的发送与方式1类似，单片机在数据写入SBUF之前，先将数据的可编程位写入TB8。 CPU执行一条给SBUF赋值的命令后，便立即启动发送器发送，发送完毕，置发送请求标志位为1。必须用软件将TI清0。

21. 方式2的接收与方式1类似，当REN=1时，串行口接收数据。当接收器对RXD端输入，接收11位信息，其中一位起始0、8位数据位(先低位后高位)、一位可控1或0的第9位数据和一位停止位1。 当接收器收到第9位数据后，如RI=0且SM2=0或接收到的第9位数据位为1时，将收到的数据送入SBUF(接收数据缓冲器)，第9位数据送入RB8，并对RI置1； 若以上两个条件均不满足，接收信息丢失。方式2的接收与方式1类似，当REN=1时，串行口接收数据。当接收器对RXD端输入，接收11位信息，其中一位起始0、8位数据位(先低位后高位)、一位可控1或0的第9位数据和一位停止位1。 当接收器收到第9位数据后，如RI=0且SM2=0或接收到的第9位数据位为1时，将收到的数据送入SBUF(接收数据缓冲器)，第9位数据送入RB8，并对RI置1； 若以上两个条件均不满足，接收信息丢失。

22. 当SM0、SM1为11时选择工作方式3，除了波特率可变与方式2有所区别之外，其余都与方式2相同。 方式2的波特率是固定的，其波特率为fosc/32或fosc/64，根据PCON中SMOD位的状态来选择波特率。当SM0、SM1为11时选择工作方式3，除了波特率可变与方式2有所区别之外，其余都与方式2相同。 方式2的波特率是固定的，其波特率为fosc/32或fosc/64，根据PCON中SMOD位的状态来选择波特率。

23. 计算公式为：方式3的波特率是可变的，其计算方法与方式1相同。计算公式为：方式3的波特率是可变的，其计算方法与方式1相同。

24. 在双机通信中，只要双方的波特率一致就能够完成通信；但是在标准的异步通信协议中，只有几种波特率是适用的，例如1200bps，2400bps，4800bps，9600bps……等等。 如果想得到标准波特率，可以很多通信专用的晶振，例如3.6864MHz、11.0592MHz……的晶振。

25. 表7-4 常用波特率和定时器T1的参数关系

26. RS-232C通信协议RS-232C标准是美国EIA（电子工业联合会）与BELL等公司一起开发并于1969年公布的通信协议，目前该通信协议在微机通信接口中广泛使用，在IBM PC机上的COM1、COM2接口，就是选用了RS-232接口。RS-232C标准包括了按位串行传输的电气和机械方面的规定，适用于数据终端设备和数据通信设备之间的接口。

27. （1） 机械特性RS-232C接口规定使用25针连接器，连接器的尺寸及每个插针的排列位置都有明确的定义。在实际应用中，常常使用9针连接器代替25针连接器。连接器引脚定义如图所示。图7-8 9针和25针连接器引脚定义

28. （2） 功能特性RS-232C接口的主要信号线的功能定义见表。 注：插针序号（ ）内为9针连接器的引脚号。 表7-5 RS-232C标准接口主要引脚功能

29. （3） 电气特性RS-232C采用负逻辑，规定逻辑0：+3V～+15V；逻辑1：-3V～-15V。RS-232C标准的信号传输的最大电缆长度为几十米，传输速率小于20KB/s。

30. （4） 电平转换 鉴于89C51单片机输入、输出电平均为TTL/CMOS电平，而计算机配置的是RS-232C标准串行接口，使用的是RS-232C标准电平（逻辑0：+3V～+15V,逻辑1：约-3V～-15V），二者的电气规范不一致，因此要完成PC机与单片机的数据通信，必须进行电平转换。

31. 电平转换可以选用MAXIM公司生产的MAX232电平转换专用芯片，它是一个包含两路接收器和驱动器的IC芯片，其内部有一个电源电压变换器，可以把输入的＋5V电压变换成为RS-232C输出电平所需的±10V电压。所以，采用此芯片接口的串行通信系统只需要单一的＋5V电源就可以了。

32. MAX232芯片内部有两路电平转换电路，实际应用中，可以从两路发送接收器中任选一路作为接口，但要注意其发送和接收的引脚必须对应。引脚T1in或T2in可以直接接TTL/CMOS电平的单片机的串行发送端TXD；R1out或R2out可以直接接TTL/CMOS电平的单片机的串行接收端RXD；T1out或T2out可以直接接PC的RS-232串行口的接收端RXD；R1in或R2in可以直接接PC的RS-232串行口的发送端TXD。MAX232芯片内部有两路电平转换电路，实际应用中，可以从两路发送接收器中任选一路作为接口，但要注意其发送和接收的引脚必须对应。引脚T1in或T2in可以直接接TTL/CMOS电平的单片机的串行发送端TXD；R1out或R2out可以直接接TTL/CMOS电平的单片机的串行接收端RXD；T1out或T2out可以直接接PC的RS-232串行口的接收端RXD；R1in或R2in可以直接接PC的RS-232串行口的发送端TXD。

33. 4. 串口调试助手 当单片机和PC机通信时，PC机方面的通信程序可以使用汇编语言编写，也可以使用其他高级语言（例如VB、BC）来编写。最方便的方法是使用串口调试助手，无需自己再编写程序。

34. 串口调试助手的设置，主要有：选择实际使用的串口（COM1还是COM2）； 波特率和单片机端必须一致； 如单片机设置串行口为工作方式1，则选择没有校验位。 在串口调试助手界面，不论数据接收区还是数据发送区，均有十六进制和字符两种格式供选择。串口调试助手的设置，主要有：选择实际使用的串口（COM1还是COM2）； 波特率和单片机端必须一致； 如单片机设置串行口为工作方式1，则选择没有校验位。 在串口调试助手界面，不论数据接收区还是数据发送区，均有十六进制和字符两种格式供选择。

35. 程序分析 根据任务要求，示例程序#include “reg51.h” #define uchar unsigned char uchar getdata=0; main() { TMOD=0x20; TH1=0xf3; //波特率设定为2400（12MHz晶振）

36. TL1=0xf3; TR1=1; SCON=0x50; EA=1; ES=1; while(1); //等待}

37. void CHUANKOU() interrupt 4 { EA=0; RI=0; getdata=SBUF; P1=getdata; SBUF=getdata; while(!TI); TI=0; EA=1;}

38. 使用串行口时必须进行初始化，即设置串行口的工作方式和波特率。 当串行口采用方式1和方式3时，由于采用定时器T1的溢出率作为波特率发生器，所以还要进行定时器T1的相关设置： 设置工作方式、定时器初值和启动定时器等； 波特率还与电源控制寄存器PCON的SMOD有关，所以也需进行设置。使用串行口时必须进行初始化，即设置串行口的工作方式和波特率。 当串行口采用方式1和方式3时，由于采用定时器T1的溢出率作为波特率发生器，所以还要进行定时器T1的相关设置： 设置工作方式、定时器初值和启动定时器等； 波特率还与电源控制寄存器PCON的SMOD有关，所以也需进行设置。

39. 当串行口采用方式2时，波特率固定为fosc/32或fosc/64，由电源控制寄存器PCON的SMOD选择。波特率与定时器T1无关。 当串行口采用方式0时，波特率是固定的fosc/12，无需设置。当串行口采用方式2时，波特率固定为fosc/32或fosc/64，由电源控制寄存器PCON的SMOD选择。波特率与定时器T1无关。 当串行口采用方式0时，波特率是固定的fosc/12，无需设置。

40. 六、拓展训练 编写点阵显示电路显示内容PC机远程更新程序并调试。

41. Thank You !