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1、学习好资料欢迎下载单片机应用技能实训教案项目8 项目 9 单片机双机通信电路制作任务 1 项目相关基本知识学习一、案头任务项目相关基本知识学习授课时间年月日授课班级教学形式讲授、讨论授课时数2 课时教学用具教学资源项目制作成品、课件课前准备教学目标1、了解串行通信波特率的概念。2、理解串行口几种工作方式的波特率。3、掌握串行口方式1、2、 3 的应用。4、了解多机通信原理。教学重点串行口工作方式1 的应用。教学难点1、对串行口方式1 波特率的理解。2、多机通信原理。教学过程1、通过复习提问，引出项目任务。2、串行通信的波特率。3、串行口工作方式1、2、 3。4、串行口应用举例。5、多机通信原理
2、简介。教学后记二、教学实施过程实施环节教学内容导学方法组织教学1、检查学生出勤情况并做好记录。2、调整学生的注意力，为上课作准备。互动交流复习提问1、串行口方式0 是如何完成串行数据的发送的？2、方式 0 主要用于什么 ?方式 0 能用于双机通信吗？本项目的终极目标是制作单片机双机通信电路。提问导思导入在项目 8 中学习了串行口方式0 的应用，但要进行双机通信时，要采用串行口的其他工作方式。下面，我们在进行项目制作之前，学习项目相关基本知识。启 发 学 习积极性讲授新课一、 MCS-51 单片机串行口的波特率波特率是反映串行通信快慢的一个物理量，串行口每秒钟发名师资料总结 - - -精品资料欢
3、迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 13 页 - - - - - - - - - 学习好资料欢迎下载送或接收二进制数据的位数称为波特率，单位为b/s，即位 /秒。串行口有四种工作方式，这四种工作方式对应三种波特率。工作方式 0：波特率为 =fsoc/12，不受 SMOD 位影响。工作方式 2： 波特率 =2SMODfsoc/64 （9-1 ）工作方式 1 和方式 3：波特率 =2SMOD（ T1 溢出率） /32 （9-2 ）T1 溢出率即为一次定时时间的倒数，即T1 溢出率 =fsocx12
4、21M）（9-3 ）其中 x 为定时初值， M由 T1 的工作方式决定，一般置T1工作方式2，M=8 。将式 9-3 代入 9-2 ，并整理后得：波特率 =)2(3842xfsocMSMOD（6-4 ）当已知晶振频率和所需的波特率时，可由式6-4 计算定时器的初值。二、 MCS-51 单片机串行口工作方式1、2、3 及应用1、方式 1 方式 1 是波特率可调的8 位数据异步通信方式，发送或接收一帧信息为10 位，其中包括1 位起始位0，8 位数据位和1 位停止位 1。方式 1 的发送是在T1=0 的条件下， 由任何一条以SBUF 为目的地址的数据传送指令作为启动发送开始的。发送时，由硬件自动生
5、成一位起始位0，接着发送8 位数据位， 之后自动生成停止位 1，数据从 TXD 端（ P3.1 引脚）输出。当发送完一帧数据后，置中断标志TI 为 1。串行口置为方式1，若 RI=0，REN=1 时，允许串行口接收数据。串行口采样RXD （P3.0 引脚） ，当采样到由1 到 0跳变时，确认是起始位“0” ，便开始接收一帧数据。方式1 接收时，必须同时满足以下两个条件：（1）RI=0 ；（2）停止位为1 或 SM2=0 。在满足以上两个条件后，8 位数据存入SBUF，停止位进入串行口控制寄存器SCON 的 RB8 位，同时置中断标志RI 为 1。若不满足这两个条件， 接收到数据不能存入SBUF
6、， 此组数据丢失。2、方式 2 方式 2 是 9 位数据异步通信方式，发送一帧信息为11 位，其中一位起始位0、8 位数据位、第9 位数据位和一位停止位1。当 通 信 需要 进 行 波特 率 设 置时，应采用方式 1 或方式 3。此时要 计 算 定时器 T1 初值，并常设为方式 2 以获 得 需 要的波特率。重 点 说 明如 何 启 动发 送 以 及如 何 将 接收 到 的 数据 进 行 保存。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 13 页 - - - - -
7、- - - - 学习好资料欢迎下载方式 2 的发送方法方式1 类似，区别是发送前，第九位数据先送入 TB8（该位可作为奇偶校验位，也可做其它控制位用），8 位数据发送之后，发送第九位数据，最后自动生成停止位1。串行口置为方式2，若 RI=0，REN=1 时，允许串行口接收数据。串行口采样RXD （P3.0 引脚） ，当采样到由1 到 0跳变时，确认是起始位“0” ，便开始接收一帧数据。方式2 接收时，必须同时满足以下两个条件：（1）RI=0 ；（2）SM2=0 或收到的第九位数据等于1。在满足以上两个条件后，8 位数据存入SBUF，第九位数据进入串行口控制寄存器SCON 的 RB8 位，置中断
8、标志RI 为 1。若不满足这两个条件， 接收到数据不能存入SBUF， 此组数据丢失。3、方式 3 方式 3 为波特率可调的9 位异步通信方式，除了波特率有所区别之外，其余都与方式2 相同。4、应用举例方式 2 和方式 3 主要用于多机通信，我们放在“项目相关知识延伸”中进行介绍。这里举例说明方式1 的使用方法。例 9.1 置串行口方式1，允许发送和接收，采用中断方式。 初始化完成后，将串行口接收到的数据存于40H 单元，再将该数据通过串行口方式1 发送。试编写应用程序。解：该程序包括三部分，初始化、串行口发送和串行口中断服务程序，流程图如图9-2 所示。在 黑 板 上绘 制 流 程图，并通过对
9、 流 程 图讲解，使学生 理 解 编写思路。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 13 页 - - - - - - - - - 学习好资料欢迎下载开始清数据接收单元置定时器 T1方式 2定时，置初值确定串行口波特率开中断，开定时器T1等待接收或发送完成初始化串行口开始保存现场数据是接收中断吗？存串行口接收到的数据将收到数据串行发送是发送中断吗？清发送中断标志恢复现场数据中断返回(a) 主程序流程图(b) 中断服务程序流程图YNYN根据流程图，编写参考程序如下：O
10、RG 0000H AJMP START ；转移到初始化程序START ORG 0023H ；串行口中断入口AJMP CKZD ；转移到串行口中断服务程序CKZD ORG 0030H ；初始化程序入口START： MOV 40H， #00H ； 给发送数据单元送立即数01H MOV SCON，#50H ；串行口方式1 初始化MOV TMOD ，#21H ；定时器 T1 初始化MOV TL1 ，#0F4H ；串行口方式1 波特率为2400 MOV TH1，#0F4H SETB EA ；开中断总允许SETB ES ；开串行口中断SETB TR1 ；开定时器T1 MAIN ：SJMP $ ；等待接收
11、/发送完成CKZD: ；中断服务子程序PUSH ACC ；保存现场数据JNB RI,CKZD1 ；不是接收中断则转移到CKZD1 MOV 40H,SBUF ；是接收中断，将收到数据送40H 单元CLR RI；清 RI ，为下次接收准备CLR TI MOV SBUF，40H ；由 老 师 与同 学 共 同进 行 程 序编写。简 明 介 绍多 机 通 信原理，只要同 学 了 解多 机 通 信的原理。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 13 页 - - - - -
12、- - - - 学习好资料欢迎下载CKZD1: JNB TI,CKZD2 ；不是发送中断则转移到CKZD2 CLR TI；是发送中断，则清TI ，为再次发送准备CKZD2 ：POP ACC ；恢复现场数据RETI ；中断返回END 三、单片机多机通信简介1、多机通信原理单片机多机通信一般采用主从式多机通信方式。将一台设为主机，其他N台为从机，系统连接结构示意图如图9-10 所示。N个从机各有一个地址码，地址码是识别从机身份的标志。主机发送的信息可传送到各个从机或指定的从机，各从机只能发送信息到主机。多机通信原理如下：（1）主机发出的信息有两类，一类是地址信息，用来确定需要和主机通信的从机， 其
13、特征是主机串行发送的第九位数据TB8为 1， 即主机令 TB8为 1 来呼叫从机； 另一类是命令或数据信息，特征是串行传送的第九位数据TB8 为 0，实现主从间的数据传送。（2）各从机使SM2=1时，只能接收到主机发来的地址信息；使 SM2=0时，接收主机发送的命令或数据信息。（3）各从机只能发送数据信息，其特征是第九位数据TB8为0。主从式多机通信的一般过程如下：（1）使所有从机的SM2=1 ，以便接收主机发来的地址码。（2）主机发出一帧地址信息，其中包括8 位需要与之通信的从机地址码和第九位特征码TB8=1。（3） 各从机接收到地址信息后，将其与自己的地址码相比较，若与本机地址相同，则该从
14、机使SM2清 0 以接收主机随后发来的命令或数据信息；对于地址不相同的从机，仍保持SM2=1的状态，对主机随后发来的数据不予理睬。（4）主机给已被寻址的从机发送命令或数据（第九位数据TB8=0） 。课堂小结1、串行口波特率。2、串行口工作方式1、2、 3 及其应用。3、方式 1 应用举例。4、多机通信简介。课后作业自我测评1 题、2 题、 3 题。任务 2 双机通信电路的硬件、软件设计名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 13 页 - - - - - - - -
15、 - 学习好资料欢迎下载一、案头任务双机通信电路的硬件、软件设计授课时间年月日授课班级教学形式讲授、讨论授课时数2 课时教学用具教学资源课件、单片机应用制作成品课前准备教学目标1、掌握串行口工作方式1、2、3 的应用。2、掌握双机通信电路的整体构成。3、掌握相关指令的使用。4、理解应用程序的编程思路。教学重点1、串行口工作方式1 的应用。2、应用程序的编程思路及相关指令使用。教学难点1、应用程序的编写思路及相关程序。教学过程1、复习提问串行口方式1、2 的使用方法。2、介绍项目任务要求。3、根据项目任务要求引导设计硬件电路。4、相关指令学习。4、应用程序流程图绘制。5、应用程序设计。教学后记二
16、、教学实施过程实施环节教学内容导学方法组织教学1、 检查学生出勤情况并做好记录。2、 调整学生的注意力，为上课作准备。互动交流复习提问1、串行口方式1、 2的使用方法？2、使用方式1 时，初始化程序主要有哪些？提问导思导入在学习了串行口方式1、2、3 的应用后， 我们应用串行口方式1 来完成双机通信，项目要求如下：1、甲机用一个按键来控制发送，每按一下按键，将数据缓冲区的一个数据发送给乙机。2、乙机接收，每接收到一个数据，将数据送接收数据缓冲区，并将该数据送P1 口输出，由发光二极管显示。启 发 学 习积极性讲授新课一、双机通信电路设计1、双机通信电路方案设计根据项目要求， 本项目硬件由甲机和
17、乙机两部分构成。甲机包括最小应用系统和按键电路（发送控制），乙机包括最小应用系老 师 和 同学 共 同 讨论 电 路 构成方案。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 13 页 - - - - - - - - - 学习好资料欢迎下载统和 LED 显示电路（用于输出显示）。2、电路设计根据电路构成方案设计，对各组成部分进行设计。2、元件选择（1）复习晶振电路元件及复位电路元件的选择。（2）复习发光二极管电路元件选择。二、应用程序编写1、指令复习请将下面每条指令举个应
18、用例子。MOV A，Ri ；A（ （Ri） ）PUSH direct ；将 direct 中的内容压入堆栈。RL A ；将 A中数据循环左移1 位INC Rn ； Rn(Rn)+1 CJNE Rn,#data,rel ；比较不相等则转移，相等则顺序执行SETB bit ；bit 1 CLR bit ； bit0 JNB bit，rel ；bit位为 1 则转移，为0 则顺序执行2、指令学习（1）数据传送类指令 MOV Ri,A ；(Ri) (A) MOV direct,Ri；direct(Ri) MOV Ri,direct；(Ri)(direct) 举例：设（ A）=26H、 （30H）=66
19、H、 （R0）=31H、 （R1）=32H 分析下列指令的执行结果。MOV R0, A MOV 30H,R0 MOV R1, 30H 执行后，（30H）=26H、 （31H）=26H、 （32H）=26H，A、R0、R1 中内容不变。温馨提示：数据传送指令中，间接寻址指令比较难掌握，但应用程序中还是经常使用，希望同学们多加练习。3、乙机接收程序设计根据项目要求， 程序编写应分别编写甲机的发送程序和乙机和接收程序。 乙机接收程序与例9.1 类似， 下面同学们和我一起来编写接收程序。乙机的接收采用中断方式，参考程序如下：ORG 0000H AJMP START ；转移到初始化程序START ORG
20、 0023H ；串行口中断入口老 师 和 同学 共 同 在黑 板 上 绘制 电 路 原理图。通 过 提 问或 讨 论 方式 由 同 学进 行 使 用练习。对 各 条 指令 进 行 讲解 并 举 应用例子。由 老 师 和同 学 一 起编写。在 老 师 引导 下 由 同学 老 师 共同 完 成 流名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 13 页 - - - - - - - - - 学习好资料欢迎下载AJMP CKZD ；转移到串行口中断服务程序CKZD ORG 003
21、0H ；初始化程序入口START: MOV R0,#30H ；接收数据缓冲区首地址送给R0 MOV SCON,#50H ；串行口方式1 初始化MOV TMOD,#21H ；初始化定时器T1 方式 2，串行口波特率设置MOV TL1,#0F4H MOV TH1,#0F4H SETB EA ；开中断总允许SETB ES ；开串行口中断SETB TR1 ；开定时器T1 MAIN: SJMP $ ；等待接收数据CKZD: PUSH ACC ；保存现场数据MOV R0,SBUF ；将收到的数据送到数据缓冲区CLR RI ；清 RI，为再接收数据准备MOV P1,R0 ；将收到数据输出显示INC R0 ；
22、缓冲区地址加1 CJNE R0,#40H,CKZD1 ；缓冲区地址不到40H 则转移到 CKZD1 MOV R0,#30H ；重置缓冲区首地址CKZD1: POP ACC ；恢复现场数据RETI ；中断返回END 4、甲机发送程序流程图设计甲机的发送采用查询方式，发送程序的流程图如图93 所示。程图绘制。同 学 们 可自 行 计 算初值为F4H时 的波特率。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 13 页 - - - - - - - - - 学习好资料欢迎下载开始
23、置发送数据首地址将 015分别送给 30H40H单元置定时器 T1为方式 2定时置定时器初值确定串行口波特率开定时器，置串行口方式1置发送数据首地址开始串行发送吗？启动串行发送发送完成了吗？清发送中断标志，发送数据缓冲区地址加 116个数据发完了吗？YNYNYN延时等待乙机数据处理5、甲机发送程序设计根据流程图编写程序，参考程序如下：S1 EQU P1.0 ORG 0000H AJMP START ；转移到初始化程序START ORG 0030H ；初始化程序入口START: MOV R0,#30H ；发送数据首地址送到R0 CLR A ST1: MOV R0,A ；将依次加1 的数据送到数据
24、缓冲区INC R0 ；数据缓冲区地址加1 INC A CJNE R0,#40H,ST1 ；数据缓冲区置数未完则转移到ST1 MOV TMOD,#21H ；初始化定时器T1，串行口波特率设置MOV TL1,#0F4H MOV TH1,#0F4H SETB TR1 ；开定时器 T1 在 老 师 引导 下 与 同学 一 起 完成 应 用 程序设计。时 间 允 许名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 13 页 - - - - - - - - - 学习好资料欢迎下载MOV
25、 SCON,#50H ；串行口初始化MAIN: MOV R0,#30H ；发送缓冲区首地址送给R0 MAIN1: JB S1,MAIN1 ；开始发送吗？ MOV SBUF,R0 ；将数据缓冲区数据串行发送MAIN2 ：JNB TI,MAIN2 ；等待发送完成 CLR TI ；清 TI，为下一次发送准备 INC R0 ；缓冲区地址加1 LCALL YS ；调用延时子程序 CJNE R0,#40H,MAIN1 ；缓冲区数据未发送完则转移到MAIN1 AJMP MAIN ；转移到MAIN YS：MOV R7，#2 ；延时子程序YS1：MOV R6，#200 YS2：MOV R5，#250 YS3：D
26、JNZ R5，YS3 DJNZ R6，YS2 DJNZ R7，YS1 RET END 6、讨论应用程序可否进行修改是否需要去抖动处理？时，可由同学 对 应 用程 序 进 行优化设计。课堂小结1、双机通信电路设计。2、相关指令学习。3、应用程序设计,重点是甲机发送程序流设计。课后作业自我测评4 题、 6 题。技能反复训练与思考题2 题。任务 3 单片机双机通信电路的计算机仿真一、案头任务单片机双机通信电路的计算机仿真授课时间年月日授课班级教学形式老师演示、学生操作授课时数2 课时教学用具教学资源机房、多媒体、相关课件课前准备教学目标1、单片机双机通信电路设计的计算机仿真验证。2、提高工具软件的使
27、用熟练程度。3、熟练相关指令的使用及电路应用程序设计。教学重点1、双机通信电路设计的计算机仿真验证。2、相关指令的使用及程序编写与修改。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 13 页 - - - - - - - - - 学习好资料欢迎下载教学难点1、仿真电路运行出错时的修改调试。教学过程1、proteus 仿真电路绘制步骤复习。2、用 keil 进行程序汇编步骤复习。3、布置练习作业，学生进行练习并验证电路效果，老师进行指导。教学后记二、教学实施过程实施环节教
28、学内容导学方法组织教学1、检查学生出勤情况并做好记录。2、调整学生的注意力，为上课作准备。互动交流复习提问1、本项目设计的双机通信电路都有哪些功能？提问导思导入刚才同学们对双机通信电路的功能作了叙述，下面就根据上次课进行的电路软硬件设计，用计算机仿真验证本次项目设计的正确性和运行效果。启 发 学 习积极性讲授新课一、使用proteus 绘制仿真电路图的步骤1、将所需元器件加入到对象选择器窗口AT89S51 用 AT89C51 代替，红色发光二极管的英文符号是“LED-RED ” ；电阻、电容、电解电容、按键、晶振的英文符号分别是“RES” 、“CAP” “CAP-ELEC ” 、“BUTTON
29、 ” 、“ CRYSTAL ” 。2、放置元器件至图形编辑窗口3、移动、删除对象和调整对象朝向4、放置电源及接地符号5、元器件之间的连线6、编辑对象的属性设置元件参数二、使用keil 进行程序汇编的步骤1、源文件的建立输入完源程序后，保存该文件，注意必须加上扩展名asm 2、建立工程文件点击“ Project-New Project ”菜单，出现一个对话框，要求给将要建立的工程起一个名字，-。3、工程的设置（针对我们的单片机制作项目进行简单设置）在 OutPut 页面，勾选“ Creat Hex file用于生成可执行代码文件（可以用编程器写入单片机芯片的HEX格式文件， 文件的扩展名为 .H
30、EX）”选项。4、编译、连接在设置好工程后，即可进行编译、连接。点击Build target按钮，对当前工程进行连接，如果当前文件已修改，软件会利 用 多 媒体 或 机 房相 关 软 件进 行 操 作演示。讲解个 步 骤 的含义。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页，共 13 页 - - - - - - - - - 学习好资料欢迎下载先对该文件进行编译，然后再连接以产生目标代码。编译过程中的信息将出现在输出窗口中的Build 页中，如果源程序中有语法错误，会有错误
31、报告出现。三、布置作业学生练习，老师指导。1、双机通信电路仿真验证。2、修改应用程序验证运行效果。3、试一试，使用方式2 或 3 进行双机通信，是否也能顺利实现功能。课堂小结1、proteus 的基本操作步骤。2、keil 的操作步骤。3、单片机双机通信电路的仿真验证。课后作业技能反复训练与思考题4 题、 5 题。任务 4 单片机双机通信电路的制作与调试一、案头任务单片机控制广告灯电路的制作与调试授课时间年月日授课班级教学形式学生动手操作、老师指导授课时数2 课时教学用具万用表、电烙铁等教学资源实训设备、电路制作成品课前准备项目 3 制作成品、相关电子元件采购、准备。教学目标1、掌握双机通信的
32、连接方法。2、加深对项目3 的电路构成理解及应用程序。3、掌握使用仪表进行电路测试方法，提高仪表使用的熟练程度。4、掌握数字时钟电路构成及硬件、软件调试。教学重点1、复习项目3 应用程序及电路构成。2、掌握双机通信电路构成及硬件、软件调试。教学难点1、电路调试中的故障查找。教学过程1、强调实训室操作规程，注意操作安全。2、复习项目3 电路结构及应用程序。3、对项目 3成品进行运行试验。4、由两个小组之间进行通信电路连接。5、根据硬件电路实际对应用程序进行修改并进行运行调试。教学后记二、教学实施过程实施环节教学内容导学方法组织教学1、检查学生出勤情况并做好记录。互动交流名师资料总结 - - -精
33、品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 12 页，共 13 页 - - - - - - - - - 学习好资料欢迎下载2、调整学生的注意力，为上课作准备。复习提问1、项目 3 制作成品的功能如何？2、双机通信的电路连接如何？提问导思导入强调操作纪律及操作安全注意事项。下面由两个小组结合，用项目 3 成品进行通信连接，编写应用程序进行难。期待同学们成功展示作品的时刻。启 发 学 习积极性项目制作一、项目3 成品运行试验及调试1、分发给各小组项目3 成品进行运行试验，若有问题则进行调试。2、打开项目3 程
34、序进行复习。二、分组进行项目9 制作1、每两个小组结合为对子进行通信连接。一个设为发送，另一个设为接收。 2 、各自编写相应应用程序并进行汇编。 3 、写入各自的单片机芯片应用程序进行运行实验。4、将写入程序进行交换验证运行效果。三、修改程序，完善功能双机通信实验成功后，再进行程序修改完善，以期能有更多的通信功能和效果。四、制作总结项目制作到今天， 已经完成了9 个项目的制作， 请同学们进行各项目的制作总结，包括元件测试方法，电路构成及制作过程中出现的问题及解决方法。通过 9 个项目的制作， 在相关单片机基本知识方面都学到了什么。学 生 分 组进 行 动 手制作，老师巡 回 指 导或 示 范 操作。项 目 制 作小结1、双机通信的电路连接。3、应用程序编写及汇编。4、程序写入与运行调试。课后作业1、将项目制作调试时测试数据列表并分析。2、总结本项目制作中出现问题及解决方法。3、自我测评7 题。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 13 页，共 13 页 - - - - - - - - -