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1、中职 基于Proteus 仿真的单片机技能应用（双色）proteus 项目7 教学课件 高教版 项目基本技能 串行口工作于方式0 时，本身相当于“并入串出”（发送状态）或“串入并出”（接收状态）的移位寄存器。8 位串行数据D0 D7（低位在前）依次从RDX（P3.0）引脚输出或输入，同步移位脉冲信号由TXD（P3.1）引脚输出，波特率为系统时钟频率fosc的12 分频，不可改变。一、串行数据转换为并行数据的控制1.技能要求由单片机串行口工作于方式0 发送的串行数据，经一片8 位串入并出移位寄存器74LS164 芯片，构成单片机输出接口电路，控制共阳型数码管显示数字。项目七 串行通信的应用技能应
2、用一 串行口方式0 的使用项目基本技能2.仿真电路图74LS164 是8 位串入并出移位寄存器，它能实现数据从串行输入到并行输出的转换，在单片机技术中常用来实现对I/O 口的扩展。74LS164 的引脚分布及其在Proteus 中的逻辑符号如图7-1 所示。（a）引脚分布（b）逻辑符号图7-1 74LS164 引脚分布及其在Proteus 中的逻辑符号项目基本技能74LS164 各引脚功能如下：A、B（1、2 脚）：数据输入端，数据通过这两个输入端之一串行输入；任一输入端可用作高电平使能端，控制另一输入端的数据输入。当其中任意一个为低电平，则禁止新数据输入；当其中一个为高电平，则另一个就允许输
3、入数据。因此两个输入端要么连接在一起，要么把不用的输入端接高电平，一定不要悬空。Q0 Q7（3 6，10 13 脚）：数据输出端。CP（8 脚）：时钟输入端。CP 每次由低变高时，数据右移一位。（9 脚）：复位清除端，当为低电平时，其它所有输入端都无效，同时所有输出端均为低电平。项目基本技能 串行数据转换为并行数据的控制电路如图7-2 所示。74LS164 的输入端1、2 脚连接在一起接单片机的RXD 引脚，时钟输入端CP 接单片机的TXD 引脚，复位端悬空。发送数据低位在前，请注意和数码管引脚的接线顺序。图7-2 串行数据转换为并行数据的控制电路项目基本技能3.程序设计与调试单片机串行口工作
4、方式0 发送数据时，只要把发送数据写入发送缓冲器SBUF，数据就会在TXD 引脚的时钟脉冲控制下通过RXD 引脚自动发送，整个过程不需要人工干预，数据发送完后，TI 自动被置“1”，必须人工清“0”。串行数据转换为并行数据的参考程序如下：#include#include#define uint unsigned int/宏定义unit 为书写方便#define uchar unsigned charunsigned char code seg=项目基本技能0 xc0,0 xf9,0 xa4,0 xb0,0 x99,0 x92,0 x82,0 xf8,0 x80,0 x90;void Delay
5、(uint i)while(i-);void main()uchar a;SCON=0 x00;/工作方式0while(1)SBUF=sega;/将发送数据写入SBUF 寄存器while(TI=0);/等待发送结束项目基本技能TI=0;/必须人工清除TIDelay(50000);a=(a+1)%10;二、并行数据转换为串行数据的控制1.技能要求单片机串行口外接一片8 位并入串出移位寄存器74LS165，连接移位寄存器并行输入端的是8 位拨码开关，其开关动作对应的8 位二进制序列将通过移位寄存器串行输入到单片机串口，并通过接在单片机P0 口的8 只LED 显示出来。2.仿真电路图74LS165
6、是8 位并入串出移位寄存器，使用移位寄存器可以扩展一个或多个8位并行I/O 接口。74LS165 在Proteus 中的逻辑符号如图7-3 所示。项目基本技能图7-3 74LS165 在Proteus 中的逻辑符号图项目基本技能74LS165 各引脚功能如下：SH/：移位与置位控制端。高电平时表示移位，低电平时表示置位。在开始移位之前，需要先从并行输入端口读入数据，这时应将SH/置0，并行口的8 位数据将被置入74LS165 内部的8 个触发器，在SH/为1 时，并行输入被封锁，移位操作开始。INH：时钟禁止端。当INH 为低电平时，允许时钟输入。CLK：时钟输入端。D0 D7：并行输入端。S
7、I：串行输入端，用于扩展多个74LS165 的首尾连接端。SO：串行输出端。：也是串行输出端，它与SO 是反相的关系。并行数据转换为串行数据的控制电路如图7-4 所示。74LS165 的CLK 端接单片机的TXD 引脚，SO 接单片机的RXD 端，INH 接单片机的P2.0 引脚，SH/直接接地。项目基本技能图7-4 并行数据转换为串行数据的控制电路项目基本技能3.程序设计与调试单片机串行口工作方式0 接收数据时，数据在TXD 引脚的时钟脉冲控制下通过RXD 引脚将数据逐位移入接收缓冲器SBUF，整个过程不需要人工干预，当接收完8 位数据后，RI 自动被置“1”，必须人工清“0”。并行数据转换
8、为串行数据的参考程序如下：#include sbit s=P20;void delay(unsigned int i)while(i-);void main()SCON=0 x10;/工作方式0，允许接收项目基本技能while(1)s=0;s=1;while(!RI);/等待接收完成RI=0;/必须人工清除RIP0=SBUF;/读取接收的数据并送到P0 口delay(1000);项目基本技能技能应用二 串行口方式1 的使用串行口工作在方式1 时为波特率可变的10 位异步通信接口。数据由RXD（P3.0）引脚接收，TXD（P3.1）引脚发送。波特率与定时器T1（或T2）溢出率、SMOD 位有关（
9、可变）。一、单片机双机通信系统的设计1.技能要求当两个单片机系统交换数据时，或者在一个系统中，使用一个单片机资源不够而再增加一个或多个单片机时，就需要在两个单片机之间进行双机通信。本实例中有甲、乙两个单片机系统，甲机中，通过按下接在P3.7 口线的按键，依次向乙机发送0 9 十个数字；乙机中，以中断的方式接收甲机发来的数据，并输出到接在P0 口的数码管进行显示。2.仿真电路图单片机的双机通信有短距离和长距离之分，一般来讲，1m 之内的通信称为短距离，1000m 左右的通信称为长距离。项目基本技能单片机通信中最常见实现方式有3 种：TTL 电平通信（单片机双机串行口直接相连）、RS-232C 通
10、信、RS-485 通信。TTL 电平通信时，直接将单片机甲的TXD 端接单片机乙的RXD 端，单片机甲的RXD 端接单片机乙的TXD 端，同时两个单片机系统的地线连接在一起（即共地）。TTL 电平的通信距离一般不超过2m，通常当一个系统中使用一个单片机资源不够时，可再增加一个或多个单片机。如果要实现远距离通信，则需要对TTL 电平进行转换，其中RS-232 串行接口的通信距离在15m 以内，而RS-485 通信的距离可达1200m。TTL 电平的双机通信电路如图7-5 所示，而RS-232 串行接口的双机通信如图7-6所示。项目基本技能图7-5 TTL 电平的双机通信电路项目基本技能图7-6
11、RS-232 串行接口的双机通信电路项目基本技能RS-232 串行接口在计算机与通信工业中广泛应用，它是一种负逻辑电平，用正负电压来表示逻辑状态，定义高电平为-12V，低电平为+12V。这就意味TTL 电平和RS-232 接口标准的电平不匹配，需要进行电平转换才能进行通信。MAX232 芯片是美信公司专门为电脑的RS-232 标准串口设计的接口电路，使用+5V 单电源供电。其管脚及内部结构如图7-7 所示。内部结构基本可分三个部分：第一部分是电荷泵电路。由1、2、3、4、5、6 脚和4 只电容构成。功能是产生+12V 和-12V 两个电源，提供给RS-232 串口电平的需要。第二部分是数据转换
12、通道。由7、8、9、10、11、12、13、14 脚构成两个数据通道。其中13 脚（R1IN）、12 脚（R1OUT）、11 脚（T1IN）、14 脚（T1OUT）为第一数据通道。8 脚（R2IN）、9 脚（R2OUT）、10 脚（T2IN）、7 脚（T2OUT）为第二数据通道。TTL/CMOS 数据从T1IN、T2IN 输入转换成RS-232 数据从T1OUT、T2OUT 送到电脑DP9插头；DP9插头的RS-232 数据从R1IN、R2IN 输入转换成TTL/CMOS 数据后从R1OUT、R2OUT 输出。项目基本技能第三部分是供电。15 脚GND、16 脚VCC（+5V）。图7-7 MA
13、X232 管脚及内部结构图7-7 MAX232 管脚及内部结构项目基本技能3.程序设计与调试当单片机工作在方式1 时，需要对单片机的一些与串口有关的特殊功能寄存器进行设置，主要是设置产生波特率的定时器T1、串行口控制和中断控制。具体步骤如下：确定T1 的工作方式（编程TMOD 寄存器）；计算T1 的初值，装载TH1、TL1；启动T1（编程TCON 中的TR1 位）；确定串行口工作方式（编程SCON 寄存器）；串行口工作在中断方式时，要进行中断设置（编程IE、IP 寄存器）。本实例中各寄存器的取值如下：SCON 的取值串行口工作方式采用方式1，甲机只发送，禁止接收，故设置REN 位为“0”，故S
14、CON取值为0 x40；乙机允许接收，设置REN 位为“1”，故SCON 取值为0 x50。TMOD 的取值定时器T1 作波特率发生器，采用工作方式2，可以避免计数溢出后用软件重装定时初值，故甲机和乙机的TMOD 取值均为0 x20。计数初值的计算计数初值可通过公式计算、查表或定时器初值计算工具得到，取值：0 xfd。项目基本技能图7-8 甲机程序流程图项目基本技能根据流程图编写甲机参考程序如下：#includesbit key=P37;unsigned char a;delay()unsigned int i;for(i=0;i200;i+);sendB(unsigned char da)/发送单字节数据子函数SBUF=da;/待发送的数据送到SBUF，触发发送while(!TI);/等待发送结束TI=0;/必须软件清除TI