完整版（2022年）单片机的双机通信技术研究毕业论文.docx

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1、完整版（2022年）单片机的双机通信技术研究摘要由单片机构成的双机通信系统采用总线型主从式结构。所谓主从式结构，即在两个单片机中，一个主机负责通信管理，另一个为从机，从机要负责主机的调度与支配。该设计用AT89C51芯片，并用C语言程序来控制AT89C51,使之能实现两个单片机之间的通信。通信方式为单工通信，一个为主单片机，作为发送方，另一个为从单片机，作为接收方。对于两片8051,发送方的数据由串行口TXD端输出，通过74LS05反向驱动，经光电耦合器至平衡差信号输出，经过传输线（双胶线）将信号传送到接收端。接收方通过平衡差分长线接收芯片75175将差分信号转换成TTL电平信号，通过反向驱动

2、后，经光电耦合器到达接收方串行口的接收端。关键词AT89C51;单片机；双机通信two-machinecommunicationAbstractDualposedbytheMCUusingbus-basedcommunicationsystemmaster-slavestructure.Theso-calledmaster-slavestructure,thatis,twomicrocontrollers,amasterisresponsibleforcommunicationmanagement,andtheotherfromthemachine,thehostfromtheconfiden

3、tialresponsibleforschedulinganddisposal.AT89C51chipwiththedesignanduseofClanguageprogramtocontroltheAT89C51,sothatitcanachievecommunicationbetweentwomicrocontrollers.Communication is simplex,amainmicrocomputer,asthesender,theotherisfromthemicrocontroller,asreceiver.Forthetwo8051,thesenderofthedatafr

4、omserialportTXD-endedoutput,drivenby74LS05reverse,theoptocouplertobalancethedifferencesignal output, through the transmissionline(Shuangjiaoline)thesignaltothereceiver.Long-termthrougha balanced differentialreceiver chip 75175 to receivethedifferentialsignal into a TTL level signal, throughtheIl-rev

5、ersedrive,viaoptocouplerreceiverserialporttoreachthereceiverKeywordsAT89C51;SCM;two-machinecommunication错误！未指定书签。目录摘要I1绪论31.1 课题背景31.1.1 单片机错误！未定义书签。1.1.2 C语言错误！未定义书签。1.2双机通信32方案论证单击此处输入标题*Mfrgffcrmat52.1 基于PC机的双机通信52.2 基于单片机的C语言双机通信52.3 方案论证53原理简介单击此处输入标题*MERGEFORMAT63.1原理说明633运行环境73.3.1 Proteus73.

6、3.2 KeiluVisio394元器件介绍单击此处输入标题*MERGEFoRMAT114.1AT89C51114.24 *4犍盘134.25 阻134.26 码管13结论15致谢17参考文献18附录341. 绪论1.1 课题背景1.1.1 单片机单片机是一种集成在电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPlM机存储器RAM只读存储器ROM多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。在我国，单片机已经不是一个陌生的名词，它的出现是近代计算机技术

7、发展史上的一个重要里程碑，因为单片机的诞生标志着计算机正式形成了通用计算机系统和嵌入式计算机系统两大分支。在单片机诞生之前，为了满足工程对象的嵌入式应用要求，只能将通用计算机进行机械加固、电气加固后嵌入到对象系统中构成。由于通用计算机的巨大体积和高成本，无法嵌入到大多数对象体系中。单片机则应嵌入式应用而诞生。单片机的单芯片的微小体积和极低的成本，可广泛的嵌入到玩具、家用电器、机器人、仪器仪表、汽车电子系统、工业控制单元、办公自动化设备、金融电子系统、舰船、个人信息终端及通讯产品中，成为现代电子系统中最重要的智能化工具。单片机作为最典型的嵌入式系统，它的成功应用推动了嵌入式系统的发展。近年来。除

8、了各种类型的工控机，各种以通用微处理器构成的计算机主模板快、以通用处理器为核，片内扩展一些外围功能电路单元构成的嵌入式微处理器，甚至单片形式的PC及等，都实现了嵌入式应用，成为嵌入式系统的庞大家族。作为典型的嵌入式系统的单片机，在我国大规模应用已有十余年历史。在全国高等工科院校中，已普遍开设单片机及相关课程。单片机已成为电子系统中最普遍的应用手段。除了单设课程外，在涉及的许多环节，如课程设计、毕业设计、研究生论文课题中，单片机系统都是最广泛的应用手段。目前，许多单片机教材都Shiite以80C51系列为基础来讲述其原理及应用的。这是因为MCS-51系列单片机奠定了8位单片机的基础，形成了单片机

9、的经典体系结构。单片机是现代计算机、电子技术的新兴领域，无论是单片机本身还是单片机应用系统设计方案都会随着时代不断发生变变化。C语言是CombinedLanguage（组合语言）的中英混合简称。是一种计算机程序设计语言。它既具有高级语言的特点，又具有汇编语言的特点。它可以作为工作系统设计语言，编写系统应用程序，也可以作为应用程序设计语言，编写不依赖计算机硬件的应用程序。因此，它的应用范围广泛，不仅仅是在软件开发上，而且各类科研都需要用到C语言，具体应用比如单片机以及嵌入式系统开发。C语言特点：是一种成功的系统描述语言，用C语言开发的UNlX操作系统就是一个成功的范例；同时C语言又是一种通用的程

10、序设计语言，在国际上广泛流行。世界上很多著名的计算公司都成功的开发了不同版本的C语言，很多优秀的应用程序也都使用C语言开发的，它是一种很有发展前途的高级程序设计语言。1.C是中级语言。它把高级语言的基本结构和语句与低级语言的实用性结合起来。C语言可以像汇编语言一样对位、字节和地址进行操作，而这三者是计算机最基本的工作单元。2.C是结构式语言。结构式语言的显著特点是代码及数据的分隔化，即程序的各个部分除了必要的信息交流外彼此独立。这种结构化方式可使程序层次清晰，便于使用、维护以及调试。C语言是以函数形式提供给用户的，这些函数可方便的调用，并具有多种循环、条件语句控制程序流向，从而使程序完全结构化

11、。3.C语言功能齐全。具有各种各样的数据类型，并引入了指针概念，可使程序效率更高。另外C语言也具有强大的图形功能,支持多种显示器和驱动器。而且计算功能、逻辑判断功能也比较强大，可以实现决策目的的游戏。C语言适用范围大。适合于多种操作系统，如WindowsDOSUNlX等等；也适用于多种机型。C语言对编写需要硬件进行操作的场合，明显优于其它解释型高级语言，有一些大型应用软件也是用C语言编写的。C语言具有绘图能力强，可移植性，并具备很强的数据处理能力，因此适于编写系统软件，三维，二维图形和动画。它是数值计算的高级语言。5.C语言文件由数据序列组成，可以构成二进制文件或文本文件。常用的C语言IDE（

12、集成开发环境）有MicrosoftVisualC+,Dev-C+,Code:Blocks,BorlandC+,WatcomC+,BorlandC+Builder,GNUDJGPPC+,Lccwin32CCompiler3.1,HighC,TurboC,C-Free,win-tc等等,，对于一个初学者，MicrosoftVisualC+是一个比较好的软件。界面友好，功能强大，调试也很方便。1.2 双机通信两台机器的通信方式可分为单工通信、半双工通信、双工通信，他们的通信原理及通信方式为：单工通信：是指消息只能单方向传输的工作方式。单工通信信道是单向信道，发送端和接收端的身份是固定的，发送端只能发

13、送信息，不能接收信息；接收端只能接收信息，不能发送信息，数据信号仅从一端传送到另一端，即信息流是单方向的。通信双方采用“按讲(PushToTalk,PTT)单工通信属于点到点的通信。根据收发频率的异同，单工通信可分为同频通信和异频通信。半双工通信：这种通信方式可以实现双向的通信，但不能在两个方向上同时进行，必须轮流交替地进行。也就是说，通信信道的每一段都可以是发送端，也可以是接端。但同一时刻里，信息只能有一个传输方向。如日常生活中的例子有步话机通信等。双工通信：双工通信是指在同一时刻信息可以进行双向传输，和打电话一样，说的同时也能听，边说边听。这种发射机和接收机分别在两个不同的频率上(两个频率

14、差有一定要求)能同时进行工作的双工机也称为异频双工机。双工机的特点是使用方便，但线路设计较复杂，价格也较高。2 方案论证单击此处输入标题*MERGEFORMAT2.1 方案一：基于PC系统的双机通信该设计用8251A可编程接口电路设计该电路，系统提供时钟384KHZ,使用波特率因子16或64获得480OHZ的频率。设计中要对信号进行分频处理。系统采用中断实现实时的收发处理，其通信程序大多用汇编语言。2.2 方案二：基于单片机C语言的双机通信该设计用AT89C51芯片，并用C语言程序来控制AT89C51,使之能实现两个单片机之间的通信。通信方式为单工通信，一个为主单片机，作为发送方，另一个为从单

15、片机，作为接收方。2.3 方案论证：由于单片机是靠程序运行的，并且可以修改，通过不同的程序实现不同的功能，尤其是特殊的独特的一些功能，这是别的器件需要费很大力气才能做到的。并且应用广泛，操作方便。而且C语言具有绘图能力强，可移植性，并具备很强的数据处理能力，所以本次我们选择用基于单片机C语言程序来实现这个双机通信系统。其原理图为：图2.3.1双机通信原理图3 原理简介单击此处输入标题*MERGEFORMAT3.1 原理说明：由单片机构成的双机通信系统采用总线型主从式结构。所谓主从式结构，即在两个单片机中，一个主机负责通信管理，另一个为从机，从机要负责主机的调度与支配。51单片机的串行口方式二和方式三适用于这种主从式的通信结构。在实际的双机通信系统中，常采用RS-232C