单片机与PC机的串口通信 - 毕业论文(5)

硬件电路设计

根据SM0038的工作原理对其外围电路进行设计，具体硬件原理图见图4－11所示，其中1端为接地脚，2端接电源，3端接信号输出端，R和C组成去耦电路抑制电源干扰。由于红外一体化接收头SM0038的灵敏度高，因此在实际应用电路中要在电源和地之间外接上拉电阻来抗干扰。

4.3 PC机模块

根据系统功能要求以及PC机硬件电路设计思路（如图3－2所示）对PC机模块进行设计，要使PC机通过红外线准确的接收与发送，必须要对其外围电路进行设计。由于无线收发装置工作于TTL逻辑电平（0V和5V），而计算机RS-232总线上输入、输出数据和控制信号为+12V左右的电压，因此用IC1（MAX232CPE）进行转换。如图4－12为PC机部分的电路原理图。

图4－12 PC机收发数据电路原理图

一、数据的传输

对所设计的原理图进行分析，数据的传输分为两大部分：数据的发送和数据的接收。下面就两部分作一下介绍。

1、数据发送

当电路工作于发送数据状态时，PC机的RTS端输出高电平，经IC1电平转换打开IC3（74LS08）的与门B1，使PC机TXD端输出的数据经红外发射电路发射出去；RTS信号IC1反相后作为CTS信号送入计算机，同时还关闭与门B2；使计算机不接收其它数据信号。

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PC机与MCS-51单片机的串口通信

2、数据接收

当电路工作于接收数据状态时，计算机的RTS端输出和CTS端输入均为低电平，使IC3的B1、B2的工作状态正好相反，发射部分被B1封锁，与门B2则打开使用权电路处于接收工作状态，从红外接收端接收过来的数据由RXD端送处计算机。该必发器的数据传输速率最好设在2400b/s为宜，以确保数据传输的可靠性。 二、器件的介绍

1、RS-232C

RS-232C是美国电气工业协会推广使用的一种串得通信总路线标准，是DCE(数据通信设备，如微机)和DTE(数据终端设备，如CRT)间传输串行数据的接口总线。

RS-232C最大传输距离为15m，最高传输速率约20kbps，信号的逻辑0电平为+3V～+15V。逻辑1电平为-3V～-15V。

电气特性：

? ?

EIA-RS-232C对电器特性、逻辑电平和各种信号线功能都作了规定； 在TxD和RxD上：逻辑1(MARK) =-3V～-15V

逻辑0(SPACE)=+3～＋15V

? ? ?

在RTS、CTS、DSR、DTR和DCD等控制线上： 信号有效（接通，ON状态，正电压）＝+3V～+15V 信号无效（断开，OFF状态，负电压）＝-3V～-15V

2、RS-232连接器DB-9

DB-9是RS-232信号线的连接器，其连接器的机械特性见图(4－13)，表 1所示RS-232信号线名称、符号以及对应在DB-9上的针脚号。

图4－13连接器的机械特性

表3-1 RS-232信号线和DB-9引脚关系

符 号 DCD RXD 名 称 接收信号载波检测 数据接收线 第 22 页 (共 43 页)

引 脚 1 2 硬件电路设计

TXD DTR GND DSR RTS CTS RI

数据发送线 DTE装置数据就绪 公共地 DCE装置就绪 请求发送 清除发送 振铃指示 3 4 5 6 7 8 9 3、电平转换器MAX232CPE

由于RS-232C总线上传输的信号逻辑电平与TTL逻辑电平差异很大，所以就存在这两种电平的转换问题，下面就介绍一下电平转换器MAX232CPE。

MAX232CPE能将RS-232C电平转换成TTL电平，也能将TTL电平转换成RS-232C电平，只需单+5V供电，由内部升高电路产生10V～+12V。内部有两个发送器(TTL电平转换为RS-232C电平)和两个接收器(RS-232电平转换为TTL电平)。MAX232CPE芯片引脚排列和外部元件连接线路如图4－14所示。

图 4－14 MAX232CPE 电平转换器及外接元件图

5 串行口通信技术

在设计单片机与PC机程序时，PC机串口和单片机串行口的设置是至关重要的

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PC机与MCS-51单片机的串口通信

一个环节，所以在软件设计前必须对串行口的通信技术作系统的研究。本章节是为软件设计服务的。

串行数据通信指数据是一位一位顺序传送的通信方式，它的突出优点是只需一对传送线（利用电话线就可作为传送线），这样就大大降低了传送成本，特别适用于远距离通信；其缺点是传送速度较低。

串行通信的主要特点：

?串行通讯：一条信息的各位数据被逐位按顺序传送的通讯方式称为串行通讯。 ?串行通讯的特点是：数据位传送，传按位顺序进行，最少只需一根传输线即可完成，

?成本低但送速度慢。串行通讯的距离可以从几米到几千米。

?根据信息的传送方向，串行通讯可以进一步分为单工、半双工和全双工三种。

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串行口通信技术

如图5－1所示。

发送 器甲

接收器乙 (a) 单工方式

接 发送器 收器

接 收 发送器 器

(b) 半双工方式

数据流 接 收 发送器

器

接

收 器 发送器

(C) 全双工方式

图5-1 串行通信传输方式

系统设计时采用半双工方式通信，这主要是为了尽量避免红外通信存在发射与接收之间的相互干扰。

5.1 单片机串行口通信技术

MCS-51单片机内部有一个全双工的串行通信口，即串行接收和发送缓冲器（SBUF），这两个在物理上独立的接收发送器，既可以接收数据也可以发送数据。但

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