单片机与PC机的串口通信 - 毕业论文(8)

PC机与MCS-51单片机的串口通信

7.2 软件调试

一、单片机程序调试：

单片机部分调试工作的完成主要应用LCA51软件来完成，这一部分工作首先将显示部分程序调试好，然后利用VB串口助手(如图7-1)来检测所编的发送与接收程序是否正确，不断调试，不断修改直到正确为止。LCA51软件是基于WINDOWS95/98操作平台的多窗口编辑、调试软件。

LCA51软件全面支持汇编语言，C51语言，PL/M51语言的编译/连接、调试。软件支持单文件方式和工程化管理两种模式。用户可自定义各种语言的关键词.软件完全支持源语句级在线调试。高级语言还支持源文件调试和汇编语言指令行对照调试。用户可同时打开多个窗体编辑、调试、变量观察.用户可在线对原文件直接编辑、编译、连接、加载和调试，软件支持编译错误源文件定位。调试时用户可动态观察、修改设定变量（包括CPU片内寄存器、特殊寄存器及外部寄存器、内存）的值。

调试主要方法和技巧：

通常一个调试程序应该具备至少四种性能：跟踪、断点、查看变量、更改数值。

1．跟踪调试

调试应用程序所提供的重要性能也许就是跟踪应用程序。跟踪应用程序使用户能够在运行应用程序时，看到PC指针在应用源代码程序中的确切位置，LCA51提供以下方法对程序的执行进行跟踪。

跟踪型单步执行一条源语句程序。但是，如果调用一函数，则进入函数中，再执行函数的第一条源语句行前停止。

通过型单步仅执行下一条源语句程序，然后又停止。如果是调用一函数，运行完整个函数并停止在函数返回处。 2．断点调试

如果已知程序中某块代码实际运行正常的情况下，仍用跟踪调试方法，将大大浪费时间，而且很枯燥，因此调试中第二个重要工具是在源代码中预定处设置断点，大多数调试程序通过使用断点中止程序执行。

注意：如果用户调试高级语言，因为系统要占用2个断点，所以可设置的断点数

第 36 页 (共 43 页)

系统调试

为最大断点个数减2。

LCA51调试软件还提供一次性断点：执行到光标所在行。如果用户按热键F4，调试程序继续执行程序代码，直到它到达光标行处或调试程序遇到另一个断点。 3．查看变量

显然，通过一系列指令查看应用程序，了解导致某一错误的执行也是一种非常有效的方法。LCA51软件提供了以下几种方法对变量进行查看。

通过添加观察项菜单可以将用户希望观察的变量添加到观察窗口中，长期进行观察。用户程序在单步或断点停下时，将更新变量的取值。

用户可以直接移动鼠标到相应的变量名上，点击鼠标左键，将出现一个提示窗口，显示这个变量的当前值。

用户还可以打开程序空间窗口、内部数据窗口、外部数据窗口进行数据块观察。 4. 更改数值

如果用户在调试过程中了解到变量的内容（超值、未定义等）会对程序性能产生影响或引起异常时，立即更改变量的内容是很有效的方法，以确保该值在正确范围内不会产生错误。LCA51软件提供一系列更改变量数值的方法，以便用户能检查程序对整个变量值范围的反应，而无需为设置每个值而重新加载调试。在更改对话框中用户输入要更改的取值，点击确定按钮。用户可以在输入框中输入十六进制或十进制数据。

二、PC机程序调试：我们利用VB串口助手(如图6-1)来检测PC机程序的正确与否，从而不断的修改直到两台PC机之间有线通信成功为止。

7.3 综合调试

在硬件和软件单独调试成功后进行软硬件综合调试，它可以分成以下几个步骤： （1）使PC机自发自接收通信成功； （2）使PC机与单片机之间的有线通信成功；

（3）通过红外通信使得整个PC机与单片机之间的红外通信成功。

7.4 故障分析与解决方案

一、 故障出现情况

（1）PC机与单片机之间有线通信时，单片机与PC机都没有反应；

第 37 页 (共 43 页)

PC机与MCS-51单片机的串口通信

（2）红外通信时调试红外线发送和接收时，接收端的电平一点都不改变； （3）红外通信时不管单片机是否发送数据，PC机都会收到数据；

（4）红外通信时单片机能收到PC机发送的数据，但是PC机收到的数据总是0000；

（5）单片机显示部分无法工作，显示不稳定；

（6）红外通信时单片机无法接收，一直处于等待状态；

（7）红外通信时单片机接收显示数据不正常，PC机接收乱码，两边接收不匹配； （8）PC机一直接收到0。

二、 解决方案（针对上述故障一 一对应的解决方案）

（1）硬件电路中存在一个与非门（7404），本想利用与非门来起屏蔽作用，但是当测试MAX232的9脚和10脚时发现，两只脚都是高电平，这样7404的作用就阻碍了电路的发送和接收；

（2）将原先的发射部分的与非7400换成CD4011，因为7400不能和RC构成振荡电路，只有CD4011才能和RC构成振荡电路；

（3）由于SM0038接收头太灵敏，需要接一个上拉电阻；

（4）由于红外通信的发送和接收电路都要经过与非门7400，出现与故障（1）相对应的情况，只有将经过MAX232CPE转换出来后直接送到红外发送和接收电路，也就将发送和接收不要经过非门7400；

（5）由于PC机模块的电源线掉了 （6）SM0038接收管的+5V脚断了

（7）由于单片机与PC机之间的波特率设置不一致 （8）PC机接收端断开了

7.5 结论与经验

一、 结论

通过各方面努力，本次毕业设计任务完成，系统各部分功能均已实现，PC机和单片机部分都能成功接收与发送；数据的红外传输也已成功。在设计的时候为了方便单片机方面的调试，在单片机部分设计了数码管显示电路，这一模块给整个调试过程带来很大的帮助。 二、 经验

1、由于本系统采用5V直流电源供电，红外发射管功率较小，其有效传播距离

第 38 页 (共 43 页)

系统调试

在2m-3m左右。为提高其有效距离，可采用发射管前外加菲涅尔透镜聚焦的办法。其原理如图7-2所示（其中：虚线代表没加凸透镜前的传播方向，实线代表加凸透镜后的传播方向）。由于凸透镜具有会聚作用，使原本发散的光线会聚，以提高有效通信距离。

图7-2

2、红外传播具有角度较小的特点，其方向性较强，带来相应的缺点是接收时必须使收发对管在一定的接收范围内，给实际操作带来一定的困难。为克服以上不足，我们对接收对管进行改进，采取“多—多’’的模式，即多发射管对应多接收管。增大红

外线的接收面积，提高接收精度，以及使用价值。其基本原理如图7-3所示。

图7-3

接收管与接收管之间，发射管与发射管之间可采用并联形式连接在一起。这样经接收管产生的电信号在其输出公共端产生迭加现象，使得信号幅度加大，故接收管后的三极管要选择适当的放大倍数，以防出现输出波形的失真，影响系统的准确性以及稳定性。

3、在制作印制电路板的过程中，由于经验不足，没有考虑在高频电路中平行线之间的干扰，导致当电路上电工作时就发生串扰的现象，使得连接PC机的电路工作不稳定，在以后的设计过程中需要注意。

4、该系统不仅可以实现单片机与PC机之间的通信，而且还可以实现多个PC间的通信。实现真正意义下的“光联网”,实现计算机的无线连接,避免局域网重复建设所带来的资源的浪费,充分发挥红外通信的造价低。结构简单的优势。其实现基本框架可用图7-4来表示 …… 此处隐藏：1443字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……