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单片机与PC串口通信课程设计

单片机与PC机的串口通信

摘要

单片机由于性价比高、使用灵活等优点而广泛应用于各种

电子系统、自动控制系统，但是其存储容量小，处理的数据量

不大。为了克服这一缺点，我们可以将单片机连接到PC机上，

由单片机采集数据，然后将数据汇总到PC机，再进行各种数
据处理。
单片机与PC机一般采用串行通信，由于51系列单
片机中一般集成了全双工的串行端口，只要配以电平
转换的驱动电路、隔离电路就可组成一个简单可行的
通信接口。PC机具有强大的监控和管理功能，而单片
机则具有快速及灵活的控制特点，本设计将通过电平
转换电路实现单片机与PC机中的RS-232标准总线之
间的串行通信。这也是许多测控系统中常用的一种通

信解决方案。
关键词：单片机，PC机,串行通信，电平转换，总

线

目录

课程设计（论文）用纸

第一章：绪论

1.1课题研究的目标和意义

单片机与PC机串行通信端口在系统控制的范畴中一直占
据着及其重要的地位，它不仅没有因为时代的进步而遭淘汰，
反而在规格上越来越完善，应用也越来越广泛。作为一种基本

而又灵活方便的通信方式，串口通信被广泛应用于PC与PC

或者PC与单片机之间的数据交换以及其他工业控制与自动控
制中。如今，在很多场合中，要求单片机不仅能独立完成单机

的控制任务，还要能与其他数据控制设备（单片机、PC机等）

进行数据交换。因此如何实现PC机与单片机之间的通信具有
非常重要的现实意义。

1.2所属领域的现状及发展状况
单片机,亦称单片微电脑或单片微型计算机。它是把中心

处理器(CPU)、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、

输入/输出端口(I/0)等主要计算机功用部件都集成在一块集成
电路芯片上的微型计算机。现在可以说单片机是百花齐放的期
间,天下上各大芯片制造公司都推出了自己的单片机,从8位、

16位到32位,不成胜数,应有尽有,它们各具特色,互成互补,为单

片机的应用供应广漠的六合。通用型单片机通过三总线结构扩

展外围器件成为单片机应用的主流结构。随着低价位OTP及
各种特殊典范片内步伐存储器的发展,加之处围接口不竭进入

片内,推动了单片机“单片”应用结构的发展。特别是I2C、SPI
等串行总线的引入,可以使单片机的引脚设计得更少,单片机体

系结构更加简化及规范化。

单片机改变了我们生活,纵观我们现在生活的各个领域,从
的导航装置,到飞机上各种仪表的控制,从计算机的网络通讯与

数据传输,到工业自动化过程的实时控制和数据处理,以及我们

生活中广泛使用的各种智能IC卡、电子宠物等,这些都离不开
单片机,单片机有着广阔的应用前景。

如今，随着单片机和微机技术的不断发展,特别是网络技

术在测控领域的广泛

课程设计（论文）用纸

应用,由PC机和多台单片机构成的多机网络测控系统已成
为单片机技术发展的一个方向。它结合了单片机在实时数据采

集和微机对图形处理、显示的优点。同时,Windows环境下后
台微机在数据库管理上具有明显的优势。二者结合,使得单片

机的应用已不仅仅局限于传统意义上的自动监测或控制,而形

成了向以网络为核心的分布式多点系统发展的趋势。

1.3课程设计的技术要求

1.3.1课程设计的详细要求如下
1)掌握单片机的工作原理与接口设计。

2)完成硬件设计,包括硬件选择及硬件原理图绘制。

3)完成软件设计,绘制程序流程图。
1.3.2本设计的主要功能

按照要求，设计一个51单片机与PC串口通信电路，实

现单片机与PC机之间的通信。设计主要分为硬件设计和软件
设计两大模块，本设计主要侧重于硬件电路的实现。

本设计将实现以下功能，即单片机通过串行口向PC发送

字符串并且可以接收由PC发送过来的数字。
具体实现结果为：将从单片机键盘上键入的字符显示到

PC显示器上，将PC键盘输入的数字（0-9）显示到单片机的
数码管上。

课程设计（论文）用纸第二章：硬件电路的设计

2.1串行通信的基本原理
2.1.1串行通信的概念及分类

通信的基本方式可分为并行通信与串行通信两种。

并行通信：是将组成数据的各位同时传送，并通过并行门

（如P1口等）来实现。在并行通信中，数据传送线的根数与
传送的数据位数相称，传送数据速度快，但所占用的传输线位

数多。因此，并行通信得当短间隔通信。如图2-1所示。
串行通信：是指数据一位一位地按顺序传送。串行通信通

过串行口来实现。在全双工的串行通信中，仅需要一根发送线

和一根吸收线，串行通信可节流传送线路的成本，但数据传送

速度慢。因为其所需电缆线少，接线简朴，所以在较远间隔传

输中，获得了遍及的运用。如图2-2所示。

图2