单片机与PC机串口通信的设计.docx

引言
AT89C51是一款高性能的8位单片微型计算机，它采用了CMOS工艺和ATMEL公司的高密度NVRAMUII(易失性随机存储器)技术，片内带有一个4KB的FLASHFPROM(可擦除、可编程只读存储器)，作为INTEL8051的换代产品，其输出引脚和指令系统与MCS一51完全兼容。由于AT89C51单片机具有集成度高、面向控制、系统结构简单、价格便宜等诸多优点，因而在智能化仪器仪表、数据采集、数据测量等方面有着广泛的应用。但是，实际应用中单片机在数据处理能力、人机交互等方面往往不能满足要求，因而通常用PC来弥补单片机的这些不足。例如，在工程应用中，常常由一台PC机和一台单片机构成主从式计算机测控系统。在这样的系统中，以单片机为核心的智能测控仪表(从机)作为现场测控设备，完成数据的采集、处理和控制各种任务，同时将数据传给PC机(主机)，PC机将这些数据加工处理后，进行显示、打印报表等，PC机也可以将各种控制命令传送给单片机，干预单片机系统的运行，从而发挥PC机的优势。
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总体方案设计

单片机
键盘
LCD
串行通信电平转换接口

PC
发声电路
硬件由单片机89C51、11.059M晶振，30PF电容、22uf/25V电容、10uf/25V电容10K电阻、LCM1601、4×4键盘、LM386、蜂鸣器、按键、Max232组成。具体可实现由AT89C51键盘（P1）发送数据（由LCD显示），PC做接收且屏幕显示该值；也可由PC键盘发送数据，由8051接收并显示至LCD。系统结构如图1-1所示。
图1-1系统结构图
LCD：系统显示界面采用LCM1601，一行16字符的液晶显示模块，显示AT89C51接收或PC发来的数据。
键盘：输入按键采用4行4列非编码矩阵键盘，配合液晶界面用于和PC机通信。
发声电路：发声电路采用LM386作为音频放大电路，在有按键按下的时候会发出相应的按键音。
串行通信电平转换接口：AT89C51与PC间的串行数据通信采用的是最简单的TxD，RxD，GND三线制连接，从单片机TX和RX端CMOS电平到PC的标准RS-232电平的转换器件选用Maxim的Max232。
2硬件电路设计
总电路图见附录C。
2.1单片机AT89C51
AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM—FalshProgrammableandErasableReadOnlyMemory）的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。AT89C51的管脚图如图2-1所示。

图2-1AT89C51的管脚图
主要特性：
·与MCS-51兼容
·4K字节可编程闪烁存储器
·寿命：1000写/擦循环
·数据保留时间：10年
·全静态工作：0Hz-24Hz
·三级程序存储器锁定
·128*8位内部RAM
·32可编程I/O线
·两个16位定时器/计数器
·5个中断源
·可编程串行通道
·低功耗的闲置和掉电模式
·片内振荡器和时钟电路管脚说明：
VCC：供电电压。
GND：接地。
P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时，P0口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。
P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。
P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的