基于单片机串口通信毕业设计论文

1、目的及意义（含国内外的研究现状分析）

一、 选题目的与意义：

为了提高系统管理的先进性和安全性，计算机工业自动控制和检测系统越来越多地采用集总分散系统。较为常见的形式是由一台作管理用的上位主计算机（主机）和多台直接参与控制检测的下位从计算机（从机）构成的主从式多机系统，主机和从机之间以通讯的方式来协调工作。主机的作用一是要向从机发送各种命令及参数；二是要及时收集、整理和分析从机发回的数据，供进一步决策和报表。从机被动地接收、执行主机发来的命令，并且根据主机的要求向主机回传相应的实时数据，报告其运行状态。

用串行总线技术可以使系统的硬件设计大大简化、系统的体积减小、可靠性提高。同时，系统的更改和扩充极为容易。MCS-51系列单片机，由于内部带有一个可用于异步通讯的全双工的串行通讯接口，因此可以很方便地构成一个主从式多机系统。

串口是计算机上一种非常通用设备通信的协议。大多数计算机包含两个基于RS232的串口。串口同时也是仪器仪表设备通用的通信协议;很多GPIB兼容的设备也带有RS-232口。同时,串口通信协议也可以用于获取远程采集设备...更多>串口是计算机上一种非常通用设备通信的协议。大多数计算机包含两个基于RS232的串口。串口同时也是仪器仪表设备通用的通信协议，很多GPIB兼容的设备也带有RS-232口。同时，串口通信协议也可以用于获取远程采集设备的数据。所以，深入的理解学习和研究串口通信的相关知识是非常必要的。此次毕业设计选题为“基于8051的主从式总线通信系统设计与实现” ，使用51单片机来实现一个主从式的总线通信系统。通过此次设计，对串口通信的原理和应用融会贯通，为以后的实践工作储备知识和研究方法。

二、本选题的研究状况及发展趋势：

随着计算机系统的应用和微机网络的发展,通信功能越来越显的重要.通信既包括计算机与外部设备之间,也包括计算机和计算机之间的信息交换.由于串行通信是在一根传输线上一位一位的传送信息,所用的传输线少,并且可以借助现成的电话网进行信息传送,因此,特别适合于远距离传输.对于那些与计算机相距不远的人－机交换设备和串行存储的外部设备如终端、打印机、逻辑分析仪、磁盘等,采用串行方式交换数据也很普遍.在实时控制和管理方面,采用多台微机处理机组成分级分布控制系统中,各 CPU 之间的通信一般都是串行方式.所以串行接口是微机应用系统常用的接口。而主从式总线串口通信刚是串口通信的一种情况，在工业生产中，一般各个车间不是在一起的，此时如果采用人为的控制，不仅费时，而且会浪费大量的资金去管理。由于主从式通信它的实时性好，在工业控制应用领域用的非常的广泛。通常采用一主多从的方式，只要实时的关注主机的运行状态就能达到控制各个从机的目的。

参考文献：

[1] 陈步云　同志强　王兵 单片机的多机系统与PC机的RS-232串口通信[A].空军装备研究院，2005年增刊.

[2] 王伟　郑金奎　MCS_51单片机主从式多机系统实时通讯的实现.西南自动化研究所，1998年第3期.

[3] 张传新　徐少杰　PC机与MCS_51单片机主从多机通信控制程序的研究.伊图里河分局研究所，铁路计算机应用第5卷第2期.

[4] 何晓红　谭兵　PC机与多台单片机的远距离多机通信.重庆交通学院信息中心，电子技术应用，1997年第12期.

[5] Peter W. Gofton·Mastering Serial Communications.

2、基本内容和技术方案

基本内容：熟悉单片机相关方面的知识，学习并掌握串口通信的基本原理。学会使用Ｃ语言进行单片机的编程，并且熟练掌握keil软件的使用。学习使用proteus软件，会在软件上绘制电路图，能够进行电路图的仿真。系统整体调试、优化，或就某一部分进行深入研究。

技术方案：MCS-51单片机第10号管脚RXD可用于串行数据的接收，第11号管脚TXD可用于串行数据的发送。下图１是由1台MCS-51单片机作为主机和由多台单片机作从机组成的主从式多机系统。该主从式多机系统的串行通讯采用RS-232C标准。

图1　主从式多机系统框图

关键技术的实现：

1）命令及命令格式:主机向从机发送的命令可以分成两类：一类命令主机要求所有从机都要接收并执行，称全局命令，如启动、停机、参数设置等命令；另一类命令主机要求所有从机接收，但只允许与该命令中指定的从机机号相同的一台从机执行，称为单机命令。在命令定义和命令格式设计时，要求能区分是全局命令还是单机命令，单机命令要求能区分针对哪台从机。

2) 实时通讯软件的设计:单片机主从式多机系统实时通讯是在实时多任务操作系统的环境中实现的。无论是主机还是每一个从机，都运行着各自的实时操作系统，在其实时操作系统中，主机和从机间的实时通讯功能是由实时通讯任务处理程序，串行发送，接收系统调用和串行发送、接收中断处理程序来实现的。

3、进度安排

第1－4周：查阅相关文献资料，明确研究内容，了解研究所需理论和技术支持手段，汇总所查资料编写综述报告，完成毕业设计开题报告；

第5—9周：根据对课题相关理论和技术的掌握，确定设计方案并进行研究有关技术；完成毕业论文提纲并提交指导老师检阅；

第10—13周：撰写毕业论文初稿，完成要实现的系统的仿真与调试，画出PCB板，做出实物；

第14周：撰写毕业论文，并完成相关外文参考文献的翻译；

第15周：申请毕业论文答辩，准备答辩相关资料。

4、指导教师意见

        指导教师签名： 

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