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PC机怎么完成与单片机间串行通讯

中心议题:*PC机与单片机间串行通信的实现*设计方案的介绍*硬件设计*软件设计解决方案:*有线传输*无线传输*…

中心议题:

* PC机单片机串行通讯的完结
* 规划计划的介绍
* 硬件规划
* 软件规划
解决计划:
* 有线传输
* 无线传输
* 选用CCll00收发器经过串口完结PC机与单片机之间的双工无线通讯

单片微型计算机简称单片机,它是将中央处理器(CPU)、存储器(RAM,ROM)、守时/计数器和各种接口电路都集成到一块集成电路芯片上的微型计算机。跟着计算机技能尤其是单片机技能的开展,人们已越来越多地选用单片机来对一些工业操控体系中如温度、湿度等参数进行检测和操控。PC机具有强壮的监控和办理功用,而单片机则具有快速及灵敏的操控特色,经过PC机的RS 232串行接口与外部设备进行通讯,是许多测控体系中常用的一种通讯解决计划。因而怎么完结PC机与单片机之间的通讯具有非常重要的现实意义。针对一些远间隔操控或许是风险性比较高的数据并重和操控的使用状况,本文首要介绍一种用双工方法完结PC机与单片机之间的串行通讯。
  
1 规划计划
  
为了经过串口完结PC机与单片机间的双工通讯,可有如下规划计划。
  
(1)规划计划一:有线传输
  
此计划是指PC机与单片机之间经过电缆线传输数据。有线传输的优势是功用比较稳定,调试简略,而不足之处在于它的使用规模不行广、功用不行好,并且传输间隔受限,这样就大大影响了体系的使用规模。
  
(2)规划计划二:无线传输
  
此计划是指PC机与单片机经过无线信道传输数据。无线传输的最大优势是使用规模广,受间隔亏本较小,在必定规模内能够不必考虑间隔问题,还能够使用在一些高温、风险的场合。
  
因而,本文选用无线传输计划经过串口来完结PC机与单片机之间的双工通讯。无线传输能够用不同的方法来完结,常用的有红外方法、蓝牙方法,其他的还有射频收发芯片如CC1100,PT2262/2272芯片等。
  
红外通讯是使用950 nm近红外波段的红外线作为传递信息的载体,经过红外光在空中的传达来传递信息,由红外发射器和接纳器完结。发射端将二进制数字信号调制成某一频率的脉冲序列,经电光转化电路,驱动红外发射管以光脉冲的方式发送到空中。接纳端将接纳到的光脉冲转化成电信号,再经解谐和译码后恢复出原二进制数字信号。其最大长处是:不易被人发现和截获,保密性强;简直不会遭到电气、天电、人为搅扰,抗搅扰性强。此外,红外线通讯机体积小、重量轻、结构简略、价格低廉。不足之处在于它必须在视距内通讯,且传达受气候的影响。
  
CCll00是一种低成本真实单片的UHF收发器,为低功耗无线使用而规划。CCll00构建高功用射频无线数据传输技能计划使用无线通讯模块选用通明方式进行通讯,即所收即所发,具有通讯间隔远、低功耗、接口灵敏等长处,使用者无需编码和操控。CCll00通讯间隔(视距)大于300 m,并且能隔墙遥控,操作便利。
  
归纳上述剖析,本文介绍的是选用CCll00收发器经过串口来完结PC机与单片机之间的双工无线通讯。
  
2 硬件规划
  
2.1 整体框图
  
此双工无线通讯体系的整体框图如图1所示。我们此体系可完结双工通讯,因而它可分为两个通讯进程:PC机(上位机)经过上位机程序界面发送数据给单片机,并送给液晶屏显现相应的数据;键盘输入数据传给单片机,接着发送给PC机,并在PC机上位机程序界面上显现出来。

2.2 完结电路图
  
对应于上述框图的电路实物图如图2所示。其左右两个电路别离对应上述框图中的左右两个部分。整体来说,它包含电平转化电路、单片机处理部分、无线收发部分(CCll00收发器)、液晶显现模块和键盘输入模块五个部分。

  
(1)电平转化电路
  
PC机的串行口选用的是规范的RS 232接口,单片机的串行口电平是FTL电平,而TTL电平特性与RS 232的电气特性不匹配,因而为了使单片机的串行口能与RS 232接口通讯,必须将串行口的输入/输出电平进行转化。通常用MAX232芯片来完结电平转化。
  
(2)单片机部分
  
单片机部分包含单片机、复位电路和时钟电路。它将串口送过来的数据传输给CC1100收发器,或许将CCll00收发器传送过来的数据经过串口给PC机。单片机的复位电路和时钟电路是单片机作业所必需的。
  
(3)无线收发部分
  
无线收发部分由CC1100收发器组成,它将接纳到的数据经过天线发射出去或从天线接纳发送过来的数据。
  
(4)液晶显现模块
  
此处选用LCDl602液晶模块,其内部的字符产生存储器现已存储了160个不同的点阵字符图形,这些字符有:阿拉伯数字、英文字母的大小写、常用的符号和日文化名等,每一个字符都有一个固定的代码。
  
(5)键盘输入模块
  
在键盘中按键数量较多时,为了削减I/O口的占用,通常将按键排列成矩阵方式。在矩阵式键盘中,每条水平线和垂直线在交叉处不直接连通,而是经过一个按键加以衔接。这样,一个端口(如P1口)就能够构成4×4=16个按键,比之直接将端口用于键盘多出了一倍。由此可见,在需求的键数比较多时,选用矩阵法来做键盘是比较好的。矩阵式键盘的按键识别方法为行扫描法。此处选用4×4的矩阵键盘来输入O~9的数字和a~f的字母。

3 软件规划
  
本体系的软件规划方面包含上位机程序和单片机程序的规划。上位机程序要完结的功用是在电脑上显现一个操作界面,它可替代串口调试东西。
  
3.1 上位机程序
  
上位机程序能够用VB,VC++等言语来编程,但本计划选用比较便利的C#来编程完结,其流程图如图3所示。

 

2.2 完结电路图
  
对应于上述框图的电路实物图如图2所示。其左右两个电路别离对应上述框图中的左右两个部分。整体来说,它包含电平转化电路、单片机处理部分、无线收发部分(CCll00收发器)、液晶显现模块和键盘输入模块五个部分。

  
(1)电平转化电路
  
PC机的串行口选用的是规范的RS 232接口,单片机的串行口电平是FTL电平,而TTL电平特性与RS 232的电气特性不匹配,因而为了使单片机的串行口能与RS 232接口通讯,必须将串行口的输入/输出电平进行转化。通常用MAX232芯片来完结电平转化。
  
(2)单片机部分
  
单片机部分包含单片机、复位电路和时钟电路。它将串口送过来的数据传输给CC1100收发器,或许将CCll00收发器传送过来的数据经过串口给PC机。单片机的复位电路和时钟电路是单片机作业所必需的。
  
(3)无线收发部分
  
无线收发部分由CC1100收发器组成,它将接纳到的数据经过天线发射出去或从天线接纳发送过来的数据。
  
(4)液晶显现模块
  
此处选用LCDl602液晶模块,其内部的字符产生存储器现已存储了160个不同的点阵字符图形,这些字符有:阿拉伯数字、英文字母的大小写、常用的符号和日文化名等,每一个字符都有一个固定的代码。
  
(5)键盘输入模块
  
在键盘中按键数量较多时,为了削减I/O口的占用,通常将按键排列成矩阵方式。在矩阵式键盘中,每条水平线和垂直线在交叉处不直接连通,而是经过一个按键加以衔接。这样,一个端口(如P1口)就能够构成4×4=16个按键,比之直接将端口用于键盘多出了一倍。由此可见,在需求的键数比较多时,选用矩阵法来做键盘是比较好的。矩阵式键盘的按键识别方法为行扫描法。此处选用4×4的矩阵键盘来输入O~9的数字和a~f的字母。

3 软件规划
  
本体系的软件规划方面包含上位机程序和单片机程序的规划。上位机程序要完结的功用是在电脑上显现一个操作界面,它可替代串口调试东西。
  
3.1 上位机程序
  
上位机程序能够用VB,VC++等言语来编程,但本计划选用比较便利的C#来编程完结,其流程图如图3所示。

 

3.2 单片机程序
  
单片机程序首要包含主程序、单片机发送子程序、单片机接纳子程序、液晶显现子程序、键盘输入子程序五部分,均选用C言语进行模块化编程。我们篇幅原因,下面只给出了单片机发送子程序和接纳子程序,如图4,图5所示。

  
4 测验成果
  
测验时,衔接好硬件翻开串行口COM1,并设波特率为9 600 b/s。单片机发送字符串“675”给PC机,其液晶显现如图6所示,相应的PC机界面显现如图7所示。PC机发送”69asd”给单片机,液晶屏上即可接纳到“69asd”,如图8,图9所示。测验成果阐明:根据串行口的PC机与单片机之间的双工无线通讯是切实可行的,并且无线传输的间隔至少可到达100 m。

  
5 结语
  
选用CCll00收发器经过串口完结了PC机与单片机之间的双工无线通讯。此体系可使用到一些远间隔操控或许是风险性比较高的数据并重和操控的场合,用于并重温度、湿度等参数,还可扩展到无线传感器网络范畴,完结比如无线抄表、智能家居等体系。

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