毕业论文：专科毕业设计51单片机通信设计与分析 ㊣ 精品文档 值得下载

通用总线型单片机体系结构。

完善的外部总线。

设置了经典的位单片机的总线结构，包括位数据总线位地址总线控制总线及具有多机通信功能的串行通信接口。

外围功能单元的集中管理模式。

体现工控特性的地址空间及位操作方式。

指令系统趋于丰富和完善，并且增加了许多突出控制功能的指令。

第三阶段位单片机的巩固发展及位单片机的推出阶段，也是单片机向微控制器发展的阶段。

公司推出的系列单片机，将些用于测控系统的模数转换器程序运行监视器脉宽调制器等纳入片中，体现了单片机的微控制器特征。

第四阶段微控制器的全面发展阶段。

随着单片机在各个领域全面深入地发展和应用，出现了高速大寻址范围强运算能力的位位位通用型单片机，以及小型廉价的专用型单片机。

目前，单片机正朝着高性能和多品种方向发展，今后单片机的发展趋势将是进步向着化低功耗化低电压化低噪声与高可靠性大容量化高性能化小容量低价格化外围电路内装化和串行扩展技术。

随着半导体集成工艺的不断发展，单片机的集成度将更高体积将更小和功能将更强。

片机的主要特点单片机主要有如下特点有优异的性能价格比。

集成度高体积小有很高的可靠性。

单片机把各功能部件集成在块芯片上，内部采用总线结构，减少了各芯片之间的连线，大大提高了单片机的可靠性和抗干扰能力。

另外，其体积小，对于强磁场环境易于采取屏蔽措施，适合在恶劣环境下工作。

制功能强。

为了满足工业控制的要求，般单片机的指令系统中均有极丰富的转移指令口的逻辑操作以及位处理功能。

单片机的逻辑控制功能及运行速度均高于同档次的微机。

低功耗低电压，便于生产便携式产品。

外部总线增加了及等串行总线方式，进步缩小了体积，简化了结构。

单片机的系统扩展和系统配置较典型规范，容易构成各种规模的应用系统。

单片机的应用由于单片机具有显著的优点，它已成为科技领域的有力工具，人类生活的得力助手。

它的应用遍及各个领域，主要表现在以下几个方面单片机在智能仪表中的应用单片机在机电体化中的应用单片机在实时控制中的应用单片机在分布式多机系统中的应用单片机在人类生活中的应用单片机已成为计算机发展和应用的个重要方面，另方面，单片机应用的重要意义还在于，它从根本上改变了传统的控制系统设计思想和设计方法。

从前必须由模拟电路或数字电路实现的大部分功能，现在已能通过单片机来实现了。

这种用软件代替硬件的控制技术也称为微控制技术，是对传统控制技术的次革命。

由单片机组成控制器的结构和特点单片微型计算机是微型计算机发展中的个重要分支，是把构成台微型计算机的主要部件如中央处理器存储器和各种功能接口集成在块芯片上的单芯片微型计算机，简称单片机由于它的结构与指令功能都是按工业控制要求设计的，且近年来单片机着力扩展了各种控制功能如等，因此我们更多时候称其为个单片形态的微控制器，或直接称其为微控制器。

用单片机组成的微机控制系统具有以下特点受集成度限制，片内存储器容量较小，般片内小于字节，片内小于字节但可在外部进行扩展，如系列单片机的片外可擦可编程只读存储器静态随机存储器可分别扩展至字节。

可靠性高。

单片机芯片本身是按工业控制环境要求设计的，其抗工业噪声的能力优于般通用程序指令及其常数表格固化在中不易破坏常用信号通道均在个芯片内，故可靠性高。

易扩展。

片内具有计算机正常运行所必须的部件，芯片外部有许多供扩展用的总线及并行串行输入输出端口，很容易构成各种规模的微机控制系统。

控制功能强。

为了满足工业控制要求，单片机的指令系统中有极丰富的条件分支转移指令口的逻辑操作以及位处理功能。

般来说，单片机的逻辑控制功能及运行速度均高于同档次的微处理器。

般的单片机内无监控程序或系统管理软件，软件开发工作量大。

但近年来已开始出现了片内固化有解释程序及操作系统的单片机，使单片机系统的开发提高了个新水平。

此外，单片机成本低集成度高控制功能多，可灵活地组装成各种智能控制装置，并能有针对性设计成专用系统，解决从简单到复杂的各种需要，实现最佳的性价比。

特别是单片机与传统机械产品相结合，使原有机械产品的结构简化控制智能化。

如数控机床就是典型实例。

近年来，单片机发展极快，其产量占微机产量的以上。

目前，至少有个系列余种机型的单片无线发射器件。

合成器产生载频和正交信号输出。

输入相位信号用来驱动功率放大器。

天线调谐正交信号用来比较天线信号相位。

天线调谐控制部分检测天线通道中发射信号的相位和控制变容二极管的电容，以调谐天线，实现天线自动调谐。

功率放大器输出受发射偏置控制单元控制。

调制，提供低功耗模式，数据传输速率为。

使用中应注意的问题是引脚是基准振荡端，连接晶振到地，或采用耦合方式输入峰峰值为的时钟脉冲。

发射频率是基准振荡器频率的倍基准振荡频率发射频率。

如果使用外接时钟信号，须采用耦合方式，输入信号幅度峰峰值为。

使用差分输出去驱动天线负载。

功率放大器输出级包含有个变容二极管，它自动与天线的电感调谐，以保证谐振在发射频率上。

典型的导线天线的电感与回路的尺寸天线导线的宽度铜泊的厚度和接地板的位置有关。

设计时般选择变容二极管的电容值为。

天线电感由公式计算。

功率放大器的输出功率与端引脚上的电压有关。

正常工作时，该引脚端上的电压被设置在之间。

端上的电压上升，输出功率加大但是，如果端上的电压超过，功率放大器被限流，输出功率不再增加。

减少端的电压可降低电源功率消耗，同时也会减少输出功率。

端引脚是待机模式控制。

接为发射方式，接为待机模式。

芯片对电源纹波敏感，正确地电源旁路是必需的，般使用个电容并联在和之间。

使用中应注意的问题是在发射模式下，通信速率最高为发送数据之前须将电路置于发射模式的第脚接收模式转换为发射模式的转换时间至少可以发送任意长度的数据发送结束后应将电路置于接收模式的第脚发射模式转换为接收模式的转换时间至少。

在待机模式的，的下，电路不发射接收数据。

设计串行通信程序应考虑双方通信的协议，有效数据识别标志，数据的检错纠错和校验。

单片机串口接口与兼容单片机的串行口在方式工作状态下，使用移位寄存器芯片可以扩展多个位并行口。

在点阵显示屏应用系统中，般都采用数据同步移位输出方式，并使用移位寄存器芯片如扩展并行口驱动点阵显示。

点阵显示采用扫描方式，为不产生闪烁感，每秒需要传送屏点阵显示数据，因此有大量的数据要通过同步移位的方式送到显示驱动电路部分，这就要求单片机能够快速地输出数据。

单片机的串行口在方式工作状态下，数据以的波特率输出，个字节数据写入后，需检查中断标志位是否为并清或延时几个机器周期后才能继续写入了个数据，输出速度慢。

在点阵显示屏应用系统中，系统与机之间的通讯需要使用单片机的串行口，显示数据的同步移位输出口只有另外扩展。

本文介绍的高速串行同步移位输出口以下简称扩展串行口电路，采用模块化设计，给出基于和两种电路的实现方案，波特率提高到，数据输出不需要等待或延时。

扩展串行口与单片机的连接扩展串行口电路框图如图所示。

与并行存储器芯片类似，扩展串行口被视为个外部地址单元，直接挂接在的外部数据总线上，为数据线，为片选信号，为写脉冲信号，也是扩展串行口的输出控制信号。

外接晶体振荡器的振荡信号经二个与非门整形后为扩展串行口提供时钟脉冲。

和分别是扩展串行口的数据输出端和同步移位脉冲输出端。

图扩展串行输出口与单片机的连接操作指令假设分配给扩展串行口的地址是，使用，或，指令将数据写入扩展串行口并移位数据。

下面的程序段将内部数据区首址为的字节数据送扩展串行口同步移位输出设置扩展串行口地址高位设置内部数据区首址输出字节个数从内部数据区读入字节指向内部数据区下个地址单元数据送扩展串行口输出字节未送完继续图扩展串行口原理图基于电路的设计方案和工作原理图是用电路实现的扩展串行口电路。

是有预置清零功能的双上升沿触发器，构成脉冲发生器计数器原理，是位并行输入串行输出移位寄存器。

执行，或，指令时，数据被锁存在中。

产生脉冲信号的时序如图所示。

图中，分别是个触发器的输出端，扩展串行口片选有效，写脉冲到来时在时钟脉冲的上升沿触发器的输出，复位，使写脉冲结束后则，计数器的复位端无效，计数器开始计数，同时在端输出方波脉冲第个脉冲结束后则，计数器被复位，停止计数，等待下个写脉冲。

端输出的个脉冲作为同步移位脉冲接的脚，同时也是扩展串行输出口的同步移位脉冲输出信号由指令锁存在中的数据在同步移位脉冲的作用下，从扩展串行输出口的数据端输出。

单片机扩展高速串行同步移位输出口的方法，以及基于电路的实现方案，在点阵显示屏系统中都已得到成功的应用。

扩展串行口采用模块化设计，很容易移植到其他应用系统中。

结论我所做的是单片机串行通信发射机，从去年放假我就开始准备。

毕业设计完成了，达到了预期的目的。

开始拿到这个题目的时候，真不知道从哪下手，在老师的指导下，自己找资料看书，总算完成了。

通过这次的毕业设计，使我对单片机有了更深的认识，从理论和实践上都得到了很大的提高，所以这次任务的完成是我学到了很多东西。

首先，丰富了自己的知识面，学到了以前没能学通的东西，具体了解了怎样去完成个电路的设计从流程图电路图焊接电路板检查电路板仿真到烧片整套东西。

从毕业设计中，学到了单片机的内部结构及其工作原理，了解了时钟电路和控制电路的工作原理，还有共阳极数码管的工作原理，巩固了汇编语言的使用能力，提高了自己动手的能力，学到了很多经验，并且提高了自己分析问题的能力和创新能力，得到了理论联系实际的机会，做出了成果。

使自己在硬件设计方面树立了信心，为以后从事这方面的工作打好了基础，这也是这次毕业设计的最大收获。

在开始接触这个题目的时候，真的很茫然，不知道从哪开始下手，不知道单片机串行发射接口是干什么的怎么才能做出来用什么做这些问题个都不知道。

后来在薛老师的指导下，才知道我要怎么开始做。

自己就开始找资料，了解单片机数码显示管的有关知识，学习时钟电路控制电路的设计原理，看不懂的时候就去问老师同学。

在这些都搞得比较明白后就开始画设计流程图和电路图，最后用了很长时间才画出自己的电路图，给老师看后，在老师的帮助下，改正了几处有问题的地方，定稿后就去买元器件。

因为第次设计电路，因此就多买了些元件，这就保证了后面因为焊接替换的元器件。

电路的焊接比较容易，因为以前有经验，很快就做出了板子。

但接下来的检测可就费了不少劲