实验课件实验10机器人中UART的应用.pptVIP

实验十、机器人中UART的应用 内容 了解串口的工作机制，并且可以尝试自己编程，进行简单的机器人与上位机的通信。 10.1 串口的工作方式 “串口”你已经不陌生了，在前面的章节中，你经常需要在调试终端上显示数据，这些数据就是机器人的大脑——单片机AT89S52通过串口向你的电脑传送的。 串口通讯UART（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，通用异步收发器）是一种能够把二进制数据按位（bit）传送的通信方式。单片机AT89S52拥有1个串行通信接口。该串口可在很宽频率范围内以多种模式工作，其主要功能如下：在输出数据时，把数据进行并-串转换，即单片机将８位并行数据送到串口输出；在输入数据时，把数据进行串-并转换，即从串口读入外部串行数据并将其转换为８位并行数据送到单片机。 AT89S52（各个引脚定义参见数据手册）大部分端口都有第2功能，串口就用到了端口的第2功能。端口P3.0（RXD，第10号引脚）用来串口接收，端口P3.1（TXD，第11号引脚）用来串口发送。 AT89S52串口支持双全工模式（同时收发），并具有接收缓冲功能，即在接收第2个字符时，将先前接收到的第1个字符保存在缓冲区中，只要CPU在第2个字符接收完成之前读取了第1个字符，数据就不会丢失。 AT89S52提供了两个特殊功能寄存器SBUF和SCON供软件访问和控制串口。 串口缓冲寄存器SBUF实际上是2个寄存器。写SBUF的操作把待发送的数据送入，读SBUF的操作把接收到的数据取出。两个操作分别对应于两个不同的寄存器，见图10-1。 串口控制寄存器SCON包含串口的状态位和控制位，可进行位操作。控制位决定串口的工作模式，状态位代表数据发送和接收结束后的状态。可用软件来查询状态位，也可编程使其触发中断。 串口的工作频率，即波特率，可以是固定的，也可以是变化的。如果使用可变的波特率，波特率的时钟信号由定时器1提供，而且必须对其作相应的编程。 SCON寄存器简表 串口工作模式选择 10.2 RS232电平与TTL电平转换 TTL（Tansistor-Transistor Logic），是指三极管－三极管逻辑电路。很多单片机，包括你所使用的AT89S52都是用的这种标准。它的逻辑“1”电平是5V，逻辑“0”电平是0V。 RS232标准是1969年由美国电子工业协会（EIA）联合贝尔系统、调制解调器厂家及计算机终端生产厂家共同制定的用于串行通讯的标准。它的逻辑“1”电平是-5V－-15V，逻辑“0”电平是+5V－+15V。 PC机与单片机电平转换示意 10.3 编写串口通信程序 例程 uart.h 10.4 串口工作流程 C51库函数中包含有字符的I/O函数，他们通过单片机串口来工作，这些I/O函数都依赖于两个函数：putchar( )函数和getkey( )函数。 你可以在“C:\Program Files\Keil\C51\LIB”目录下找到这两个函数的定义。其中getkey( )函数前面加了下划线“_”，表示该函数并不是标准的C库函数。uart.h头文件修改了这两个函数用来满足自己的需求。 发送 例如 HelloRoBot.c——printf(“Hello,this is a message from your Robot\n”); printf( )函数调用putchar( )函数将第一个字符（字符‘H’）发送到寄存器SBUF中；SBUF满，TI置位，进入中断处理函数发送该字符；之后，字符‘H’通过串口线到达PC机串口，串口调试窗口进行接收处 理，并将字符‘H’在接收区内显示。 如此往复，直到printf( )函数发送最后一个字符‘\n’——回车命令，将光标置位在下一行，发送工作才结束。整个发射流程如下。 接收 例如 ControlServoWithComputer.c——scanf(%d,PulseDuration); 当你在串口调试窗口“发送区”内写入整数1700并点击“发送”按钮时，调试窗口会将字符‘6’（整数1700在十六进制的表示下为6A4，转换过程由调试窗口程序完成）通过串口线发送到单片机的串口。 scanf( )函数通过调用getkey( )函数从单片机串口处接收字符‘6’，接收缓冲寄存器SBUF满，RI置位，进入中断处理函数，取出字符‘6’；如此循环，直到全部数据接收完。 最后，scanf( )函数再将接收到的数据，即1700赋给变量PulseDuration。 串口总共由九个信号口组成，但要完成信号的收发，只需用RXD、TXD和GND即可。连接时需要注意：PC机的接收端（RXD）与单片机的发送端（TXD）相连；PC机的发送端（TXD）与单片机的接收端（RXD