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专业综合课程设计任务书学生姓名: 专业班级: 指导教师: 工作单位: 题 目: 基于PC机Windows环境下数据通信、处理及存储程序设计与实现。初始条件:(1) 提供实验室机房及安装Windows系统的PC机;(2) 数据通信的基本理论学习。 要求完成的主要任务:(包括课程设计工作量及其技术要求,以及说明书撰写等具体要求):(1)在PC机Windows环境下设计出一款集数据发送、接收处理及存储程序;(2)通信接口为RS-232,USB,网卡任意一款;(3)通信的数据流自定,处理操作自定;(4)接收的数据以文件的形式存在硬盘上;(5)对结果进行分析; (6)要求阅读相关参考文献不少于5篇;(7)根据课程设计有关规范,按时、独立完成课程设计说明书。时间安排: (1) 布置课程设计任务,查阅资料,确定方案 四天; (2) 进行编程设计 一周; (3) 完成课程设计报告书 三天;指导教师签名: 年 月 日系主任(或责任教师)签名: 年 月 日目录摘要I1 Proteus软件简介12 Visual Basic 6.0简介23 串口通信原理33.1串行通信定义33.2串行通信的异步通信43.3波特率43.4串行接口的基本特点53.4.1串行端口工作方式54单片机与PC机通信84.1 AT89C51单片机上对应端口介绍84.3单片机通信代码94.4仿真电路图115 VB设计PC机125.1界面设计125.2 VB设计的窗体125.3 VB代码126 串口通信结果及其分析226.1通信结果226.2结果分析247 实物图258心得体会26参考文献27摘要为了实现本次课设的要求,完成基于PC机Windows环境下数据通信、处理及存储程序设计与实现。我们采用Visual Basic 6.0软件设计和Proteus单片机串口仿真来完成课程设计的要求。我们选取的是通信接口为RS-232,利用单片机与PC机的之间相互通信来实现课设要求,Visual Basic软件主要用于设计代表PC机的窗体,实现PC机进行串口通信的基本功能;Proteus软件仿真的单片机用于模拟单片机,完成与PC机的通信。本次课设除了要用到VB和Proteus软件外,还需使用KEIL软件生成适用于51单片机的.HEX文件,以及用到Virtual Serial Port Driver软件来对PC机和单片机之间串口进行连接,使用VSPD软件来设置连接串口的时候我将单片机设为COM3,PC机设为COM1。关键字:RS-232 ,串口通信,Proteus,Visual Basic 6.01 Proteus软件简介 Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真软件),从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真,一键切换到PCB设计,真正实现了从概念到产品的完整设计。是目前世界上唯一将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台,其处理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等,2010年又增加了Cortex和DSP系列处理器,并持续增加其他系列处理器模型。在编译方面,它也支持IAR、Keil和MPLAB等多种编译器。Proteus软件具有其它EDA工具软件(例:multisim)的功能。这些功能是:1原理布图2PCB自动或人工布线3SPICE电路仿真4互动的电路仿真5仿真处理器及其外围电路Proteus拥有丰富的资源,它体现在:1Proteus可提供的仿真元器件资源:仿真数字和模拟、交流和直流等数千种元器件,有30多个元件库。2Proteus可提供的仿真仪表资源 :示波器、逻辑分析仪、虚拟终端、SPI调试器、I2C调试器、信号发生器、模式发生器、交直流电压表、交直流电流表。理论上同一种仪器可以在一个电路中随意的调用。3除了现实存在的仪器外,Proteus还提供了一个图形显示功能,可以将线路上变化的信号,以图形的方式实时地显示出来,其作用与示波器相似,但功能更多。这些虚拟仪器仪表具有理想的参数指标,例如极高的输入阻抗、极低的输出阻抗。这些都尽可能减少了仪器对测量结果的影响。4Proteus可提供的调试手段 Proteus提供了比较丰富的测试信号用于电路的测试。这些测试信号包括模拟信号和数字信号。 Proteus不仅可将许多单片机实例功能形象化,也可将许多单片机实例运行过程形象化。前者可在相当程度上得到实物演示实验的效果,后者则是实物演示实验难以达到的效果。 课程设计、毕业设计是学生走向就业的重要实践环节。由于PROTEUS提供了实验室无法相比的大量的元器件库,提供了修改电路设计的灵活性、提供了实验室在数量、质量上难以相比的虚拟仪器、仪表,因而也提供了培养学生实践精神、创造精神的平台随着科技的发展,“计算机仿真技术”已成为许多设计部门重要的前期设计手段。它具有设计灵活,结果、过程的统一的特点。可使设计时间大为缩短、耗资大为减少,也可降低工程制造的风险。相信在单片机开发应用中PROTEUS也能茯得愈来愈广泛的应用。2 Visual Basic 6.0简介Visual Basic(VB)是由微软公司开发的包含协助开发环境的事件驱动编程语言。它源自于BASIC编程语言。VB拥有图形用户界面(GUI)快速应用程序开发(RAD)系统,可以轻易的使用DAO、RDO、ADO连接数据库,或者轻松的创建ActiveX控件。程序员可以轻松的使用VB提供的组件快速创建一个应用程序。VB的中心思想就是要便于程序员使用,无论是新手或者专家。VB使用了可以简单创建应用程序的GUI系统,但是又可以开发相当复杂的程序。VB的程序是一种基于窗体的可视化组件安排的联合,并且增加代码来指定组建的属性和方法。因为默认的属性和方法已经有一部分定义在了组件内,所以程序员不用写多少代码就可以完成一个简单的程序。过去的版本里面VB程序的性能问题一直被放在了桌面上,但是随着计算机速度的飞速增加,关于性能的争论已经越来越少。窗体控件的增加和改变可以用拖放技术实现。一个排列满控件的工具箱用来显示可用控件(比如文本框或者按钮)。每个控件都有自己的属性和事件。默认的属性值会在控件创建的时候提供,但是程序员也可以进行更改。很多的属性值可以在运行时候随着用户的动作和修改进行改动,这样就形成了一个动态的程序。举个例子来说:窗体的大小改变事件中加入了可以改变控件位置的代码,在运行时候每当用户更改窗口大小,控件也会随之改变位置。在文本框中的文字改变事件中加入相应的代码,程序就能够在文字输入的时候自动翻译或者阻止某些字符的输入。VB的程序可以包含一个或多个窗体,或者是一个主窗体和多个子窗体,类似于操作系统的样子。有很少功能的对话框窗口(比如没有最大化和最小化按钮的窗体)可以用来提供弹出功能。VB的组件既可以拥有用户界面,也可以没有。这样一来服务器端程序就可以处理增加的模块。VB使用引用计数的方法来进行垃圾收集,这个方法中包含有大量的对象,提供基本的面向对象支持。因为越来越多组建的出现,程序员可以选用自己需要的扩展库。和有些语言不一样,VB对大小写不敏感,但是能自动转换关键词到标准的大小写状态,以及强制使得符号表入口的实体的变量名称遵循书写规则。默认情况下字符串的比较是对大小写敏感的,但是可以关闭这个功能。VB使得大量的外界控件有了自己的生存空间。大量的第三方控件针对VB提供。VB也提供了创建、使用和重用这些控件的方法,但是由于语言问题,从一个应用程序创建另外一个并不简单。3 串口通信原理3.1串行通信定义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RS-232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。3.2串行通信的异步通信字符帧也叫数据帧,由起始位、数据位、奇偶校验位和停止位等四部分组成。在串行通信中,发送端一帧一帧发送信息,接收端一帧一帧接收信息。两相邻字符帧之间可以无空闲位,也可以由若干空闲位,自行定义。串行通信的数据或者字符是一帧一帧地传送,在异步通信中,一帧数据先用一个起始位“0”表示字符的开始,然后是58位上数据,即该字符的代码,规定低位在前,高位在后,接下来是奇偶校验位,最后一个停止位“1”表示字符的结束。下面是异步通信一帧数据为10位的帧格式见图3-1。图3-1字符帧格式图3.3波特率波特率是通信中对数据传送速率的要求。在计算机通信中,其意义是每秒钟传送多少位二进制数。假如异步传送速率为每秒120个字符,每个字符有1个起始位,8个数据位,1个停止位组成,则其传送波特率为 传送一位所需要的时间为波特率的倒数,即 在串行传输中,二进制数据序列是以数字波形出现的,发送时在发送时钟下将通信线上传来的数据串行移入移位寄存器,所以,发送时钟和接受时钟也可作移位时钟。能产生该时钟的电路称为波特率发生器。为提高采样的分辨率,准确地测定数据位的上升沿或下降沿,时钟频率总是高于波特率的若干倍,这个倍数称为波特率因子。在单片机中,发送和接收时钟可以由系统时钟fosc产生,其波特率因子为12,32,64.如果波特率由fosc决定称为固定波特率方式。也可以由单片机的内部定时器T1产生,它工作于自动重装8位定时方式,由于定时器的计数初值可以人为的改变,T1产生的时钟频率就可以改变,称为可变波特率方式。3.4串行接口的基本特点3.4.1串行端口工作方式MCS-51单片机的串行端口有4种基本工作方式,通过编程设置,可以使其工作在任一方式,以满足不同场合的需要。其中,方式0主要用于外接移位寄存器,以扩展单片机的IO电路;工作方式1多用于双机之间或与外设电路的通信;方式2、3除有方式1的功能外,还可以作多机通信,以构成分布式多微机系统。 串行端口有两个控制寄存器SCON、PCON,用于设置工作方式、发送或接收的状态、特征位、数据传送波特率每秒传送的位数以及作为中断标志等。串行端口有一个数据寄存器SBUF在特殊功能寄存器中的字节地址为99H,该寄存器为发送和接收所共用。串行端口的波特率可以用程序来控制。在不同工作方式中,由时钟振荡频率的分频值或由定时器T1的定时溢出时间确定,使用十分方便灵活。串口控制寄存器:输入:在时,串行口采样RXD引脚,当采样到1至O的跳变时,确认是串行发送来的一帧数据的开始位0,从而开始接收一帧数据。只有当8位数据接收完,并检测到高电平停止位后,只有满足;或接收到的第9位数据为1时,停止位才进入RB8,8位数据才能进入接收寄存器,并由硬件置位中断标志RI;否则信息丢失。所以在方式1接收时,应先用软件清零RI和SM2标志。1. 方式2方式2为固定波特率的11位UART方式。它比方式1增加了一位可程控为1或0的第9位数据。输出:发送的串行数据由TXD端输出一帧信息为11位,附加的第9位来自SCON寄存器的TB8位,用软件置位或复位。它可
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