双机通信案例在单片机串口教学中的应用
打开图片集 摘要将单片机串口理论应用实践问题单片机串口教学设计出双机通信案例。
该案例使用两台单片机分别作发送机和接收机两台单片机串口工作方式;发送机运行发送程序按下发送机控制矩阵键盘按键其键值通串口传送到接收机;接收机运行接收程序并将从串口接收到键值数码管上显示出。
该案例不但可以直观地展现出单片机串口通信程还可以助学生掌握将单片机串口理论应用实践技能因可以推广到高等学校单片机课程教学。
关键词单片机;串口;波特率;矩阵键盘;断图分类G60 献标识码编00930（09）3007503开放科学（）标识码（）l l xl rl r gG Kg（l r rl vr 3038 ）br lv rbl lg r rl （） rl r r r l xl g rl r g xl r g rvg rl r rk g x g rgr k rx kbr r; k vl rvg rg rl r rvg x rvg rgr l k vl gl b xl l r rl r b l l llg g kll lg rl r r r rr l xl b l g r llgK r; rl r; b r; rx kbr; rr《單片机原理及应用》是应用型科高校电子信息类专业广泛开设专业必修课程该课程教学容丰富既有单片机（ r rl ）工作原理理论知识又有将硬件设计和软件编程结合单片机实践应用因教学难较尤其是单片机串口这教学涉及量单片机串口理论知识如单片机串口控制寄存器、串行数据缓冲寄存器B、串行口工作方式、串行通信波特率设置等。
这些理论知识很多比较抽象也很难懂[]。
因很多讲授《单片机原理及应用》课程老师都将备课重放了理论知识传授比如将串行口结构和工作原理制作成动画放课件、用具体传输讲单片机串口方式帧数据传输程、用简化公式讲波特率计算公式这样再教师课堂细心讲学们基上可以掌握单片机串口工作原理但对如何将单片机串口工作原理应用实践仍然理不透掌握不深[]。
原因分析及突破口什么学生《单片机原理及应用》课程学习能够掌握单片机串口理论知识却无法掌握将单片机串口工作原理应用实践技能究其原因主要以下几方面。
是单片机串口有四种工作方式如提供四种工作方式实践应用案例教材容幅课限定情况下教师很难规定课讲授完全部容;二是现有《单片机原理及应用》课程教材介绍单片机串口都只提供单片机原理素材甚至很深理论都涉及了但却都没有提供单片机串口实践应用案例[3];三是串口实践应用案例必须结合具体硬件平台很难到合适通用硬件平台支持单片机串口实践应用;四是即使有合适硬件平台也没有合适实践案例较短课让学生掌握单片机串口实践应用[]。
由上述原因造成了很多高校《单片机原理及应用》课程单片机串口教学效不佳学们认真学习仍然缺乏将单片机串口理论应用实践技能我校是所应用型科高校共有计算机科学与技术、络工程、物工程、电子工程共专业开设了《单片机原理及应用》课程其串口节是教学纲规定教学容以前串口节课程教学也普遍存前述问题但从06年开始我们就开始进行了《单片机原理及应用》课程教学研究重攻关单片机串口教学存学生通理论学习却仍然缺乏将单片机串口理论应用实践技能并取得了定成。
通06级、07级、08级三届学生实践无论是学生评教、期末考核、课程设计、学科竞赛、创新实践学生都普遍展现出较强单片机实践能力尤其是将串口理论应用实践技能现将我们教学方法做总结。
设计双机通信案例作单片机串口教学实践案例双机通信案例是种我们己开发设计单片机串口工作方式使用深圳普科技有限公司3V通用单片机开发仪硬件平台能够课讲授完毕单片机串口实践案例这选择主要是基以下四考虑是单片机串口四种工作方式方式0是作扩展并行输入输出口使用实践应用场合不多[5];方式和方式3是位起始位、9位数据位、位停止位异步通信实践应用9位数据位很少见因方式和方式3应用价值不[6];而方式是位起始位、8位数据位、位停止位异步通信是常见种串行通信数据格式可广泛地应用单片机和单片机串口通信单片机和计算机串口通信计算机和计算机串口通信其8位数据格式特征类似方式0传输波特率可变特性类似方式和方式3因掌握单片机串口方式应用也可以推广到方式0、方式和方式3应用[7]。
二是双机通信案例使用是两块深圳普科技有限公司生产3V通用单片机开发仪这是种非常适合串口开发通用平台提供了单片机串口RX、X、G引出脚很容易外接到其他板卡而且该平台还有丰富输入输出外接设备如键盘、数码管、液晶屏等[8]。
三是双机通信案例实现原理、硬件设计、软件编程、下调试验证难和份量适刚可以课讲授完毕非常适合课堂教学且不会占用太多教学课。
四是双机通信案例虽然教材没有提供但教师可以通智慧课堂、QQ、微信、邮箱等方式提前将相关推送给学生不会妨碍学们预习。
3 双机通信案例设计3 案例介绍双机通信案例是这样利用、B两台3V单片机开发仪以串口方式实现单片机甲和单片机乙双机通信;其单片机甲位3V单片机开发仪单片机乙位开发仪B要按下开发仪矩阵键盘按键0……5开发仪B8数码管0 ……7上显示键盘按键按下键值完成硬件设计、软件编程、并下调试验证。
这案例设计非常精巧是很直观地显示出什么是串口通信明明是按下开发仪矩阵键盘按键其键值却另台开发仪B数码管上显示出由矩阵键盘共有6键通按键变换数码管依次显示不键值更能使学生体会到串行通信神奇;二是体会到串口作用因两台开发仪只是将各单片机串口RX、X、G三引脚连没有其他连接更没有单片机0口、口、口、3口并口相连就能实现双机通信;三是体会到单片机串口方式强功能因程序只设置了方式没有设置方式0、方式、方式3。
3 硬件設计双机通信案例硬件设计致框图如图所示其甲乙两单片机905R单片机甲作发送机其0口接矩阵键盘阵列当矩阵键盘某按键按下通发送程序运行提取出键值并从串口X引脚将键值发送到单片机乙RX引脚;单片机乙作接收机其0口接8数码管阵列数据线0、、三引脚接7L38译码器输入端译码器输出作数码管阵列8数码管片选信。
两单片机串口连其单片机甲X、RX、G引脚分别接单片机乙RX、X、G引脚即两单片机共地。
33 软件编码软件编码包括发送机发送程序编码和接收机接收程序编码。
33 发送程序编码发送程序编码包括头件和宏定义将0口高四位定义四位变量接收矩阵键盘编码做准备定义无整型变量k存放矩阵按键编码多参数延主程序可根据参数设置不提供多延;主函数代码0x0;0x;L0x;设置单片机发送机串口通信波特率9600这是对单片机串口通信比较合适波特率并启动定器接着设置发送机串口工作方式方式开断;然反复执行键盘扫描程序如有键按下则将该按键对应数段码值存入变量k并送入B寄存器当发送完毕及用软件将清零。
主函数主要编码如下0x0;0x;L0x;R;00;;;;33 接收程序编码接收程序编码包括头件主函数串口断函数。
主函数设置接收机波特率和发送机相9600启动定器设置接收机串口工作方式方式启动串口断并设置允许接收R;熄灭数码管这样接收机启动没有收到发送机按键不显示任何容只有接收到传送按键段码值才对应显示。
串口断函数功能是根据接收段码值不选择数码管并显示对应键值显示完R0;软件复位R。
3 下及机调试发送程序和接收程序编制完成集成开发环境Kl v编译生成两独立X件并和3V单片机开发仪配套下软件Z下软件分别下到3V单片机开发仪、B机。
下完成关闭两开发实验仪电以方便两台实验仪硬件电路连接连接完成打开两台实验仪电即可开始实验由发送机是矩阵键盘按下接收机是数码管显示可以很直观地向学生演示发送机按键按下其键值接收机数码管上显示实现了双机通信。
结束语单片机串口课程教学引入双机通信案例作单片机串口教学实践案例所用课只有课但它所带课堂教学效却非常显著。
是学们掌握了单片机串口方式可以适用实践场合比如双机单工通信、半双工通信、全双工通信;二是学们掌握了串口通信硬件设计发送机串口数据线X、RX如何和接收方数据线X、RX相连两单片机串口如何实现共地如何进行其他辅助线路连接;三是掌握了双机通信代码编写技巧即波特率设置方法、串口工作方式设置方法、发送机发送启动代码、接收机接收启动代码、串口断函数编写方法等;四是掌握多单片机协工作软件编程发送机发送程序和接收机接收程序要单独编写编辑及编译使用集成开发环境使用下软件下方法如何操作硬件验证双机通信。
掌握这些技能学生即可灵活熟练地将单片机串口理论应用实践案例诸如单片机和单片机全双工串口通信单片机和计算机全双工串口通信等系列高级实践应用从而真正掌握了单片机串口知识和技能。
我校专业三届学单片机教学我们直把双机通信案例作单片机串口教学重容加以推广学生通双机通信案例教学不但掌握了单片机串口工作原理更能灵活熟练地将单片机串口理论应用实践收到了非常教学效。
参考献[] 金国华毕胜王璐 等单片机实践教学体系构建与实施[]电气电子教学学报080（6）933[] 黄青颖单片机课程项目化教学探[]山东工业技术08（）396[3] 杜衍喆魏庆云郭跃虎基能力培养单片机实验教学模式研究[]集成电路应用0936（）553[] 王建菊黄华单片机开发仪单片机教学使用[]电子世界09（）78[5] 曾德康基单片机数据串口通信研究[]通信电技术0936（3）995[6] 朱昆杨佳尧单片机多串口扩展技术应用分析[]数化用户095（）56[7] 王春光姜兴伟吕德东种基单片机串口器系统设计[]数化用户08（8）8[8] 徐宏庆郑龙根基单片机串口报数据采集模块研制[]工业控制计算机083（）57【通编辑王力】 相关热词 双机串口单片机案例通信