51单片机下载线设计.doc

1、 本科生毕业论文(设计)51单片机下载线设计院系名称姓名学号专业指导教师2015年4月28日14摘要本文设计了利用51单片机和使用max232芯片的串行口进行通信控制。单片机是一种可以独立完成对数字信号的算术运算，逻辑控制，串行通信等功能的微型计算机。当需要处理较复杂数据或需要对多个采集数据进行综合处理以及需要进行集散控制时，将单片机采集的数据通过串行口传输到具有更高级语言或数据库语言的设备进行处理，或实现对单片机的远程控制。因此，实现单片机与设备之间的通信更具有实际意义。关键词：51单片机； max232； 串口AbstractIn this paper, the design of the

2、 use of 51 single-chip microcomputer and MAX232 serial port communication control chip. SCM is an independently on digital signal arithmetic, logic control, microcomputer serial communication function. When the need to deal with more complex data or the need for comprehensive treatment of a pluralit

3、y of data collection as well as the need for distributed control, the single chip computer through serial port and data transmission to the more advanced language and database language equipment for processing, or to achieve single-chip remote control. Therefore, to achieve communication between the

4、 microcontroller and the equipment has more practical significanceKey Words: 51 single chip microcomputer, MAX232, Serial port目录1 引言12 绪论12.1 单片机的发展12.1.1 51单片机的性能12.1.2 51单片机的特点12.1.3 串口通信的简介13.1元器件的选择23.1.1 MAX232的性能23.1.2 电路设计23.1.3 实物展示23.1.4特点比较24 结论3参考文献8致谢91 引言人类社会已经进入信息化时代，信息社会的发展离不开电子产品的进步。

5、单片机的出现使人类实现利用编程来代替复杂的硬件搭建电路，它靠程序运行，并且可以修改。通过不同的程序实现不同的功能，尤其是特殊的独特的一些功能，这是别的器件需要费很大力气才能做到的，有些则是花大力气也很难做到的。单片机应用的意义不仅在于它的广阔范围及所带来的经济效益，更重要的意义在于，单片机的应用从根本上改变了控制系统传统的设计思想和设计方法。以前采用硬件电路实现的大部分控制功能，正在用单片机通过软件方法来实现。以前自动控制中的PID调节，现在可以用单片机实现具有智能化的数字计算控制、模糊控制和自适应控制。这种以软件取代硬件并能提高系统性能的控制技术称为微控技术。随着单片机应用的推广，微控制技术

6、将不断发展完善。在以单片机为基础的数据采集和实时控制系统中，通过计算机中的RS-232接口进行计算机与单片机之间的命令和数据传送，就可以对生产现场进行监测和控制。2 绪论2.1单片机的发展现在可以说单片机是百花齐放，百家争鸣的时期，世界上各大芯片制造公司都推出了自己的单片机，从8位、16位到32位，数不胜数，应有尽有，有与主流C51系列兼容的，也有不兼容的，但它们各具特色，互成互补，为单片机的应用提供广阔的天地。1、低功耗CMOS化MCS-51系列的8031推出时的功耗达630mW,而现在的单片机普遍都在100mW左右,随着对单片机功耗要求越来越低,现在的各个单片机制造商基本都采用了CMOS(

7、互补金属氧化物半导体工艺)。80C51就采用了HMOS(即高密度金属氧化物半导体工艺)和CHMOS(互补高密度金属氧化物半导体工艺)。CMOS虽然功耗较低,但由于其物理特征决定其工作速度不够高,而CHMOS则具备了高速和低功耗的特点,这些特征,更适合于在要求低功耗,电池供电的应用场合。所以这种工艺将是今后一段时期单片机发展的主要途径。2、微型单片化现在常规的单片机普遍都是将中央处理器(CPU)、随机存取数据存储(RAM)、只读程序存储器(ROM)、并行和串行通信接口,中断系统、定时电路、时钟电路集成在一块单一的芯片上,增强型的单片机集成了如A/D转换器、PMW(脉宽调制电路)、WDT(看门狗)

8、、有些单片机将LCD(液晶)驱动电路都集成在单一的芯片上,这样单片机包含的单元电路就更多,功能就越强大。甚至单片机厂商还可以根据用户的要求量身定做,制造出具有自己特色的单片机芯片。 此外,现在的产品普遍要求体积小、重量轻,这就要求单片机除了功能强和功耗低外,还要求其体积要小。现在的许多单片机都具有多种封装形式,其中SMD(表面封装)越来越受欢迎,使得由单片机构成的系统正朝微型化方向发展。3、主流与多品种共存现在虽然单片机的品种繁多,各具特色,但仍以80C51为核心的单片机占主流,兼容其结构和指令系统的有PHILIPS公司的产品,ATMEL公司的产品和中国台湾的Winbond系列单片机。所以C8

9、051为核心的单片机占据了半壁江山。而Microchip公司的PIC精简指令集(RISC)也有着强劲的发展势头,中国台湾的HOLTEK公司近年的单片机产量与日俱增,与其低价质优的优势,占据一定的市场分额。此外还有MOTOROLA公司的产品,日本几大公司的专用单片机。在一定的时期内,这种情形将得以延续,将不存在某个单片机一统天下的垄断局面,走的是依存互补,相辅相成、共同发展的道路。4、大容量、高性能以往单片机内的ROM为1KB4KB,RAM 为64128B。但在需要复杂控制的场合,该存储容量是不够的,必须进行外接扩充。为了适应这种领域的要求,须运用新的工艺,使片内存储器大容量化。目前,单片机内R

10、OM 最大可达64KB,RAM 最大为2KB。另外单片机进一步改变CPU的性能,加快指令运算的速度和提高系统控制的可靠性。采用精简指令集(RISC)结构和流水线技术,可以大幅度提高运行速度。现指令速度最高者已达100MIPS(Million Instruction Per Seconds,即兆指令每秒),并加强了位处理、中断和定时控制功能。这类单片机的运算速度比标准的单片机高出10 倍以上。由于这类单片机有极高的指令速度,可以使用软件模拟其I/O 功能,由此引入了虚拟外设的新概念。5、串行扩展技术在很长一段时间里,通用型单片机通过三总线结构扩展外围器件成为单片机应用的主流结构。随着低价位OTP

11、(One Time Programble)及各种特殊类型片内程序存储器的发展,加之处围接口不断进入片内,推动了单片机“单片”应用结构的发展。特别是I2C、SPI 等串行总线的引入,可以使单片机的引脚设计得更少,单片机系统结构更加简化及规范化。单片机应用系统是以单片机为核心构成计算机应用系统，是最具有代表性和使用最广范的专用计算机应用系统。单片机应用系统的结构。 单片机应用系统的结构分3个层次。单片机：通常指应用系统主处理机，即所选择的单片机器件。单片机系统：指按照单片机的技术要求和嵌入对象的资源要求而构成的基本系统，如时钟电路、复位电路和扩展存储器等与单片机构成了单片机系统。单片机应用系统：指

12、能满足嵌入对象要求的全部电路系统。在单片机系统的基础上加上面向对象的接口电路，如前向通道、后向通道、人机交互通道和串行通信口（RS232）以及应用程序等。2.1.1 51单片机的性能51单片机的发展可分为以下4个阶段。第一代：单片机探索阶段。主要有同通用CPU68XX系列和专用MCS-48系列的简单实例应用。第二代：单片机完善阶段。具体表现在：面对对象，突出控制功能，专用CPU满足嵌入功能；寻址范围为8位或16位；规范的种线结构，有8位数据线，16位地址线及多功能异步串行接口（UART）；指令系统突出控制功。第三代：微控制形成阶段。这一间段已形成系列产品：以8051系列为代表，如8031，80

13、31和8051等。第四代：微控制器百花齐放。表现在：满足最低层电子技术的应用；大力发展专用型单片机，致力于提高单片机的综合品质。51单片机是对所有兼容Intel 8031指令系统的单片机的统称。该系列单片机的始祖是Intel的8031单片机，后来随着Flash rom技术的发展，8031单片机取得了长足的进展，成为应用最广泛的8位单片机之一，其代表型号是ATMEL公司的AT89系列，它广泛应用于工业测控系统之中。很多公司都有51系列的兼容机型推出，今后很长的一段时间内将占有大量市场。51单片机是基础入门的一个单片机，还是应用最广泛的一种。需要注意的是52系列的单片机一般不具备自编程能力。51单

14、片机是对目前所有兼容Intel 8031指令系统的单片机的统称。该系列单片机的始祖是Intel的8031单片机，后来随着Flash rom技术的发展，8031单片机取得了长足的进展，成为目前应用最广泛的8位单片机之一，其代表型号是ATMEL公司的AT89系列，它广泛应用于工业测控系统之中。目前很多公司都有51系列的兼容机型推出，在目前乃至今后很长的一段时间内将占有大量市场。51单片机是基础入门的一个单片机，还是应用最广泛的一种。需要注意的是52系列的单片机一般不具备自编程能力。 当前常用的51系列单片机主要产品有：*Intel的：80C31、80C51、87C51，80C32、80C52、87

15、C52等；*ATMEL的：89C51、89C52、89C2051等；*Philips、华邦、Dallas、Siemens(Infineon)等公司的许多产品目前，国产宏晶STC单片机以其低功耗、廉价、稳定性能，占据着国内51单片机较大市场。主要功能8位CPU4kbytes 程序存储器(ROM) (52为8K)256bytes的数据存储器(RAM) （52有384bytes的RAM）32条I/O口线111条指令，大部分为单字节指令21个专用寄存器2个可编程定时/计数器5个中断源，2个优先级（52有6个）一个全双工串行通信口外部数据存储器寻址空间为64kB外部程序存储器寻址空间为64kB逻辑操作位寻址功能双列直插40PinDIP封装单一+5V电源供电CPU：由运算和控制逻辑组成，同时还包括中断系统和部分外部特殊功能寄存器；RAM：用以存放可以读写的数据，如运算的中间结果、最终结果以及欲显示的数据；ROM：用以存放程序、一些原始数据和表格；I/O口：四个8位并行I/O口，既可用作输入，也可用作输出；T/C：两个定时/记数器，既可以工作在定时模式，