.-
a:用作通用I/O。
b:用作地址总线的高8位输出。
c:用于SPI和捕获/比较/脉宽调制的备用切换端口。
P3口:
a:用作通用I/O。
b:可复用为外部中断输入、计数器输入、时钟输出、第一串口和外部总 线的读/写控制,如表所示。
P4口:
a:用作通用I/O。
b:某些口线具有复用功能,可配置为SPI通信线、捕捉/比较/脉宽调 制、第二串口线等。
P5口:
a:P5.4/RST(复位脚)/MCLKO(内部R/C振荡时钟输出; b:输出的频率可为MCLK/1或MCLK/2)/SS_3(SPI接口的从机选择信 号备用切换引脚)。
c:该引脚默认为I/O口,可以通过ISP编程将其设置为RST(复位) 引脚。
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第二章 单片机通过USB与PC机的通信设计
2.1设计方案选择
由于实际应用中单片机在数据处理能力、人机交互等方面往往不能满足要求, 因而通常用PC来弥补单片机的这些不足。例如,在工程应用中,常常由一台PC机和一台单片机构成主从式计算机测控系统。在这样的系统中,以单片机为核心的智能测控仪表(从机)作为现场测控设备,完成数据的采集、处理和控制各种任务,同时将数据传给PC机(主机),PC机将这些数据加工处理后,进行显示、打印报表等。PC机也可以将各种控制命令传送给单片机,干预单片机系统的运行,从而发挥PC机的优势。要实现这样的功能,就涉及到PC机与单片机之间的通信问题。现在的计算机提供了各种各样的串口,他们支持不同的通信协议,有着不同的功能。目前计算机提供的串口有RS-232,RJ45,USB2.0等。
2.1.1 PC机同单片机通信存在的问题
目前,15系列单片机同PC机的通信在大多数情况下仍然是使用RS-232(DB-9)串口作为通信接口实现的。而随着USB接口技术的成熟和使用的普及,由于USB接口有着一系列RS-232(DB-9)串口无法比拟的优点,RS-232(DB-9)串口正在逐步的为USB接口所替代。而在现在的大多数笔记本电脑中,出于节省物理空间和用处不大等原因,RS-232(DB-9)串口已不再设置,这就约束了基于RS-232(DB-9)串口与PC机联络的单片机设备的使用范围。
2.1.2 USB接口同RS-232(DB-9)串口的比较
通过USB接口和RS-232(DB-9)的比较,不难发现:
(1)USB接口支持即插即用和热插拔,而RS-232(DB-9)串口不支持即插即 用和热插拔,设备安装后需重启计算机方可使用。
(2)USB接口的传输速率较快,可达480Mbps(V2.0),而RS-232(DB-9)串 口的最高速率仅为19200波特。
(3)USB接口占用体积较小,插拔方便;而RS-232(DB-9)串口的的插拔需 要使用改锥,且在机箱后操作,比较麻烦。
综上可知,USB 接口取代RS-232(DB-9)串口的趋势不可逆转。
2.1.3 USB转接芯片的选择
目前常用的USB转接芯片包括PL2303,CH341,CP2101,FT232等。在综合考虑了各方面因素后,CH341成为了本次电路设计的首选芯片。CH341是南京沁恒电子公司生产的USB总线的转接芯片,通过USB总线提供异步串口,打印口,并口及常用的2线和4线等同步串行端口。其特点有:
(1)提供全速USB设备借口,兼容USB2.0,外围设备只需要晶体和电容;
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(2)可通过外部的低成本串行EPROM定义厂商ID,产品ID,序列号等; (3)成本低廉,可直接转换原串口外围设备;
(4)采用SOP-28封装,串口应用还提供小型的SSOP-20封装。正是由于在PC机同单片机通信电路中,USB转接芯片CH341 具有以上其他芯片无法比拟的优点,同时价格低廉并且提供中文技术支持,因此它成为了本电路USB转接芯片的最优选择。本电路采用的是SSOP-20封装的CH341T,其引脚图如图所示。
2.2 通信功能要求
(1)PC控制单片机IO口输出,并且通过两个LED灯显示数据发收状态,如果数据处于发送或者接收状态,则相应的LED灯闪亮。
(2)PC控制单片机IO口输出,并且通过两个按键控制PC机是否接收数据。 (3)PC机与单片机之间的通信结果通过串口助手进行调试和显示。
第三章 硬件电路图的设计
3.1单片机最小系统
由起振电路,复位电路组成
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3.2 USB与单片机连接主电路
其中,两个按键分别控制是否接收数据,两个LED灯显示接收数据状态,CH341芯片提供串口。
3.3 总电路图
123456DDJ1PDIP-401234567891011121314151617181920S2SW-PBC647uFAD0/P0.0P4.5/ALEAD1/P0.1P2.7/A15/CCP2_3AD2/P0.2P2.6/A14/CCP1_3AD3/P0.3P2.5/A13/CCP0_3AD4/P0.4P2.4/A12/ECI_3/SS_2AD5/P0.5P2.3/A11/MOSI_2AD6/P0.6P2.2/A10/MISO_2AD7/P0.7P2.1/A9/SCLK_2RxD2/CCP1/ADC0/P1.P20.0/A8/RSTOUT_LOWTxD2/CCP0/ADC1/P1.1P4.4/RDECI/SS/ADC2/P1.2P4.2/WRMOSI/ADC3/P1.3P4.1/MISO_3MISO/ADC4/PP31..74/INT3/TxD_2/CCP2/CCP2_2SLCK/ADC5/P1.5P3.6/INT2/RxD_2/CCP1_2XTAL2/RxD_3/ADCP36/P1.5/T.61/T0CLKO/CCP0_2XTAL1/TxD_3/ADC7/P1.P3.47/T0/T1CLKO/ECI_2SS_3/MCLKO/RST/P5.4P3.3/INT1VCCP3.2/INT0P5.5P3.1/TxD/T2GndP3.0/RxD/INT4/T2CLKOSTC15F2K60S24039383736353433323130292827262524232221VCCR13.3kR23.3kCCC1VCCS1S3SW17SW18D1LEDD2LED20NOS#GNDVD-VD+X1TxDRxDCH341C5CAPX0U1VCCV3195C3CAPC4CAPU21234USBCRYSTALC7CAPCAPY112MHzC2D3R3301R1N581743876910Y230pFBVCCATitle123.4 PCB图
+34BASizeBDate:File:5NumberRevision3-Jul-2015H\\BAYANWEI\\原理图DdbSheet of DrawnBy6 .-
第四章 程序设计
4.1 串口初始化
void UartInit(void) //115200bps@22.1184MHz {
SCON = 0x50; //8位数据可变波特率
AUXR |= 0x40; //定时器1时钟为Fosc,即1T
AUXR &= 0xFE; //串口1选择定时器1为波特率发射生器 TMOD &= 0x0F; //设置定时器1为16位自动重装方式 TL1 = 0xD0; //设定定时初值 TH1 = 0xFF; //设定定时初值 ET1 = 0; //禁止定时器1中断 TR1 = 1; //启动定时器1 }
4.2 主程序
void main(void) {
P0M1 = 0; P0M0 = 0; //设置为准双向口 P1M1 = 0; P1M0 = 0; //设置为准双向口 P2M1 = 0; P2M0 = 0; //设置为准双向口 P3M1 = 0; P3M0 = 0; //设置为准双向口 P4M1 = 0; P4M0 = 0; //设置为准双向口 P5M1 = 0; P5M0 = 0; //设置为准双向口 P6M1 = 0; P6M0 = 0; //设置为准双向口 P7M1 = 0; P7M0 = 0; //设置为准双向口 UartInit() ;
//UART1_config(1); // 选择波特率, 2: 使用Timer2做波特率, 其它值: 使用Timer1做波特率.
EA = 1; //允许总中断 ES=1; //开串口中断
PrintString1(\//SUART1发送一个字符串 while (1)
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