AVR单片机与上位机的通信系统毕业设计报告

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1、摘摘 要要 串口通信系统在工业、农业、国防等行业中有着广泛的应用。利用单片机技术的串口 通信系统以其体积小可靠性高等而被广泛采用。 本文介绍设计一种基于 AVR 单片机与上位机的通信系统，以 ATmega16 单片机为控 制器，使用 DS18B20 温度传感器采集现场温度，并通过 RS-232 串行通信接口把数据传输 到电脑上显示和接受电脑的监控命令。本设计还实现了由电脑监控通过 ATmega16 控制 LED 灯实现流水灯的功能。首先对系统所使用的 Atmega16 单片机的性能和发展做了简单 介绍，对串口通信过程及协议作了简单说明；同时对串口通信系统进行了可行性分析；其 次对串口通信的硬件

2、、软件进行了一一介绍最终实现了该系统的硬件电路。通过多次的运 行、调试、简化修改程序，最后形成了一个完整的基于 Atmega16 的串口通信系统。 关键词：单片机关键词：单片机 串口通信串口通信 ATmega16 DS18B20 Protel 一一 绪绪 论论 （一）（一）选题背景选题背景 计算机与计算机或计算机终端之间的数据传送可以采用串行通讯和并行通讯两种方 式。由于串行通讯方式具有使用线路少、成本低，特别是在远程传输时，避免了多条线路 特性的不一致而被广泛采用。在串行通讯时，要求通讯双方都采用一个标准接口。使不同 的设备可以方便地连接起来进行通讯。RS-232-C 接口（又称 EIA R

3、S-232-C）是目前最常 用的一种串口通讯接口。它是在 1970 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。 随着计算机技术尤其是单片微型机技术的发展，人们已经越来越多地采用单片机来对 一些工业控制系统如温度、 流量和压力等参数进行检测和控制。 PC 机具有强大的监控和管 理功能，而单片机则具有快速及灵活的控制特点，通过 PC 机的 RS-232 串行接口与外部设 备进行通信，是许多测控系统中常用的一种通信解决方案。因此如何实现 PC 机与单片机 之间的通讯具有非常重要的现实意义。 （二）（二）单片机单片机国内外国内外现状及

4、发展趋势现状及发展趋势 据统计，我国的单片机年容量已达 13 亿片，且每年以大约 16%的速度增长，但相对 于世界市场我国的占有率还不到 1%。这说明单片机应用在我国才刚刚起步，有着广阔的 前景。培养单片机应用人才，特别是在工程技术人员中普及单片机知识有着重要的现实意 义。单片机是二十世纪七十年代中期发展起来的一种大规模集成电路器件。它在一块芯片 内集成了计算机的各个功能部件，构成一种单片式的微型计算机。 为使我国尽快实现经济信息化，赶上发达国家水平，必须加速发展我国的信息技术和 信息产业。 当前，在世界范围内，一个以微电子技术，计算机和通信技术为先导的，以信息技术 和信息产业为中心的信息革命

5、方兴未艾。 二十世纪八十年代以来， 国际上单片机发展迅速， 单片机应用不断深入，新技术层出不穷。而计算机技术怎样与实际应用更有效的结合并有 效的发挥其作用是科学界最热门的话题，也是当今计算机应用中空前的领域。 目前，Intel 公司的 MCS51 及与之兼容的 80C51 系列单片机是被最多电子设计工程 师掌握的单片机；TI 公司的超低耗 Flash型 MSP430 系列单片机是目前业界所有内部集成 闪速存储器产品中功耗最低的， 其消耗为同类产品的 1/5； OKI 公司的高性价比的 MSM64K 系列也不逊色；美国 ST 公司的 ST62 系列可以提供满足各种场合的单片机或微控制器。 （三）

6、（三）课题研究的内容课题研究的内容 根据毕业设计任务书的设计要就，概括出与本系统有关的要就如下： 1 采集现场的温度数据； 2 可以通过上位机发送温度采集命令，并通过上位机显示现场温度； 3 由上位机监控命令通过单片机控制 LED 灯实现流水灯功能； 4 做出友好的人机交互界面，实该通信系统操作简单易于上手； 二二 系统硬件设计系统硬件设计 （一）（一）电路设计的总体框图电路设计的总体框图 对于硬件电路的各部分： 1 单片机是整个设计的核心，用来控制各部分电路的正常工作； 2 复位电路是用来单片机在通电的情况下进行重启动； 3 晶体振荡器用来产生脉冲； 4 DS18B20 是用来采集现场温度的； 5 PC 机是用于监控整个系统设备的； （二）主要器件的介绍（二）主要器件的介绍 1 ATmega16 单片机性能特点单片机性能特点介绍介绍 （1）高性能、低功耗的 8 位 AVR 微处理器 （2） 先进的 RISC 结构 131 条指令，大多数指令执行时间为单个时钟周期 32 个 8 位通用工作寄存器 全静态工作 工作于 16MHz 时性能高达 16MIPS 只需两