上位机下位机串口通信分析.pdf
《上位机下位机串口通信分析.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《上位机下位机串口通信分析.pdf(17页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、大连海事大学 课程设计报告 课程名称:计算机微机原理课程设计 成员: 成 员 1:2220133293 范凯锋 成 员 2:2220132642 唐绍波 成 员 3:2220130079 曹晓露 设计时间: 2016 年 3 月 7 日至 3 月 18 日 微机原理课程设计报告 考核记录及成绩评定 题目双机数据采集系统设计 完成的主要工作 基本功能: 实现数据采集,双机通信和基本形式的数据显示。其中下位机用数码管显示(或液晶屏) 显示。 具体实现要求: (1)上位机发送一个启动命令(自己定义命令的格式和内容)给下位机; (2)下位机接收到启动命令后开始采集1 路模拟量数据(用电位器模拟实现)和
2、1 路开关量数据, 并将模拟量转换成数字量在数码管(或液晶屏)上实时显示,然后把模拟量数据和开关量数据 发送给上位机; (3)上位机接收到数据后在显示器上显示。 成员分工 成员曹晓露进行资料的搜集, 下位机的连线和程序的调试, 成员范凯锋负责实验代码的编写以 及相应流程图,成员唐绍波进行实验报告的撰写及相关画图。 综合评语(设计方案、实践环节、问题解答、设计报告) 成绩 2220133293 范凯锋 2220132642 唐绍波 2220130079 曹晓露 微机原理课程设计报告 目录 1设计任务与要求1 1.1 课程设计题目 1 1.2 课程设计的背景 1 1.3 课程设计的目的1 1.4
3、课程设计的意义 1 1.5 设计任务1 2设计方案2 2.1 参数采集和传输设计 2 2.2 参数显示设计2 2.3 模拟信号采样设计2 2.4 硬件研制过程2 3详细设计3 3.1 硬件系统框图与说明3 3.2 硬件设计4 3.3 软件主要模块流程图与说明7 4设计结果及分析8 5成员分工及工作情况9 5.1 成员分工 9 5.2 工作情况 9 5.3 实验总结 9 6参考文献 9 7. 附录 10 微机原理课程设计报告 1 一、设计任务与要求 1.1 课程设计题目 双机数据采集系统设计 1.2 课程设计的背景 二十一世纪是信息化高速发展的世纪,产业的信息化离不开微型计算机的支 持。微型计算
4、机的进步是推动全球信息化的动力。因此在二十一世纪掌握微型计 算机接口技术是十分有必要的。 本次课题是双机参数采集系统设计,这次课题旨 在通过自己对所需功能芯片的设计与实现来巩固以前所学的微机原理课程知识, 同时也提高动手实践的能力,还有为将来进行更大规模更复杂的开发积累经验。 随着软件规模的增长,以及随之而来的对软件开发进度和效率的要求,高级 语言逐渐取代了汇编语言。 但即便如此,高级语言也不可能完全替代汇编语言的 作用。 1.3 课程设计的目的 微机原理与汇编语言 是一门实践性和实用性都很强的课程,本次课程设计 是在课程学习结束后, 为使学生进一步巩固课堂和书本上所学知识,加强综合能 力,充
5、分理解和运用所学到的知识,通过简单的应用系统的设计,提高系统设计 水平,启发创新思想。通过本课程设计希望达到以下目地: 培养资料搜集和汇总的能力; 培养总体设计和方案论证的意识; 提高硬件,软件设计与开发的综合能力; 提高软件和硬件联合调试的能力; 熟练掌握相关测量仪器的使用方法; 掌握相关开发软件,仿真软件的使用方法。 1.4 课程设计的意义 通过课程设计加深理解课堂教学内容,培养了我们资料搜集和汇总的在能 力以及总体设计和方案论证的意识,锻炼了我们硬件、 软件设计与开发的综合能 力,提高了我们软件和硬件联合调试的能力,使我们掌握了相关测量仪器和相关 开发软件以及仿真软件的使用方法,掌握计算
6、机接口技术的基本应用方法。也掌 握了常用接口电路的设计, 掌握 8255A 、8253、8259A 、8250A 、ADC0809 、DAC0832 等接口芯片的应用和编程方法, 进一步熟悉汇编语言的语法和编程技巧,以及双 机通讯所用到的理论基础。 1.5 设计任务 双机数据采集系统设计,制定适当的通信协议包括命令编码,数据编码格 式,通信速率、采样周期、校验方式等; 模拟信号输入:可用实验箱上的电位器模拟。 每路模拟量 / 开关量信号的采样时间为0.5s ,即每秒采样 2 次。 通信接口:自选(推荐串口) 微机原理课程设计报告 2 二、设计方案 2.1 参数采集和传输设计 下位机通过 74L
7、S244采集 1 路开关量,模拟量由电位器产生,从ADIN0输 入,通过串口 8250 发送给上位机 2.2 参数显示设计 模拟信号通过 A/D 转换器转换成数字信号下位机的数码管上显示,发送到 PC机的数据通过串口工具显示 2.3 模拟信号采样设计 通过 8253 定时触发 8259 中断,以达到定时采样的目的,0.5 秒采样一次。 2.4 硬件研制过程 (1)整个硬件系统划分为7 个功能单元电路,包括:定时采样(8253) ,查 询功能(244) ,模数转换(0809) ,数据传输(8255,8250) ,数字显示 (数码管 ) , 模拟量显示(示波器) (2)系统所选用各芯片的工作方式如
8、下: ? 8255 的工作方式: B口方式 0,输入 ? 8253 的工作方式:计数器1,方式 3(方波发生器), 计数初值 3750,其时钟 接 clk3 ;计数器 2,方式 3,计数初值 100,其时钟接 out1 ? 8250的工作方式:无奇偶校验,8 个数据位,一个停止位 ? 8259的工作方式:上升沿触发,一般嵌套,自动结束中断 (3)系统逻辑电路图如下: 图 2-1 系统逻辑电路图 微机原理课程设计报告 3 三、详细设计 3.1 硬件系统框图与说明 图 3-1 硬件系统框 下位机: 8255:PB口,都选用方式0。下位机的采集转换的数据通过8250 传到 上位机,上位机接收到数据经
9、过处理后通过8250 回送到下位机。 8253:完成定时采样的功能,采样周期为0.5s 。 8259A:用于 0.5s 触发中断。 0809:完成模数转换的功能。 8255B口:查询 EOC 状态,判断是否转换完毕。 微机原理课程设计报告 4 3.2 硬件设计 3.2.1 A/D 转换的基本原理 A/D转换就是模数转换,顾名思义,就是把模拟信号转换成数字信号。 A/D转换器是用来通过一定的电路将模拟量转变为数字量。模拟量可以是电 压、电流等电信号,也可以是压力、温度、湿度、位移、声音等非电信号。 但在 A/D 转换前,输入到 A/D 转换器的输入信号必须经各种传感器把各种物 理量转换成电压信号
10、。 A/D转换后,输出的数字信号可以有8 位、10 位、12位和 16 位等。 A/D转换器的工作原理主要有以下三种方法:逐次逼近法、双积分法、电压 频率转换法。 A/D转具有如下几个技术指标: 1)分辩率指数字量变化一个最小量时模拟信号的变化量,定义为满刻度与 2n 的比值。分辩率又称精度,通常以数字信号的位数来表示。 2)转换速率是指完成一次从模拟转换到数字的AD转换所需的时间的倒数。 积分型 AD的转换时间是毫秒级属低速AD ,逐次比较型 AD是微秒级属中速 AD ,全并行 / 串并行型 AD可达到纳秒级。采样时间则是另外一个概念,是指 两次转换的间隔。为了保证转换的正确完成,采样速率必
11、须小于或等于转换 速率。因此有人习惯上将转换速率在数值上等同于采样速率也是可以接受 的。常用单位是 ksps 和 Msps ,表 示每秒采样千 / 百万次。 3)量化误差由于 AD的有限分辩率而引起的误差,即有限分辩率AD的阶梯 状转移特性曲线与无限分辩率AD (理想 AD )的转移特 性曲线(直线)之间 的最大偏差。通常是1 个或半个最小数字量的模拟变化量,表示为1LSB 、 1/2LSB。 4)偏移误差输入信号为零时输出信号不为零的值,可外接电位器调至最小。 5)满刻度误差满度输出时对应的输入信号与理想输入信号值之差。 6)线性度实际转换器的转移函数与理想直线的最大偏移,不包括以上三种 误
12、差。 3.2.28253 定时器 / 计数器电路 (1)电路原理 该电路由片8253 组成, 8253 的片选输入端插孔CS8253,数据口,地址,读 写线均已接好, T0、T1、 T2 时钟输入分别为 8253CLK0、8253CLK1、8253CLK2。 定时器输出 ,GATE 控制孔对应如下: OUT0、GATE0、OUT1、GATE1、OUT2、 GATE2、CLK2。原理图如下: 注:GATE 信号无输入时为高电平 微机原理课程设计报告 5 图 3-2 8253 定时器 /计数器电路原理图 3.2.38250 串口接口电路 (1)电路原理 该电路由一片 8250,一片 MAX232
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 上位 下位 串口 通信 分析
链接地址:https://www.31doc.com/p-4742231.html