单片机原理及应用 任务九 煤矿安全监测系统通信实现与调试 显色。堡 地面中心站 并下分站 通信 智能传感器 用的身甲两道身用尚随用格通单 单片机主板及单片机芯片 通自9o合8司房品o用音 煤矿安全监控系统配置示意图 ②平项山三业职业技术学院www.pzxy..edu.cn
平顶山工业职业技术学院 www.pzxy.edu.cn 单片机原理及应用 任务九 煤矿安全监测系统通信实现与调试 地面中心站 井下分站 智能传感器 通 信 通 信
任务九煤矿安全监测系统通信实现与调试 前言 数据传输功能在监控系统中占有十分重要的地位。其作用是将传 感器检测所得的电信号（检测对象的反应量），由井下传送道地面中 心站进行集中处理，要求传输距离远)不中断)准确性高。因此，必 须了解单片机的通信。 矿用传感器输出的电信号可分为连续变化的模拟量信号和阶越变 化的开关量信号两大类。从广义上讲，开关量信号是一种简单的数字 信号。模拟信号可通过模拟/数字转换器(A/D转换器)转换为数字信 号。数字信号也可以通过数字/模拟转换器(D/A转换器)转换程模拟 信号。按照系统所传输信号的不同，矿用监控系统可分为两类：模拟 传输系统和数字传输系统。 ②平项山三业职业达木营院www.pzxy.edu.cn
平顶山工业职业技术学院 www.pzxy.edu.cn 任务九 煤矿安全监测系统通信实现与调试 2 数据传输功能在监控系统中占有十分重要的地位。其作用是将传 感器检测所得的电信号（检测对象的反应量），由井下传送道地面中 心站进行集中处理，要求传输距离远）不中断）准确性高。因此，必 须了解单片机的通信。 矿用传感器输出的电信号可分为连续变化的模拟量信号和阶越变 化的开关量信号两大类。从广义上讲，开关量信号是一种简单的数字 信号。模拟信号可通过模拟/数字转换器（A/D转换器）转换为数字信 号。数字信号也可以通过数字/模拟转换器（D/A转换器）转换程模拟 信号。按照系统所传输信号的不同，矿用监控系统可分为两类：模拟 传输系统和数字传输系统。 前言
任务九煤矿安全监测系统通信实现与调试 数字传输系统与模拟传输系统相比，具有以下优点： (1)抗干扰能力强： (2)传输中的差错可以设法控制，以改善传输质量： (3)可以传递各种信息，使传输系统变得通用)灵活： (4)便于用计算机对系统进行管理。 由于井下电磁干扰严重及传感器种类繁多等因素，数字传输在 矿井监控信息传输系统中得到越来越广泛的应用，所以必须了解并 熟练掌握单片机通信。 ②平项山三业职业技术学院www.pzxy.edu.cn
平顶山工业职业技术学院 www.pzxy.edu.cn 任务九 煤矿安全监测系统通信实现与调试 3 数字传输系统与模拟传输系统相比，具有以下优点： （1）抗干扰能力强； （2）传输中的差错可以设法控制，以改善传输质量； （3）可以传递各种信息，使传输系统变得通用）灵活； （4）便于用计算机对系统进行管理。 由于井下电磁干扰严重及传感器种类繁多等因素，数字传输在 矿井监控信息传输系统中得到越来越广泛的应用，所以必须了解并 熟练掌握单片机通信
任务九煤矿安全监测系统通信实现与调试 一、任务分析 二、任务演示 三、相关知识 四、任务布置 ②平项山工业职业法术学院www.pzxY.edu.cn
平顶山工业职业技术学院 www.pzxy.edu.cn 任务九 煤矿安全监测系统通信实现与调试 4 一、任务分析 三、相关知识 四、任务布置
任务九煤矿安全监测系统通信实现与调试 一、任务分析 (一)单片机单机的通信 异步串行通信通常以字符（或者字节）为单位组成字符帧传送。字符 帧由发送端一帧一帧地传送，接收端通过传输线一帧一帧地接收。在方式 0中波特率由晶体振荡器的频率决定，与T1无关，所以无需对T1进行设置。 本设计中波特率不倍增，所以无需对PCO进行设置（因单片机复位时波特 率倍增位SMOD已置成O)。采用串行通信方式0，所以SCON设置为0OH。 字符帧由三个部分组成，分别是起始位)数据位和停止位，如图9-1 所示： (n-i)位 数据 返回 配平项山工业职业达术学院 www.pzxy.edu.cn
平顶山工业职业技术学院 www.pzxy.edu.cn 任务九 煤矿安全监测系统通信实现与调试 5 一、任务分析 （一）单片机单机的通信 异步串行通信通常以字符（或者字节）为单位组成字符帧传送。字符 帧由发送端一帧一帧地传送，接收端通过传输线一帧一帧地接收。在方式 0中波特率由晶体振荡器的频率决定，与T1无关，所以无需对T1进行设置。 本设计中波特率不倍增，所以无需对PCON进行设置(因单片机复位时波特 率倍增位SMOD已置成0)。采用串行通信方式0，所以SCON设置为00H。 字符帧由三个部分组成，分别是起始位）数据位和停止位，如图9-1 所示： 起 始 位 数 据 位 ( 0) 数 据 位 ( 1) 数 据 位 ( n-1) 停 止 位 一帧数据 返回
任务九煤矿安全监测系统通信实现与调试 起始位位于字符帧的开头，占一位，为0（低电平），表示发送端开 始发送一帧数据。 数据位紧跟起始位后，低位在前，高位在后，根据串行通信工作 方式的不同，数据位可为8位或9位。 停止位位于字符帧的末尾，占一位，为1（高电平），表示一帧数据 发送完毕。 1、串行接收 在串行接收数据时，当CPU允许接收（即串行口控制寄存器SCON中 的REN位为1)时，外部数据通过引脚RXD(P3.O)串行输入，数据低位在 前，高位在后，一帧数据接收完毕，再并行送入接收缓冲器SBUF中， 同时由硬件将接收中断标志位RI置“1”。 ②平项山三业职业技术学院www.pzxy.edu.cn
平顶山工业职业技术学院 www.pzxy.edu.cn 任务九 煤矿安全监测系统通信实现与调试 6 起始位位于字符帧的开头，占一位，为0(低电平)，表示发送端开 始发送一帧数据。 数据位紧跟起始位后，低位在前，高位在后，根据串行通信工作 方式的不同，数据位可为8位或9位。 停止位位于字符帧的末尾，占一位，为1(高电平)，表示一帧数据 发送完毕。 1、串行接收 在串行接收数据时，当CPU允许接收(即串行口控制寄存器SCON中 的REN位为1)时，外部数据通过引脚RXD(P3.0)串行输入，数据低位在 前，高位在后，一帧数据接收完毕，再并行送入接收缓冲器SBUF中， 同时由硬件将接收中断标志位RI置“1
任务九煤矿安全监测系统通信实现与调试 2、串行发送 在串行发送数据时，将发送数据并行写入发送缓冲器SBUF中，同时 启动数据由TXD(P3.1)引脚串行发送，当一帧数据发送完毕（即发送缓冲 器空)，由硬件自动将发送中断请求标志位TI置“1”。 3、数据传送速率 串行通信的速率用波特率来表示，所谓波特率就是指一秒钟传送数 据位的个数。每秒钟传送一个数据位就是1波特，即1波特=1bps(位/ 秒)。时钟频率高，则波特率高，通信速度就快；反之，时钟频率低， 波特率就低，通信速度就慢。 ②平项山工业职业法术学院www.pzxY.edu.cn
平顶山工业职业技术学院 www.pzxy.edu.cn 任务九 煤矿安全监测系统通信实现与调试 7 2、串行发送 在串行发送数据时，将发送数据并行写入发送缓冲器SBUF中，同时 启动数据由TXD(P3.1)引脚串行发送，当一帧数据发送完毕(即发送缓冲 器空)，由硬件自动将发送中断请求标志位TI置“1”。 3、数据传送速率 串行通信的速率用波特率来表示，所谓波特率就是指一秒钟传送数 据位的个数。每秒钟传送一个数据位就是1波特，即1波特＝1bps（位/ 秒）。时钟频率高，则波特率高，通信速度就快；反之，时钟频率低， 波特率就低，通信速度就慢
任务九煤矿安全监测系统通信实现与调试 4、串行通信控制 串行通信主要是由串行口控制寄存器SCON控制，其主要用于串 行通信的工作方式)控制，多机通信时传送数据或地址的控制，是否 允许接收数据控制，串行数据接收或发送完毕控制等。 (二)单片机的多机通信 使甲)乙双方能够进行通信。要求：将甲机内部RAM2OH~27H单 元的数据发送给乙机。 返回 ②平项山三业聪业达术学院www.pzxy.eu.cn 8
平顶山工业职业技术学院 www.pzxy.edu.cn 任务九 煤矿安全监测系统通信实现与调试 8 4、串行通信控制 串行通信主要是由串行口控制寄存器SCON控制，其主要用于串 行通信的工作方式)控制，多机通信时传送数据或地址的控制，是否 允许接收数据控制，串行数据接收或发送完毕控制等。 （二）单片机的多机通信 使甲）乙双方能够进行通信。要求：将甲机内部RAM20H～27H单 元的数据发送给乙机。 返回
任务九煤矿安全监测系统通信实现与调试 二、任务演示 RI 470 R +5V 10K 10品 VCC SMG C2 )、 CLK 74LS164 21 返回 配平项山工业职业技术学院 www.pzxy.edu.cn
平顶山工业职业技术学院 www.pzxy.edu.cn 任务九 煤矿安全监测系统通信实现与调试 9 6MH z C2 30pF C3 30pF a 7 b 6 c 4 d 2 e 1 f 9 g 1 0 d p 5 com 3 com 8 SMG R3~R9 470 +5 V A 1 B 2 Q 0 3 Q 1 4 Q 2 5 Q 3 6 Q 4 1 0 Q 5 1 1 Q 6 1 2 Q 7 1 3 CLK 8 CLR 9 IC 2 74LS164 +5 V C1 10uF R2 10K R1 470 S E A 3 1 XTAL1 1 9 XTAL2 1 8 RST 9 P3 .7/R D 1 7 P3 .6/W R 1 6 P3 .2/INT0 1 2 P3 .3/INT1 1 3 P3 .4/T0 1 4 P3 .5/T1 1 5 P1 .0 1 P1 .1 2 P1 .2 3 P1 .3 4 P1 .4 5 P1 .5 6 P1 .6 7 P1 .7 8 P0 .0 3 9 P0 .1 3 8 P0 .2 3 7 P0 .3 3 6 P0 .4 3 5 P0 .5 3 4 P0 .6 3 3 P0 .7 3 2 P2 .0 2 1 P2 .1 2 2 P2 .2 2 3 P2 .3 2 4 P2 .4 2 5 P2 .5 2 6 P2 .6 2 7 P2 .7 2 8 PSEN 2 9 ALE 3 0 P3 .1/TXD 1 1 P3 .0/R XD 1 0 VCC 4 0 GND 2 0 IC1 AT89C51 返回 二、任务演示
任务九煤矿安全监测系统通信实现与调试 三)相关知识 （一)单片机的单机通信 1、串行通信控制 (1)串行口控制寄存器SC0N SC0N是51系列单片机的一个可位寻址的专用寄存器，用于串行通信 方式选择，接收和发送控制，串行口状态指示等。单元地址为98H, 位地址为98H~9FH。寄存器的内容及位地址见表9-2。 表9-2 SCON寄存器 位地址 9FH 9EH 9DH 9CH 9BH 9AH 99H 98H 位符号 SMO SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI 返回 配平项山工业职业技术亨院www.pzxy.edu.cn
平顶山工业职业技术学院 www.pzxy.edu.cn 任务九 煤矿安全监测系统通信实现与调试 10 位地址 9FH 9EH 9DH 9CH 9BH 9AH 99H 98H 位符号 SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI （一）单片机的单机通信 1、串行通信控制 （1） 串行口控制寄存器SCON SCON是51系列单片机的一个可位寻址的专用寄存器，用于串行通信 方式选择，接收和发送控制，串行口状态指示等。单元地址为98H， 位地址为98H～9FH。寄存器的内容及位地址见表9-2。 表9-2 SCON寄存器 返回 三）相关知识