C51与Atmega64的串行通信及PROTEUS仿真设计

### C51与Atmega64的串行通信及PROTEUS仿真设计 #### 一、串行通信基础知识 在讨论具体的实现之前，我们先简要回顾一下串行通信的基本概念。串行通信是一种数据传输方式，其中数据一位接一位地进行传输。这种通信方式相比于并行通信具有线路简单、成本低的优点，尤其是在远距离通信中更为常见。 #### 二、C51单片机简介 C51是基于8051内核的一种单片机编程语言，它结合了C语言的强大功能与8051单片机的硬件特性，使得程序员能够更加高效地开发基于8051架构的嵌入式系统。C51支持多种数据类型，并且可以通过指针操作来访问单片机内部的各种资源。 #### 三、Atmega64微控制器概述 Atmega64是一款由Atmel公司生产的高性能、低功耗的8位微控制器，采用先进的RISC架构。Atmega64提供了丰富的外设接口，包括但不限于多个UART（通用异步收发器）端口、SPI（串行外设接口）、I2C等。这些特性使得Atmega64非常适合于各种嵌入式应用场合。 #### 四、串行通信配置 在这篇文章中，我们将关注如何在C51单片机与Atmega64之间建立串行通信连接，并通过PROTEUS软件进行仿真验证。 ##### 4.1 C51单片机的串行通信配置 在C51单片机中，主要通过SCON寄存器来进行串行通信的配置。具体来说： - **SCON**: SCON寄存器包含了多个控制位，用于控制串行通信的工作模式以及中断使能等设置。例如，SM0 和 SM1 位可以用来选择工作模式，TI 位则表示发送中断标志位。 - **PCON**: PCON寄存器主要用于波特率的计算，其中的SMOD位可以调整波特率的倍速。 - **T2CON**: T2CON寄存器与定时器/计数器2相关，当使用定时器2作为波特率发生器时需要用到这个寄存器。 对于波特率的计算，通常情况下会使用以下公式： \[ f_P = \frac{f_OSC}{12} \] \[ Baud_Rate = \frac{f_P}{2^{N}} \] 其中\( f_P \)为波特率预分频器频率，\( f_OSC \)为振荡器频率，\( N \)为定时器2的重载值。 ##### 4.2 Atmega64的USART配置 Atmega64的USART配置主要涉及以下几个寄存器： - **UCSR0A**: 该寄存器包含了一些状态位，如接收完成标志位、数据寄存器空标志位等。 - **UCSR0C**: 这个寄存器用于设置USART的工作模式、数据位长度、停止位等。 - **UBRR0H/L**: 用于设置波特率，高8位和低8位分别存储在UBRR0H和UBRR0L中。 - **UCSR0B**: 这个寄存器用于设置中断使能位以及其他控制位。 #### 五、PROTEUS仿真环境 PROTEUS是一款强大的电子电路仿真软件，能够帮助开发者在实际制作之前对电路进行模拟测试。在这个项目中，我们将使用PROTEUS来搭建C51单片机与Atmega64之间的串行通信电路，并进行仿真验证。 #### 六、代码实现 文章中给出了C51单片机和Atmega64的代码示例。 ##### 6.1 C51单片机代码解析 ```c #include"reg52.h" #define AA 0x61 #define commun_symbol 0x31 sbit LED=P2^0; unsigned char Tx[]={"mynameisseven!"}; void uart_init(void) { SCON=0x50; // 设置工作模式为方式1 RCAP2H=0xFF; RCAP2L=0xD9; // 设置定时器2的重载值 TH2=0xFF; TL2=0xD9; // 设置定时器2的初值 T2CON=0x34; // 启动定时器2 } void uart_send(unsigned char byData) { TI=0; // 清除发送中断标志位 SBUF=byData; // 将数据放入发送缓冲区 while(TI==0); // 等待发送完成 TI=1; // 发送完成后置位发送中断标志位 } unsigned char uart_receive(void) { RI=0; // 清除接收中断标志位 while(RI==0); // 等待接收完成 RI=1; // 接收完成后置位接收中断标志位 return(SBUF); // 返回接收的数据 } void main() { unsigned char byBuff,i; uart_init(); // 初始化串口 uart_send(commun_symbol); // 发送握手信号 while(1) { byBuff=uart_receive(); // 接收数据 LED=1; // 控制LED灯 if(byBuff==0x31) // 检查握手信号 { for(i=0;i<20;i++) { P1=byBuff; // 输出数据 uart_send(Tx[i]); // 发送字符串 } } } } ``` ##### 6.2 Atmega64代码解析 ```c #include void uart0_init(void) { UCSR0B=0x00; // 在设置波特率前禁用USART UCSR0A=0x00; // 清除状态寄存器 UCSR0C=0x06; // 设置USART为异步模式，8位数据位，1位停止位 UBRR0L=0x33; // 设置波特率低8位 UBRR0H=0x00; // 设置波特率高8位 UCSR0B=0x18; // 开启接收和发送中断 } void uart0_Transmit(unsigned char data) { while(!(UCSR0A&(1<