MCS-51单片机与PC双向通信课程设计详解

本课程设计主要围绕MCS-51系列单片机与PC机的双工通信展开，旨在通过实践让学生掌握单片机原理与应用知识，并提升软件设计技能。课程设计于2016年3月25日由电气信息学院发布，任务主要包括系统方案设计、硬件电路设计、软件设计以及调试。 1. **课程设计目的**： - 实现MCS-51单片机与PC机的双向通信，这有助于学生理解并实践单片机的串行通信功能，同时通过Keil和Protuce等工具的学习，增强他们对软件开发环境的运用能力。 2. **设计要求**： - PC作为接收端，能实时显示接收到的数据，并支持从键盘输入数据，调试阶段可通过虚拟终端或串口调试助手协助。 - MCS-51单片机采用4*4矩阵键盘，P0口连接8个发光二级管用于显示键盘状态。 - 要求设计者明确系统的整体方案，包括硬件和软件的设计，并进行充分的调试以确保其正确运行。 3. **系统方案设计**： - 矩阵键盘设计部分，学生需考虑如何通过单片机读取按键输入，通常涉及行列扫描法或中断方式实现。 - 串行通信设计则是关注如何在单片机与PC间建立有效的数据传输，可能涉及到UART（通用异步收发器）或SPI（同步串行接口）等协议。 4. **系统硬件电路设计**： - 学生需要设计电路连接，确保单片机与PC的串行通信接口、矩阵键盘输入的处理以及LED显示部分的连接是正确无误的。 5. **系统软件设计**： - 主要任务是编写控制单片机与PC通信的软件，包括初始化通信参数、数据接收和发送、以及键盘扫描程序的实现。 - 对矩阵键盘的驱动程序也需要编写，确保输入数据的准确解析。 6. **系统仿真及调试**： - 在设计完成后，通过仿真软件（如 Proteus 或 MATLAB-Simulink）验证硬件和软件的协同工作，进行调试优化，直至满足所有设计要求。 在整个课程设计过程中，学生将理论学习与实际操作相结合，提升他们的动手能力和问题解决技巧。参考资料提供了一系列经典的单片机教材，如《单片机原理及应用》、《单片机原理及其接口技术》和《51单片机及其C语言程序设计开发实例》，为设计者提供了丰富的学习资源。最后，设计报告撰写和答辩是评估学生成果的重要环节，也是对整个项目总结和反思的过程。