中国石油大学（北京）
实
验
报
告
实验课程：单片机原理及应用
实验名称：实验六——双机通信与PCB设计
一、实验目的
掌握串口通信工作原理及程序开发方法，熟悉ARES软件PCB设计过程。

二、实验内容
1、按照P241图绘制电路原理图1，将第6章实例2中2#机的查询法收发程序改为中断法（1#机发送过程不变）并实现原有功能；
2、按照图和表绘制电路原理图2，并定义电源端口；
3、采用ARES软件完成电路原理图2的PCB设计，形成光绘（Gerber）输出文件，其中BCD数码管需按照图所示尺寸进行PCB自定义封装；
4、完成实验报告。

三、实验要求
提交的实验报告中应包括：电路原理图1，2#机的C51源程序，双机通信仿真效果及讨论*，PCB设计图（电路原理图2、排版图、3D效果图、光绘文件分层图3-4幅）以及实验小结。

提交实验报告的电子邮件主题及存盘文件名格式如，20马晓明实验六。

*讨论：中断法与查询法的程序结构差异及优缺点。

1、电路原理图1
图1 电路原理图
2、2#机的C51源程序
图2 2#机源程序
3、双机通信仿真效果及讨论
图3 仿真运行一
说明：利用KEIL编写1#机和2#机的源程序并生成“.HEX”文件，分别加载
在两个单片机上。

1#机循环发送0-F数据，2#机实时接收数据，两机数据通过各自的BCD数码管显示出来。

图4仿真运行二
说明：1#机循环发送“0—F”数据，如图1#机发送数据“F”，2#机接收数据后在数码管上输出，1#机接收2#机返回的数据对比无误后在数码管上同时输出“F”。

图5 仿真运行三
说明：输出“0—F”后，1#机循环发送“0—F”的数据，2#机实时接收数据，两机数据通过各自的BCD数码管显示出来。

讨论：从单片机仿真的结果上看，2#机采用中断法编程并生成HEX文件后加载到单片机上后进行仿真运行的效果与采用查询法编程的效果一致。

从源程序上看，采用查询法时， CPU需要不断等待单片机发送和接收完数据后才能进行下一步的操作。

采用中断法时，CPU可以依照主函数进行操作，当出现中断请求标志时，CPU保存程序断点后开始执行中断函数。

由于本次2#机源程序中的主函数采用的是空运行并没能直观地反映出采用中断法与查询法的区别。

但从理论上看，采用中断法能够更加高效地利用CPU的空间。

4、PCB设计图
（1）PCB原理图
图6 PCB封装原理图
（2）PCB_LED封装
（3）
电路图封装
（4）光绘文件分层图形
5、实验小结
通过本次试验，我顺利完成了单片机的异步通信功能，实现了1#
机循环发图7 PCB_LED封装尺寸图图8 PCB_LED封装图
图9 PCB布线图10 3D效果图
底部铜箔层顶部丝印层顶部铜箔层
送0-F数据，2#机实时接收数据，两机数据通过各自的BCD数码管显示出来。

对2#机采用中断法进行编程，生成“.hex”文件加载在单片机上后，成功实现了仿真运行。

通过与同学讨论，我们简单分析出了查询法与中断法的区别，即中断法能够更加高效地利用CPU的内存空间。

除此之外，本次试验过程中，我们初步学习和操作了proteus软件中ARES 模块的功能，熟悉了单片机从开发到制成成品的过程。