基于嵌入式的人机交互系统设计与实现(2)

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1.1系统开发背景

在国内外，以PC机作为上位机，单片机作为下位机的控制系统中，PC机通常以软件界面进行人机交互，以串行通信方式与单片机进行积极交互，而单片机系统根据被控对象配置相应的前向，后向信息通道，工作时作为主控机测对象，作为被控机接受PC机监督，指挥，定期或受命向上位机提供对象及本身的工作状态信息。

目前，随着集成电路集成度的增加，电子计算机向微型化和超微型化方向发展[2]，微型计算机已成为导弹，智能机器人，探索宇宙和太空奥妙复杂系统不可缺少的智能部件。在一些工业控制中，经常需要以多台单片机作为下位机执行对被控对象的直接控制，以一台PC机为上位机完成复杂的数据处理，组成一种以集中管理、分散控制为特点的集散控制系统[3]。

为了提高系统管理的先进性和安全性，计算机工业自动控制和监测系统越来越多地采用集散系统。较为常见的形式是由一台做管理用的上位主计算机（主机）和一台直接参与控制检测的下位机（单片机）构成的主从式系统，主机和从机之间以通讯的方式来协调工作[4]。主机的作用一是要向从机发送各种命令及参数；二是要及时收集、整理和分析从机发回的数据，供进一步的决策和报表。从机被动地接受、执行主机发来的命令，并且根据主机的要求向主机回传相应的实时数据，报告其运行状态。

用串行总线技术可以使系统的硬件设计大大简化、系统的体积减小、可靠性提高。同时，系统的更改和扩充极为容易。MCS-51系列单片机，由于内部带有一个可用于异步通讯的全双工的穿行通讯接口，因此可以很方便的构成一个主从式系统。

串口是计算机上一种非常通用的设备通讯协议，大多数计算机有两个基于RS-232的串口。串口同时也是仪器仪表设备通用的通讯协议，很多GPIB（General-Purpose Interface Bus通用接口总线兼容的设备）也带有RS-232口。同时串口通讯协议也可以用于获取远程采集设备数据。所以，深入的理解学习和研究串口通信相关知识是非常必要的。此次毕业设计选题为“基于嵌入式的人机交互系统设计与实现”，使用51单片机来实现一个主从式的总线通讯系统。通过此次设计，对串口通讯的原理和应用融会贯通，为以后的工作储备知识和研究方法。论文网

1.2技术应用展望

随着社会的发展，技术的进步，利用单片机进行自动化改革成为了工业技术中的一个趋势[5]。目前来看，还有很多没有进行技术改革的工厂、公共设施、以及住宅等地方，单片机都是可以涉及到并且能够让生活更加方便。

在能够了解具体需求的情况下，选取合适的硬件已经编辑简单实用性强的软件，成为了工程师们研究的课题。为了提高生产实践效率，提高生活质量，选取好的设备是非常有必要的[6]。所以，在技术不断革新的今天，单片机应用技术定能成为推动社会发展，实现高效生产的核心力量。

1.3课题研究的目的与意义

本次课题以单片机串行通信为基础，通过设计通信过程用到的软件和硬件以及仿真和模拟，了解相关软件和硬件的使用方法，熟悉编程技巧，并且从实践中找到学习过程中存在的不足，及时改正。通过本次设计，进一步深化单片的概念和应用知识，通过理论联系实际的方法，结合课本和仿真模拟，真正达到学以致用的目的。

2设计使用软件简介

2.1 keil

Keil C51是美国Keil Software公司出品的51系列兼容单片机C语言软件开发系统,如图2.1所示，与汇编相比，C语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势，因而易学易用。Keil提供了包括C编译器、宏汇编、连接器、库管理和一个功能强大的仿真调试器等在内的完整开发方案，通过一个集成开发环境（uVision）将这些部分组合在一起。运行Keil软件需要WIN98、NT、WIN2000、WINXP等操作系统。如果你使用C语言编程，那么Keil几乎就是你的不二之选，即使不使用C语言而仅用汇编语言编程，其方便易用的集成环境、强大的软件仿真调试工具也会令你事半功倍。