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[導(dǎo)讀]目前普遍采用的MCS51 和PIC 系列單片機(jī)通常只有一個(或沒有)UART異步串行通信接口,在應(yīng)用系統(tǒng)中若需要多個串行接口(例如在多機(jī)通信系統(tǒng)中,主機(jī)既要和從機(jī)通信又要和終端通信)的情況下,通常的方法是擴(kuò)展一片82

目前普遍采用的MCS51 和PIC 系列單片機(jī)通常只有一個(或沒有)UART異步串行通信接口,在應(yīng)用系統(tǒng)中若需要多個串行接口(例如在多機(jī)通信系統(tǒng)中,主機(jī)既要和從機(jī)通信又要和終端通信)的情況下,通常的方法是擴(kuò)展一片8251 或 8250 通用同步/異步接收發(fā)送芯片(USART),需額外占用單片機(jī)I/O 資源。本文介紹一種用單片機(jī)普通I/O 口實(shí)現(xiàn)串行通信的方法,可在單片機(jī)的最小應(yīng)用系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)與兩個以上串行接口設(shè)備的多機(jī)通信。

  1.串行接口的基本通信方式

       串行接口的有異步和同步兩種基本通信方式。異步通信采用用異步傳送格式,如圖1 所示。數(shù)據(jù)發(fā)送和接收均將起始位和停止位作為開始和結(jié)束的標(biāo)志。在異步通信中,起始位占用一位(低電平),

異步通信采用用異步傳送格式

  用來表示字符開始。其后為7 或8 位的數(shù)據(jù)編碼,第8 位通常做為奇偶校驗(yàn)位。最后為停止位(高電平)用來表示字符傳送結(jié)束。上述字符格式通常作為一個串行幀,如無奇偶校驗(yàn)位,即為常見的N.8.1幀格式。串行通信中,每秒傳送的數(shù)據(jù)位稱為波特率。如數(shù)據(jù)傳送的波特率為1200 波特,采用N.8.1 幀格式(10 位),則每秒傳送字節(jié)為120 個,而字節(jié)中每一位傳送時(shí)間即為波特率的倒數(shù):T=I/1200=0.833ms。同樣,如數(shù)據(jù)傳送的波特率為9600 波特,則字節(jié)中每一位傳送時(shí)間為T=1/9600=0.104 ms。

  根據(jù)數(shù)據(jù)傳送的波特率即字節(jié)中每一位的傳送時(shí)間,我們便可用普通I/O 口來模擬實(shí)現(xiàn)串行通信的時(shí)序。

  2.硬件電路

       89C51 單片機(jī)通過普通I/O 口與PC 機(jī)RS232 串口實(shí)現(xiàn)通信的硬件接口電路如圖2 所示。由于PC 系列微機(jī)串行口為RS232C 標(biāo)準(zhǔn)接口,與輸入、輸出均采用TTL 電平的89C51 單片機(jī)在接口規(guī)范上不一致,因此TTL電平到RS232 接口電平的轉(zhuǎn)換采用MAXIM 公司的MAX232 標(biāo)準(zhǔn)RS232接口芯片,該芯片可以用單電壓(+5V)實(shí)現(xiàn)RS232接口邏輯“1”(-3V~215V)和邏輯“0”(+3V~15V)的電平轉(zhuǎn)換。圖中89C51 的P1.0 模擬發(fā)送端,P1.1 模擬接收端。

89C51 單片機(jī)通過普通I/O 口與PC 機(jī)RS232 串口實(shí)現(xiàn)通信的硬件接口電路

  3.接口程序設(shè)計(jì)

       軟件設(shè)計(jì)中,89C51 單片機(jī)的P1.0 和P1.1 口分別模擬串行通信的發(fā)送和接收,其接口程序主要由INPUT 發(fā)送子程序和OUTPUT接收子程序組成。通信速率1200 bit /s,幀格式為N.8.1。發(fā)送時(shí),先發(fā)送一個起始位(低電平),接著按低位在先的順序發(fā)送8 位數(shù)據(jù),最后發(fā)送停止位。接收時(shí),先判斷P1.1 接收端口是否有起始低電平出現(xiàn),如有則按低位在先的順序接收8 位數(shù),最后判斷P1.1 口是否有停止高電平出現(xiàn),如有則完成一個數(shù)據(jù)接收,否則繼續(xù)等待。其中軟件編寫要嚴(yán)格按照異步通信的時(shí)序進(jìn)行,每bit 位傳送時(shí)間間隔按通信速率1200 bit /s計(jì)算為833μs。

  其模擬串行通信程序清單見下,系統(tǒng)要求單片機(jī)晶振為6M。程序清單如下:

程序

程序

  本文介紹的用 89C51 單片機(jī)I/O模擬實(shí)現(xiàn)串行通信的方法,已成功地應(yīng)用在某電壓數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中,實(shí)踐證明能可靠地傳送和接收數(shù)據(jù)。

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