汇编语言实现串口通信(PC与单片机间).doc

8.用C语言或汇编语言实现串口通信（PC和单片机间） 上位机和下位机的主从工作方式为工业控制及自动控制系统所采用。由于PC机分析能力强、处理速度更快及单片机使用灵活方便等特点，所以一般都将PC 机作为上位机，单片机作为下位机，二者通过RS-232或者RS-485接收、发送数据和传送指令。单片机可单独处理数据和控制任务，同时也将数据传送给PC机，由PC机对这些数据进行处理或显示 1 硬件电路的设计 MCS-51单片机有一个全双工的串行通讯口UART，利用其RXD和TXD与外界进行通信，其内部有2个物理上完全独立的接收、发送缓冲器SBUF，可同时发送和接收数据。所以单片机和PC机之间可以方便地进行串口通讯。单片机串口有3条引线:TXD(发送数据),RXD(接收数据)和GND(信号地)。因此在通信距离较短时可采用零MODEM方式，简单三连线结构。IBM-PC机有两个标准的RS-232串行口，其电平采用的是EIA电平，而MCS-51单片机的串行通信是由TXD(发送数据)和RXD(接收数据)来进行全双工通信的，它们的电平是TTL电平;为了PC机与MCS-51机之间能可靠地进行串行通信，需要用电平转换芯片，可以采用MAXIM公司生产的专用芯片MAX232进行转换。电路如图1所示。硬件连接时，可从MAX232中的2路发送器和接收器中任选一路，只要注意发送与接收的引脚对应关系即可。接口电路如图3.5所示。 总体设计按照整体设计思路方案绘制原理图如下所示： 2 系统软件设计 软件设计分上位机软件设计和下位机软件设计。这两部分虽然在不同的机器上编写和运行，但它们要做的工作是对应的:一个发送，另一个接收。为了保证数据通信的可靠性，要制定通信协议，然后各自根据协议分别编制程序。现约定通信协议如下:PC机和单片机都可以发送和接收。上位机和下位机均采用查询方式发送控字符和数据、中断方式接收控制字符和数据。采用RS-232串口异步通信， １　上位PC机与下位单片机异步串行通信的通信协议 为了保证可靠的通信，必须有一套完善的通信协议。分布式控制系统中的每台单片机均有唯一的番号。通信开始时，先由ＰＣ机呼叫被叫单片机的番号，单片机在接收到微机的呼叫后，首先判断是不是自己的番号，如果是，则发送呼叫应答信号，否则不予理睬。微机在接收到呼叫应答信号之后，将向单片机发出通信命令字符串。以下是上位ＰＣ机协议的格式： 单片机号 单片机号 命令码 命令码 停止标志 　 其中，单片机号代表现场第几台单片机，占用１个字节，发送两次的目的是为了防止干扰；命令码则代表上位机向下位机发布的工作命令，它也占用１个字节，发送两次的目的也是为了防止干扰。而停止标志则表明一次命令发送完毕。使用时可依据该标志判断上位机的命令是否发送完毕。 下位机协议格式如下： 数据块 校验位 该格式中，数据块为下位机上传到上位ＰＣ机的数据。校验位则用于ＰＣ机对收到的数据进行奇偶校验（占１个字节）。校验正确后，可将数据写入内存，否则发出数据传输错误信息，以要求单片机重新传输数据。 另外，作为一个完整的通信协议，只有上述约定还不够，还必须在发送和接收数据的时间间隔上加以限制。否则，很可能由于某些原因而造成无限制的等待对方应答，使整个系统处于工作不正常状态，或者延误其它动作的处理。具体时间限制可根据通信内容、ＣＰＵ处理速度，再加上适当的余量来确定。 单片机的数据通信由串行口完成，定时器T1 作为波特率发生器，其波特率要与PC 机一致。数据的传送格式为1 位起始位、8 位数据位和1 位停止位。采用中断方式发送和接收数据，定时器T1 设置为工作工作模式2，串行口设置为工作方式3，由第9位判断停止。具体的程序流程图见下。 ①单片机中断方式接收程序 当PC 机不发送任何数据的时候，从机单片机始终处于等待状态（P.），直到PC 机发送数据过来。由于PC 机在发送有效数据之前会加一个开始符（FFH），在有效数据之后会加一个开始符（7FH），所以单片机接收到主机发送来的FFH 之后，置RAM 存贮单元的初始地址30H 单元，用来放紧接着接收的数据，程序中还用了一个计数器COUNTER 来计接收到的数据位数，直到接收到7FH 为止。 单片机接收主程序MAIN 及中断服务程序STR 清单如下： COUNTER EQU 40H POINT EQU 41H ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0023H LJMP SRT MAIN:MOV SP,#60H MOV TMOD,#20H ;定时器T1 的方式2 MOV PCON,#00H ;串行口波特率控制位 MOV TH1,#0F4H ;2400Kb/s MOV TL1,#0F4H MOV 30H,#15 MOV COUNTER,#1 MOV R0,#30H ;接收数据存放区