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分类: 嵌入式

2013-11-14 20:24:08

原文:

目前普遍采用的MCS51 和PIC 系列通 常只有一个(或没有)UART异步串行通信接口,在应用系统中若需要多个串行接口(例如在多机通信系统中,主机既要和从机通信又要和终端通信)的情况下, 通常的方法是扩展一片8251 或 8250 通用同步/异步接收发送芯片(USART),需额外占用单片机I/O 资源。  MCS51是指由美国INTEL公司(对了,就是大名鼎鼎的INTEL)生产的一系列单片机的总称,这一系列单片机包括了好些品种,如 8031,8051,8751,8032,8052,8752等,其中8051是最早最典型的产品,该系列其它单片机都是在8051的基础上进行功能的 增、减、改变而来的,所以人们习惯于用8051来称呼MCS51系列单片机,而8031是前些年在我国最流行的单片机,所以很多场合会看到8031的名 称。
  1.串行接口的基本通信方式
  串行接口的有异步和同步两种基本通信方式。异步通信采用用异步传送格式,如图1 所示。数据发送和接收均将起始位和停止位作为开始和结束的标志。在异步通信中,起始位占用一位(低电平)。
  异步通信采用用异步传送格式
  用来表示字符开始。其后为7 或8 位的数据编码,第8 位通常做为奇偶校验位。最后为停止位(高电平)用来表示字符传送结束。上述字符格式通常作为一个串行帧,如无奇偶校验位,即为常见的N.8.1帧格式。串 行通信中,每秒传送的数据位称为波特率。如数据传送的波特率为1200 波特,采用N.8.1 帧格式(10 位),则每秒传送字节为120 个,而字节中每一位传送时间即为波特率的倒数:T=I/1200=0.833ms。同样,如数据传送的波特率为9600 波特,则字节中每一位传送时间为T=1/9600=0.104 ms。
  2.硬件电路
  89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读(FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory)的低电压、高性能CMOS8位微处理器,俗称单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除100次。该器件采用ATMEL高密度非易失存 储器制造技术制造,与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中,ATMEL的89C51是一 种高效,89C2051是它的一种精简版本。89C单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。
  89C51 单片机通过普通I/O 口与PC 机RS232 串口实现通信的硬件接口电路如图2 所示。由于PC 系列微机串行口为RS232C 标准接口,与输入、输出均采用TTL 电平的89C51 单片机在接口规范上不一致,因此TTL电平到RS232 接口电平的转换采用MAXIM 公司的MAX232 标准RS232接口芯片,该芯片可以用单电压(+5V)实现RS232接口逻辑“1”(-3V~215V)和逻辑“0”(+3V~15V)的电平转换。图 中89C51 的P1.0 模拟发送端,P1.1 模拟接收端。
  3.接口程序设计
  软件设计中,89C51 单片机的P1.0 和P1.1 口分别模拟串行通信的发送和接收,其接口程序主要由INPUT 发送子程序和OUTPUT接收子程序组成。通信速率1200 bit /s,帧格式为N.8.1。发送时,先发送一个起始位(低电平),接着按低位在先的顺序发送8 位数据,最后发送停止位。接收时,先判断P1.1 接收端口是否有起始低电平出现,其中软件编写要严格按照异步通信的时序进行,每bit 位传送时间间隔按通信速率1200 bit /s计算为833μs。
  其模拟串行通信程序清单见下,系统要求单片机为6M。程序清单如下:
  TXD EQU P1.0
  RXD EQU P1.1 ;定义89C51 P1.0 为发送端,P1.1 为接收端
  ORG 0000H
  AJMP MAIN
  ORG 0100H
  MAIN: MOV A, #30H
  MOV R5,#N
  SETB RXD ;P1.0 置高
  TX: LCALL INPUT ;调用发送子程序,将寄存器A 中内容发给PC 机
  ;
  SETB TXD ;P1.1 置高
  MOV R0,#40H
  RX: LCALL OUTPUT ;调用接收子程序,将接收的N 个数据存放在以40H开始的地址中
  MOV @R0,A
  INC R0
  DJNZ R5, RX ;N 个数据接收结束,则等待,否则转RX 继续接收
  3
  AJMP $
  ;**************延时833μs 子程序*****
  DEL833: MOV R7 ,#205
  MS11: DJNZ R7,MS11
  RET
  ; **********************************
  ;******** 89C51发送数据给PC 机子程序****
  INPUT: CLR C
  MOV TXD,C ;发送起始位
  LCALL DEL833 ;延时
  MOV R3,#8
  REP: RRC A
  MOV TXD ,C
  LCALL DEL833
  DJNZ R3,REP ;发送8 位数据
  SETB C ;发送停止位
  MOV TXD,C
  LCALL DEL833
  RET
  ;********从PC 机接收数据子程序********
  OUTPUT: JB RXD, $ ; 判断是否有起始位出现
  LCALL DEL833
  MOV R3,#8
  OUT: MOV C ,RXD
  RRC A
  LCALL DEL833
  DJNZ R3,OUT ; 接收8 位数据
  JNB RXD ,$ ; 判断是否有停止位出现
  RET
  本文介绍的用 89C51 单片机I/O 口模拟实现串行通信的方法,已成功地应用在某电压数据采集系统中,这样的进步,让这项技术有了更加高的期待性,在社会上也有了很好的反应,这样就让这个研究成果有了很好的作用。

相关文章:
基于89C51单片机串口通信程序的设计:
UART C51与 dspic双机通讯::http://www.cnblogs.com/zcmaker/archive/2012/11/23/2784383.html

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