PC機與多單片機串行通信的實現(xiàn)

引言

在實際工程應(yīng)用中,經(jīng)常會遇到將一臺PC機與多個單片機或多個智能儀表相連接進行實時監(jiān)測與管理的情況。這就要考慮通信方案的選擇問題，如果采用多個串行口或采用網(wǎng)絡(luò)通信的方法，則會增加成本，同時，軟件的編寫也不容易。下面介紹一種簡單易行，成本低廉的通信方法—用PC機的一個串行口對多個AT89C51單片機的通信。

2 通信硬件系統(tǒng)的構(gòu)成

整個系統(tǒng)如圖1。

2.1 PC機的RS-232串行口接口設(shè)計

通常，PC機提供一個打印機輸出的并行口(LPT)，兩個串行口(COM1，COM2)，采用PC機的RS-232串行口時，在PC機與單片機間通信必須有相同的通信協(xié)議，由于AT89C51單片機采用的電平為TTL邏輯電平，在PC機側(cè)的RS-232串行口采用+12V和-12V的電平方式，為使兩者的連接，在PC機的RS-232側(cè)用MAX202CP進行電平轉(zhuǎn)換。

2.2 AT89C51單片機的接口設(shè)計

AT89C51芯片內(nèi)部有一個全雙工的串行口，其與外部交換數(shù)據(jù)用兩線即可，該引腳與P3.0(RXD)、P3.1(TXD)共用，在本方法中要對于多個AT89C51進行串行通信，考慮到多個AT89C51共用一個RS-232轉(zhuǎn)換后的電平，在單片機向PC機傳送數(shù)據(jù)時不受其它的AT89C51單片機的影響，就在AT89C51的 RXD端串入一個二極管，如上圖1所示:

圖1 通信硬件系統(tǒng)

3 軟件部分的設(shè)計

3.1 PC機的通信程序的設(shè)計

由于PC機側(cè)的開發(fā)環(huán)境較多，如:VC++、DELPHI、VB等等，在此主要敘述用VB來進行程序設(shè)計。

目前，VB(Visual Basic)編程已成為WINDOWS系統(tǒng)開發(fā)的主要語言之一，以其高效、簡單易學(xué)及功能強大的特點越來越為廣大程序設(shè)計人員及用戶所喜愛。VB支持面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計，具有結(jié)構(gòu)化的事件驅(qū)動編程模式并可以使用無限擴增的控件，而且可以十分簡便地作出良好的人機界面。在標(biāo)準(zhǔn)串口通信方面，VB提供了具有強大功能的通信控件MSCOMM，文件名為MSCOMM.VBX。該控件可設(shè)置串行通信的數(shù)據(jù)發(fā)送和接收，對串口狀態(tài)及串口通信的信息格式和協(xié)議進行設(shè)置。這是一個標(biāo)準(zhǔn)的十位串口通信，包括8位標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)的起始位和停止位。在發(fā)送或接收數(shù)據(jù)過程中觸發(fā)OnComm事件，通過編程訪問CommEvent屬性了解通信事件的類型，分別進行各自的處理。每個通信控件對應(yīng)一個串口，可以設(shè)計多個通信控件來訪問多個通信口。VB通信控件設(shè)計軟件如下:

定義一些變量
Dim Rec(512)As Integer ‘接受字節(jié)數(shù)組定義
Dim Sent() As byte ‘發(fā)送的可變數(shù)組定義
Private Sub Form_Load() ‘串口初始化
Comml.CommPort=1　‘設(shè)置串口1
MSComml.Settings=600,N,8,1波特率:9600 奇校驗，8位數(shù)據(jù)，1位停止位
MSComml.InputLen=0　‘讀取接收緩沖區(qū)的所有字符
MSComm1.InputMode= 1 '以二進制形式從輸入緩沖區(qū)中讀數(shù)據(jù)
MSComml.InBufferSize=1024　‘設(shè)置接收緩沖區(qū)為1024字節(jié)
MSComml.OutBufferSize=512　‘設(shè)置發(fā)送緩沖區(qū)為512字節(jié)
MSComml.PortOpen=True　‘打開串口1
MSComml.SThreshold=0　‘使用查詢方式發(fā)送數(shù)據(jù)
MSComml.RThreshold=1　‘使用中斷方式接受數(shù)據(jù)
End Sub
Public Sub send-data()　‘發(fā)送n個數(shù)據(jù)
Dim I As Integer
MSComm1.RTSEnable =1 ‘請求發(fā)送數(shù)據(jù)
For　I=0 To n
MSComml.Output=data(i)
Next　I
MSComm1.RTSEnable =False ‘數(shù)據(jù)發(fā)送完畢，撤消請求發(fā)送信號
End Sub
Public Sub MSComml_OnComm()　‘中斷事件
Select Case MSComml.CommEvent　
Case comEvReceive ‘在發(fā)生接受到數(shù)據(jù)事件時執(zhí)行以下命令:
MSComm1.Rthreshold=0 ‘不準(zhǔn)后續(xù)接受字節(jié)引起中斷事件
…… ‘可以根據(jù)具體的問題，在此處添加相應(yīng)的處理程序
End Select
End Sub
3.2 AT89C51單片機通信程序的設(shè)計
AT89C51 采用匯編語言編程。AT89C51內(nèi)有一個標(biāo)準(zhǔn)的串行口，有4種工作方式，其中方式1是標(biāo)準(zhǔn)的10位異步通信方式，1位啟始位，8位數(shù)據(jù)位，1位停止位， 10位數(shù)據(jù)和PC機的標(biāo)準(zhǔn)串口相對應(yīng)，由串行口控制寄存器SCON設(shè)置狀態(tài)，其字節(jié)地址為98H。如下式所示:
SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 T1 R1

本系統(tǒng)中AT89C51串口控制器SCON設(shè)置為50H，SM0、SM1為0、1，即為串行工作方式1，REN為1，即允許串口接收。另外，使 AT89C51的中斷允許寄存器IE的開放或禁止所有中斷位EA為1，開放或禁止串行通道中斷位ES為1，即允許串行口中斷。程序簡介如下:

串行口初始化
MOV TH1,# XXH ，設(shè)定波特率
MOV TL1, #XXH
MOV SCON, #50H ，串行工作方式為1
MOV PCON, #80H
SETB TR1 ，允許定時器1計數(shù)
SETB EA ，允許所有中斷
SETB ES ，允許串行中斷
串口中斷入口
PUSH ACC
PUSH PSW
CLR EA
CLR RI
MOV A, SBUF
MOV R0,A
CJNE R0, #0FEH, LH1 ，判斷是否為本AT89C51的標(biāo)志，不是則跳出串行中斷，是則處理相應(yīng)的程序
…… ，可以根據(jù)具體的問題，在此處添加相應(yīng)的處理程序
LH1: POP PSW
POP ACC
SETB EA
RETI

4 結(jié)束語

該系統(tǒng)目前已成功地應(yīng)用在山東風(fēng)光電子有限公司的JD-BP37系列高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)中對23個AT89C51的串行通信，運行良好。對于目前廣泛應(yīng)用的Windows環(huán)境下實現(xiàn)PC機與多個單片機之間的通信問題，希望本文能夠提供一點有用的參考價值。