基于VC6.0的多單片機(jī)和PC機(jī)串口通訊實(shí)現(xiàn)方案

作者：時(shí)間：2013-09-29 來源：網(wǎng)絡(luò)

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引言

　　在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，不可避免的要采用多機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行通信。在由一臺(tái)PC 機(jī)(上位機(jī)) 和多臺(tái)單片機(jī)(下位機(jī)) 構(gòu)成的分布式控制系統(tǒng)中，通過PC 機(jī)的串口與多臺(tái)單片機(jī)的通信是最方便的。在這樣的分布式控制系統(tǒng)中，單片機(jī)與微機(jī)之間的多路通信是整個(gè)系統(tǒng)的關(guān)鍵。

系統(tǒng)組成及通訊原理

系統(tǒng)構(gòu)成

　　由上位機(jī)(即計(jì)算機(jī))、通訊接口和下位機(jī)3部分組成。上位機(jī)選用的是工控機(jī) ，智能終端由單片MSP430F169和外圍傳感器放大電路等構(gòu)成。要想與PC 串口連接或者其它帶有串口的終端連接，必須要進(jìn)行EIA-RS-232C 與MSP430 電平和邏輯關(guān)系的轉(zhuǎn)換。本設(shè)計(jì)采用MAX3232芯片，可完成3V~5V 電平與串口電平的雙向轉(zhuǎn)換。

　　MSP430F169單片機(jī)屬于德州儀器公司MSP430F14X/16X FLASH 系列。該系列是一組超低功耗的微控制器，工作電壓范圍1.8~3.6V。由于具有16位RISC結(jié)構(gòu)，16 位寄存器和常數(shù)寄存器，MSP430 達(dá)到了最大的代碼效率。數(shù)字控制的振蕩器提供快速從所有低功耗模式蘇醒到活動(dòng)模式的能力時(shí)間少于6ms。 MSP430F169 帶有兩個(gè)16 位定時(shí)器（帶看門狗功能）、速度極快的8 通道12 位A/D 轉(zhuǎn)換器(ADC)(帶內(nèi)部參考電壓、采樣保持和自動(dòng)掃描功能）、一個(gè)內(nèi)部比較器和兩個(gè)通用同步/異步發(fā)射接收器、48個(gè)I/O口(均可獨(dú)立控制)的微處理器結(jié)構(gòu)。硬件乘法器提高了單片機(jī)的性能并使單片機(jī)在編碼和硬件上可兼容。

通訊原理

　　MSP430F169單片機(jī)支持兩種不同的串行協(xié)議，通用同步協(xié)議（USART協(xié)議）和同步協(xié)議（SPI協(xié)議），用控制寄存器UCTL（表1）中的控制位SYNC來選擇所需的模式。SYNC=0：選擇異步模式UART；SYNC=1：選擇同步模式SPI，在此選擇異步模式。

　　控制寄存器內(nèi)的信息決定了USART的基本操作，如選擇通信協(xié)議、通信模式、字符長度和校驗(yàn)位等。在此設(shè)定字符長度為8位：CHAR=1，停止位1位：SP=0，奇校驗(yàn)：PEV=0。 MSP430的波特率發(fā)生器有一預(yù)分頻/分頻器和一個(gè)調(diào)整器的組合，即使晶振頻率不是波特率的整數(shù)倍，這一組合也能使MSP430 正常工作而且還可以使其通訊協(xié)議工作在最大的波特率。采用這一技術(shù)，即使用手表晶振(32768Hz)，波特率也可以達(dá)到4800 和9600，選擇波特率為9600，外部時(shí)鐘為ACLK。

系統(tǒng)通訊協(xié)議

　　在PC機(jī)和多臺(tái)單片機(jī)的通訊中，確定一個(gè)明確而合理的通訊協(xié)議是關(guān)鍵，包括對數(shù)據(jù)格式、通訊方式、傳送速度、傳送步驟、檢糾錯(cuò)方式以及控制字符定義等問題做出統(tǒng)一規(guī)定。為了區(qū)別不同的分機(jī)，必須為每個(gè)分機(jī)分配一個(gè)唯一的地址，此地址唯一區(qū)別各單片機(jī)。數(shù)據(jù)格式采用數(shù)據(jù)包的形式，一次傳輸一組數(shù)據(jù)。

起始標(biāo)志位:1 個(gè)字節(jié)

分機(jī)地址: 1 個(gè)字節(jié)

命令/ 數(shù)據(jù): 1 個(gè)字節(jié)

數(shù)據(jù)長度: 1 個(gè)字節(jié)

數(shù)據(jù)內(nèi)容: n 個(gè)字節(jié)

和檢驗(yàn): 2 個(gè)字節(jié)

結(jié)束標(biāo)志位: 1 個(gè)字節(jié)

　　數(shù)據(jù)格式中的地址位表示與PC 機(jī)通訊的單片機(jī)地址。操作命令則表示此次通訊要完成的操作。在單片機(jī)發(fā)送上位機(jī)接收的時(shí)候，協(xié)議規(guī)定命令FFH 為上報(bào)數(shù)據(jù)，此時(shí)數(shù)據(jù)包中的數(shù)據(jù)長度、數(shù)據(jù)內(nèi)容、和檢驗(yàn)三個(gè)域便填充實(shí)際發(fā)送數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)、數(shù)據(jù)及和校驗(yàn)；命令F0H - F3H 則表示單片機(jī)給PC機(jī)的反饋信息，此時(shí)數(shù)據(jù)包中的數(shù)據(jù)長度、數(shù)據(jù)內(nèi)容和檢驗(yàn)三個(gè)域?yàn)榭?，其中?dāng)命令為F0H 表示接收成功，F(xiàn)1H 表示接收失敗并要求重發(fā)，F(xiàn)2H 表示單片機(jī)有數(shù)據(jù)上報(bào)要求，F(xiàn)3H 表示單片機(jī)無數(shù)據(jù)上報(bào)要求。操作命令域在PC 機(jī)發(fā)送單片機(jī)接收的時(shí)候也相似的協(xié)議規(guī)定。