PC機(jī)與多MCS-51單片機(jī)間的串行通信設(shè)計(jì)

　　PC機(jī)采用可編程串行異步通信控制器8251A來實(shí)現(xiàn)，通過對(duì)INS8251A初始化可以控制串行數(shù)據(jù)傳送格式和速度及其工作方式，使得它與單片機(jī)的通信方式一致，從而實(shí)現(xiàn)PC機(jī)與單片機(jī)之間的通信。MCS－51和8251A的連接圖見圖3。

　　由于遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸，在系統(tǒng)中用了兩片MAX485芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，還采用了兩級(jí)光電隔離來提高系統(tǒng)的抗干擾能力。單片機(jī)和PC機(jī)之間的RS－232通信硬件接口電路框圖如圖4所示。
3　串行通信的軟件程序設(shè)計(jì)
3．1　主從式多機(jī)通信原理
　　MCS－51用于多機(jī)通信時(shí)必須工作在方式2或方式3。以方式3為例，每發(fā)送一幀數(shù)據(jù)為11位：1位起始位（0），8位數(shù)據(jù)位和1位停止位（1），附加的第9位數(shù)據(jù)在非多機(jī)系統(tǒng)中為奇偶校驗(yàn)位，在發(fā)送端有SCON的TB8產(chǎn)生，在接收端傳送到SCON的RB8。它還可設(shè)定為“0”或“1”作為在多機(jī)通信中區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)幀（0標(biāo)志）還是地址幀（1標(biāo)志）的標(biāo)志。在MCS－51多機(jī)系統(tǒng)中有以下協(xié)議：所有的各從機(jī)均處于聽命狀態(tài)，即SM2＝1，以便接收主機(jī)發(fā)來的地址，當(dāng)接收到一幀信息的RB8為“1”時(shí)，表示主機(jī)發(fā)送來的是地址信息，所有的從機(jī)均發(fā)生接收中斷，否則中斷屏蔽。當(dāng)一從機(jī)進(jìn)入相應(yīng)的中斷服務(wù)程序，把接收到的地址和本機(jī)的地址比較，如果相符合就令其SM2＝0，并向主機(jī)發(fā)回本機(jī)地址以作應(yīng)答，該從機(jī)就與主機(jī)聯(lián)通，準(zhǔn)備接收主機(jī)發(fā)來的命令或數(shù)據(jù)信息，而其他的未被尋址從機(jī)保持SM2＝1并退出各自的中斷服務(wù)程序。這樣，只有SM2＝0的從機(jī)才能接收到主機(jī)發(fā)送來的數(shù)據(jù)信息，順利實(shí)現(xiàn)地址幀和數(shù)據(jù)幀的分離。被尋址從機(jī)在通信完成后重新使SM2＝1，并退出中斷服務(wù)程序，等待下次通信。

3．2　多機(jī)通信協(xié)議
　　要實(shí)現(xiàn)單片機(jī)和PC機(jī)的正常通信，必須正確設(shè)定它們兩者之間的通信方式，保證雙方都用相同的波特率、起始位、停止位、奇偶校驗(yàn)位，并且要建立雙方通信的應(yīng)答信號(hào)。
　　單片機(jī)既可工作在同步移位寄存器方式下也可工作在UART（通用異步收發(fā)器）下。串行口的通信方式是由特殊功能寄存器SCON來控制的。其各控制定義如下：

SM0，SM1：工作模式設(shè)定位；SM2：允許使用方法2、3多機(jī)通信控制位；RB8：接收數(shù)據(jù)第9位；TB8：發(fā)送數(shù)據(jù)第9位；TI：發(fā)送中斷標(biāo)志；RI：接收中斷標(biāo)志。本文中工作方式為3，即9位UART定時(shí)器T1作為波特率發(fā)生器，工作在方式2，若選定波特率為1200bps，則計(jì)數(shù)初值為0E8H（SMOD＝0，時(shí)鐘頻率Fosc為11．059MHz）。
　　PC機(jī)的異步通信接口為INTEL8251A，它可設(shè)定1位、1．5位或2位停止位，數(shù)據(jù)可在5～8位之間選擇，通信頻率為0～9．6Kbps，有奇偶校驗(yàn)、幀校驗(yàn)、溢出校驗(yàn)三種方式?？赏ㄟ^對(duì)它寫入一定的方式控制字、命令控制字從而進(jìn)行初始化。它與MCS－51的連接如前面所示，則它的數(shù)據(jù)口地址為0F0H，控制口地址為0F1H。它的工作狀態(tài)寄存于其狀態(tài)字寄存器中，可由MCS－51的CPU讀取。通信協(xié)議如下：（1）串行通信波特率為1200bps；（2）幀格式為8位數(shù)據(jù)位，一位起始位，一位可編程的第9位（即發(fā)送和接收的地址／數(shù)據(jù)位的標(biāo)志位），一位停止位；（3）主機(jī)和從機(jī)遵循主從原則，主機(jī)用呼叫方式選擇從機(jī)，數(shù)據(jù)在主機(jī)和從機(jī)之間雙向傳遞，各從機(jī)之間的相互通信需通過主機(jī)作為中介；（4）主從機(jī)之間還應(yīng)傳送一些供它們識(shí)別的命令和狀態(tài)字，如以00H表示主機(jī)發(fā)送從機(jī)接收命令，以01H表示從機(jī)發(fā)送主機(jī)接收命令等。
3．3　通信程序設(shè)計(jì)思路及其實(shí)現(xiàn)
　　程序主要包括主機(jī)程序（由主機(jī)主程序和通信子程序組成）、從機(jī)主程序和其中斷服務(wù)程序組成。主機(jī)程序主要完成對(duì)8251A的初始化以及主機(jī)與從機(jī)之間的通信，主機(jī)程序框圖見圖5。而從機(jī)主程序主要完成對(duì)串行口的初始化、波特率的設(shè)置（應(yīng)與8251A的波特率一致），它的中斷程序主要用來完成MCS－51單片機(jī)與PC機(jī)的數(shù)據(jù)通信。從機(jī)中斷服務(wù)程序框圖見圖6。

上一頁 1 2 下一頁