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            單片機串口通訊

            作者:佚名   來源:本站原創   點擊數:  更新時間:2007年06月17日   【字體:

            通信協議: 第1字節,MSB為1,為第1字節標志,第2字節,MSB為0,為非第一字節標志,其余類推……,最后一個字節為前幾個字節后7位的異或校驗和。
              測試方法:可以將串口調試助手的發送框寫上 95 10 20 25,并選上16進制發送,接收框選上16進制顯示,如果每發送一次就接收到95 10 20 25,說明測試成功。


            //這是一個單片機C51串口接收(中斷)和發送例程,可以用來測試51單片機的中斷接收
            //和查詢發送,另外我覺得發送沒有必要用中斷,因為程序的開銷是一樣的


            #include <reg51.h>
            #include <string.h>

            #define INBUF_LEN 4 //數據長度

            unsigned char inbuf1[INBUF_LEN];
            unsigned char checksum,count3;
            bit read_flag= 0 ;

            void init_serialcomm( void )
            {
            SCON = 0x50 ; //SCON: serail mode 1, 8-bit UART, enable ucvr
            TMOD |= 0x20 ; //TMOD: timer 1, mode 2, 8-bit reload
            PCON |= 0x80 ; //SMOD=1;
            TH1 = 0xF4 ; //Baud:4800 fosc=11.0592MHz
            IE |= 0x90 ; //Enable Serial Interrupt
            TR1 = 1 ; // timer 1 run
            // TI=1;
            }

            //向串口發送一個字符
            void send_char_com( unsigned char ch)
            {
            SBUF=ch;
            while (TI== 0 );
            TI= 0 ;
            }

            //向串口發送一個字符串,strlen為該字符串長度
            void send_string_com( unsigned char *str, unsigned int strlen)
            {
            unsigned int k= 0 ;
            do
            {
            send_char_com(*(str + k));
            k++;
            } while (k < strlen);
            }


            //串口接收中斷函數
            void serial () interrupt 4 using 3
            {
            if (RI)
            {
            unsigned char ch;
            RI = 0 ;
            ch=SBUF;
            if (ch> 127 )
            {
            count3= 0 ;
            inbuf1[count3]=ch;
            checksum= ch- 128 ;
            }
            else
            {
            count3++;
            inbuf1[count3]=ch;
            checksum ^= ch;
            if ( (count3==(INBUF_LEN- 1 )) && (!checksum) )
            {
            read_flag= 1 ; //如果串口接收的數據達到INBUF_LEN個,且校驗沒錯,
            //就置位取數標志
            }
            }
            }
            }


            main()
            {
            init_serialcomm(); //初始化串口
            while ( 1 )
            {
            if (read_flag) //如果取數標志已置位,就將讀到的數從串口發出
            {
            read_flag= 0 ; //取數標志清0
            send_string_com(inbuf1,INBUF_LEN);
            }
            }

            串行通信雖然有其自身優點:如適合長距離通信,有一定的糾錯能力等,但并行通信在短距離(數米范圍內)傳輸過程中的優點是顯而易見的。首先串行通信時要設置串口數據,如:串口號(Com1、Com2或者其他串口)、波特率、數據位數、停止位、校驗位等等。而且單片機與PC機的串口數據必須一一對等,否則不能傳輸。而并行傳輸時,無需上述過程。其次,PC機的串口電平值為+12V~-12V,單片機是TTL電平(0~+5V),兩者必須要經過電平轉換芯片進行電平間的轉換。而進行并行傳輸時,由于雙方都是TTL電平,所以PC的并口可以與單片機或其他芯片直接相連;另外,串行傳輸速度慢,每次只能傳送一位,而并行每次可以傳送8位,速度上的差異顯而易見。

            而對于單片機,串口(UART)是最常用的端口,尤其對于存在兩個或多個串口的單片機來說,充分利用串口進行通信是非常重要的。


            輸出輸入接口的擴展


            單片機串口實現"并行"通信,其原理就是將PC機傳過來的并行數據轉換成串行數據,送入單片機的串口再由其進行相應處理。實質上就是一個數據串-并、并-串轉換的過程。

            PC的并口為一個標準的25針插座,包含一個八位二進制數據端口(地址為378H),即第2腳到第9腳;一個輸入控制端口(地址為379H),即第15腳、13腳、12腳、10腳、11腳,其另外低三位無定義;一個輸出控制口(地址為37AH),即第1腳、14腳、16腳、17腳,其另外高四位無定義。由此可見后面兩個端口都不是完全的8位。

            輸出接口電路擴展

            這里使用常用的移位寄存器74LS164與單片機的RXD口構成輸出接口電路。

            雙列直插式74LS164引腳定義如圖1所示。

            其中:QA~QH為并行輸出的數據,送入PC機并口378H端口(接收數據的8個數據位);單片機串口輸出的數據從AB輸入;CLR信號用于清除輸出數據(通常用在移位完成時);內部數據移位依靠時鐘CLK信號上升沿(由單片機TX提供)控制。

            表1是該芯片工作的真值表。


            輸入接口電路擴展


            使用常用的移位寄存器74LS165與單片機的RXD口構成輸入接口電路。

            雙列直插式74LS165引腳定義如圖2所示。

            其中:A~H為并行輸入的數據,接PC機并口378H端口(接收數據的8個數據位);單片機串口接收的數據(RXD端口)從QH輸入;SH/LD信號用于重新裝載數據(通常用在數據完全移出后);SER是用于填充數據移出后的空位的邏輯電平信號(邏輯"1"或"0");而數據是否移動由CLK INH和CLK聯合控制;內部數據移位依靠時鐘CLK信號(仍由單片機的TXD提供)上升沿控制。

            表2是該芯片工作的真值表。

            其他軟硬件準備工作

            輸入輸出控制端口的連接。將單片機的P3.4、P3.5口分別與PC并口的第15腳、第16腳相連。這樣在進行數據通信時,兩者的握手信號傳輸就解決了:當并口的第16腳置高電平時,用來通知單片機接收PC機已準備就緒的數據,單片機收到以后就可以進行相應控制,接收數據;當單片機接收完數據時,會置P3.4為高電平并被379H的第15腳接收,于是PC機準備發送下一個數據……單片機向PC機發送數據時,情況與此類似,由P3.4發送信號給PC機,而由P3.5接收PC機發送過來的信號。

            軟件方面,由于是用串口進行"并行"通信,因此就不能將串口的工作方式設置為方式0(移位寄存器輸入/輸出方式)以外的其他方式。還要注意此時串口的波特率固定為單片機外接晶振頻率的1/12。串行數據通過RXD輸入/輸出,TXD用于發送控制輸入輸出數據移位的時鐘脈沖。收發的數據為8位,低位在前。

            設計實例

            由于這一并行通信實現方法非常簡單,所以對于有一定單片機編程經驗的開發人員來說,只要硬件電路確定下來,軟件方面的問題就非常容易。圖3為電路原理圖。

            需要說明的是:1、單片機與PC機并口要共地;2、由于并行通信存在應答信號(本圖中由單片機的P3.4、P3.5實現此功能),所以不會出現RXD端口數據混亂的情況。

            小結

            現在單片機的應用越來越廣泛,單片機與PC之間的通信是一個非常重要的應用。如果單純的從實現單片機與PC的并行通信的角度來說,該實現方法并不是最簡單的。最簡單的方法是將PC的并口對應引腳與單片機的P1口和P3口直接相連,然后軟件上實現。本文的目的是充分利用單片機的串口資源與PC機進行通信。


             

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