基于RS-485總線的PC與多單片機間的串行通信

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上0  前言    單片機因其優(yōu)越的性價比和靈活的功能配置而被廣泛的應(yīng)用于測控領(lǐng)域。而PC則因為豐富的軟、硬件資源，被廣泛應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)中。這就是一臺PC與多臺單片機所組成的主從式網(wǎng)絡(luò)測控系統(tǒng)。串行通信是計算機和外部設(shè)備進行數(shù)據(jù)交換的重要渠道，由于其成本低，性能穩(wěn)定并遵循統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，因而在工程中被廣泛應(yīng)用。本文以華東石油局的一臺油田鉆井的滾動軸承信號采集系統(tǒng)為例，討論一種基于串行通信標(biāo)準(zhǔn)的測控系統(tǒng)的通信協(xié)議及其具體的軟、硬件實現(xiàn)。在本系統(tǒng)中，上位機以PC和Windows操作系統(tǒng)為軟、硬件資源;下位機采用ATMEL公司89C51

2、,總線標(biāo)準(zhǔn)采用的是測控系統(tǒng)常用的RS-485。1  通信系統(tǒng)的硬件設(shè)計盡管RS-232有些缺點,但在兩臺短距離設(shè)備間的短距離信息傳輸時，最通用的還是RS-232。但對于多臺設(shè)備的長距離傳輸，它就很難實現(xiàn)。而RS-485是一個多引出線接口，這個接口可以有多個驅(qū)動器和接收器，可以實現(xiàn)一臺PC和多臺單片機之間的串行通信；而且RS-485的最長的傳輸距離為1200m,適合中距離的傳輸。本文針對油田鉆井的滾動軸承信號采集及傳輸，根據(jù)工地實際工作環(huán)境，采用RS-485通信接口。1.1 PC和RS-485總線的接口3該接口的主要功能是完成RS-232到RS-485的轉(zhuǎn)變，完成這個功能的芯片很多，比

3、如MAX-485,我們的系統(tǒng)采用的是ADAM公司的ADAM4250,RS-232/RS-485轉(zhuǎn)換器,結(jié)構(gòu)如圖（1）所示:                                         

4、60;    圖1  ADAM4250  1.2  89c51和RS-485總線的接口1,4      由于MAX48x/49x系列收發(fā)器組成的差分平衡系統(tǒng)抗干擾能力強，接收器可檢測到200mV的信號，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)可以在千米以外得到恢復(fù)，特別適合遠(yuǎn)距離通信，可以組成標(biāo)準(zhǔn)的通信網(wǎng)絡(luò)。本系統(tǒng)采用MAX487接口芯片作為收發(fā)器，由于它的輸入阻抗是標(biāo)準(zhǔn)接收器的4倍，因此最多可以掛128個接收器。1.3 系統(tǒng)的總體連接    本系統(tǒng)采用一

5、主多從的總線型連接方式，如圖2所示。為了消除反射，吸收噪音，采用2個120 的匹配電阻R1和R2連在總線的兩端。其中n不大于128。                            圖2    系統(tǒng)總體連接圖 2  通信協(xié)議的設(shè)計   由于RS-485通

6、信是一種半雙工通信，發(fā)送和接受共用同一物理通道，在任意時刻只允許一臺單片機處于發(fā)送狀態(tài)，因此要求應(yīng)答的單片機必須在偵聽到總線上呼叫信號已經(jīng)發(fā)送完畢，并且在沒有其他單片機應(yīng)答信號的情況下才能應(yīng)答。如果在時序上配合不好，就會發(fā)生總線沖突，使整個系統(tǒng)的通信癱瘓，無法正常工作。上位機與下位機之間如何進行數(shù)據(jù)傳輸，怎么提高通信的效率和可靠性，以及對通信過程中的故障處理，幀格式的約定，都需要一套詳盡的通信協(xié)議。RS-485總線只制定了物理層電氣標(biāo)準(zhǔn)，對上層通信協(xié)議沒有規(guī)定。這給設(shè)計者提供了很大的靈活性。一套完整的通信協(xié)議既要求結(jié)構(gòu)簡單，功能完備，又要求具有可擴充性與兼容性，并且盡量標(biāo)準(zhǔn)化。本系統(tǒng)的協(xié)議就是

7、從這幾個方面考慮的，它主要包括以下幾個部分：2.1 上下位機間的通信過程（1）通信均有上位機發(fā)起，下位機不主動申請通信；（2）當(dāng)處于輪詢狀態(tài)時，上位機依據(jù)下位機地址，定時向下位機發(fā)送呼叫指令。此時，每臺下位機都中斷接受并判斷，地址不相符的下位機中斷返回，執(zhí)行其他下位機任務(wù)；反之則把本機地址及其狀態(tài)作為應(yīng)答信號發(fā)送給上位機。上位機接收到應(yīng)答信號后，可以作進一步的處理。2.2 通信協(xié)議本系統(tǒng)采用比較簡單的通信協(xié)議：PC機需要與單片機通信時，首先發(fā)送一個字節(jié)的信號，以16進制表示為AAH,單片機接收到AAH后，就將需要發(fā)送的數(shù)據(jù)連續(xù)地向PC機發(fā)送；PC機與單片機通信結(jié)束時，向單片機發(fā)送一個字節(jié)的信號

8、，以16進制表示為55H，結(jié)束數(shù)據(jù)發(fā)送。單片機發(fā)送給PC機的數(shù)據(jù)格式為： 開始碼數(shù)據(jù)體校驗和結(jié)束碼00HDATA0DATA1DATAN-1DATASUMFFH 3 通信系統(tǒng)的軟件設(shè)計3.1 上位機通信軟件設(shè)計  本系統(tǒng)的上位機軟件用VB6.0實現(xiàn)，利用VB6.0提供的MSComm通信控件，可以方便的訪問串口，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送。由于本系統(tǒng)用一臺上位機監(jiān)控多臺下位機，所以上位機監(jiān)控界面主要包括3個：（1）輪詢界面，即主監(jiān)控界面。可以監(jiān)測到下位機的狀態(tài)（運行，停機，故障）。考慮到通用型，下位機的臺數(shù)可以根據(jù)實際需要添加或刪除，最多可帶128臺下位機。本系統(tǒng)默認(rèn)為50

9、臺。（2）下位機運行監(jiān)視和控制界面。主要是對某一臺定位控制器進行狀態(tài)監(jiān)視和位置給定。(3）下位機內(nèi)部參數(shù)設(shè)定界面?？梢愿鶕?jù)實際需要對某一臺定位控制器的運行參數(shù)進行修改。      開發(fā)通信程序的關(guān)鍵是發(fā)送和接受數(shù)據(jù)。下面給出上位機中數(shù)據(jù)發(fā)送和接收的部分程序：      MSComml.Settings=Settings               ; 串口的波特率設(shè)置

10、     send_arr0(0)=&H02                        數(shù)據(jù)發(fā)送數(shù)組     send_arr1(0)=BPQ_Address          send_arr7(0)=se

11、nd_arr1(0)Xor send_arr2(0)Xor send_arr6(6)      Output_Enable=False                     ; 關(guān)閉輪詢     Open_Port        

12、0;                       開串口     MSComm1.RTSEnable=False                  置發(fā)送狀態(tài)  

13、0;  MSComm1.Output=send_arr0                 發(fā)送     Choose_Delay                      

14、0;      發(fā)送延時     MSComm1.Output=send_arr1     Choose_Delay          MSComm1.Output=sen_arr7     Choose_Delay     MSComm1.RTSEnable=True    &

15、#160;              置接收狀態(tài)     Choose_Frame_delay                      ; 接收延時     Accept_arr=MSCo

16、mm1.Input                 數(shù)據(jù)接收數(shù)組     For j=Lbound(Accept_arr)To Ubound(Accept_arr)        If Ubound(Accept_arr)=7 Then        

17、0;   Buf(j)=buf(j)+Str(Accept_arr(j)  由于程序較長，對程序其它部分不詳細(xì)敘述，這里只列幾個注意點：(1)由于采用半雙工傳輸方式，開始發(fā)送前要禁止接受。發(fā)送結(jié)束后要先關(guān)閉發(fā)送再開啟接收，以保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性。(2)發(fā)送以字節(jié)為單位，每個字節(jié)間要考慮延時，以免因溢出而丟失數(shù)據(jù)。延時時間主要取決于傳輸時所確定的波特率。(3)接收數(shù)據(jù)也要考慮延時，以等待下位機將一個單位的數(shù)據(jù)全部發(fā)給上位機。3.2 下位機通信軟件的設(shè)計2本系統(tǒng)中的單片機采用的是ATMEL公司89C51，這是在國內(nèi)應(yīng)用相當(dāng)廣泛的一款單片機，程序用C51來編寫

18、，從實時性角度來考慮，下位機的通信方式采用中斷方式。這樣下位機程序就包括了下位機主程序和下位機中斷服務(wù)程序。主程序用于定時器T1初始化、串行口初始化和中斷初始化。中斷服務(wù)程序用于對上位機的通信。主程序和中斷服務(wù)程序的框圖如圖3、圖4所示。由于篇幅所限，程序這里就不做介紹。 圖（3） 下位機主程序框圖                     圖（4）  下位機中斷服務(wù)程序框圖49

19、9元 378元 780元 1200元 950元   480元4  結(jié)束語   本文設(shè)計并實現(xiàn)了一種應(yīng)用于油田鉆井滾動軸承的振動信號測控系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用PC與多單片機之間的串行通信實現(xiàn)測控，采用RS-485總線標(biāo)準(zhǔn)，半雙工傳輸方式。上位機采用Windows環(huán)境 下VB6.0開發(fā)，編程簡單，界面良好，維護方便；下位機利用單片機內(nèi)自帶的USART通信接口，很好的實現(xiàn)異步串行通信。實驗表明，該方法對于工作環(huán)境比較惡劣的鉆井油田滾動軸承的振動信號的采集與傳輸，達(dá)到了實際要求，為滾動軸承故障檢測提供了方便而有效的振動信號。 參考文獻(xiàn)基金號：江蘇省

20、高校自然科學(xué)基金資助項目（03KJB）1  范逸之，陳立元  Visual Basic與RS-232串行通信控制  北京：中國青年出版社   20022  石東海  單片機數(shù)據(jù)通信技術(shù)從入門到精通  西安：西安電子出版社  20023  ADAM 4000 Data Acquisition Modules Users Manual     Advantech Co.Ltd  1999     &#

21、160;   4  王金成  王旭  一種基于RS-485總線的遠(yuǎn)程通信系統(tǒng)軟件實現(xiàn)  微計算機信息 2001年17卷第9期   系統(tǒng)晶振是 11.0592 MHz;51單片機發(fā)送單片機程序;此程序用Proteus仿真通過 ;此程序在硬件上測試通過;2007-05-27;附有簡化電路圖;為了使初學(xué)者能看懂，程序與圖盡可能的簡單扼要;實驗現(xiàn)象為，發(fā)送端的P1口的哪個鍵被接下，接收端的哪個燈對應(yīng)著亮;如果把兩個單片機的T和R通過無線模塊（如基于MCP2120芯片的模塊）來擴充，便可做成無線通信  &

22、#160;                 ORG                 0000H               

23、60;    AJMP                START                    ORG          

24、       0040HSTART:                    MOV                 SP,#60H     

25、                      MOV                 SCON,#50H          

26、0;        ;串口 方式 1                    MOV                 TMOD,#20H    

27、;               ;T1 方式2                    MOV               

28、;  TL1,#0FDH                   ;波特率 9600 的常數(shù)                    MOV       &

29、#160;         TH1,#0FDH                    SETB                TR1    

30、                  mov                 r5,#00h               

31、    WAIT:                    mov               p1,#0ffh          

32、          mov               a ,p1                    mov     

33、0;         r5,a                    lcall delay                    

34、;  ;讀鍵盤，這里去抖動，還要加幾句話                    mov               a ,p1           &

35、#160;         nop                    CJNE                A,5,WAIT    &

36、#160;           ;是否有鍵輸入                    MOV                 SBUF,a 

37、                     ;串口輸出鍵盤輸入的值                    NOPSS:        

38、;         JBC                 TI,WAIT                     ;是否發(fā)送完畢  

39、60;                 SJMP                SSDELAY:                &

40、#160;                     ;延時子程序                    PUSH        &

41、#160;       0                           ;保存現(xiàn)場                

42、;    PUSH                1                    MOV           

43、      0,#06HDELAY1: MOV                 1,#0H                    DJNZ     &

44、#160;          1,$                    DJNZ                0,DELAY1   &

45、#160;                POP                 1                 &

46、#160;         ;恢復(fù)現(xiàn)場                    POP                 0    &

47、#160;               RET                    END;系統(tǒng)晶振是 11.0592 MHz;51單片機接收單片機程序;此程序用Proteus仿真通過;此程序在硬件上測試通過;2007-05-27;附有簡化電路圖;為了使初學(xué)者能看懂，

48、程序與圖盡可能的簡單扼要;實驗現(xiàn)象為，發(fā)送端的P1口的哪個鍵被接下，接收端的哪個燈對應(yīng)著亮;如果把兩個單片機的T和R通過無線模塊（如基于MCP2120芯片的模塊）來擴充，便可做成無線通信                    ORG               

49、;  0000H                    AJMP                START            

50、        ORG                 0040HSTART:                        &#

51、160;  MOV                 SCON,#50H                   ;串口 方式 1          

52、60;         MOV                 TMOD,#20H                   ;T1 方式 2   

53、0;                MOV                 TL1,#0FDH                &#

54、160;  ;波特率 9600 的常數(shù)                    MOV                 TH1,#0FDH        

55、0;           SETB                TR1                       &

56、#160;     WAIT:                    JBC                 RI,DIS_REC      

57、0;           ;是否接收到數(shù)據(jù)                           sjmp           &#

58、160;    waitDIS_REC:                    MOV                 A,SBUF       &#

59、160;              ;讀串口接收到的數(shù)據(jù)                            mov       

60、;          p1,a                    SJMP                wait    &#

61、160;               end雙機通信怎么連，多機通信并上去就可以了 回答者： -    2009-4-2 15:16 5-接地；8-電源； 一主機多從機時:單片機的RXD接MAX485的RO，單片機的TXD接MAX的DI；MAX485的DE和RE接單片機IO口上(只接在一個IO口即可，因為是半雙工通信)。 主機MAX485與從機MAX485：主機A接從機B，從機A接主機B。（MAX485的A和B之間接一匹配電阻大小100

62、歐） 回答者： -    2009-4-3 10:01 給設(shè)計圖？RS-485單片機的話，單純從硬件來說，其實和RS-232串口非常類似，只是將232芯片替換成485芯片就可以了，多機通信的問題，485本身就支持點對多點通信的，只不過是半雙工的，在軟件編寫的時候要多注意一下仲裁機制而已。這個是根據(jù)協(xié)議來的，485總線設(shè)備是帶有地址碼的，打個比方吧，232串口通信就是兩個人通過電話進行通信，肯定只能點對點，而485則是教室里面一個老師和很多個學(xué)生交談，當(dāng)老師（主控設(shè)備）點名（即輪詢到某個485地址碼）要求某個學(xué)生（從設(shè)備）回答問題，這個學(xué)生如果沒有翹課（從設(shè)備故障或者通信故障

63、）的話，就應(yīng)答站起來回答問題。在老師點名，學(xué)生答問的過程中，都是只有一個人發(fā)言，因為485總線有這樣的仲裁機制，所以才可以實現(xiàn)點到多點的通信，而232的則沒有這個機制，所以不行。不知道這樣是否清楚。 下圖是使用MAX485芯片設(shè)計了一個RS232到RS485的轉(zhuǎn)換接口電路圖。AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器（FPEROMFalsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機。AT89C2051是一種帶2K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器的單片機。單片機的可擦除只讀存儲器可以反復(fù)擦除

64、100次。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，AT89C2051是它的一種精簡版本。AT89C單片機為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。外形及引腳排列如圖所示主要特性：·與MCS-51 兼容 ·4K字節(jié)可編程閃爍存儲器 ·壽命：1000寫/擦循環(huán)·數(shù)據(jù)保留時間：10年·全靜態(tài)工作：0Hz-24MHz·三級程序存儲器鎖定·128×8位內(nèi)部RA

65、M·32可編程I/O線·兩個16位定時器/計數(shù)器·5個中斷源 ·可編程串行通道·低功耗的閑置和掉電模式·片內(nèi)振蕩器和時鐘電路管腳說明：VCC：供電電壓。GND：接地。P0口：P0口為一個8位漏級開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當(dāng)P1口的管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程時，P0 口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進行校驗時，P0輸出原碼，此時P0外部必須被拉高。P1口：P1口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TT

66、L門電流。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗時，P1口作為第八位地址接收。 P2口：P2口為一個內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進行讀寫時，P2口輸出其特殊功能寄存器

67、的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。P3口：P3口管腳是8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個TTL門電流。當(dāng)P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示：口管腳 備選功能P3.0 RXD（串行輸入口）P3.1 TXD（串行輸出口）P3.2 /INT0（外部中斷0）P3.3 /INT1（外部中斷1）P3.4 T0（記時器0外部輸入）P3.5 T1（記時器1外部輸入）P3.6 /WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通）P3

68、.7 /RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通）P3口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時，要保持RST腳兩個機器周期的高電平時間。ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時， ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳

69、被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無效。/PSEN：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的/PSEN信號將不出現(xiàn)。/EA/VPP：當(dāng)/EA保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（0000H-FFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。注意加密方式1時，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)/EA端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。振蕩器特性:XT

70、AL1和XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時鐘源驅(qū)動器件，XTAL2應(yīng)不接。有余輸入至內(nèi)部時鐘信號要通過一個二分頻觸發(fā)器，因此對外部時鐘信號的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。PC機與單片機AT89C51的串行通信  在以單片機為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)采集和實時控制系統(tǒng)中，通過計算機中的 RS-232 接口進行計算機與單片機之間的命令和數(shù)據(jù)傳送，就可以利用計算機對生產(chǎn)現(xiàn)場進行監(jiān)測和控制。由于計算機上的 RS-232 所傳送的距離不超過 30m ，所以，在遠(yuǎn)距離的數(shù)據(jù)傳送和控制時，可以用 的接口轉(zhuǎn)換芯片

71、將 RS-232 轉(zhuǎn)換成 RS-485 協(xié)議進行遠(yuǎn)距離傳送。在發(fā)送和接收端都進行協(xié)議轉(zhuǎn)換后， RS-485 協(xié)議對數(shù)據(jù)傳送來說是相對透明的，所以依然可以使用計算機中的 RS-232 進行遠(yuǎn)距離的數(shù)據(jù)傳送和控制。在最簡單的 RS-232 直接傳送通信系統(tǒng)中，只要發(fā)送和接收雙方同時準(zhǔn)備好，僅用信號發(fā)送端 (TXD) ，信號接收端 (RXD) 和信號地 (GND)3 根線即可進行通信；若以應(yīng)答方式進行數(shù)據(jù)通信，可使用請求發(fā)送 (RTS) 、清除發(fā)送 (CTS) 或數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備 (DTR) 、數(shù)據(jù)裝置準(zhǔn)備 (DSR) 進行硬件握手。在 Windows95 下，可以很方便地使用 Win32 通信 API

72、 函數(shù)來實現(xiàn)這些硬件的握手以及數(shù)據(jù)的傳送。在 89C51 單片機系統(tǒng)中，分別從 P3.0 和 P3.1 引出串口線 RXD 和 TXD 通過專用的電平轉(zhuǎn)換芯片轉(zhuǎn)換成 RS-232 接口標(biāo)準(zhǔn)的電平，這樣，二者之間就可以通過 RS-232 接口進行數(shù)字信號的傳送。單片機也可以以直接傳送或應(yīng)答握手的方式進行數(shù)據(jù)通信，但由于握手方式占用其他的端口，而單片機的端口數(shù)量有限，所以，計算機與單片機的通信常采用直接傳送的方式，本文將重點介紹。      1 Windows95 下的通信編程      Windows95 通信體系提

73、供了 1 個改進的串行應(yīng)用程序接口 SAPI 用來進行交互式串行通信。其中，串口和其他通信設(shè)備是作為文件進行處理的，串口的打開、關(guān)閉、讀取和寫入所用的函數(shù)和操作文件的函數(shù)相同。 通信會話以調(diào)用 CreateFile 函數(shù)開始， CreateFile 函數(shù)為讀訪問或?qū)懺L問打開串口，打開成功后返回該串口句柄，供讀寫串口時使用。 CreateFile 函數(shù)的使用如下： CreateFile(szDevice,fdwAccess,fdwShareMode,lpsa,fdwCreate,fdwAttrsAndFlags,hTemplateFile) 其中，第 1 個參數(shù) szDevice 是要打開的串口

74、邏輯名，如 COM1 或 COM2 ；第 2 個參數(shù) fdwAccess 指定串口的訪問類型，如讀、寫或兩者兼而有之，大部分通信是雙向的，因而通常設(shè)置為： GENERICREAD GENERICWRITE ；第 3 個參數(shù) fdwShareMode 指定串口的共享屬性，串口不能共享，所以它必須為 0 ；第 4 個參數(shù) lpsa 引用安全性屬性結(jié)構(gòu)；第 5 個參數(shù) fdwCreate 指定如果 CreateFile 正被已有的文件調(diào)用時應(yīng)做些什么，既然串口總是存在，此參數(shù)就必須被設(shè)置為 OPENEXISTING 。第 6 個參數(shù) fdwAttrsAndFlags 描述了該端口的各種屬性，對串口而

75、言，唯一有意義的設(shè)置是 FILEFLAGOVERLAPPED ，指定該設(shè)置時，端口 I/O 可以在后臺進行；最后 1 個參數(shù) hTemplateFile 是指向模板文件的句柄，當(dāng)端口打開時，該參數(shù)為 NULL 。      打開串口后，在 Windows95 下可以對串口進行合適的配置。 Windows95 提供了 COMMPROP 結(jié)構(gòu)， COMMPROP 結(jié)構(gòu)中包含了對串口允許的設(shè)置，如波特率、數(shù)據(jù)位數(shù)、停止位的個數(shù)以及奇偶校驗方法等，如果串口連接到調(diào)制解調(diào)器， COMMPROP 結(jié)構(gòu)中還包含調(diào)制解調(diào)器支持的設(shè)置。但 COMMPROP 結(jié)構(gòu)給出的只是

76、單純的信息，它不能用來改變串口的設(shè)置。 Windows95 下串口設(shè)置的改變是通過改變它的 DCB 結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)的， DCB 結(jié)構(gòu)中包含了所有串口的設(shè)置，其中包括硬件的握手、流控制等。     Windows95 提供 GetCommState 函數(shù)來得到當(dāng)前串口的設(shè)置情況，該函數(shù)接收 1 個打開的端口句柄和 1 個指向 DCB 結(jié)構(gòu)的指針，在 DCB 結(jié)構(gòu)中返回信息， GetCommState 函數(shù)的補充函數(shù)是 SetCommState 函數(shù)， SetCommState 函數(shù)將 DCB 結(jié)構(gòu)中的內(nèi)容寫向串口設(shè)置，這 2 個函數(shù)的調(diào)用如下：  &

77、#160;   BOOLGetCommState(hComm,&dcb)      BOOLSetCommState(hComm,&dcb)      其中， hComm 為打開串口的句柄， dcb 為 1 個指向 DCB 的結(jié)構(gòu)。      Windows95 中實現(xiàn)串口的讀寫函數(shù)與文件的讀寫函數(shù)相同，讀寫函數(shù)的使用格式如下：      ReadFile(hComm,inbuff,nBytes,&a

78、mp;nBytesRead,&overlapped)      WriteFile(hComm,outbuff,nBytes,&nBytesWrite,&overlapped)      其中，第 1 個參數(shù)是打開串口的句柄，第 2 個參數(shù)是數(shù)據(jù)所使用的緩沖區(qū)，第 3 個參數(shù)是要讀取的字節(jié)數(shù)，第 4 個參數(shù)是實際讀取的字節(jié)數(shù)，實際讀取的字節(jié)數(shù)可能小于要讀取的字節(jié)數(shù)，最后 1 個參數(shù)指向 1 個覆蓋似的結(jié)構(gòu)，當(dāng) CreateFile 中 dwAttrsAndFlags 參數(shù)設(shè)置為 FILEFL

79、AGOVERLAPPED 時，此參數(shù)可以指定 1 個 OVERLAPPED 結(jié)構(gòu)，使數(shù)據(jù)的讀寫操作在后臺進行。      讀寫端口可以通過 4 種技術(shù)來實現(xiàn)：查詢、同步 I/O 、異步 I/O( 后臺 I/O) 和事件驅(qū)動 I/O 。查詢方式直接、易于理解，但占用大量 CPU 時間；同步 I/O 直到讀取所指定字節(jié)數(shù)或超時時才返回，這樣很容易長時間地阻塞線程；異步 I/O 可以在后臺讀寫數(shù)據(jù)，而在前臺做其他的事情；事件驅(qū)動 I/O 是由 Windows95 通知應(yīng)用程序某些事件什么時候發(fā)生，然后根據(jù)所發(fā)生的事情來對串口進行操作。   

80、   這 4 種不同的技術(shù)，各有利弊和自己適用的領(lǐng)域，所以，在不同的通信系統(tǒng)中，可以根據(jù)不同的要求采用不同的技術(shù)。在監(jiān)測系統(tǒng)中，由于事件的偶然性和要求傳送的實時性，計算機常采用事件驅(qū)動 I/O 方式來進行現(xiàn)場監(jiān)測。      在事件驅(qū)動 I/O 方式下， Windows95 報告給應(yīng)用程序的事件由函數(shù) GetCommMask 返回，改變返回的事件時，可以使用 SetCommMask 函數(shù)設(shè)置，這 2 個函數(shù)的調(diào)用如下：     GetCommMask(hComm,&dwMask)

81、60;    SetCommMask(hComm,dwMask)      第 1 個參數(shù)是打開串口的句柄，第 2 個參數(shù)是要等待的 1 個或多個事件的掩碼。在用 SetCommMask 設(shè)置了有用的事件后，應(yīng)用程序調(diào)用 WaitCommEvent 函數(shù)來等待事件的發(fā)生，直到事件發(fā)生， WaitCommEvent 函數(shù)返回。 WaitCommEvent 函數(shù)使用格式如下：      WaitCommEvent(hComm,&dwEvent,&overlapped) &#

82、160;    第 1 個參數(shù)是打開串口的句柄，第 2 個參數(shù)是返回的事件，第 3 個參數(shù)是指定同步或者異步操作。當(dāng)函數(shù)返回后，可根據(jù)返回的事件掩碼進行相應(yīng)的串口操作。 完成通信后，串口應(yīng)該關(guān)閉，否則，它始終處于打開狀態(tài)，其他應(yīng)用程序就不能打開或使用它。關(guān)閉串口的函數(shù)為： CloseHandle(hComm) ，其中， hComm 為打開的串口句柄。      2 單片機下的通信編程      單片機 89C51 的串行端口有 4 種工作方式，通過編程設(shè)計，可以使其工作在任一方式，以滿

83、足不同場合的需要。其中，方式 0 主要用于外接移位寄存器，以擴展單片機的 I/O 電路；方式 1 主要用于雙機之間或外設(shè)電路的通信；方式 2 、 3 除有方式 1 的功能外，還可用作多機通信，以構(gòu)成多微機系統(tǒng)，方式 2 、 3 的區(qū)別在于波特率的不同。 單片機的串行通信的波特率可以程控設(shè)定，在不同的工作方式下，由時鐘振蕩頻率的分頻值或由定時器 T1 的定時溢出時間確定。 單片機的串行端口有 2 個控制寄存器，用來設(shè)置工作方式、發(fā)送或接收的狀態(tài)、特征位、數(shù)據(jù)傳送的波特率以及中斷標(biāo)志 TI 和 RI 。單片機的串行端口有 1 個數(shù)據(jù)寄存器 SBUF ，該寄存器為發(fā)送和接收所共有，在一定條件下，向

84、SBUF 寫入數(shù)據(jù)就啟動了發(fā)送過程，讀 SBUF 就啟動了接收過程。 單片機可以采用循環(huán)方式或中斷方式實現(xiàn)串行數(shù)據(jù)的傳送。在循環(huán)方式下，單片機循環(huán)對數(shù)據(jù)寄存器 SBUF 進行讀寫來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送；在中斷方式下，對方式 1 、 2 來說， 1 幀數(shù)據(jù)發(fā)送或接收完后， TI/RI 自動置 1 ，請求串行中斷，若 CPU 響應(yīng)中斷，則執(zhí)行串行中斷服務(wù)程序，并把 TI/RI 清 0 以再次響應(yīng)中斷。對在方式 2 、 3 下的接收，還要視串口控制寄存器 SCON 的設(shè)置才可確定 RI 是否被置位以及串口中斷是否開放。 實時控制中，由于事件的突發(fā)性，常采用中斷的方式進行數(shù)據(jù)傳送，中斷方式能更大限度地

85、提高資源的利用率，使 CPU 在不進行數(shù)據(jù)通信時做其他的工作。下面重點介紹單片機在方式 1 下的中斷方式編程。 方式 1 是 10 位異步通信方式，其中包括 1 個起始位， 8 個數(shù)據(jù)位和 1 個停止位。波特率由定時器 T1 的溢出率和串口控制寄存器 SMOD 的狀態(tài)確定，在 CPU 的晶振為 11.0592MHz 時，波特率常采用 9600b/s 。 對 SBUF 進行寫操作就可啟動發(fā)送，在發(fā)送移位時鐘的同步下，從 TXD 先送出起始位，然后是 8 位數(shù)據(jù)位，最后是停止位，這樣， 1 幀數(shù)據(jù)發(fā)送完，中斷標(biāo)志 TI 置位。 在允許接收的條件下 (REN 1) ，當(dāng) RXD 出現(xiàn)由 1 到 0

86、的負(fù)跳變時，即被當(dāng)成是串行發(fā)送來的 1 幀數(shù)據(jù)的起始位，從而啟動 1 次接收過程。當(dāng) 8 位數(shù)據(jù)接收完，并檢測到高電平停止位后，即把收到的 8 位數(shù)據(jù)裝入 SBUF ，置位 RI ， 1 幀數(shù)據(jù)的接收過程就完成了。 下面是單片機以方式 1 在直接傳送下的中斷接收和發(fā)送程序。由于沒有使用通信握手，所以通信雙方都應(yīng)做好通信準(zhǔn)備。在計算機接收、單片機發(fā)送時，由計算機先發(fā)送字母“ R ”，通知單片機計算機已準(zhǔn)備好，然后計算機在事件驅(qū)動 I/O 方式下等待接收到字符“ Y ”；當(dāng)單片機接收到“ R ”時，向計算機發(fā)送“ Y ”，表示單片機也已準(zhǔn)備好，這樣，一旦計算機接收到“ Y ”就表示雙方都已準(zhǔn)備好，

87、二者之間就可以進行數(shù)據(jù)交換了。在計算機發(fā)送、單片機接收時，計算機發(fā)送 1 幀數(shù)據(jù)，單片機響應(yīng)中斷，接收數(shù)據(jù)。單片機程序的具體實現(xiàn)過程如下： org 0000h ajmp start org 0023h ；串行中斷入口 ljmp s&r org 0100h start: mov tmod,#20h ；設(shè)置定時器 T1 方式 2 mov pcon,#00h ；使 SMOD 為 0 mov tll,#0fdh ；波特率為 9600b/s mov thl,#0fdh setb ea ；開全局中斷 clr et1 ；關(guān) T1 中斷 setb es ；開串行中斷 setb trl ；開 T1 定時

88、 mov scon,#50h ；串行方式 1 ，允許接收 sjmp $ S&r:mov c,ri jcre cive;RI 為 1 ，執(zhí)行接收子程序 sjmp send ；否則，執(zhí)行發(fā)送子程序 recive:mov a,sbuf ；接收數(shù)據(jù) clr ri cjne a,#52h,re ；是否接收到“ R ” mov a,#59h ；是，發(fā)送“ Y ” mov sbuf,a sjmpendtr re:mov rl,a ； r1 為接收數(shù)據(jù)存放地址 inc r1 sjmpendtr send:mova,r0 ；發(fā)送數(shù)據(jù)， r0 為存放數(shù)據(jù)的地址 movsbuf,a jnbti,$ clrt

89、i incr0 end tr:reti ；中斷返回      3 結(jié)束語 串口通信是一種廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域的通信方式，由于目前大部分計算機都安裝了 Windows95 操作系統(tǒng)，所以本文具體實現(xiàn)了在 Windows95 下利用它的 SDK 函數(shù)來與單片機進行串口通信。本文所提出的實現(xiàn)函數(shù)在所有當(dāng)前流行軟件如 VC+ 、 Delphi 等中都可實現(xiàn)。它不僅可以用于近距離的 RS-232 通信，而且，還可以實現(xiàn)中遠(yuǎn)距離 RS-485 通信。在使用該程序的通信系統(tǒng)中，近遠(yuǎn)距離的通信都取得良好的效果。      參考文獻(xiàn)

90、     1 MirhoCA,TerrisseA 著，賀軍，高勝友譯 .WINDOWS95 通信編程 . 北京：清華大學(xué)出版社， 1997      2 陳光東，趙性初 . 單片微型計算機原理與接口技術(shù) . 武漢：華中理工大學(xué)出版社， 1993PC機與單片機AT89C51的串行通信22009-02-16 15:08線路控制寄存器（LCR）：位 注 釋 Bit7=1允許訪問波特率因子寄存器Bit7=0允許訪問接收/發(fā)送及中斷允許寄存器Bit6設(shè)置間斷，0-禁止，1-設(shè)置Bit5:3=XX0無校驗Bit5:3=001奇

91、校驗Bit5:3=011偶校驗Bit5:3=101奇偶保持為1Bit5:3=111奇偶保持為0Bit2=01位停止位Bit2=12位停止位（數(shù)據(jù)位6-8位），1.5位停止位（5位數(shù)據(jù)位）Bit1:0=005位數(shù)據(jù)位Bit1:0=016位數(shù)據(jù)位Bit1:0=107位數(shù)據(jù)位Bit1:0=118位數(shù)據(jù)位LCR用來設(shè)定通訊所需的一些基本參數(shù)。Bit7為1指定波特率因子寄存器有效，為0則指定發(fā)送/接收及IER有效。Bit6置1會將發(fā)送端置為0，這將會使接收端產(chǎn)生一個“間斷”。Bit3-5用來設(shè)定是否使用奇偶校驗以及奇偶校驗的類型，Bit3=1時使用校驗，Bit4為0則為奇校驗，1為偶校驗，而Bit5則強

92、制校驗為1或0，并由Bit4決定具體為0或1。Bit2用來設(shè)定停止位的長度，0表示1位停止位，為1則根據(jù)數(shù)據(jù)長度的不同使用1.5-2位停止位。Bit0:1用來設(shè)定數(shù)據(jù)長度。MODEM控制寄存器（MCR）：位 注 釋 Bit7未使用Bit6未使用Bit5自動流量控制（僅16750）Bit4環(huán)路測試Bit3輔助輸出2Bit2輔助輸出1Bit1設(shè)置RTSBit0設(shè)置DSRMCR寄存器可讀可寫，Bit4=1進入環(huán)路測試模式。Bit3-0用來控制對應(yīng)的管腳。線路狀態(tài)寄存器（LSR）：位 注 釋 Bit7FIFO中接收數(shù)據(jù)錯誤Bit6發(fā)送移位寄存器空Bit5發(fā)送保持寄存器空Bit4間斷Bit3幀格式錯Bi

93、t2奇偶錯Bit1超越錯Bit0接收數(shù)據(jù)就緒LSR為只讀寄存器，當(dāng)發(fā)生錯誤時Bit7為1，Bit6為1時標(biāo)示發(fā)送保持及發(fā)送移位寄存器均空，Bit5為1時標(biāo)示僅發(fā)送保持寄存器空，此時，可以由軟件發(fā)送下一數(shù)據(jù)。當(dāng)線路狀態(tài)為0時Bit4置位為1，幀格式錯時Bit3置位為1，奇偶錯和超越錯分別將Bit2及Bit1置位為1。Bit0置位為1表示接收數(shù)據(jù)就緒。MODEM狀態(tài)寄存器（MSR）：位 注 釋 Bit7載波檢測Bit6響鈴指示Bit5DSR準(zhǔn)備就緒Bit4CTS有效Bit3DCD已改變Bit2RI已改變Bit1DSR已改變Bit0CTS已改變MSR寄存器的高4位分別對應(yīng)MODEM的狀態(tài)線，低4位表示MODEM的狀態(tài)線是否發(fā)生了變化。以上我們詳細(xì)介紹了PC機的串行通訊硬件環(huán)境，以下將分別給出使用查詢及中斷驅(qū)動的方法編寫的串行口驅(qū)動程序。這些程序僅使用RXD/TXD，無需硬件握手信號。（2） 使用查詢方法的串行通訊程序設(shè)計：pollin