第9章 串口通信

第9章串口通信9.1概述單片機與外界進(jìn)行信息交換，稱為通信。通信有并行通信和串行通信兩種基本方式。并行通信是多位數(shù)據(jù)同時被發(fā)送或接收，如圖9-1(a)所示；串行通信則是數(shù)據(jù)逐位依次被發(fā)送或接收，如圖9-1(b)所示。并行通信和串行通信各有其優(yōu)缺點，具體如表9-1所列。(a)并行通信 (b)串行通信圖9-1通信方式表9-1并行通信和串行通信的特點通信方式優(yōu)點缺點并行通信多位數(shù)據(jù)同時傳輸，傳送速度快線路位數(shù)多，不便長距離傳送串行通信適合長距離通信，節(jié)省傳輸線路，有一定的糾錯能力多位數(shù)據(jù)逐位依次傳輸，傳送速度較慢9.1.1串行通信串行通信適合長距離、節(jié)省傳輸線、有糾錯能力的突出優(yōu)點，使其逐漸成為單片機與其它系統(tǒng)通信的主要方式。串行通信又細(xì)分為異步通信和同步通信，單片機主要采用異步通信方式。1、 異步通信異步通信數(shù)據(jù)按幀傳輸，一幀數(shù)據(jù)包含起始位、數(shù)據(jù)位、校驗位和停止位。異步通信憑借傳輸信息中設(shè)置的起始位、停止位來保持通信同步。異步通信對硬件要求不高，容易實現(xiàn)且靈活，適用于數(shù)據(jù)的隨機發(fā)送/接收，但因傳送一個字節(jié)的數(shù)據(jù)就要建立一次同步，加上起始位、校驗位和停止位，使得工作速度相對較低。2、 同步通信同步通信傳輸?shù)男畔?，是??2個同步字符和多字節(jié)數(shù)據(jù)位組成。同步字符用于保持通信同步并作為起始位，用以觸發(fā)同步時鐘開始發(fā)送或接收數(shù)據(jù)；多字節(jié)數(shù)據(jù)之間不能有空隙，每位占用的時間相等。同步通信傳輸速度快，但需要準(zhǔn)確的時鐘來實現(xiàn)收發(fā)雙方的嚴(yán)格同步，硬件要求高，多用于批量數(shù)據(jù)傳送。9.1.2串行通信的制式串行通信按照數(shù)據(jù)傳送方向的不同，有三種傳輸方式：1、單工制式單工傳輸，是指通信雙方傳輸信息時，只能從發(fā)送方單方向傳送數(shù)據(jù)給接收方，如圖9-2所示。圖9-2單工通信

2、半雙工制式半雙工傳輸，是指通信雙方都有接收器和發(fā)送器，都能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收，但不能在同一時刻接收和發(fā)送數(shù)據(jù)，即發(fā)送時不能接收，接收時不能發(fā)送。如圖9-3所示。圖9-3圖9-3半雙工通信3、全雙工制式全雙工傳輸，是指通信雙方均設(shè)有發(fā)送器和接收器，通信信道相互獨立，既有發(fā)送信道又有接收信道。因此，全雙工傳輸可實現(xiàn)通信雙方數(shù)據(jù)的同時發(fā)送和接收，即發(fā)送時可以接收，接收時也可以發(fā)送。如圖9-4所示。圖9-4全雙工通信51單片機內(nèi)部的串行接口是全雙工的，即它能同時發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。發(fā)送緩沖器只能寫入而不能讀出，接收緩沖器只能讀出而不能寫入。串行口還具有接收緩沖功能，即從接收緩沖器中讀出前一個已收到的字節(jié)數(shù)據(jù)之前，就可以開始接收第二字節(jié)數(shù)據(jù)了。串行口的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖9-5所示。發(fā)送SBUF（99H）接收SBUF(99H)門發(fā)送SBUF（99H）接收SBUF(99H)門TXD(P3.1)RXD(P3.0)圖9-5串行口結(jié)構(gòu)示意圖單片機知識：串口緩沖器SBUF串口緩沖器SBUF，是在物理上彼此獨立的兩個緩沖器：一個是接收緩沖器，用于存放接收到的數(shù)據(jù)；另一個是發(fā)送緩沖器，用于存放待發(fā)送的數(shù)據(jù)。所以，數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收可以同時進(jìn)行。兩個緩沖器共用一個地址99H，通過對SBUF的讀、寫語句，可以區(qū)分當(dāng)前進(jìn)行的操作是針對接收緩沖器還是發(fā)送緩沖器：如果CPU在寫SBUF，操作的對象就是發(fā)送緩沖器；而CPU在讀SBUF時，操作的對象就是接收緩沖器了。例如：SBUF=send[i];//發(fā)送第i個數(shù)據(jù)buffer[i]=SBUF;//接收數(shù)據(jù)9.2單片機間的串口通信功能說明：單片機a與單片機b，通過串行口進(jìn)行通信。a機發(fā)送數(shù)據(jù)，b機接收3機發(fā)送

的數(shù)據(jù)，并進(jìn)行相應(yīng)處理。按鍵K1每按下一次，連接在b機P2.0引腳的蜂鳴器就報警鳴響一次，同時，連接在b機P2.7引腳的發(fā)光二極管D1閃爍一次。按鍵K2按下一次，連接在b機P2.0引腳的蜂鳴器報警鳴響兩次，同時，連接佃機P2.7引腳的發(fā)光二極管D1閃爍兩次。硬件說明：1、 硬件電路連接如圖9-6所示，單片機a的P3.1引腳（TXD），連接到單片機b的P3.0引W（RXD）02、 按鍵K1和K2分別連接到單片機a的P1.0和P1.1引腳；圖9-6雙機串口通信硬件連接圖P3.0(RXD)P31圖9-6雙機串口通信硬件連接圖P3.0(RXD)P31(TXD)P3.2(INTO)P3.3QNT1)P3.4(TO)P3.5(T1)P3.6(WRP3.7(RD)P1.0vccP1.1PO.OP1.2P0.1P1.3P0.2PL4P0.3P1.5P0.4P1.6P0.5P1.7P0.6RSTP3.0(RXD)P0.7EAP3.1(TXD)ALEP3.2(INT0)PSENP3.3(INT1)P2.7P3.4<T0)P2.6P3.5CTDP2.5P3.6(WR)P2.4P3.7(RD)P2.3vssP2.0main()main(){TMOD=0x20;TL1=0xf4;TH1=0xf4;TR1=1;SCON=0x50;while(1){if(k1==0)程序清單如下:〃雙機串口通信，a機發(fā)送數(shù)據(jù)程序#include<reg52.h>#defineucharunsignedcharsbitk1=P1A0;sbitk2=P1A1；uchari=0;//************************************************************voiddelay(uchari) //延時子函數(shù){ucharj,k;for(k=0;k<i;k++)for(j=0;j<110;j++);}//************************************************************〃主函數(shù)〃定時器1工作于方式2//波特率為2400b/s〃設(shè)置串行口工作在方式1，允許接收delay(5);if(k1==0)i=1;if(k2==0)delay(5);if(k2==0)i=2;if(i!=0)SBUF=i; //發(fā)送數(shù)據(jù)iwhile(TI==0); //查詢等待發(fā)送是否完成TI=0; //發(fā)送完成，TI由軟件清0i=0;//雙機串口通信，b接收數(shù)據(jù)程序#include<reg52.h>#defineucharunsignedcharsbitbeep=P2A0;sbitD1=P2A7;ucharx,y;//************************************************************voiddelay(uchari) //延時子函數(shù){ucharj,k;for(k=0;k<i;k++)for(j=0;j<110;j++);}//************************************************************main()r〃主函數(shù){TMOD=0x20;TL1=0xf4;TH1=0xf4;TR1=1;SCON=0x50;ES=1;EA=1;while(1)〃定時器1工作于方式2//波特率為2400b/s〃設(shè)置串行口工作在方式1，允許接收〃開串行口中斷〃開總中斷允許位

{if(x==1)//k1控制報警閃爍一次{beep=0;D1=0;delay(200);beep=1;D1=1;}if(x==2)//k2控制報警閃爍兩次{for(y=x;y>0;y--){beep=0;D1=0;delay(100);beep=1;D1=1;}}}}//************************************************************voidserial(void)interrupt4〃串口中斷類型號為4{EA=0;〃關(guān)中斷RI=0;〃軟件清除中斷標(biāo)志位x=SBUF;//接收數(shù)據(jù)EA=1;〃開中斷允許位}單片機知識：串行口1、串行口的工作寄存器51串行口工作時，需要進(jìn)行相關(guān)寄存器的設(shè)置。只有設(shè)置正確，串行口才能正常工作。需要進(jìn)行設(shè)置的寄存器，有串行口控制寄存器SCON、電源控制器PCON、中斷允許寄存器IE和中斷優(yōu)先級寄存器IP。其中IE和IP寄存器已在第4章有過詳細(xì)介紹，此處重點介紹SCON和PCON。（1）串行口控制寄存器SCON串行口控制寄存器SCON是一個8位的寄存器，如表9-2所列。系統(tǒng)復(fù)位時，SCON中的所有位都被清0。其各位功能及含義如下：表9-2SCON寄存器位7位6位5位4位3位2位1位0SM0SM1SM2RENTB8RB8TIRI?位7、位6——SM0、SM1:串行口操作方式選擇位。SM0和SM1這兩個選擇位組合后，對應(yīng)串行口的四種工作方式，具體如表9-3所示。表9-3串行口方式選擇SM0SM1方式功能說明波特率000同步移位寄存器方式，8位全部是數(shù)據(jù)，無起始停止位fosc/1201110位UART（其中1位起始位，8位數(shù)據(jù)位，1位停止位）可變10211位UART（其中1位起始位，9位數(shù)據(jù)位，1位停止位）fosc/64或fosc/32113同方式2可變?位5——SM2：方式2和3的多機通信使能位。在方式2或方式3中，若SM2為0，則不論接收到的第9位數(shù)據(jù)RB8是0還是1，均可使接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)入SBUF，并激活接受中斷標(biāo)志位RI；若SM2為1，且接收到的第9位數(shù)據(jù)RB8為1，則接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)入SBUF，并激活接受中斷標(biāo)志位RI；若SM2為1，且接收到的第9位數(shù)據(jù)RB8為0，則接收到的數(shù)據(jù)被丟棄，接收中斷標(biāo)志RI不會被激活。在方式1中，若SM2=1，則只有在收到有效的停止位時，才會激活RI。在方式0中，SM2必須置為0。?位4——REN:串行數(shù)據(jù)接收允許位。REN=1，允許串行口接受數(shù)據(jù)；REN=0，禁止串行口接受數(shù)據(jù)。該位由軟件置位或清零。?位3——TB8：方式0和方式1中不使用該位。在方式2和方式3中，TB8中的值（1位二進(jìn)制數(shù)）是發(fā)送數(shù)據(jù)的第9位，可按需要由軟件指定其功能（數(shù)據(jù)的奇偶校驗位或多機通信中的地址幀/數(shù)據(jù)幀的標(biāo)志，一般1是地址幀，0是數(shù)據(jù)幀）。?位2——RB8：是方式2和3中已接收到的第9位數(shù)據(jù)。在方式1中，若SM『0，RB8是接收到的停止位。在方式0中，不使用RB8位。?位1——TI：發(fā)送中斷標(biāo)志位。在方式0中，當(dāng)串行發(fā)送完8位數(shù)據(jù)時，由硬件置1，表明發(fā)送中斷有請求；在其他方式中，在發(fā)送停止位時，由內(nèi)部硬件置1。需要特別注意的是，無論在何種方式，該位都必須由軟件來清0。?位0——RI：接收中斷標(biāo)志位。在方式0中，當(dāng)串行接收到8位數(shù)據(jù)結(jié)束時，由硬件置1。無論在何種方式，該位都必須由軟件來清0。（2） 電源控制器PCONPCON是一個特殊功能寄存器，它是一個8位寄存器。在串口通信中，只用到8位中SMOD這一位（位7）。該位是波特率選擇位，在串行口工作在方式為1、2或3時，若SMOD=1，則波特率提高一倍。復(fù)位時，SMOD值為0。（3） 中斷允許寄存器IE中斷允許寄存器IE的位4（ES）是串行口中斷允許位，ES=1，允許串行口中斷（總開關(guān)EA=1時）；ES=0，禁止串行口中斷。中斷允許寄存器IE如表9-4所列。表9-4IE寄存器位7位6位5位4位3位2位1位0EAESET1EX1ET0EX0（4）中斷優(yōu)先級寄存器IP中斷優(yōu)先級寄存器IP的位4（PS），是串行口中斷優(yōu)先級控制位。PS=1，串行口定義為高優(yōu)先級中斷源；PS=0，串行口定義為低優(yōu)先級中斷源。2、串行口工作方式串行口的工作方式由SM0和SM1定義，編碼和功能如表9-3所示，下面分別介紹4種工作方式及其用途。（1）方式0串行口的工作方式0為同步移位寄存器輸入輸出方式，可外接移位寄存器，以擴展I/O口，也可外接同步I/O設(shè)備。當(dāng)串行口在方式0下發(fā)送（輸出）數(shù)據(jù)時，數(shù)據(jù)串行逐位從RXD引腳輸出；而TXD引腳則作移位脈沖的輸出端，輸出移位需要的同步時鐘。當(dāng)串行口在方式0下接收（輸入）數(shù)據(jù)時，RXD端為數(shù)據(jù)輸入端，TXD仍為同步脈沖信號輸出端。接收器接收RXD端輸入的數(shù)據(jù)信息，波特率是振蕩頻率的1/12。方式0主要用于I/O擴展的場合。此方式下的串行口，通過外接串入并出移位寄存器，可擴展輸出口；通過外接并入串出移位寄存器，可擴展輸入口。串行口工作在方式0時，需要注意以下兩點：①方式0發(fā)送或接收完8位數(shù)據(jù)后，發(fā)送中斷標(biāo)志TI或接收中斷標(biāo)志RI，由硬件置1。但在CPU響應(yīng)了發(fā)送中斷或接收中斷的中斷請求，并轉(zhuǎn)入中斷服務(wù)程序時，CPU并不自動將TI或RI清0，因此，用戶必須編程將中斷標(biāo)志TI或RI清0。②串行口在方式0下工作時，SM2位必須為0。（2）方式1串行口工作在方式1時，是一個波特率可變的10位異步通信接口，即1位起始位，8位數(shù)據(jù)位（低位在先）和1位停止位，其中起始位和停止位是在發(fā)送時自動插入的。波特率的大小，取決于定時器1或定時器2的溢出速率。當(dāng)串行口在方式1下發(fā)送（輸出）數(shù)據(jù)時，TI必須為0。當(dāng)CPU執(zhí)行任何一條以SBUF為目的寄存器的指令或語句，都啟動一次發(fā)送。數(shù)據(jù)發(fā)送完時，發(fā)送中斷標(biāo)志位TI置1。當(dāng)串行口在方式1下接收（輸入）數(shù)據(jù)時，其接收的前提條件是，串行口控制寄存器SCON的REN位為1，同時還要滿足兩個條件：①RI必須為0，②SM2=0或者接收到的停止位為1，否則接收到的數(shù)據(jù)會被丟棄。如果正確接收，則接收到的數(shù)據(jù)被裝載進(jìn)SBUF和RB8位，接收中斷標(biāo)志位RI被置1。方式1一般多用于兩個單片機之間的數(shù)據(jù)通信。串行口工作在方式1時，發(fā)送中斷標(biāo)志TI或接收中斷標(biāo)志RI，須由用戶清0。（3）方式2和方式3串行口工作在方式2和方式3,是11位的異步通信接口。方式2和方式3的操作過程完全一樣，僅僅是波特率不同。方式2的波特率固定，為fosc/32或fosc/64；方式3的波特率可變，取決于定時器1或定時器2溢出速率。方式2和方式3的幀格式如表9-5所示。表9-5方式2和方式3的幀格式位0位1位2位3位4位5位6位7位8位9位10起始D0D1D2D3D4D5D6D7TB8/RB8停止當(dāng)串行口在方式2或者3下發(fā)送（輸出）數(shù)據(jù)時，任何一條寫SBUF的語句，都可啟動一次發(fā)送。當(dāng)?shù)?位數(shù)據(jù)（TB8）輸出之后，發(fā)送中斷標(biāo)志位TI被置1。當(dāng)串行口在方式2或者3下接收（輸入）數(shù)據(jù)時，其前提條件依然是，SCON寄存器的REN位為1；同時還要滿足兩個條件一一RI必須為0，SM2=0或者接收到的停止位為1，否則接收到的數(shù)據(jù)會被丟棄。如果正確接收，則接收到的數(shù)據(jù)被裝載進(jìn)SBUF和RB8位，接收中斷標(biāo)志位RI被置1。需要注意的是，在方式2和方式3中，裝入RB8的是第9位數(shù)據(jù)，而不是停止位；但在方式1中，裝入的RB8第9位是停止位。3、波特率串行口每秒鐘發(fā)送（或接收）的二進(jìn)制數(shù)的位數(shù)稱為波特率。設(shè)發(fā)送一位數(shù)據(jù)所需要的時間為T，則波特率為1/T。為保證數(shù)據(jù)的正確發(fā)送和接收，單片機間必須使用相同的波特率。串行口以方式0工作時，波特率固定為時鐘振蕩器頻率的1/12;以方式2工作時，波特率為時鐘振蕩器頻率的1/64或1/32（PCON中的SMOD位為1對應(yīng)1/32;PCON中的SMOD位為0對應(yīng)1/64）。方式1和3的波特率，由定時器1的溢出率所決定。當(dāng)定時器1作波特率發(fā)生器時，波特率由下式確定：波特率=2SMOD（T1溢出率）/n式中，T1溢出率，是定時器1在1秒鐘內(nèi)溢出的次數(shù)。n為32或16（若SMOD=0，則n=32;若SMOD=1，則n=16）。在串行通信的實際使用中，單片機的晶振頻率必須選用11.0592MHz,否則，在定時器1的初值計算時，將會出現(xiàn)晶振頻率不能被整除的問題，使波特率存在較大誤差，從而導(dǎo)致串行通信的質(zhì)量變差。9.3單片機多機通信9.3.1多機通信概述承前所述，串行口以方式2和方式3接收時，若SM2為1,則只有當(dāng)接收器接收到的第9位數(shù)據(jù)為1時，數(shù)據(jù)才被裝入接收緩沖器，并將接收中斷標(biāo)志RI位置1，同時向CPU發(fā)出中斷申請；如果接收到的第9位數(shù)據(jù)為0，則不產(chǎn)生中斷標(biāo)志，接收到的數(shù)據(jù)也將被丟棄；而SM2為0時，當(dāng)接收到一個數(shù)據(jù)信息后，不管第9位數(shù)據(jù)是1還是0，都使接收中斷標(biāo)志位RI置1，并將接收到的數(shù)據(jù)裝入接收緩沖器。通過上述這種方式，就可以實現(xiàn)多個單片機之間的通信。如圖9-7所示，為一種簡單的主從式的多機通信系統(tǒng)，主機控制它與各個從機之間的通信，而各個從機之間的通信也必須經(jīng)過主機才能實現(xiàn)，可見，從機是被動的。圖9-7多機通信連接原理圖從機的初始化程序（或相關(guān)的處理程序）中，將從機的串行口設(shè)置在方式2或方式3下，用于接收數(shù)據(jù)，且置SM2為1和允許串行口中斷。當(dāng)主機準(zhǔn)備發(fā)送一數(shù)據(jù)塊給從機時，主機首先送出一個地址字節(jié)，用于辨認(rèn)目標(biāo)從機?？捎冒l(fā)送數(shù)據(jù)的第9位來區(qū)別當(dāng)前發(fā)送的是地址字節(jié)信息還是數(shù)據(jù)字節(jié)信息：發(fā)出地址信息時第9位為1，發(fā)數(shù)據(jù)（包括命令）信息時第9位為0。主機發(fā)送的是地址信息，所以發(fā)送數(shù)據(jù)的第9位為1；而各從機接收到主機發(fā)送來的地址信息中，接收到的第9位信息（RB8）必定為1。由于此時所有從機的SM2都為1，所以，所有從機將其接收中斷標(biāo)志RI置1，并將接收到的地址信息存進(jìn)SBUF中。這時，讓每一臺從機都檢查一下，看自己的地址與接收到主機發(fā)送來的地址是否相符。若某一臺從機的地址與接收到的地址相符，則將該從機的SM2位清0；其它地址不相符的從機，則保持SM2=1的狀態(tài)不變。地址相符的從機，將SM2位清0的目的，是準(zhǔn)備接收主機即將發(fā)送來的數(shù)據(jù)（或命令）。在主機發(fā)送數(shù)據(jù)時，地址相符的從機由于SM2=0，則不論接收的第9位（RB8）是0還是1，它都將接收到的數(shù)據(jù)存入SBUF，并激活接收中斷標(biāo)志RI。相反，那些地址不相符的從機，由于SM2依舊保持為1，則當(dāng)主機發(fā)送數(shù)據(jù)時（主機發(fā)送的第9位數(shù)

據(jù)是0,0代表的是數(shù)據(jù)，而1代表的是地址），這些從機接收到的第9位數(shù)據(jù)也是0,于是，這些從機將所接收到的數(shù)據(jù)丟失，同時并不激活接收中斷標(biāo)志位RI。這樣，就實現(xiàn)了主機僅對地址相符的那一臺從機傳輸數(shù)據(jù)信息的功能。9.3.2單片機多機通信實例功能說明：A、B、C三個單片機中，A為主機，B和C為從機。獨立按鍵K1是主機A外部中斷0的中斷源。當(dāng)K1被第一次按下時，數(shù)碼管1顯示數(shù)字1,數(shù)碼管2顯示字符“A”（“A”是主機A的編號）；同時，連接到主機A上P1.0引腳的LED燈，點亮1秒鐘時間。當(dāng)K1被第二次按下時，數(shù)碼管1顯示數(shù)字2,數(shù)碼管2顯示字符“B”（“B”是從機B的編號，此值由從機B傳回到主機）；同時，連接到從機B上的P1.0引腳的LED燈，點亮1秒鐘時間。當(dāng)K1被第三次按下時，數(shù)碼管1顯示數(shù)字3,數(shù)碼管2顯示字符“C”（“C”是從機C的編號，此值由機C傳回到主機）；同時，連接到從機C上的P1.0引腳的LED燈，點亮1秒鐘時間。當(dāng)K1被第四次按下時，數(shù)碼管1顯示數(shù)字1,數(shù)碼管2顯示字符“A”（“A”是主機A的編號）；同時，連接到主機A上P1.0引腳的LED燈，點亮1秒鐘時間……。上述過程循環(huán)進(jìn)行。硬件說明：1、硬件電路如圖9-8所示。主機A的P0口和P2口，分別連接共陰數(shù)碼管1和2,數(shù)碼管使用74HC573驅(qū)動；獨立按鍵K1連接到主機A的P3.2引腳（外部中斷0輸入引腳）；主機A上P1口的P1.0引腳連接有一只發(fā)光二極管D3；從機B和從機C的P3.1引腳，都連接到主機A的P3.0引腳；從機B和從機C的P3.0引腳都連接到主機A的P3.1引腳。2、 從機B和從機C，除跟主機通過串行線連接外，其P1口分別連接一只發(fā)光二極管。P1.0VCCPl.lPO.OPl2P0.1Pl3P0.2PL4P03PL5P0_4P1.0VCCPl.lPO.OPl2P0.1Pl3P0.2PL4P03PL5P0_4Pl-6P0.5PL7P0_6RSTP0_7P3.0(RXD)EAP3.1(TXD)ALEP3.2(INT0)PSENP3.3(INT1)P2.7P3.4(T0)P2.6P3.5(T1)P2.5P3.6(Wt)P2.4P3.7(RD)P23XTAL2P2.2XTAL1P2.1VSSP2.0AT89C51從機cU3TXD10RXD11PLOVCCPl.lPO-OPl2PO-lPl3P0_2PL4P0-3PL5P0.4PL6P0.5Pl.7P0.6RSTP0.7P3.0(RXD)EAP3.1(TXD)ALEP3.2(INT0)PSENP3.3(INT1)P2.7P3.4(T0)P2_6P3.5(T1)P2.5P3.6(WR)P2.4P3.7(RD)P2.3XTAL2P2.2XTAL1P2.1VSSP2.0AT89C51ttfLA3938373635343332q31J30今29J2827262524232221Vcc40T34567S9TXD10RXD1112o13714C151617￥18。M 19201105921P1.0vccPl.lPO.OPl.2P0.1Pl.3P0.2Pl.4P0.3Pl.5P0.4Pl.6P0.5Pl.7P0.6RSTP0.7P3.0(RXD)EAP3.1(TXD)ALEP3.2(INT0)PSENP3.3QNT1)P2.7P3.4(T0)P2.6P3.5(T1)P2.5P3.6(WR)P2.4P3.7(RD)P2.3XTAL2P2.2XTAL1P2.1vssP2.03938373635343332-3130292827262524232221392383374365356347338329』31103027T26fa225eb324dc423cd522be621af7JT8dp9186174162151149131012511±VccVcc20~T1971861741621511491310125aacflb1g1dJ:comgdpdp圖9-8單片機多機通信硬件連接圖程序清單如下：〃多機通信主機A程序#include<reg52.h>

#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintucharcodetable[]={0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F,0x77,0x7C,0x39,0x5E,0x79,0x71};ucharmode;sbitD3=P1A0;//************************************************************voidinit(){〃設(shè)定時器1〃設(shè)定時器1的工作方式為方式2〃設(shè)置串行口波特率為9600TH1=0xfd;TL1=0xfd;〃設(shè)置串行口的工作方式為方式3〃設(shè)置串行口的工作方式為方式3，允許接收〃開串行口中斷〃開外部中斷0//INT0下降沿觸發(fā)〃開總中斷允許位SCON=0xd0;ES=1;EX0=1;IT0=1;EA=1;TI=0;}//************************************************************voiddelay(uinti) //延時子函數(shù){uintj,k;for(k=0;k<i;k++)for(j=0;j<110;j++);}//************************************************************voidserial_procedure(ucharc) //本機串口發(fā)送程序{SBUF=c;while(TI==0);TI=0;}//************************************************************voidhost_control(ucharAdd,ucharCmd)//主機控制處理程序{//地址信息標(biāo)志//地址信息標(biāo)志serial_procedure(Add);delay(50);//數(shù)據(jù)信息標(biāo)志//數(shù)據(jù)信息標(biāo)志serial_procedure(Cmd);delay(50);}

//外中斷//外中斷0中斷處理程序voidINT_EX0(void)interrupt0{//模式數(shù)據(jù)送//模式數(shù)據(jù)送P0口顯示if(mode==0){P2=table[10];D3=0;delay(1000);D3=1;}elseif(mode==1){D3=1;host_control('A','O');}elseif(mode==2){D3=1;host_control('C','O');}mode=(mode+1)%3;}//************************************************************voidUART(void)interrupt4 〃串口數(shù)據(jù)接收中斷處理程序{if(RI){RI=0;if(SBUF=='B')P2=table[12];if(SBUF=='C')P2=table[13];}}//************************************************************main(void) //主程序{P0=0x00;P1=0xff;P2=0x00;init();mode=0;while(1);

〃多機通信從機B程序#include<reg52.h>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintsbitD2=P1A0;ucharRecData;//************************************************************voidinit(){〃設(shè)定定時器1〃設(shè)定定時器1的工作方式為方式2〃設(shè)置串行口波特率為9600TH1=0xfd;TL1=0xfd;〃設(shè)置串行口的工作方式為方式3〃設(shè)置串行口的工作方式為方式3，允許接收〃開串行口中斷〃設(shè)置串口中斷為高優(yōu)先級〃開總中斷允許位SCON=0xf0;ES=1;PS=1;EA=1;}//************************************************************voiddelay(uinti) //延時子函數(shù){uintj,k;for(k=0;k<i;k++)for(j=0;j<110;j++);}//************************************************************voidserial_procedure(ucharc) //本機串口發(fā)送程序{SBUF=c;while(TI==0);TI=0;}〃串口數(shù)據(jù)接收中斷處理程序//************************************************************〃串口數(shù)據(jù)接收中斷處理程序voidUART(void)interrupt4{if(RI){RecData=SBUF;//地址//地址if(RB8==1){//接收地址與自己地址相符//接收地址與自己地址相符，置SM2=0,準(zhǔn)備接受數(shù)據(jù){

SM2=0;serial_procedure('B');//接收地址與自己地址不相符〃丟棄數(shù)據(jù)//接收地址與自己地址不相符〃丟棄數(shù)據(jù)//數(shù)據(jù)接收SM2=1;if(RB8==0)if(RecData=='O')D2=0;delay(500);D2=1;if(RecData=='C')D2=1;SM2=1;}}}//************************************************************main(){P0=0xff;P1=0xff;init();while(1);}〃多機通信從機C程序#include<reg52.h>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintsbitD1=P1A0;ucharRecData;//************************************************************voidinit(){〃設(shè)定定時器1〃設(shè)定定時器1的工作方式為方式2〃設(shè)置串行口波特率為9600TH1=0xfd;TL1=0xfd;TR1=1;〃設(shè)置串行口的工作方式為方式3〃設(shè)置串行口的工作方式為方式3,允許接收〃開串行口中斷〃設(shè)置串口中斷為高優(yōu)先級ES=1;PS=1;

〃開總中斷允許位EA=1;〃開總中斷允許位}//************************************************************voiddelay(uinti) //延時子函數(shù){uintj,k;for(k=0;k<i;k++)for(j=0;j<110;j++);}//************************************************************voidserial_procedure(ucharc) //本機串口發(fā)送程序{SBUF=c;while(TI==0);TI=0;}〃串口數(shù)據(jù)接收中斷處理程序//************************************************************〃串口數(shù)據(jù)接收中斷處理程序voidUART(void)interrupt4{if(RI){RecData=SBUF;//地址//地址//接收地址與自己地址相符//接收地址與自己地址相符，置SM2=0,準(zhǔn)備接收數(shù)據(jù)SM2=0;serial_procedure('B');//接收地址與自己地址不相符//接收地址與自己地址不相符〃丟棄數(shù)據(jù)//數(shù)據(jù)接收//數(shù)據(jù)接收if(RB8==0){if(RecData=='O'){D1=0;delay(500);D1=1;}if(RecData=='C')D1=1;SM2=1;//************************************************************main() //主程序P0=0xff;P1=0xff;init();while(1);9.4單片機與PC機間通信9.4.1RS-232C串行通信總線標(biāo)準(zhǔn)及其接口單片機和PC機間的通信，是單片機應(yīng)用系統(tǒng)中非常重要的一種數(shù)據(jù)交換方式。PC機上的COM1和COM2是PC機和單片機連接的主要接口，它們采用的是RS-232C接口標(biāo)準(zhǔn)。此處有必要介紹一下RS-232C標(biāo)準(zhǔn)（協(xié)議）°RS-232C標(biāo)準(zhǔn)（協(xié)議）的全稱是EIA-RS-232C標(biāo)準(zhǔn)，其中EIA（ElectronicIndustryAssociation）代表美國電子工業(yè)協(xié)會，RS（RecommededStandard）代表推薦標(biāo)準(zhǔn)，232是標(biāo)識號，C代表RS232的最新一次修改。常用標(biāo)準(zhǔn)還有RS-232-C、RS-422-A、RS-423A、RS-485等。這里只介紹RS-232-C標(biāo)準(zhǔn)（簡稱RS232）。1、 電氣特性EIA-RS-232C對電器特性、邏輯電平和各種信號線的功能都作了詳細(xì)的規(guī)定。在TxD和RxD上：邏輯1（MARK）=-3V?-15V邏輯0（SPACE）=+3?+15V在RTS、CTS、DSR、DTR和DCD等控制線上：信號有效（接通，ON狀態(tài)，正電壓）=+3V?+15V信號無效（斷開，OFF狀態(tài)，負(fù)電壓）=-3V?-15V2、 連接器的機械特性：連接器：由于RS-232C并未定義連接器的物理特性，因此，出現(xiàn)了）B-25、DB-15和DB-9等多種類型的連接器。目前，較為常用的串口是9針串口（DB-9），下面重點介紹DB-9連接器。常見的9針串口及其電路符號如圖9-9所示，其中（a）圖稱為公頭，一般作為主板上COM1和COM2兩個串行接口的連接器；（b）圖為母頭，用作連接線的接頭。在實際使用中應(yīng)注意區(qū)別。公頭和母頭的針腳順序完全相同，電路符號也相同，如圖9-9（c）所示。DB-9的9根引腳功能及含義如表9-6所示。(a) (b) (c)圖9-9DB-9串口接頭表9-69針串口DB9信號引腳說明針號縮寫功能說明1DCD數(shù)據(jù)載波檢測2RXD接收數(shù)據(jù)3TXD發(fā)送數(shù)據(jù)4DTR數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備5GND信號地6DSR數(shù)據(jù)設(shè)備準(zhǔn)備好7RTS請求發(fā)送8CTS清除發(fā)送9DELL振鈴指示接線方式通信距離較近時（小于12米），可以用電纜線直接連接標(biāo)準(zhǔn)RS232端口；若通信距離較遠(yuǎn)，則需附加調(diào)制解調(diào)器（MODEM）。最簡單、最常用的接線方式是三線制接法，即通信雙方的接收數(shù)據(jù)線（RXD）、發(fā)送數(shù)據(jù)線（TXD）和信號地線（GND）三根線連接即可，注意，雙方的信號地線直接連接，而接受數(shù)據(jù)線和發(fā)送數(shù)據(jù)線則是交錯連接的，如圖9-10所示。圖9-10串口三線通信示意圖4、串口調(diào)試中的注意事項（1） 連接纜線長度，在通信速率低于20kb/s時，RS-232C能連接的最大物理距離為15米；（2） 不同編碼機制不能混接，如RS232C不能直接與RS422接口相連，必須通過轉(zhuǎn)換器才能連接；（3） 串口調(diào)試時使用專門調(diào)試工具，如串口調(diào)試助手、串口精靈、超級終端等，可以收到事半功倍的效果；（4） 不要帶電插撥串口，否則可能導(dǎo)致串口損壞。如上所述，RS-232通信的典型工作電平為+3?+12V與-3?-12V，而單片機常用的是TTL電平，二者是不能夠直接進(jìn)行連接的，否則會燒壞單片機。因此，要實現(xiàn)單片機和計算機之間的RS-232通信，就必須選用相應(yīng)的接口轉(zhuǎn)換芯片。MAX232是由美國Maxim公司推出的一款兼容RS232標(biāo)準(zhǔn)的芯片。通過該芯片，可以在RS232工作電平與單片機TTL/CMOS電平之間架起一座橋梁，方便二者的連接和通信。MAX232實物如圖9-11所示，DIP封裝引腳圖如圖9-12所示。該器件內(nèi)部包含2個驅(qū)動器、2個接收器和一個電壓發(fā)生器，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖9-13所示。MAX232的典型接法如圖9-14所示。

+5VINPUTC3 n16+10V圖9-11MAX232芯片實物ci+|T云]Vccv+|T宜GNDci-[T/l/l/IXI/klHoutC2+4MAX22013+5VINPUTC3 n16+10V圖9-11MAX232芯片實物ci+|T云]Vccv+|T宜GNDci-[T/l/l/IXI/klHoutC2+4MAX22013R1inMAX232C2-|TMAX232A訶R1outv-[T111TIinT20UT|T1p|T2inR2|n醫(yī)j]R2quTTTL/CMOSNPUTSTTL/CMOSOUTPUTS圖9-13MAX232內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖+5VT0+10VC1-VOLTAGEDOUBLERC2+ +10VTO-10VC2-VOLTAG!INVERTER6-10V蕓4RS-232INPUTS圖9-12MAX232DIP封裝引腳圖MAX232C8-——vcc104MA+A§R2]NT1INT2INC1+Cl-104TJTJT1T1±1-uu)l]-川2ooooc2112112RRTT104TJTJT1T1±1-uu)l]-川2ooooc2112112RRTT9.4.2單片機向PC機發(fā)送數(shù)據(jù)實例功能說明：單片機通過串口向PC機發(fā)送數(shù)據(jù)。上位機PC通過串口調(diào)試軟件，顯示接收到的數(shù)據(jù)“Thisisatestprogram!”。硬件說明：硬件連接如圖9-15所示。單片機連接芯片MAX232，經(jīng)DB9連線接至PC機的COM口。11.0592P1.0vccPl.lPO.O11.0592P1.0vccPl.lPO.OPl.2P0.1Pl.3P0.2Pl.4P0.3Pl.5P0.4Pl.6P0.5Pl.7P0.6RSTP0.7P3.0(RXD)TJP3.1(HDjMEP3.3(WJP3.30NTT]尚ENP2.7P3.4(T0)P2.6P3.5(T1)P2.5P3,6WP2.4P3.7(1W)P2.3瀏L?P2.2XTAL1P2.1vssP2.0393837363534333231u30r29u282?262524232221一一一Jnn:=>nIzGX7I2IJ=—JCC圖9-15單片機向PC機傳送數(shù)據(jù)硬件連接圖軟件說明：PC機串口調(diào)試助手接收到單片機發(fā)送來的數(shù)據(jù)，顯示結(jié)果如圖9-16所示。圖9-16圖9-16串口調(diào)試助手接收到單片機發(fā)送來的數(shù)據(jù)程序清單如下：〃單片機串口向PC發(fā)送數(shù)據(jù)程序#include<reg52.h>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintbitflag=0; 〃發(fā)送標(biāo)志位ucharcodetext[]="Thisisatestprogram!\r\n\n";//************************************************************voidserial_procedure(ucharc){〃發(fā)送數(shù)據(jù)〃設(shè)置發(fā)送標(biāo)志位〃發(fā)送數(shù)據(jù)〃設(shè)置發(fā)送標(biāo)志位flag=1;while(flag);}//************************************************************voidsend(uchar*c){while((*c)!='\0'){serial_procedure(*c);//發(fā)送一位數(shù)據(jù)c++; //指針指向下一位數(shù)據(jù)}}//************************************************************main(){TMOD=0x20;TL1=0xFD;TH1=0xFD;SCON=0x50;PCON=0x00;TR1=1;ET0=1;ES=1;EA=1;while(1){send(text);}}//************************************************************voidUART(void){TI=0;flag=0;}//判斷數(shù)據(jù)是否發(fā)送完畢〃設(shè)置波特率為9600和定時器1工作方式//設(shè)置初始值〃設(shè)置串行口工作方式1,允許接收〃啟動定時器〃開串行中斷〃開總中斷〃發(fā)送數(shù)據(jù)serial_procedureinterrupt4〃發(fā)送完一個數(shù)據(jù)//清標(biāo)志位9.4.3PC機向單片機發(fā)送數(shù)據(jù)實