《電子技術(shù)應(yīng)用》
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單片機I/O 口模擬串行通信設(shè)計
摘要: 本文介紹的用 89C51 單片機I/O 口模擬實現(xiàn)串行通信的方法,,已成功地應(yīng)用在某電壓數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中,這樣的進(jìn)步,,讓這項技術(shù)有了更加高的期待性,,在社會上也有了很好的反應(yīng),,這樣就讓這個研究成果有了很好的作用。
Abstract:
Key words :

關(guān)鍵字:單片機 IO口 模擬串行通信

    目前普遍采用的MCS51 和PIC 系列單片機通常只有一個(或沒有)UART異步串行通信接口,,在應(yīng)用系統(tǒng)中若需要多個串行接口(例如在多機通信系統(tǒng)中,,主機既要和從機通信又要和終端通信)的情況下,通常的方法是擴展一片8251 或 8250 通用同步/異步接收發(fā)送芯片(USART),,需額外占用單片機I/O 資源,。

   1.串行接口的基本通信方式

  串行接口的有異步和同步兩種基本通信方式。異步通信采用用異步傳送格式,,如圖1 所示,。數(shù)據(jù)發(fā)送和接收均將起始位和停止位作為開始和結(jié)束的標(biāo)志,。在異步通信中,起始位占用一位(低電平),。

  異步通信采用用異步傳送格式

  用來表示字符開始,。其后為7 或8 位的數(shù)據(jù)編碼,第8 位通常做為奇偶校驗位,。最后為停止位(高電平)用來表示字符傳送結(jié)束,。上述字符格式通常作為一個串行幀,如無奇偶校驗位,,即為常見的N.8.1幀格式,。串行通信中,每秒傳送的數(shù)據(jù)位稱為波特率,。如數(shù)據(jù)傳送的波特率為1200 波特,,采用N.8.1 幀格式(10 位),則每秒傳送字節(jié)為120 個,,而字節(jié)中每一位傳送時間即為波特率的倒數(shù):T=I/1200=0.833ms,。同樣,如數(shù)據(jù)傳送的波特率為9600 波特,,則字節(jié)中每一位傳送時間為T=1/9600=0.104 ms,。

  2.硬件電路

  89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器(FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory)的低電壓、高性能CMOS8位微處理器,,俗稱單片機。單片機的可擦除只讀存儲器可以反復(fù)擦除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89C51是一種高效微控制器,,89C2051是它的一種精簡版本。89C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,。

  89C51 單片機通過普通I/O 口與PC 機RS232 串口實現(xiàn)通信的硬件接口電路如圖2 所示,。由于PC 系列微機串行口為RS232C 標(biāo)準(zhǔn)接口,與輸入,、輸出均采用TTL 電平的89C51 單片機在接口規(guī)范上不一致,,因此TTL電平到RS232 接口電平的轉(zhuǎn)換采用MAXIM 公司的MAX232 標(biāo)準(zhǔn)RS232接口芯片,該芯片可以用單電壓(+5V)實現(xiàn)RS232接口邏輯“1”(-3V~215V)和邏輯“0”(+3V~15V)的電平轉(zhuǎn)換,。圖中89C51 的P1.0 模擬發(fā)送端,,P1.1 模擬接收端。

  

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    3.接口程序設(shè)計

 

  軟件設(shè)計中,,89C51 單片機的P1.0 和P1.1 口分別模擬串行通信的發(fā)送和接收,,其接口程序主要由INPUT 發(fā)送子程序和OUTPUT接收子程序組成,。通信速率1200 bit /s,幀格式為N.8.1,。發(fā)送時,,先發(fā)送一個起始位(低電平),接著按低位在先的順序發(fā)送8 位數(shù)據(jù),,最后發(fā)送停止位,。接收時,先判斷P1.1 接收端口是否有起始低電平出現(xiàn),,其中軟件編寫要嚴(yán)格按照異步通信的時序進(jìn)行,,每bit 位傳送時間間隔按通信速率1200 bit /s計算為833μs。

  其模擬串行通信程序清單見下,,系統(tǒng)要求單片機晶振為6M,。程序清單如下:

  TXD EQU P1.0

  RXD EQU P1.1 ;定義89C51 P1.0 為發(fā)送端,,P1.1 為接收端

  ORG 0000H

  AJMP MAIN

  ORG 0100H

  MAIN: MOV A, #30H

  MOV R5,,#N

  SETB RXD ;P1.0 置高

  TX: LCALL INPUT ;調(diào)用發(fā)送子程序,,將寄存器A 中內(nèi)容發(fā)給PC 機

 ?。?/p>

  SETB TXD ,;P1.1 置高

  MOV R0,#40H

  RX: LCALL OUTPUT ,;調(diào)用接收子程序,將接收的N 個數(shù)據(jù)存放在以40H開始的地址中

  MOV @R0,A

  INC R0

  DJNZ R5, RX ,;N 個數(shù)據(jù)接收結(jié)束,,則等待,否則轉(zhuǎn)RX 繼續(xù)接收

  3

  AJMP $

  ;**************延時833μs 子程序*****

  DEL833: MOV R7 ,#205

  MS11: DJNZ R7,,MS11

  RET

  ; **********************************

  ;******** 89C51發(fā)送數(shù)據(jù)給PC 機子程序****

  INPUT: CLR C

  MOV TXD,C ;發(fā)送起始位

  LCALL DEL833 ,;延時

  MOV R3,#8

  REP: RRC A

  MOV TXD ,C

  LCALL DEL833

  DJNZ R3,REP ;發(fā)送8 位數(shù)據(jù)

  SETB C ;發(fā)送停止位

  MOV TXD,C

  LCALL DEL833

  RET

  ;********從PC 機接收數(shù)據(jù)子程序********

  OUTPUT: JB RXD, $ ; 判斷是否有起始位出現(xiàn)

  LCALL DEL833

  MOV R3,#8

  OUT: MOV C ,RXD

  RRC A

  LCALL DEL833

  DJNZ R3,OUT ,; 接收8 位數(shù)據(jù)

  JNB RXD ,$ ,; 判斷是否有停止位出現(xiàn)

  RET

 

    總結(jié): 本文介紹的用 89C51 單片機I/O 口模擬實現(xiàn)串行通信的方法,已成功地應(yīng)用在某電壓數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中,,這樣的進(jìn)步,,讓這項技術(shù)有了更加高的期待性,在社會上也有了很好的反應(yīng),,這樣就讓這個研究成果有了很好的作用,。

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