硬件结构和单片机的通1S程序设计

      单片机和PC机的串行通信一般采用RS-232、RS-422或B3-485总线标准接口，也有采用非标准的20nnJL电流环的。为保证通信的可靠，在选择接口时必须注意：(1)通信的速率；(2)通信距离：(3)抗干扰能力；(4)组网方式。本文主要介绍采用RS-232接口与单片机通信的方法。

      1、 RS-232电平转换和PC机的接口电路

      RS-232是早期为公用电话网络数据通信而制定的标准，其逻辑电平与ITL＼CMOS电乎完全不同。逻辑"0"规定为+5- +15V之间，逻辑"1，，规定为-5～-15V之间。由于RS-232发送和接收之间有公共地，传输采用非平衡模式，因此共模噪声会耦合到信号系统中，其标准建议的最大通信距离为15米．但实际应用中我们在300bi：／s的速率下可以达到300米。

      RS-232规定的电平和一般微处理器的逻辑电平不一致，必须进行电平转换，实现逻辑电平转换可以采用以下三种方式。

      采用 MCl488和MCl489芯片的转换接口 MCl488和MCl489芯片为早期的RS-232至TTL逻辑电平的转换芯片，图1为实际电路。该电路的不便之处是需要±12V电压，并且功耗较大，不适合用于低功耗的系统。图中TXD、RXD分别接单片机的发送和接收端。

      采用MAX232芯片的转换接口 MAX232是MAXIM公司生产的，包含两路驱动器和接收器的RS-232转换芯片。图2为实际电路。芯片内部有一个电压转换器，可以把输入的+5v电压转换为RS-232接口所需的±10V电压，尤其适用于没有±12V的单电源系统。与此原理相同的芯片还有MAx202、AD公司的ADDtl01以及 INl2只SIL公司的ICl232芯片。

      采用分立元件实现的转换接口图3为采用分立元件实现的RS-232-TTL电平的转换接口电路，其特点是利用PC机的BS-232接口的③脚信号出(也可用④、⑦脚)来供给负电源，FC机的③、④、⑦脚在非发送逻辑"0"电平时均为1电平(-10V左右)，其驱动能力为20mA，利用这个特性，用一个二极管和电解电容，即在电解电容上获取了RS-232通信所需的负电源。该电路简单、功耗小，在没有专用芯片时不失为一种替代方法。

      上述介绍的RS。232至TTL电平转换的方法可以适用于大多数通信系统，在一些特殊应用场合需要诸如静电保护、多收发器(如与MODEM连接)时可采用MAX238(4驱动、4接收)或MAX3221t t15Kv静电保护)等芯片。

      2、单片机通信程康设计

      单片机串工作方式目前广泛应用的51系列单片机的串行通信可工作于同步或异步方式，多数与8031兼容的51系列单片机都有一个或多个UART异步串行接口，这就为用户设计通信程序提供了很好的便利条件。当应用系统中需要多个串行通信接口时，可采用以下几种方法：(1)采用多串口的单片机，如华邦的WW77E58就有2个串行接口；(2)采用通用异步串口扩展芯片，如TLl6c552(2路)、?LCl6C554(4路)；(3)采用普通I／O模拟实现通信。这是最简单经济的方法，并且可以实现高速串通信，实现方法详见《电子世界)杂志以前刊登的有关文章。本文仅讨论采用一个异步串行通信的设计方法，单片机串口的控制方式MCS-51系列单片机对串口的控制是通过对串行口控制寄存器SCON和功率控制寄存器PCON的设置来实现的。SCON是一个可位寻址的特殊功能寄存器，通过设置SGON的SM0和SMI，可以使单片机有四种不同的工作方式。SCON的格式可参见有关手册说明。在用于和PC机实现串行通信时，一般设置为方式1或方式3，主要区别是方式1的数据格式为8位，方式3的数据格式为9位，其中第9位SM2为多机通信位，'可实现单片机的多点通信。功率控制寄存器PCON的SMOD为串行口波特串倍率控制位，当单片机的品振为整数时(如6M)，设置5MOD为1通常可获得更高的通信速串，但 SMOD不能位寻址，这点务必请读者注意。

      单片机串口的速率设置单片机和PC机通信时，其通信速率由定时器T1或定时器T2产生(52系列)，在T1工作在方式2时的通信速率的计算公式为：波特串＝(SMOD× Fosc)／(32×12×[256－TH1])。其中Fosc晶振频率，为获得准确的通信速率，Fosc通常为11．0592MH2。采用T1定时器通信的系统，速率不可能过高，一般情况下最高为19200bit／s。如为了获得更高的通信速率可利用52系列单片机的定时器T2，最高速率可达 115200bjt／s。实际应用中我们曾经在6MH2晶振的单片机系统中实现了38400bit／s的高速通信。