一、單片機(jī)與PC機(jī)串行通信的設(shè)計(jì)

工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)控系統(tǒng)中，常使用單片機(jī)進(jìn)行監(jiān)測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集，然后單片機(jī)通過(guò)串口與PC通信，把采集的數(shù)據(jù)串行傳送到PC機(jī)上，再在PC機(jī)上進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

PC機(jī)配置的都是RS-232標(biāo)準(zhǔn)串口，為D型9針插座，輸入/輸出為RS-232電平。D型9針插頭引腳如下：

如下表為RS-232C的D型9針插頭的引腳定義。

由于兩者電平不匹配，因此必須把單片機(jī)輸出的TTL電平轉(zhuǎn)換為RS-232電平。

單片機(jī)與PC的接口如下圖所示。圖中的轉(zhuǎn)換芯片為MAX232，接口連接只用了3條線，即RS-232插座中的2引腳、3引腳與5引腳。

二、單片機(jī)向PC發(fā)送數(shù)據(jù)示例

要求單片機(jī)通過(guò)串行口的TXD引腳向PC機(jī)串行發(fā)送8個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)。在proteus中使用兩個(gè)串行口虛擬終端觀察串行口線上出現(xiàn)的串行傳輸數(shù)據(jù)。

兩個(gè)虛擬終端窗口為VT1和VT2，其中窗口VT1顯示的數(shù)據(jù)表示單片機(jī)串口發(fā)送給PC機(jī)的數(shù)據(jù)，窗口VT2顯示的數(shù)據(jù)表示由PC機(jī)經(jīng)RS-232串口模型COMPIM接收到的數(shù)據(jù)，由于使用了串口模型COMPIM，從而省去了PC機(jī)的模型。

proteus仿真原理圖如下：

需要注意要設(shè)置虛擬終端的波特率與代碼中設(shè)置的波特率保持一致。經(jīng)過(guò)MAX232轉(zhuǎn)換后電平是相反的，設(shè)置VT2屬性中的【RX/TX Polarity】為【Inverted】。

軟件設(shè)計(jì)，首先初始化串口通信，設(shè)置串口工作方式1，定時(shí)器工作方式2，波特率9600bps，波特率不加倍，代碼如下：

void UsartInit()
{
	SCON=0x40;  // 設(shè)置串口工作方式1
	TMOD=0x20;  // 設(shè)置定時(shí)器T1工作方式2
	TH1=TL1=0xFD;  // 設(shè)置波特率為9600bps，波特率不倍增
	PCON=0x00;
	EA=1;
	TR1=1;
}

發(fā)送數(shù)據(jù)功能單獨(dú)編寫(xiě)一個(gè)函數(shù)，如下：

void send(u8 dat)
{
	SBUF=dat;  // 將待發(fā)送數(shù)據(jù)寫(xiě)入發(fā)送緩沖器SBUF
	while(!TI);  // 等待串行口發(fā)送完畢
	_nop_();  // 空操作
	TI=0;  // 1個(gè)字節(jié)發(fā)送完成，清零TI
}

主函數(shù)中首先調(diào)用串口通信初始化函數(shù)，然后調(diào)用發(fā)送數(shù)據(jù)函數(shù)，調(diào)用8次后，如果不想再次發(fā)送數(shù)據(jù)進(jìn)入while(1)循環(huán)。如下：

void main()
{
	u8 i;
	UsartInit();  // 串口通信初始化
	for(i=0;i<8;i++)
	{
		send(sendBytes[i]);  // 發(fā)送數(shù)據(jù)
		delay();  // 每次發(fā)送完數(shù)據(jù)延時(shí)200ms
	}
	while(1);
}

其中sendBytes定義如下：

// 單片機(jī)發(fā)送給PC機(jī)的數(shù)據(jù)
u8 code sendBytes[]="12345678";

proteus仿真結(jié)果如下：

三、單片機(jī)接收PC機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)使用示例

單片機(jī)接收PC機(jī)發(fā)送的串行數(shù)據(jù)，并把接收到的數(shù)據(jù)送P1口的8位LED顯示。采用單片機(jī)的串行口模擬P機(jī) 串行口。proteus仿真原理圖如下：

軟件設(shè)計(jì)，發(fā)送數(shù)據(jù)的代碼如下：

/*
	實(shí)現(xiàn)功能：串口通信，單片機(jī)與PC機(jī)通信，單片機(jī)接收PC機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)。	
		使用一個(gè)單片機(jī)模擬PC機(jī)
		
	[2024-01-15] zoya
*/

#include <reg52.h>
#include <intrins.h>

typedef unsigned char u8;
typedef unsigned int u16;

u8 sendBytes=0xFE;

// 延時(shí)函數(shù)，單位ms
void delay(u16 i)
{
	u8 j;
	for(;i>0;i--)
	{
		for(j=0;j<125;j++);
	}
}

// 串口通信初始化函數(shù)
void UsartInit()
{
	SCON=0x40;  // 串口工作方式1，只發(fā)送不接收
	TMOD=0x20;  // 定時(shí)器工作方式2
	TH1=TL1=0xFD;  // 設(shè)置波特率為9600bps，波特率不倍增
	PCON=0x00;
	TR1=1;  // 啟動(dòng)計(jì)數(shù)
}

void main()
{
	u8 i;
	UsartInit();
	while(1)
	{
		for(i=0;i<7;i++)
		{
			// 發(fā)送數(shù)據(jù)
			SBUF = sendBytes;
			while(!TI);
			_nop_();
			TI=0;
			delay(200);
			sendBytes=_crol_(sendBytes,1);
		}
		for(i=0;i<7;i++)
		{
			// 發(fā)送數(shù)據(jù)
			SBUF = sendBytes;
			while(!TI);
			_nop_();
			TI=0;
			delay(200);
			sendBytes=_cror_(sendBytes,1);
		}
	}
}

接收數(shù)據(jù)的代碼如下：

/*
	實(shí)現(xiàn)功能：串口通信，單片機(jī)與PC機(jī)通信，單片機(jī)接收PC機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)。	
		接收PC機(jī)數(shù)據(jù)
		
	[2024-01-15] zoya
*/
#include <reg52.h>

typedef unsigned char u8;
typedef unsigned int u16;

#define GPIO_LED P1

void UsartInit()
{
	SCON=0x50;  // 串口工作方式1，接收數(shù)據(jù)
	TMOD=0x20;  // 定時(shí)器T1工作方式2
	TH1=TL1=0xFD;  // 波特率9600bps，不倍增
	PCON=0x00;
	TR1=1;  // 啟動(dòng)計(jì)數(shù)
}
void main()
{
	u8 tmp;
	UsartInit();
	while(1)
	{
		while(!RI);  // 等待接收數(shù)據(jù)結(jié)束
		RI=0;
		tmp=SBUF;
		GPIO_LED=tmp;
	}
}

仿真結(jié)果：

四、PC機(jī)與單片機(jī)或與多個(gè)單片機(jī)的串行通信

一臺(tái)PC機(jī)與若干臺(tái)單片機(jī)可構(gòu)成小型分布式測(cè)控系統(tǒng)，如下圖所示，該系統(tǒng)在許多實(shí)時(shí)的工業(yè)控制和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，可以充分發(fā)揮單片機(jī)功能強(qiáng)、抗干擾性好、面向控制等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)又可利用PC機(jī)彌補(bǔ)單片機(jī)在數(shù)據(jù)處理和人機(jī)對(duì)話等方面的不足。

在應(yīng)用系統(tǒng)中，一般是以PC機(jī)作為主機(jī)，定時(shí)掃描以AT89S52單片機(jī)為核心的前沿單片機(jī)，以便采集數(shù)據(jù)或發(fā)送控制信息。

在這樣的系統(tǒng)中，以AT89S52單片機(jī)為核心的智能式測(cè)量和控制儀表（從機(jī)）既能獨(dú)立地完成數(shù)據(jù)處理和控制任務(wù)，又可將數(shù)據(jù)傳送給PC機(jī)（主機(jī)）。PC機(jī)將這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，或顯示，或打印，同時(shí)將各種控制命令傳送給各從機(jī)，以實(shí)現(xiàn)集中管理和最優(yōu)控制。

要組成上圖的分布式測(cè)控系統(tǒng)，首先要解決的是PC機(jī)與單片機(jī)之間的串行通信接口問(wèn)題。

下面以采用RS-485接口的串行多機(jī)通信為例，說(shuō)明PC機(jī)與數(shù)臺(tái)AT89S52單片機(jī)進(jìn)行多機(jī)通信的接口電路設(shè)計(jì)方案。PC機(jī)配有RS-232串行標(biāo)準(zhǔn)接口，可通過(guò)電路板卡轉(zhuǎn)換成RS-485串行接口，AT89S52單片機(jī)本身具有全雙工的串行口，該串行口加上驅(qū)動(dòng)電路后就可以實(shí)現(xiàn)RS-485接口的串行通信。

PC機(jī)與數(shù)臺(tái)AT89S52單片機(jī)進(jìn)行多機(jī)通信的RS-485串行通信接口電路如下所示：

上圖中，AT89S52單片機(jī)的串行口通過(guò)75176芯片驅(qū)動(dòng)后就可以轉(zhuǎn)換成RS-485標(biāo)準(zhǔn)接口，根據(jù)RS-485標(biāo)準(zhǔn)接口的電器特性，從機(jī)數(shù)量不多于32個(gè)。PC機(jī)與AT89S52單片機(jī)之間的串行通信采用主從方式，PC機(jī)為主機(jī)，各AT89S52為從機(jī)，由PC機(jī)來(lái)確定與哪個(gè)單片機(jī)進(jìn)行通信。文章來(lái)源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-796636.html

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