单片机AT90S8515与PC的通讯

2013-03-11张红勇

网络安全与数据管理 2013年14期

张红勇，方军

(1.西安理工大学，陕西西安710048；2.西安工业大学，陕西西安710032)

工业领域的测控系统，用作操作、监视的上位PC和用作控制的下位单片机之间必须要进行信息交换，串行通讯是两者之间常用的通讯方式。Atmel公司开发的AT90系列8位单片机是真正的RISC单片机，具备可多次编程的Flash程序存储器、EPROM数据存储器、可编程的URAT串行口及外部中断等，再加上使用方便的SL-AVR程序开发软件，可以在成本很低的情况下开发小型控制系统。本文主要介绍单片机AT90S8515与PC之间的串行通讯方法以及应用VB在PC上实现串行通讯的编程方法。

1 串行通讯的接口电路

PC的串行通讯可以采用Modern方式或零调制方式，采用Modern方式时，通讯伙伴必须有调制解调器，这也是标准的RS232方式；采用零调制方式时，通讯伙伴没有调制解调器，通讯时，双方保证各自输出的电平满足RS232接口的逻辑要求。

单片机AT90S8515的PD0和PD1口分别为有串行通讯功能的RXD和TXD，但是其输入/出是TTL电平，而PC的串行口是按照RS232标准设计的，两者的电平不匹配，不能直接连接。需要中间接口电路来完成电平转换。RS232电平与TTL电平转换用芯片MAX232E实现，电路如图1所示。

图1 电平转换电路

在图1中，芯片MAX232E的T1OUT、R1IN和GND分别与PC串口以232电平对应连接；而T1IN、R1OUT为TTL/CMOS电平，与单片机AT90S8515的PD0（RXD）和PD1(TXD)对应连接。该电路为+5 V电源供电，其作用一方面使单片机发送的TTL信号转化为RS232的电平信号；另一方面使PC进来的RS232电平转换为单片机可接收的TTL/CMOS电平信号[1]。

2 单片机AT90S8515串行通讯原理及编程

2.1 单片机AT90S8515串行通讯原理

AT90系列的单片机带有一个全双工通用串行异步收发器(UART)。通讯时使用4个寄存器：(1)数据寄存器UDR，该寄存器是两个物理分离的、但分享同一个I/O地址的寄存器。当写入UDR寄存器时，UART的发送数据寄存器被写入；当读UDR寄存器时，读的是UART的接收数据寄存器。(2)状态寄存器USR,该寄存器是一个只读的寄存器，提供UART的状态信息。数据接收完成标志为RXC、发送完成标志为TXC，数据寄存器清空标志为UDRE、帧出错标志为FE、超时标志为OR。(3)控制寄存器UCR，该寄存器是一个读/写寄存器，用来设定是否启动发送或接收、定义数据位数、接收或发送造成的中断是否触发等控制逻辑。(4)波特率寄存器UBR，该寄存器是一个读/写寄存器，用来设定通讯的波特率。UBR通过公式UBR=FCK/BAUD/16-1确定,其中FCK为单片机的晶振频率，UBR表示波特率寄存器UBR中的值。

2.2 单片机AT90S8515串行通讯编程

单片机AT90S8515芯片的通讯编程按如下步骤进行[2]：

(1)对涉及通讯的数据、状态、控制寄存器和波特率寄存器进行初始化，若使用中断方法进行通讯，需同时对中断进行定义。

(2)发送数据编程，根据数据寄存器的清空标志UDRE，判断是否该发送下一个数据。语句如下：

(3)接收数据编程，通过循环检测数据接收完成标志RXC，确定是否可以读取新的数据。语句如下：

3 PC的串行通讯及编程方法

3.1 PC的串行通讯方法

PC的VB软件为用户提供了串口通讯使用的专用MSComm控件，MSComm控件唯一的事件是OnComm事件，对应的CommEvent属性是MSComm控件记录事件发生和错误的唯一属性，该属性用来配置通讯端口、传输数据、使用握手信号以及识别控件。使用该控件进行通讯时，有两种方法可以选择，查询方式或事件触发方式。其中，查询方式是通过周期性地检测CommEvent属性的数值代码判断发生了哪种通讯错误或者事件；而事件触发方式是利用OnComm事件的触发器进行事件捕获和处理，OnComm对输入数据进行连续检查，查明远端的接收者是否准备好接收新的数据，当满足OnComm的事件发生时，应用程序会自动设置CommEvent属性，跳到控件的OnComm通讯子程序[3]。

3.2 PC的串行通讯编程步骤

(1)通过CommEvent属性设置各通讯参数，打开通讯端口，其中各参数定义如下：

CommPort：设置通讯口号

Settings：设置波特率、奇偶校验、数据位和停止位参数

HandShaking：设置硬件握手协议

InBufferSize和OutBufferSize：设置输入、输出缓冲区的大小

InputLen：设置接收缓冲区中读出的字符数

InputMode：设置接收缓冲区的数据类型

RThreshold：设置要接收的字符数

SThreshold：设置接收允许的最小字符数

PortOpen：打开或关闭串口

(2)通过CommEvent属性的Output项发送数据。如果数据为文本数据，Output项定义为一个包含一个字符串的变量；如果数据为二进制格式，Output项则需定义为一个包含字节数组的变量。MSComm控件为字符串中的每个字符传输8位ANSI编码。如果发送一个ANSI字符串到应用程序，可以用文本数据格式发送，如果发送包含嵌入控制字符等数据，必须用二进制数据格式发送。

(3)发送信息编程。首先，在工程窗体上添加一个多行显示文本框，内容为待发送的信息，定义其名称属性为SendTxt；其次，在工程窗体添加一发送信息的控件按钮，定义按钮名称属性为TxdCmd；最后，双击控件按钮TxdCmd，对其编程如下：

Private Sub TxdCmd Click

Dim Bufs As Variant

Bufs=S1vNo.Text

MSComm.Output’Bufs

EndSub

(4)接收信息编程。首先，在工程窗体上添加一个多行显示文本框，定义名称属性为ReTxt；然后双击控件MSComm，对其编程如下：

Private Sub MSComm_OnComm

Dim ComEventMessage As String

Select Case MSComm.CommEvent

Case commEvReceive

CommEventMessage=Receive buffer has RThreshold number of characters.