计算机单片机通信系统的设计

摘 要：现在单片机的应用越来越广泛，本文探讨单片机多机通讯系统设计方法了。首先分析单片机的原理，进而探讨通信系统硬件模块中的电平接口转换，然后探讨计算机单片机通信系统设计的基本方法。

关键词：计算机单片机;通信系统;设计方法

一、单片机的原理

单片机是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。在我国单片机已经不是一个陌生的名词，它的出现是近代计算机技术发展史上的一个重要里程碑，因为单片机的诞生标志着计算机正式形成了通用计算机系统和嵌入式计算机系统两大分支。在单片机诞生之前，为了满足工程对象的嵌入式应用要求，只能将通用计算机进行机械加固、电气加固后嵌入到对象系统中构成。由于通用计算机的巨大体积和高成本，无法嵌入到大多数对象体系中。单片机则应嵌入式应用而诞生。单片机作为最典型的嵌入式系统，它的成功应用推动了嵌入式系统的发展。近年来。除了各种类型的工控机，各种以通用微处理器构成的计算机主模板快、以通用处理器为核，片内扩展一些外围功能电路单元构成的嵌入式微处理器，甚至单片形式的PC及等，都实现了嵌入式应用，成为嵌入式系统的庞大家族。

二、计算机单片机通信系统的设计

双机通信的实质就是解决两单片机串行通信问题。针对于89C52单片机全双工异步串行通信口，我们采用单片机直接交叉互连的串行通信方式。考虑到设计应用于短距离传输、两单片机具有相同的数据格式及电平且为使设计简单，我们最终决定采用方式二单片机直接交叉连接的串行通信方式，上位机发送的数据由串行口TXD端输出，直接由下位机的串行口数据接收端RXD接收。

（1）串行通信

串行数据通信要解決两个关键问题，一个是数据传送，另一个是数据转换。所谓数据传送就是指数据以什么形式进行传送。所谓数据转换就是指单片机在接收数据时，如何把接收到的串行数据转化为并行数据，单片机在发送数据时，如何把并行数据转换为串行数据进行发送。单片机的串行通信使用的是异步串行通信，所谓异步就是指发送端和接收端使用的不是同一个时钟。异步串行通信通常以字符（或者字节）为单位组成字符帧传送。字符帧由发送端一帧一帧地传送，接收端通过传输线一帧一帧地接收。而对于两个单片机之间的串行通信，由于具有相同的数据格式及电平且是短距离通信则不必要使用一些电平转化芯片（ 如max232等）便可直接实现串行通讯，需要注意的是两单片机硬件要共地，软件中需要设置相同波特率STC89C51单片机有一个全双工的异步串行通信口，串行结构如下：①数据缓冲器（SBUF）接受或发送的数据都要先送到SBUF缓存。有两个，一个缓存，另一个接受，用同一直接地址99H，发送时用指令将数据送到SBUF即可启动发送;接收时用指令将SBUF中接收到的数据取出。②串行控制寄存器（ SCON）SCON用于串行通信方式的选择，收发控制及状态指示，各位含义如表1：

SM0，SM1：串行接口工作方式选择位，这两位组合成00，01，10，11 对应于工作方式0、1、2、3。串行接口工作方式特点见表1。

SM2：多机通信控制位。

REN：接收允许控制位。软件置i允许接收：软件置0禁止接收。

TB8：方式2或3时，TB8为要发送的第9位数据，根据需要由软件置1或清0。RB8：在方式2或3时，RB8位接收到的第9位数据，实际为主机发送的第9位数据TB8，使从机根据这- -位来判断主机发送的时呼叫地址还是要传送的数据。TI： 发送中断标志。发送完一帧数据后由硬件自动置位，并申请中断。必须要软件清零后才能继续发送。RI：接收中断标志。接收完一帧数据后由硬件自动置位，并申请中断。必须要软件清零后才能继续接收。③输入移位寄存器。接收的数据先串行进入输入移位寄存器，8位数据全移入后，再并行送入接收SBUF中。④波特率发生器预览与源文档一致下载高清无水印波特率发生器用来控制串行通信的数据传输速率的，51系列单片机用定时器T1作为波特率发生器，T1设置在定时方式。波特率时用来表示串行通信数据传输快慢程度的物理量，定义为每秒钟传送的数据位数。⑤电源控制寄存器PCON其最高位为SMOD：波特率倍增位，在串行口方式1、方式2、方式3时，波特率与SMOD有关，当SMOD=1时，波特率提高一倍，复位时，SMOD=0。⑥波特率计算当定时器T1工作在定时方式的时候，定时器T1溢出率= （T1计数率） / （产生溢出所需机器周期）。由于是定时方式，T1计数率= fORC/12。产生溢出所需机器周期数=模M-计数初值X。（2）基本设计原理概述双机通信系统通过主从单片机的串行口来实现数据的收发。主单片机通过开关电路来启动发送程序，当开关按下时向从机发送一个数据，从机通过接收中断来接收主机发送过来的数据，并通过编写好的数据代码在LED数码管上显示主机发送过来的数据。同时从写好的数据代码在LED数码管上显示主机发送过来的数据。同时从

机给主机发送一个应答信号来表示已经接收到了主机发送过来的数据，在主机接收应答并校验正确，以二极管显示，这样就完成了一个数据的通信过程，等待按键按下，然后继续下一次数据的发送直到结束。

三、结语

本文介绍了多机通讯中主从式多机型结构的通讯，这种结构具有接口简单和使用灵活等优点，由单片机构成的多机通讯系统在一-些较大型的工业过程控制、自动控制等方面得到了广泛的应用，因此，这种通讯系统的研究和使用具有很大的应用价值。

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作者简介：

王文魁，（1973.10--）男，汉族，辽宁辽阳人，本科，副教授，研究方向：自动化。