单片机与PC机的串口通信 - 毕业论文(6)

PC机与MCS-51单片机的串口通信

接收缓冲器只能读出不能写入，而发送缓冲器则只能写入不能读出，它们的地址为99H。这个通信口既可以用于网络通信，亦可实现串行异步通信，还可以构成同步移位寄存器使用。如果在串行口的输入输出引脚上加上电平转换器，就可方便地构成标准的RS-232接口。

MCS-51单片机串行口寄存器结构如图5－3所示。SBUF为串行口的收发缓冲器，它是一个可寻址的专用寄存器，其中包含了接收器和发送器寄存器，可以实现全双工通信。但这两个寄存器具有同一地址（99H）。MCS-51的串行数据传输很简单，只要向发送缓冲器写入数据即可发送数据。而从接收缓冲器读出数据即可接收数据。

此外，从图5-3中可看出，接收缓冲器前还加上一级输入移位寄存器，MCS-51这种结构目的在于接收数据时避免发生数据帧重叠现象，以免出错，部分文献称这种结构为双缓冲器结构。而发送数据时就不需要这样设置，因为发送时，CPU是主动的，不可能出现这种现象。

图5－3 MCS－51串行口寄存器结构

1、波特率的设置

要实现单片机与PC机的串行通信，双方的波特率必须一致.PC机串行通信的波特率参数通常为一些标准的参数，可直接使用.因此实现MCS--51单片机和PC机的串行通信时，选择MCS—51单片机串行通信的波特率至关重要.

波特率根据串行口的工作方式不同而不同： (1) 方式0波特率

串行口方式0的波特率由振荡器的频率所确定：

方式0波特率=振荡器频率/12 (2) 方式2波特率

串行口方式2的波特率由振荡器的频率和SMOD（PCON.7）所确定：

SMOD为0时，波特率等于振荡器频率的六十四分之一；SMOD为1时，波特率

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串行口通信技术

等于振荡器的三十二分之一。

(3) 方式1和方式3的波特率

串行口方式1和方式3的波特率由定时器T1或T2(8051等单片机)的溢出率和SMOD所确定。T1和T2是可编程的，可以选的波特率范围比较大，因此串串行口方式1和方式3是最常用的方式。

当定时器T1作为串行口的波特率发生器时，串行口方式1和方式3的波特率由下式确定：

方式1和方式3波特率=2SMOD*(T1溢出率)/32

SMOD为0时，波特率竽T1溢出三十分之一；SMOD为1时，波特率等于T1的六十四分之一。

定时器T1作为时，应禁止T1中断。通常T1工作于定时方式(C/T=0)，计数脉冲为振荡器的十二分频信号。也可以选择外部T1(P3.5)上输入脉冲作为T1计数信号(C/T=1)。T1的溢出率又和它的工作方式有关，一般选方式2定时，此时波特率的计算公式为：

方式1和方式3波特率=2SMOD*Fosc/[32*12(256-(TH1))]

表4-1 常用波特率 波特率（b/s） 19.2K 9600 4800 2400 1200 Fosc（mhz） 11.0592 11.0592 11.0592 11.0592 11.0592 SMOD 1 0 0 0 0

注：定时器T1作波特率发生器，所以在程序设计时要注意到禁止T1中断 2、串行通信控制寄存器SCON

C/T 0 0 0 0 0 模式 2 2 2 2 2 初值 FDH FDH FAH F4H E8H SCON控制寄存器，它是一个可寻址的专用寄存器，用于串行数据的通信控制，单元地址是98H，其结构格式如下：

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PC机与MCS-51单片机的串口通信

表4-2 SCON寄存器结构 SCON D7 SM0 位地址

3、电源管理寄存器PCON

9FH D6 SM1 9EH D5 SM2 8DH D4 REN 9CH D3 TB8 9BH D2 RB8 9AH D1 TI 99H D0 RI 98H PCON主要是为CHMOS型单片机的电源控制而设置的专用寄存器，单元地址是87H，其结构格式如下：

表4-3 PCON电源管理寄存器结构 PCON 位符号

D7 SMOD D6 - D5 - D4 - D3 GF1 D2 GF0 D1 PD D0 IDL 在CHMOS型单片机中，除SMOD位外，其他位均为虚设的，SMOD是串行口波特率倍增位，当SMOD=1时，串行口波特率加倍。系统复位默认为SMOD=0。

4、中断允许寄存器IE

中断允许寄存器在前一节中已阐述，这里重述一下对串行口有影响的位ES。ES为串行中断允许控制位，ES=1允许串行中断，ES=0，禁止串行中断。

表4-4 IE中断允许控制寄存器结构 位符号 位地址 EA AFH - AEH - ADH ES ACH ET1 ABH EX1 AAH ET0 A9H EX0 A8H 5.2 PC机串口通信技术

PC机串行通信接口设计是整个PC机部分的重点，在本章节中将详细分析串口的设计问题。

1. 通信芯片的选择

由于RS-232C的逻辑电平兼容，因此为了TTL器件连接，必须进行电平转换。MC1488和MC1489是RC-232C通信接口常用的集成电路转换芯片，但他们是两个独立的驱动器和发送芯片，而且MC1488驱动器还需要外接正负电源，很不方便。目

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串行口通信技术

前市场上出现了一些新型的RS-232C电平转换芯片MAXIM系列的产品，AXIM公司生产的MAX系列RS-232C收发器芯片。

2. 波特率设置

PC机的波特率必须和单片机相匹配，所以只要单片机的波特率定了，PC机只要设置一下即可。

3、串行口工作方式的选择

为了确保数据传输无误，采用软件握手的方式。即发送方给接收方传送的一个数据，接收方收到后再将这个数据发送回来，发送方将两个数据比较，若二者相同则表示传输无误，接着传送下一个数据。所以不需要奇偶校验，因此选择串行口方式一工作即传输数据的格式为1位起始位，8位数据位，1位停止位。

4、VB串口Mscomm控件

VB提供了串行端口控制Mscomm来为应用程序提供串行通讯。该控件屏蔽了通信过程中的底层操作，程序员可以设置、监视Mscomm控件的属性和事件，结合Timer控件即可完成对串行口的初始化和数据的输入输出工作。Mscomm控件的主要属性如下：

（1）Commport 设置并返回通讯端口号。端口号可以设置为1～16的任何数，如Mscomm.Commport=2表示设置当前通讯端口为COM2。

（2）Setting 设置并返回波特率、奇偶校验、数据位、停止位。格式为Mscomm.Setting=String。String是一个包含四部分的字符串：第一部分为波特率；第二部分为奇偶校验，N表示不校验，M表示符号校验，E表示偶校验，O表示奇校验，S表示空格校验；第三部分为数据位数，其可选值为4，5，6，7，8；第四部分为停止位位数，其可选值为1，1.5，2。Setting属性的缺省值为2400，N，8，1”。

（3）Portopen 设置并返回通讯端口的状态，也可以打开和关闭端口。 （4）Input 从接收缓冲区返回和删除字符。该属性在运行时为只读。

（5）InputLen 设置并返回每次Input属性从接收缓冲区中读取的字符数。InputLen属性的缺省值为0。设置InputLen为0时，Input将读取接收缓冲区的全部字符。

（6）Output 向传送缓冲区写数据。要传送的数据可是文本数据或二进制数据。 （7）CommEvent 返回最近的通讯事件或错误。只要有通讯错误或事件发生错误时就会产生Oncomm事件。CommEvent属性中存有该错误或事件的数值代码。

6 软件设计

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PC机与MCS-51单片机的串口通信

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