【正文】 間或者是儀表與計算機之間進行信息交換和傳輸?shù)穆?lián)絡(luò)裝置。計算機與外界的信息交換稱為通信，常用的通信方式有兩種：并行通信和串行通信。 所謂并行通信是指數(shù)據(jù)的各位同時在多根數(shù)據(jù)線上發(fā)送或接收， 其特點是傳輸信號的速度快，但所用的信號線較多，成本高，傳輸?shù)木嚯x較近。 串行通信 是指將構(gòu)成字符的每個二進制數(shù)據(jù)位，依照一定的順序逐位進行傳送的通信方式，其 特點是只用兩條信號線（一條信號線，再加一條地線作為信號回路）即可完成通信，成本低，傳輸?shù)木嚯x較遠(yuǎn)。 51 單片機內(nèi)部有一個可編程全雙工串行通信接口。該部件不僅能同時進行數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收，也可作為一個同步移位寄存器使用。 51 單片機串行接口的結(jié)構(gòu)如下： （ 1）串行數(shù)據(jù)緩沖器（ SBUF） 接受或發(fā)送的數(shù)據(jù)都要先送到 SBUF緩存。 SBUF包括緩存寄存器和發(fā)送寄存器， 以便能以全雙工方式進行通信。此外，在接收寄存器之前還有移位寄存器，從而構(gòu) 成了串行接收的雙緩沖結(jié)構(gòu)，這樣可以避免在數(shù)據(jù)接收過程中出現(xiàn)幀重疊錯誤。發(fā)送數(shù)據(jù)時，由于 CPU 是主動的，不會發(fā)生幀重疊錯誤，因此發(fā)送電路不需要雙重緩沖結(jié)構(gòu)。在邏輯上， SBUF 只有一個，它既表示發(fā)送寄存器，又表示接收寄存器，具有同一個單元地址99H。但在物理結(jié)構(gòu)上，則有兩個完全獨立的 SBUF，一個是發(fā)送緩沖寄存器 SBUF，另一個是接收緩沖寄存器 SBUF。如果 CPU 寫 SBUF，數(shù)據(jù)就會被送入發(fā)送寄存器準(zhǔn)備發(fā)送；如果 CPU讀 SBUF，則讀入的數(shù)據(jù)一定來自接收緩沖器。即 CPU 對 SBUF的讀寫，實際上是分別訪問上述兩個 不同的寄存器。 沈陽航空航天大學(xué) 課程設(shè)計論文 基于 RS232C 的單片機雙機通訊系統(tǒng)設(shè)計（二） 第 4 頁 （ 2）串行控制寄存器（ PCON） 串行控制寄存器 SCON 用于設(shè)置串行口的工作方式、監(jiān)視串行口的工作狀態(tài)、控制發(fā)送與接收的狀態(tài)等。它是一個既可以字節(jié)尋址又可以位尋址的 8 位特殊功能寄存器。其格式如表 1所示： 表 1 串行口控制寄存器 SCON SM2：多機通信控制位。 REN：接收允許控制位。軟件置 1允許接收 ；軟件置 0 禁止接收。 TB8：方式 2 或 3 時， TB8為要發(fā)送的第 9位數(shù)據(jù)，根據(jù)需要由軟件置 1或清 0。 RB9：在方式 2 或 3 時， RB8 位接收到的第 9 位數(shù)據(jù)，實際為主機發(fā)送的第 9 位數(shù)據(jù)TB8，使從機根據(jù)這一位來判斷主機發(fā)送的時呼叫地址還是要傳送的數(shù)據(jù)。 TI：發(fā)送中斷標(biāo)志。發(fā)送完一幀數(shù)據(jù)后由硬件自動置位，并申請中斷。必須要軟件清零后才能繼續(xù)發(fā)送。 RI：接收中斷標(biāo)志。接收完一幀數(shù)據(jù)后由硬件自動置位，并申請中斷。必須要軟件清零后才能繼續(xù)接收。 SM0,SM1:串行口工作方式選擇位，這兩位組合成 00， 01， 10， 11 對應(yīng)于工作方式0、工作方式 工作方式 工作方式 3。串行接口工作方式如表 2： 表 2 串行工作方式 SM0 SM1 工作方式 功能 波特率 0 0 0 8位同步移位寄存器（用于 I/O擴展） fORC/12 0 1 1 10位異步串行通信（ UART） 可變（ T1溢出率 *2SMOD/32） 1 0 2 11位異步串行通信（ UART） fORC/64或 fORC/32 1 1 3 11位異步串行通信（ UART） 可變（ T1溢出率 *2SMOD/32） （ 3）輸入移位寄存器 接收的數(shù)據(jù)先串行進入輸入移位 寄存器， 8 位數(shù)據(jù)全移入后，再并行送入接收 SBUF中。 （ 4）波特率發(fā)生器 波特率發(fā)生器用來控制串行通信的數(shù)據(jù)傳輸速率的， 51系列單片機用定時器 T1作為波特率發(fā)生器， T1 設(shè)置在定時方式。波特率是用來表示串行通信數(shù)據(jù)傳輸快慢程度的物理量，定義為每秒鐘傳送的數(shù)據(jù)位數(shù)。 位地址 9FH 9EH 9DH 9CH 9BH 9AH 99H 98H SCON SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 T1 R1 沈陽航空航天大學(xué) 課程設(shè)計論文 基于 RS232C 的單片機雙機通訊系統(tǒng)設(shè)計（二） 第 5 頁 （ 5）電源控制寄存器 PCON 波特率系數(shù)控制寄存器 PCON的最高位為 Smod，僅僅是最高位與串行口有關(guān)。 在工作方式 1～工作方式 3 時，若 SMOD=1，則串行口波特率增加一倍。若 SMOD=0，波特率不加倍。系統(tǒng)復(fù)位時， SMOD=0。 PCON 字節(jié)地址為 87H，不能位尋址。 PCON 的格式如表 3 表 3 特殊功能寄存器 PCON的格式 （ 6）波特率計算 串行口每秒鐘發(fā)送（或接收）的位數(shù)稱為波特率。設(shè)發(fā)送一位所需要的時間為 T，則波特率為 1/T。對于不同方式，得到的波特率的范圍是不一樣的，這是由定時器 /計數(shù)器 T1在不同方式下計數(shù)位數(shù)的不同所決定的。串行口工作在方式 1 或方式 3 時，常用定時器 T1 作為波特率發(fā)生器，關(guān)系式為： 波特率 =2SMOD (T1溢出率 )/32。 MAX232芯片 在電氣特性上 RS232C 采用負(fù)邏輯，要求高、低兩信號間有較大的幅度，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定為：邏輯‘ 1’： 5～ 15V ，邏輯‘ 0’ :+5～ +15V 。而單片機的信號電平與 TTL 電平兼容，邏輯 1大于 +，邏輯 0為 以下。很顯然， RS232C 信號電平與 TTL 電平不匹配，為了實現(xiàn)兩者的連接，必須進行電平轉(zhuǎn)換。 MAX232C 為單一 +5V 供電，內(nèi)置自升壓電平轉(zhuǎn)換電路，一個芯片能同時完成發(fā)送轉(zhuǎn)換和接收轉(zhuǎn)換的雙重功能。其引腳如圖 3： 圖 3 電平轉(zhuǎn)換芯片 MAX232 (1) C1+， C1， C2+， C2；外接電容端。 PCON D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 位名稱 SMOD － － － GF1 GF0 PD IDL 沈陽航空航天大學(xué) 課程設(shè)計論文 基于 RS232C 的單片機雙機通訊系統(tǒng)設(shè)計（二） 第 6 頁 (2) R1IN， R2IN：兩路 RS232C 電平信號輸入端，可接傳輸線。 (3) R1OUT， R2OUT：兩路轉(zhuǎn)換后的 TTL 電平輸出端，可接單片機的 RXD 端。 (4) T1OUT， T2OUT：兩路轉(zhuǎn)換后的 RS232C 電平信號輸出端，可接傳輸線。 (5) T1IN， T2IN：兩路 TTL 電平輸入端，可接單片機的 TXD 端。 (6)Vs+， Vs：分別經(jīng)電容接電源和地。 整體電路設(shè)計 最終設(shè)計電路如圖 4 所示，發(fā)送方的數(shù)據(jù) 由串行口 TXD 段輸出，經(jīng)過電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232 將 TTL 電平轉(zhuǎn)換為 RS232 電平輸出，經(jīng)過傳輸線將信號傳送到接收端。接收方也使用 MAX232 芯片進行電平轉(zhuǎn)換后，信號到達(dá)接收方串行口的接收端。接受方接收后，通過 P0 口在數(shù)碼管上顯示接收的信息。 圖 4 串行通信電路 3 軟件設(shè)計 通過通信協(xié)議進行發(fā)送接收，主機先送 AAH 給從機，當(dāng)從機接收到 AAH 后，向主機回答 BBH。主機收到 BBH 后就把數(shù)碼表 TAB[16]中的 16個數(shù)據(jù)送給從機，并發(fā)送檢驗和。從機收到 16個數(shù)據(jù)并 計算接收到數(shù)據(jù)的檢驗和，與主機發(fā)送來的檢驗和進行比較，若檢驗和相同則發(fā)送 00H 給主機；否則發(fā)送 FFH 給主機，重新接受。從機收到 16 個正確數(shù)據(jù)后送到一個數(shù)碼管顯示。 串行通信軟件實現(xiàn) （ 1） 串行口工作于方式 1； 用定時器 1產(chǎn)生 9600bit/s 的波特率 ，工作于方式 2。 X T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29RS T9P 0 .0 /A D 039P