【正文】 據(jù)結(jié)束。接收端在接收到停止位之后，通信線又恢復為空閑邏輯“ｌ”狀態(tài)。直至下一幀數(shù)據(jù)起始位的到達。當?shù)谝粠瑪?shù)據(jù)發(fā)送結(jié)束時，若第二幀數(shù)據(jù)發(fā)送端沒有準備好，此時傳輸線便處于高電平的空閑狀態(tài)，該空閑狀態(tài)一直保持到第二幀數(shù)據(jù)發(fā)送起始位時才結(jié)束。．４．３．２同步通信同步通信是指在一個數(shù)據(jù)塊的開頭使用同步字符。數(shù)據(jù)傳送時使用同一頻率的時鐘脈沖來實現(xiàn)發(fā)送端與接收端的嚴格時間同步，這種時鐘脈沖成為同步脈沖。數(shù)據(jù)傳送時，數(shù)據(jù)與同步脈沖同時發(fā)出。數(shù)據(jù)塊中首先發(fā)同步字符，一般為１個～２個。接收端首先接收同步字符，確認同步后開始接收數(shù)據(jù)。采用同步方式傳送，硬件設各較為復雜，因為對同步脈沖相位的一致性要求嚴格。與異步傳送相比，同步傳送速率高。４．３．３波特率波特率的定義是每秒鐘傳送二進制數(shù)碼的位數(shù)（亦稱比特數(shù)），單位是ｂ／ｓ。波特率是串行通信的重要指標，用于表征數(shù)據(jù)傳送的速率。波特率越高，數(shù)據(jù)傳輸速度越快。字符的實際傳送速度與波特率不同。字符的實際傳送速率是指每秒鐘內(nèi)所傳字符幀的幀數(shù)，與字符幀格式有關。異步通信的傳送速率在５０ｂ／ｓ～１９２ｆｆＯｂ／ｓ之間，波特率不同于發(fā)送時鐘和接收時鐘，時鐘頻率常是波特率的１倍、１６倍或６４倍。在異步串行通信中，接收設備和發(fā)送設各保持相同的傳送波特率，并以字符數(shù)據(jù)的起始位與發(fā)送設備保持同步。起始位、奇偶校驗位和停止位的約定在間一次傳送過程中必須保持一致，這樣才能成功地傳送數(shù)據(jù)。４．４通信系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)４．４．１串行口的結(jié)構(gòu)８９Ｃ５１單片機通過引腳ＲＸＤ（Ｐ３．０，串行數(shù)據(jù)接收端）和引腳ＴＸＤ（Ｐ３．ｉ，串行數(shù)據(jù)發(fā)送端）與外界進行通信。８９Ｃ５１串行口主要由兩個物理上獨立的串行數(shù)據(jù)緩沖寄存器ＳＢＵＦ、發(fā)送控制器、接收控制器、輸入移位寄存器和輸出控制門組成。如圖４．１所示。發(fā)送緩沖寄存器ＳＢＵＦ只能寫，不能讀：接收緩沖寄存器ＳＢＵＦ只能讀，不能寫；兩個緩沖寄存器共用一個地址９９Ｈ，可以用讀／寫指令區(qū)分。串行發(fā)送時，通過“ＭＯＶ ＳＢＵＦ，Ａ”寫指令，ＣＰＵ把累加器Ａ的內(nèi)容寫入發(fā)送的ＳＢＵＦ（９９Ｈ），再由發(fā)送端ＴＸＤ一位一位地向外發(fā)送；串行接收時，接收端ＲＸＤ一位一位地接收數(shù)據(jù)，直到接收到一個完整的字符數(shù)據(jù)后通知ＣＰＵ，再通過“ＭＯＶＡ，ＳＢＵＦ”讀指令，ＣＰＵ從接受的ＳＢＵＦ（９９Ｈ）讀出數(shù)據(jù)，送到累加器Ａ中。發(fā)送和接收的過程可以采用中斷方式，從而可以大大提高ＣＰＵ的效率。圖４．１ ８９（２５１串行口內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖Ｆｊ９４．１ １１ｌｅｃｈａｎ ｏｆ８９Ｃ５１ ｓｃｄａｌ ｏｒｉｆｉｃｅｉｎｓｉｄｅ蚰Ⅵｃｔｕｒｅ系統(tǒng)中由兩個特殊功能寄存器ｓｃｏＮ和ＰＣＯＮ來控制串行口的工作方式和波特率。波特率發(fā)生器可用定時器Ｔ１或Ｔ２構(gòu)成。４．４．２串行口控制器（ＳＣＯＮ）ＳＣＯＮ是一個特殊功能寄存器，地址為９８Ｈ，具有位尋址功能。ＳＣＯＮ包括串行口的工作方式選擇位８Ｍ０、ＳＭＩ，多機通信標志ＳＭ２，接收允許位ＲＥＮ，發(fā)送接收的第九位數(shù)據(jù)ＴＢ８、ＲＢ８，以及發(fā)送和接收中斷標志ｎ和ＲＩ。ｓｃｏＮ的格式及各位的定義如圖４．２所示。Ｉ）７Ｄ６Ｄ５Ｄ４Ｄ３Ｄ２虬ＤＯ圖４．２￥ＣＯＮ格式及各位的定義Ｆｉ９４．２ Ｔｈｅ ｆｏｒｍａｔ ａｎｄ ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ ｏｆＳＣＯＮＳＭ０和￥Ｍ１是串行１２－１＂作方式選擇位。兩個選擇位對應４種通信方式，如表４－－１所示。表４一ｌ串行口的工作方式ＳＭ０００ｌ１８Ｍ１０Ｉ０１工作方式方式０方式１方式２方式３說明同步移位寄存器１０位異步收發(fā)ＩＩ位異步收發(fā)１１位異步收發(fā)波特率島ｓｃｌｌ２由定時器控制ｆｏｔ，ｃ／３２或‰１６４由定時器控制４．４．３電源控制寄存器（ＰＥＯＮ）ＰＣＯＮ主要是為ＨＣＭＯＳ型單片機的電源控制而設置的專用寄存器，地址為８７Ｈ。其格式如圖４．３所示。ＳＭＯＤ為波特率倍增位，在方式１，方式２、方式３串行通信波特率與２ＳＭＯＤ４．４．４串行口的工作方式ｌ硐根據(jù)實際需要。８９Ｃ５１串行口可設置４種工作方式，它們是由ＳＣＯＮ中的ＳＭ０，ＳＭＩ這兩位定義的。其中，方式０并不用于通信，而是通過外接移位寄存器芯片實現(xiàn)擴展并行ＹＯ功能。方式１、方式２和方式３都是異步通信方式，方式１是８位異步通信接口，一幀信息由１０位組成，用于雙機通信；方式２和成正比。當￥ＭＯＤ＝Ｉ時，串行通信波特率可提高一倍。復位時ｓＭ㈣圖４．３ ＰＣＯＮ格式及各位的定義Ｆｉ９４．３ＴｈｅｆｏｒｍａｔａｎｄｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎｏｆＰＣＯＮ方式３都是９位異步通信接口，方式２和３主要是波特率不同，兩者均可用于多機通信和職機通信。當ＳＭＩ ＳＭ０＝０１時，串行接口選擇工作方式ｌ，為可變波特率的８位異步通信方式。發(fā)送數(shù)據(jù)由ＴＸＤ端輸出，接收數(shù)據(jù)由ＲＸＤ端輸入。方式１以１０位為一幀傳輸，其幀格式為一個起始位（Ｏ）、８個數(shù)據(jù)位和１個停止位（１），如圖４．４所示。起始位停止位］！Ｅ［Ｅ叵互叵］］門圖４．４方式ｌ傳輸韻幀格式Ｆｉ酣．４ Ｔｈ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｆｏｒｍａｔ ｏｆｍｏｄｅ１４．４．５有關參數(shù)的選取在本裝置的通信系統(tǒng)中，波特率及其他參數(shù)的選取如表４—２所示。表４—－２系統(tǒng)參數(shù)韻選取ｌ串行口工作方式波特率（ｂ／ｓ）ｆｏｓｃｔＭＨｚＳＭＯｉｌ）定時器ＴｌＣ廠ｒ 模式定時器初值方式１９６００“．０５９２００２ＦＤＨ４．５Ｒｓ－＿２３２Ｃ接口總線ＲＳ－－２３２Ｃ是目前最常用的串行口接口標準，用于實現(xiàn)計算機與計算機之間、計算機與外設之間的數(shù)據(jù)通信。它是美國電子工業(yè)協(xié)會（ＥＩＡ）在１９６９年公布利用公用電話網(wǎng)進行數(shù)據(jù)通信的標準，這個標準定義可接口中的信號功能，信號的電氣特征和接口的機械結(jié)構(gòu)。Ｒｓ—２３２總線分為ＤＴＥ和ＤＣＥ交換數(shù)據(jù)的ＴＸＤ和ＲＸＤ，實現(xiàn)數(shù)據(jù)可靠傳輸?shù)目刂菩盘枺?lián)絡信號），采用ＤＢ＿一２５連接器，表和－３是標準ＲＳ－－２３２Ｃ（ＤＢ－－２５）的信號定義［３７１。表４ｑＲ￥－－２３２Ｃ接口信號（ＤＢ－－２５）引腳號ｌ２３４５６７８９１０Ｉｌ１２信號名稱保護地發(fā)送數(shù)據(jù)（ＴＸＤ）接收數(shù)據(jù)（ＲＸＤ）請求發(fā)送（ＲＴＳ）清除旋送（ＣＴＳ）ＤＣＥ準備好（ＤＳＲ）信號地（ＳＧＮＤ）載波檢測（ｃＤ）未定義未定義未定義第二信道載波檢測信號傳輸方向設備地ＤＴＥ—?ＤｃＥＤｃＥ—ＤＴＥＤＴＥ—ＤＣＥＤＣＥ一口Ｉ蕾ＤｃＥ一眥ＤＣＥ一所ＥＤｃＥ—ＤＴＥ引腳號１４１５１６１７１８１９２０２１２２２３２４２５信號名稱第二信道發(fā)送數(shù)據(jù)發(fā)送器定時時鐘第二信道接收數(shù)據(jù)接收器定時時鐘未定義第二信道請求發(fā)送ＤＴＥ準備好（ＤＴＲ）信號品質(zhì)檢測器振鈴指示（ＲＪ）數(shù)據(jù)速率檢測發(fā)送器定時時鐘未定義信號傳輸方向ＤＴＥ呻ＤＣＥｏＴＥ—ＤｃＥＤｃＥ—ＤＴＥＤＣＥ—ＤＴＥＤＴＥ—ＤＣＥＤＴＲ—Ｄ（１ＥＤＣＥ—ＤＴＥＤＣＥ—?盯ＥＤＴＥ—ＤｃＢＤＴＥ—ＤＣＥ１３第二道摘除發(fā)送ＤｃＥ一口ＴＥＲ８－－２３２Ｃ為提高傳輸?shù)目垢蓴_能力，采用了負邏輯工作方式。即邏輯“ｌ”電平為一３～一１５Ｖ，邏輯“０”電平為＋３一＋１５ｖ，在＋３～一３Ｖ之間的過渡區(qū)邏輯狀態(tài)不變。表４—－４是ＲＳ－－２３２Ｃ電氣性能表。表４—４ ＲＳ－－２３２Ｃ電氣性能表負載為３～７ｋＱ時驅(qū)動器輸出電平不帶負載時驅(qū)動器輸出電平驅(qū)動器通斷時的輸出阻抗輸出短路電流驅(qū)動器轉(zhuǎn)換速率接收器輸入電壓允許范圍接收器輸入阻抗輸入開路時接收器輸出輸入通過３００Ｑ接地時接收器輸出＋３ｖ輸入時接收器輸出－－３Ｖ輸入時接收器輸出最大等效負載電容最高傳輸速率標準傳輸最大距離邏輯０；＋３～＋１５ｖ邏輯１：一３～一１５Ｖ一２５～＋２５＞３００Ｑ＜０．５Ａ＜３０Ｖ／，ｕｓ一１５～＋１５ｖ在３～７七０之間邏輯ｌ邏輯１邏輯０邏輯ｌ２５００ｐＦ２０ｋ波特１５ｍ（１５（）妒多芯傳輸線，無調(diào)制解調(diào)器）ＲＳ－－２３２Ｃ規(guī)定的邏輯電平與一般微處理器、單片機的邏輯電平是不一致的。因此在實際應用時，必須把微處理器信號電平（ＴＩＬ電平）轉(zhuǎn)換為ＲＳ－－２３２Ｃ電平，或者對兩者進行逆轉(zhuǎn)換，這兩種轉(zhuǎn)換是通過專用電平轉(zhuǎn)換芯片實現(xiàn)的。本系統(tǒng)采用的是專用電平轉(zhuǎn)換芯片ＭＡ．Ｘ２０２。ＭＡＸ２０２是ＭＡＸＩＭ公司出產(chǎn)的低功耗、單電源雙ＲＳ２３２發(fā)送／接收器。適用于各種ＥＩＡ—２３２Ｅ和Ｖ２．８／Ｖ２．４的通信接口。ＭＡＸ２０２芯片有一個電源變換器，可以把輸入的＋５Ｖ電源轉(zhuǎn)換成ＲＳ－－２３２０輸出電壓所需的177。１０Ｖ電壓。所以，采用此芯片接口的串行通信系統(tǒng)只要單一的＋５Ｖ即可。ＭＡＸ２０２引腳功能如表４—５所示‘３Ｈ目。表４—５ ＭＡＸ２０２引腳功能表引腳Ｒｌ琳．１１．２ｌｉｔＲＩ叫，Ｒ。ｏ168。Ｔ１Ⅲ，Ｔ２ｍＴｌ時，Ｔ如ⅢＣ１＋，Ｃ１．，Ｃ！豐，Ｃｏ虬，礦‰功能ＲＳ２３２標準電平輸入１１１。電平輸出１１１。電平輸入ＲＳ２３２標準電平袖出內(nèi)部電源轉(zhuǎn)換通過充放電進行電壓轉(zhuǎn)換電源ＭＡＸ２０２由３部分組成：電壓倍增器、Ｒｓ—２３２發(fā)送器和ＲＳ—２３２接收器。用ＲＳ－－２３２Ｃ接口的連接方式分為近程通信和遠程通信兩種方式。近程通信是指傳輸距離在１５ｍ以內(nèi)收／發(fā)雙方可直接用電纜連接，遠距離通信可采用調(diào)制解調(diào)（Ｍｏｄｅｍ）技術。本系統(tǒng)中計算機與終端的連接采用的是ＲＳ－－２３２０接口進行近程通信．其連接方法如圖４．５所示Ｉ柚ｌ。計算機ＴｘＤＲ１３發(fā)送數(shù)據(jù)孽螋據(jù)接收教據(jù)一發(fā)送數(shù)據(jù)ＲＤＴｘＤ丌算機由 請求發(fā)送行ｕ ｒ［準備好 ＢＣｅ準備好ｏ’‘準備好ＲＴＳ３ＴＲ９５Ｒ串翟薔或簍囂莓盞詹莓囂簍國４．５計算機與終端連接方法Ｆｉ９４．５Ｔｈｅｅｏｒｍｅｅｔｉｎｇｗａｙｂｅｔｗｅｅｎ ｃｏｍｐｕｔｅｒａｎｄｔｅｒｍｉｎａｌ４．６通信程序的設計上位機ｊ旬下位機下達命令對，上位機發(fā)送數(shù)據(jù)，下位機接收數(shù)據(jù)ｉ反之，上位機要求下位機反映現(xiàn)場狀況時，下位機發(fā)送數(shù)據(jù)，上位機接收數(shù)據(jù)。為實現(xiàn)上位機與下位機之間的通信，必須設計通信程序。ＲＴＳ 堂生堂！塞一席藤愛露一‘｝—————一Ｌ————■－ ｆＴｓＣＹＳ 清除發(fā)進ｊｍ蓄旦［‘準備好或ＤＳＲ在實現(xiàn)雙機通信的過程中，為確保通信成功，通信雙方必須在軟件上有一系列的約定，通常稱為軟件通信“協(xié)議”，本系統(tǒng)的軟件“協(xié)議”如下：本系統(tǒng)的晶振為ｌｌ，０５９２ＭＨｚ，通信雙方波特率設置為９６００ｂ／ｓ．雙方約定，發(fā)送，先發(fā)送一個呼叫信號，以詢問接收機是否可以接收數(shù)據(jù)；接收，接收到呼叫信號后，若同意接收數(shù)據(jù)，則回發(fā)“００Ｈ”作為應答信號。表示可以接收數(shù)據(jù)，否則回發(fā)“０５Ｈ”，表示暫不能接收數(shù)據(jù)；發(fā)送機只有在接收到接收機發(fā)回的應答信號“００Ｈ”后才能將數(shù)據(jù)統(tǒng)一發(fā)向接收機，否則不斷向接收機發(fā)送呼叫信號，直到接受到接受機發(fā)回的“００Ｈ”應答信號。４．６．１上位機的通信程序本實驗裝置的控制系統(tǒng)采用Ｖｉｓｕａｌ Ｂａｓｉｃ編輯上位機的通信程序和監(jiān)控界面程序。ＶＢ支持面向?qū)ο蟮某绦蛟O計，具有結(jié)構(gòu)化的事件驅(qū)動編程模式，而且可以十分簡便地作出良好的人機界面。在Ｗｉｎｄｏｗｓ環(huán)境下，用戶有兩種方式實現(xiàn)串口通信１４”。１）使用串口通信控件——ｒＭＳＣｏｍｍＭＳＣｏｍｍ是微軟公司提供的ＡｃｔｉｖｅＸ控件，運用它可以簡化Ｗｉｎｄｏｗｓ的串行通信編輯，程序員只需要修改控件的屬性和使用控件提供的方法，就可以配置串口，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送。２）ＡＰＩ應用程序接口ＡＰＩ提供了４個函數(shù)：ＣｒｅａｔＦｉｌｅ、ＲｅａｄＦｉｌｅ、ＣｒｅａｔＥｖｅｎｔ和ＣｌｏｓｅＨａｎｄｌｅ，分別用于打開串口、讀串口、建立事件對象和關閉串口。程序員只需將串口當作文件的形式打開或訪問。但利用ＡＰＩ編寫串口通信程序比較復雜，需要掌握的知識較多，而通過ＭＳＣｏｍｍ控件進行通信程序設計較之調(diào)用ＡＰＩ函數(shù)進行設計要簡單、快捷，且只要較少的代碼可實現(xiàn)相同