【正文】 編寫程序的時(shí)候，字符串通過表的形式來(lái)建立，字符串以 00H 結(jié)尾，當(dāng)發(fā)送程序檢測(cè)到所送的字符是 00H 時(shí)，表示字符串已經(jīng)發(fā)送完畢，停止發(fā)送。下面就具體分別介紹相關(guān)的細(xì)節(jié)。從接收窗口中的內(nèi)容可以驗(yàn)證單片機(jī)回送給 PC機(jī)的數(shù)據(jù)是否正確。其調(diào)試過程和順序是這樣的：如果在串口調(diào)試助手的發(fā)送窗口中發(fā)送 00H～FFH，單片機(jī)接收數(shù)據(jù)，并把數(shù)據(jù)送到 P1 口，從 P1 口控制的 LED 的亮滅情況就能反映從 PC 機(jī)傳給單片機(jī)的串行通信是否正確。其具體是實(shí)現(xiàn)運(yùn)行過程如下：其中一個(gè)簡(jiǎn)便的方法是在 PC 機(jī)上下載一個(gè)串口調(diào)試軟件 “串口調(diào)試助手”，然后分別設(shè)定：端口號(hào)：COM1；波特率：9600；數(shù)據(jù)位：8；停止位：1；校驗(yàn)位：None。啟動(dòng)定時(shí)器 1 CLR ES 。設(shè)定串行口工作方式MOV PCON，00H 。 fosc=MOV TL1，0FDH 。用定時(shí)器 1 產(chǎn)生波特率，通信協(xié)議為：9600 N 8 1MOV TMOD，20H 。（5）關(guān)中斷，本設(shè)計(jì)用的是查詢方式，所以在初始化時(shí)要先關(guān)中斷，也即將中斷允許控制寄存器中的 ES 置零，程序?yàn)椋篊LR ES。（3）設(shè)置串行口控制寄存器 SCON，以串行口的工作方式為方式 1 進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，并將接收設(shè)為允許，由其格式可知 SCON 寄存器值為 50H（0101 0000） ，程序?yàn)椋篗OV 34SCON，50H 。（2）設(shè)定波特率，本設(shè)計(jì)所用的實(shí)驗(yàn)板上的石英振蕩器工作頻率是 ，傳輸?shù)牟ㄌ芈蕿?9600bps，由波特率＝ ，也即：)256(13XfoscSMOD??9600＝ 。這里設(shè)置傳輸率為9600bps ，傳送位數(shù)為 8 位；沒有奇偶校驗(yàn)位；停止位為 1 位。其流程圖如 7334。這里用 LED 燈的亮滅來(lái)判斷是否正確（由于只有 8 個(gè)燈，故只能驗(yàn)證字符的最后兩位） 。并且在編寫程序的過程中，將 DPTR 的初始地址編寫進(jìn)去，這樣讀取數(shù)據(jù)的時(shí)候就有了初始的入口地址，并能根據(jù)入口地址有效地查找到相應(yīng)的數(shù)據(jù)表，將其送出。 圖 72 總流程圖（1） 單片機(jī)發(fā)送字符流程本設(shè)計(jì)中的單片機(jī)的發(fā)送程序流程如圖 73，這里主要介紹的是將單片機(jī)中的程序發(fā)送到 PC 機(jī)上的流程。本設(shè)計(jì)采用的系統(tǒng)機(jī)是 PC 機(jī)，將設(shè)計(jì)制作32好的單片機(jī)與 PC 機(jī)用串口連接線連接起來(lái)，就可達(dá)到一個(gè)串行調(diào)試的效果，在單片機(jī)端的流程就是首先在設(shè)計(jì)好的硬件上對(duì)程序進(jìn)行初始化，將既定的有關(guān)數(shù)據(jù)通過軟件寫進(jìn)單片機(jī)；然后才是針對(duì)各種功能將有關(guān)程序設(shè)計(jì)出來(lái)編寫進(jìn)單片機(jī)，包括發(fā)送接收子程序、按鍵通信程序、LED 燈點(diǎn)亮程序、延時(shí)去抖動(dòng)程序等。下圖是其數(shù)據(jù)在進(jìn)入系統(tǒng)機(jī)之前的流程圖。一般的控制系統(tǒng)都是由微機(jī)、接口電路、外部通用設(shè)備、工業(yè)生產(chǎn)對(duì)象等組成，其一般的工作流程如下：在生產(chǎn)對(duì)象中，被測(cè)參數(shù)如溫度、流量、壓力、速度等一些連續(xù)變化的模擬量，經(jīng)傳感器、變換器，轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，再經(jīng)多路開關(guān)分時(shí)送到 A/D 轉(zhuǎn)換器進(jìn)行模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換；轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量通過接口（本論文用的是串行接口）送入計(jì)算機(jī)。其圖如 67。 圖 66　單片機(jī)復(fù)位圖 圖 67 LED 燈顯示圖（7） LED 燈顯示部分：這 8 個(gè) LED 燈的主要功能是將發(fā)送的最后兩個(gè)數(shù)字用 2 進(jìn)制顯示出來(lái)，燈亮為低電平（0） ，燈不亮為高電平（1） 。接著電源通過電阻對(duì)電容充電，RST 端電壓慢慢降下來(lái)，降到一定程度，即為低電平時(shí)，單片機(jī)開始正常工作。圖 65　電平轉(zhuǎn)換圖（6） 單片機(jī)復(fù)位部分：本設(shè)計(jì)采用上電復(fù)位電路，如圖 66 所示。圖 65 給出電平轉(zhuǎn)換部分電路連接圖，其中 12 引腳接單片機(jī)的 RxD 端，14 腳接 DB9 的 RxD 端，11 引腳接單片機(jī)的 TxD 端， 13 腳接 DB9 的 TxD 端。PC 機(jī)和單片機(jī)最簡(jiǎn)單的連接是零 MODEM 三線經(jīng)濟(jì)型。這種鍵盤對(duì)于在鍵盤要求不多的單片機(jī)系統(tǒng)中，使用方便，硬件、軟件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但不適合在鍵盤要求較多的系統(tǒng)中使用。通過軟件編程，可以判斷是否有鍵被按下。這是一種最簡(jiǎn)單的鍵盤，每個(gè)鍵獨(dú)立地接入一根數(shù)據(jù)輸入線，獨(dú)立連接式鍵盤連接圖如圖 64 所示。 圖 63 圖 64（4） 基本按鍵設(shè)計(jì)部分：按鍵輸入是用來(lái)控制程序執(zhí)行時(shí)數(shù)據(jù)的輸入或是特殊功能的設(shè)置及操作。具體的連接方法如圖 63 所示，電路中的電容主要是起頻率微調(diào)作用。而本設(shè)計(jì)采用內(nèi)部時(shí)鐘方式，在 AT89C51 芯片內(nèi)部振蕩電路中，將 XTAL1 和 XTAL2 的引腳外接定時(shí)元件，內(nèi)部震蕩器就能構(gòu)成自激振蕩。P0 口未用，P1 口作為 LED 燈的連接控制端，P2 口的后四個(gè)（～）作為開關(guān)控制口，9 號(hào)腳(RST)接復(fù)位電路，119號(hào)腳(XTALXTAL2)分別接晶振電路的兩端，31 、40 號(hào)腳（ /Vpp、VCC）外接電源，EA而 TxD 和 RxD 則分別接 MAX232 的 T1IN 和 T1OUT，20 號(hào)腳（GND）接地，其他管腳懸空。 圖 62　總電路設(shè)計(jì)圖 相關(guān)部分電路分析（1） 電源部分：AT89C51 單片機(jī)及芯片 MAX232 的電源都是+5V 直流電源來(lái)供電，本來(lái)按照設(shè)計(jì)思29想，輸出電壓是 5V 的 L7805CV 三端穩(wěn)壓器是一個(gè)不錯(cuò)的選擇，但為了方便調(diào)試，本設(shè)計(jì)的電源供電采用外部可調(diào)變壓器將家庭用電變成 5V 進(jìn)行供電。單片機(jī)通信采用端口 RxD、TxD，PC 機(jī)選用 COM1 口或COM2 口( 本設(shè)計(jì)調(diào)試大多數(shù)時(shí)候用的是 COM1 口)。如圖 61 為單片機(jī)與 PC 機(jī)實(shí)現(xiàn)串行通信的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。而結(jié)合本設(shè)計(jì)的要求，只需接成最簡(jiǎn)連接形式就行了，也即采用 3 線制，將單片機(jī)和 PC 機(jī)串口的 3 個(gè)引腳（RxD 、TxD 、GND ）通過 MAX232 分別連在一起，即將 PC 機(jī)和單片機(jī)的發(fā)送數(shù)據(jù)線 TxD 與接收數(shù)據(jù) RxD 交叉連接，兩者的地線 GND直接相連，而其他信號(hào)線如握手信號(hào)線均不用，采用軟件握手的方式。波特率時(shí)鐘可從內(nèi)部定時(shí)器 1 獲得；如果是遠(yuǎn)距離單片機(jī)與 PC 機(jī)進(jìn)行通信，則需借助調(diào)制解調(diào)器（MODEM） ，本設(shè)計(jì)主要研究的是短距離單片機(jī)與 PC 機(jī)的通信，因此，只借助電平轉(zhuǎn)換 IC 就可以接成 RS232C 進(jìn)行單片機(jī)與 PC 機(jī)間的串行通信。有兩個(gè)緩沖器 SBUF，一個(gè)作發(fā)送緩沖器，另一個(gè)作接收緩沖器。下面就從多方面研究相關(guān)的硬件設(shè)計(jì)。27 圖 59　MAX232 與 DB9 連接圖6 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)主要研究的是單片機(jī)串行數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，而要實(shí)現(xiàn)這個(gè)試驗(yàn)的功能借助另外一種外設(shè)才能構(gòu)成一個(gè)通信的系統(tǒng)，才能達(dá)到串行通信的效果。在本設(shè)計(jì)中，單片機(jī)通過 MAX232 與 DB9 連接器連接的電路如圖 59 所示，MAX232 的兩路輸入輸出引腳任選一路。注意，輸入和輸出的邏輯值必須保持一致，如輸入 5V，即邏輯 1，輸出也是邏輯 1，TTL 電平為高電平；而將兩路 TTL 電平轉(zhuǎn)換成兩路 RS232C 電平，則分別從 T1IN 和 T2IN 輸入，對(duì)應(yīng)從 R1OUT 和 R2OUT 輸出?！《鴪D 58 的下半部分就是發(fā)送和接受部分，在本設(shè)計(jì)中，將兩路 RS232C 電平轉(zhuǎn)換成兩路 TTL 電平。26 圖 57　MAX232 引腳圖 圖 58　MAX232 接口電路圖由圖 58 可知，Vcc 必須對(duì)地加去耦合電容 C5，其值為 ，這樣就可以將電源噪聲減少到最小。由于單片機(jī)串行傳輸接口的輸入、輸出電平是 TTL 電平，而 PC 機(jī)配置的是 RS232 標(biāo)準(zhǔn)串行接口，兩者的電平規(guī)范不一致，因此要完成單片機(jī)與 PC 機(jī)的數(shù)據(jù)通信，必須將單片機(jī)輸出的 TTL 電平進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換，這里使用的是 MAX232 電平轉(zhuǎn)換芯片。加之其價(jià)格適中，硬件接口簡(jiǎn)單，所以被廣泛使用 [1][11]。所以采用此芯片接口的串行通信系統(tǒng)只需單一的+5V 電源即可。表 53 RS232C、RS422A、RS485 三種標(biāo)準(zhǔn)電氣特性比較表規(guī)定 RS232 RS422 RS485 工作方式 單端 差分 差分 節(jié)點(diǎn)數(shù) 1收、1發(fā) 1發(fā)10收 1發(fā)32收 最大傳輸電纜長(zhǎng)度 50英尺 400英尺 400英尺 最大傳輸速率 20Kb/S 10Mb/s 10Mb/s 最大驅(qū)動(dòng)輸出電壓 +/25V ～+6V 7V～+12V驅(qū)動(dòng)器輸出信號(hào)電平 (負(fù)載最小值) 負(fù)載 +/5V～+/15V +/ +/ 驅(qū)動(dòng)器輸出信號(hào)電平 (空載最大值) 空載 +/25V +/6V +/6V 驅(qū)動(dòng)器負(fù)載阻抗(Ω) 3K～7K 100 54 擺率(最大值) 30V/μs N/A N/A 接收器輸入電壓范圍 +/15V 10V～+10V 7V～+12V接收器輸入門限 +/3V +/200mV +/200mV 接收器輸入電阻(Ω) 3K～7K 4K(最小) ≥12K 驅(qū)動(dòng)器共模電壓 3V～+3V 1V～+3V 接收器共模電壓 7V～+7V 7V～+12V MAX232 芯片及接口電路MAX－232 芯片是 MAXIM 公司生產(chǎn)的、包含兩路接收器和驅(qū)動(dòng)器的 IC 芯片，適用于各種 EIA—232C 和 。由于 EIA 提出的建議標(biāo)準(zhǔn)都是以“RS” 作為前綴，所以在通訊工業(yè)領(lǐng)域，仍然習(xí)慣將上述標(biāo)準(zhǔn)以 RS 作前綴稱謂。RS422 是一種單機(jī)發(fā)送、多機(jī)接收的單向、平衡傳輸規(guī)范，被命名為 TIA/EIA422A 標(biāo)準(zhǔn)。RS422 由 RS232 發(fā)展而來(lái)，它是為彌補(bǔ) RS232 之不足而提出的。 RS485 可以采用二線與四線方式，二線制可實(shí)現(xiàn)真正的多點(diǎn)雙向通信； 而采用四線連接時(shí)，與 RS422A一樣只能實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)多的通信，即只能有一個(gè)主（Master）設(shè)備，其余為從設(shè)備，但它比RS422A 有改進(jìn)， 無(wú)論四線還是二線連接方式總線上可多接到 32 個(gè)設(shè)備。由于 RS485 是從 RS422A 基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的，所以 RS485 許多電氣規(guī)定與 RS422A 相仿。 圖 56　接收器電壓范圍上圖是接收器的相關(guān)規(guī)定，收、發(fā)端通過平衡雙絞線將 AA 與 BB 對(duì)應(yīng)相連，當(dāng)在收端 AB 之間有大于+200mV 的電平時(shí)，輸出正邏輯電平，小于200mV 時(shí)，輸出負(fù)邏輯電平。 “使能”端是用于控制發(fā)送驅(qū)動(dòng)器與傳輸線的切斷與連接。通常情況下，發(fā)送驅(qū)動(dòng)器 A、B 之間的正電平在+2 ～+6V ，是一個(gè)邏輯狀態(tài)，負(fù)電平在2～6V，是另一個(gè)邏輯狀態(tài)。下面就對(duì)比著 RS422A 來(lái)詳盡介紹 RS485。終接電阻接在傳輸電纜的最遠(yuǎn)端。圖 55　RS422A 的 DB9 連接器引腳圖RS422A 需要一終接電阻，要求其阻值約等于傳輸電纜的特性阻抗。即一個(gè)主設(shè)備（Master） ，其余為從設(shè)備（Salve） ，從設(shè)備之間不能通信，所以 RS422 支持點(diǎn)對(duì)多的雙向通信。圖 55 是其 DB9連接器引腳定義。它比 RS232C 傳輸信號(hào)距離長(zhǎng)、速度快，速率在 90000b/s～～10Mb/s 時(shí)，傳輸距離可達(dá)120m～～1200m [8]。RS422A 標(biāo)準(zhǔn)給出了對(duì)電纜、驅(qū)動(dòng)器的要求，規(guī)定了雙端電氣接口形式，其標(biāo)準(zhǔn)是雙端線傳送信號(hào)。 RS422A 接口RS422A 標(biāo)準(zhǔn)是 EIA 公布的“平衡電壓數(shù)字接口電路的電氣特性 ”標(biāo)準(zhǔn)。 RS485 標(biāo)準(zhǔn)總線接口RS232C 是一個(gè)比較早修訂的標(biāo)準(zhǔn)，隨著技術(shù)和社會(huì)的發(fā)展，在許多工業(yè)控制、工業(yè)監(jiān)測(cè)場(chǎng)合對(duì)串行通信的接口要求更高了，而考慮到傳輸距離、傳輸速度、抗干擾能力等，這里還重點(diǎn)介紹了另一種接口標(biāo)準(zhǔn) RS485，它是 RS422A 的變型。在23這種方式下，通信雙方的任何一方，只要請(qǐng)求發(fā)送 RTS 有效和數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備好 DTR 有效就能開始發(fā)送和接收。 ③ 甲方的 TXD 與乙方的 RXD 相連，一發(fā)一收。② 甲方的 RTS 和 CTS 相連，并與乙方的 DCD 互連。即只要甲方準(zhǔn)備好，乙方立即產(chǎn)生呼叫（RI）有效，并同時(shí)準(zhǔn)備好（DSR） 。（1）零 Modem 標(biāo)準(zhǔn)連接方式如果想在直接連接時(shí)，而又考慮到 RS232C 的聯(lián)絡(luò)控制信號(hào)，則采用零 MODEM 方式的標(biāo)準(zhǔn)連接方法， 零 Modem 的標(biāo)準(zhǔn)連線（7 線制）如下圖所示：22 圖 53 RS232C 近距離通信標(biāo)準(zhǔn)連線圖從上兩圖中可以看出，RS232C 接口標(biāo)準(zhǔn)定義的所有信號(hào)線都用到了，并且是按照DTE 和 DCE 之間信息交換協(xié)議的要求進(jìn)行連接的，只不過是把 DTE 自己發(fā)出的信號(hào)線送過來(lái)，當(dāng)作對(duì)方 DCE 發(fā)來(lái)的信號(hào)，因此，又把這種連接稱為雙叉環(huán)回接口。最簡(jiǎn)單的情況，在通信中根本不需要 RS232C 的控制聯(lián)絡(luò)信號(hào)，只需三根線（發(fā)送線、接收線、信號(hào)地線）便可實(shí)現(xiàn)全雙工異步串行通信。當(dāng)兩臺(tái) PC 機(jī)或 PC 機(jī)與外設(shè)進(jìn)行串