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一种8098单片机和PC机的串行通信方法

作者:时间:2012-02-07来源:网络收藏

1 前 言

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/172170.htm

随着计算机技术的快速发展和广泛应用,上位机和下位机的主从工作方式更加为数据采集系统所采用,由于微机的分析处理能力较强,处理速度更快,而则使用灵活方便,所以一般主机采用微机,从机采用来构成主从多机工作模式。

8098是Intel公司于80年代末推出的准16位微处理器,其结构简单,编程容易,外围电路少,便于接口,数据采集精度高;其片内的256 个字节寄存器都具有累加器的功能,它们可使CPU对运算器数据进行快速交换;并提供了高速数据处理和频繁的输入输出功能。8098单片机与上位机的握手也非常友好,它们之间的信号传输准确可靠,成为继MCS-51系列单片机后的又热门的单片机。

本人曾对滚齿切削过程的扭矩测试进行了专门的研究,其中数据采集系统采用了8098单片机,采集到的数据经送到微机进行处理。本文针对8098单片机和微机之间的作详细介绍。

2 8098单片机的

数据通信方式可分为两种:并行传送和串行传送。并行传送速度快、效率高,但传送可靠性差,不适合远距离传送;串行传送数据按位顺序移动,速度较慢、效率偏低,但传送可靠,可以节省通信子系统的硬件投资。本文中,单片机通过串行口与上位机进行异步方式1工作,做到:①通信前,收、发双方达成协议,明确规定彼此的联络信号以及数据的传送方式等项内容,协议严密,易于实现。②为了增强数据传送过程中的抗干扰能力,需要配置电平转换器。

利用8098单片机进行串行通信时必须对有关寄存器进行设置,与串行通信有关的寄存器有:①IOC1控制寄存器:在串行应用中,该寄存器用于选择TXD/P2.0引脚端的复用功能,置1时,选中TXD功能。②SP_CON寄存器(11H,只写)和SP_STAT寄存器(11H,只读):该寄存器的低5位作控制寄存器,高3位作状态寄存器。③INT_MASK中断屏蔽寄存器:INTMAS.6置1允许串行口中断。④BAUD_RATE 寄存器(0EH,只写):是16位寄存器,对其设置串行通信的波特率需分两次连续向0EH进行写操作,先送低位字节,后送高位字节。波特率寄存器的最高位应置1,用以选择XTAL1频率,即系统时钟振荡频率。在笔者设计的系统中,采用的8098单片机的时钟为6MHz,设定波特率为9600,则送给 RAUD_RATE寄存器的值为8013H。

3 8098单片机和上位机的串行口连接

上位机(386以上机)的串行口采用的是标准的RS-232C接口,由于8098单片机的串行口电平是TTL电平,但是TTL电平特性与RS232 的电气特性不匹配,因此为了使8098单片机的串口能与RS-232C接口通信,必须将串行口的输入/输出电平进行转换。采用目前最常用的芯片1488、 1489来实现RS-232C与TTL的电平转换。图1为连接示意图。

14.gif
图1 连接示意图

8098单片机CPU和串行口之间通过SBUF_TX发送寄存器和SBUF_RX接收寄存器进行数据传输,CPU将欲发送的数据写入SBUFTX;从 SBUFRX中读取串行口接收到的数据。一旦一帧信息中最后一个数据位写入缓冲器或从中读出,即产生相应的发送和接收中断。

4 8098 单片机和上位机的通信程序编写

经过上述分析以后,首先编写8098单片机的通信程序,下面为串行通信的部分程序:
  ORG 2080H
  LD SP,#00C0H
  DI
  LDB TEMP,#20H  ;TEMP初始化,置TI为1
  ORB IOC1,#20H  ;选择TXD功能
  LDB TEMP,#20H  ;预置为接收结束
  LDB BAUDRA,#13H ;设波特率为9600
  LDB BAUDRA,#80H
  LDB SON,#09H  ;方式1,允许接收
   ……
GET_CHR: ORB TEMP,SPSTAT ;从串行口接收数据
  JBC TEMP,6,GET_CHR
  ANDB TEMP,#0BFH  ;清除TEMP中的RI标志
  LDB CHAR_I,SBUF
  ……
PUT_CHR: ORB TEMP,SPSTAT ;通过串行口发送数据
  JBC TEMP,5,PUT_CHR
  LDB SBUF,CHAR_O
  ANDB TEMP,#0DFH  ;清除TEMP中的TI标志
  ……

主程序先关闭中断(以便采用查询方式),将测试寄存器TEMP(用来复制SP_STAT中的内容)的TI位置1,使程序初始化为接收状态。在GET_CHR子程序中测试RI位,若为0,表示SBUF_RX缓冲器尚未接受到信息,若为1,则把接受到的信息读至CHAR_I寄存器;在PUT_CHR子程序中应测试TI位。

上位机(386以上机)的所有程序是在BORLAND C++环境下编译的,因此串行通信程序可以直接应用I/O通信库函数bioscom(),该函数在由port指定的I/O端口上执行RS-232通信操作。通信前,根据与8098单片机的通信协议,设定通信的串行端口、数据位数、停止位数、波特率,由于上位机时钟为12MHz,所以对应的波特率应设置为 4800。下面给出上位机串行通信的部分程序:
#define COM1  0  //选定串行端口1
#define DATA_READY 0x100
#define TRUE  1
#define FALSE  0
#define SETTINGS (0xc0| 0x00 | 0x00 | 0x03)
// 4800波特,无校验,1个停止位,8个数据位
main()
{
 FILE *fp;
 if((fp=fopen(c:\dch\data,wb))==NULL)
  {
   coutcannot open the filen;
   exit(0);
  }
 int in,out, status=0, DONE = FALSE;
 bioscom(0, SETTINGS, COM1); //初始化串行端口
 while (!DONE)
 {
  status=bioscom(3,0,COM1); //返回串行端口的当前状态
  if (status DATA_READY)
   if ((out=bioscom(2, 0, COM1)0x7F) != 0)
    {
     …… //从通信线上接收数据
    }
   if (kbhit())
    {
     if ((in =getch()) == 'x1B')
{DONE = TRUE;break;}
     bioscom(1, in, COM1); //向通信线发送数据
    }
  }
   ……
  }

实验证明,以上通信程序可读性好、编写容易,并且使上位机和下位机的通信变得直观、简单,而数据传输准确。

5 结束语

本文提出的已在笔者的课题“滚齿切削过程扭矩测试与分析”中得到了成功的应用。该与采集数据量的大小无关,只是因为采用串行口通讯,当数据量较大时,采集所需时间略长,但采集数据准确可靠,对整个系统的工作无影响。该不仅适合于386以上的微机,也适合于PC/XT及其兼容机与8098的通信。

6 参考文献
 [1]刘复华.8098单片机及其应用系统设计.北京:清华大学出版社,1993,6
 [2]刘振安.MCS-96系列单片微机原理与实践.合肥:中国科学技术大学出版社,1992:141~150
 [3]刘鲁源.8098单片机实验教程.天津:天津大学出版社,1992:30~41
 [4]叶欣.TURBO C参考手册.北京:中国科学院希望高级电脑技术公司.1990,5



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