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89C51 单片机I/O 口模拟串行通信实现方法

作者:时间:2008-09-17来源:网络收藏


目前普遍采用的MCS51 和PIC 系列通常只有一个(或没有)UART
异步串行通信接口,在应用系统中若需要多个串行接口(例如在多机通信系
统中,主机既要和从机通信又要和终端通信)的情况下,通常的方法是扩展
一片8251 或 8250 通用同步/异步接收发送芯片(USART),需额外占用单
片机I/O 资源。本文介绍一种用普通I/O 口实现串行通信的方法,可
的最小应用系统中实现与两个以上串行接口设备的多机通信。
1.串行接口的基本通信方式 串行接口的有异步和同步两种基本通信
方式。异步通信采用用异步传送格式,如图1 所示。数据发送和接收均将起
始位和停止位作为开始和结束的标志。在异步通信中,起始位占用一位(低电平),

用来表示字符开始。其后为7 或8 位的数据编码,第8 位通常做为
奇偶校验位。最后为停止位(高电平)用来表示字符传送结束。上述字符格
式通常作为一个串行帧,如无奇偶校验位,即为常见的N.8.1帧格式。
串行通信中,每秒传送的数据位称为波特率。如数据传送的波特率为
1200 波特,采用N.8.1 帧格式(10 位),则每秒传送字节为120 个,而字节
中每一位传送时间即为波特率的倒数:T=I/1200=0.833ms。同样,如数据传
送的波特率为9600 波特,则字节中每一位传送时间为T=1/9600=0.104 ms。
根据数据传送的波特率即字节中每一位的传送时间,我们便可用普通I/O 口
来模拟实现串行通信的时序。
2.硬件电路 89C51 单片机通过普通I/O 口与PC 机RS232 串口实现
通信的硬件接口电路如图2 所示。由于PC 系列微机串行口为RS232C 标准
接口,与输入、输出均采用TTL 电平的89C51 单片机在接口规范上不一致,
因此TTL电平到RS232 接口电平的转换采用MAXIM 公司的MAX232 标准
RS232接口芯片,该芯片可以用单电压(+5V)实现RS232接口逻辑“1”(-3V~
2
15V)和逻辑“0”(+3V~15V)的电平转换。图中89C51 的P1.0 模拟发送
端,P1.1 模拟接收端。


3.接口程序设计 软件设计中,89C51 单片机的P1.0 和P1.1 口分别
模拟串行通信的发送和接收,其接口程序主要由INPUT 发送子程序和
OUTPUT接收子程序组成。通信速率1200 bit /s,帧格式为N.8.1。发送时,
先发送一个起始位(低电平),接着按低位在先的顺序发送8 位数据,最后
发送停止位。接收时,先判断P1.1 接收端口是否有起始低电平出现,如有
则按低位在先的顺序接收8 位数,最后判断P1.1 口是否有停止高电平出现,
如有则完成一个数据接收,否则继续等待。其中软件编写要严格按照异步通
信的时序进行,每bit 位传送时间间隔按通信速率1200 bit /s计算为833μs。
其模拟串行通信程序清单见下,系统要求单片机晶振为6M。程序清单如下:
TXD EQU P1.0
RXD EQU P1.1 ;定义89C51 P1.0 为发送端,P1.1 为接收端
ORG 0000H
AJMP MAIN
ORG 0100H
MAIN: MOV A, #30H
MOV R5,#N
SETB RXD ;P1.0 置高
TX: LCALL INPUT ;调用发送子程序,将寄存器A 中内容发给PC 机

SETB TXD ;P1.1 置高
MOV R0,#40H
RX: LCALL OUTPUT ;调用接收子程序,将接收的N 个数据存放在以40H开始的地址中
MOV @R0,A
INC R0
DJNZ R5, RX ;N 个数据接收结束,则等待,否则转RX 继续接收
3
AJMP $
;**************延时833μs 子程序*****
DEL833: MOV R7 ,#205
MS11: DJNZ R7,MS11
RET
; **********************************
;******** 89C51发送数据给PC 机子程序****
INPUT: CLR C
MOV TXD,C ;发送起始位
LCALL DEL833 ;延时
MOV R3,#8
REP: RRC A
MOV TXD ,C
LCALL DEL833
DJNZ R3,REP ;发送8 位数据
SETB C ;发送停止位
MOV TXD,C
LCALL DEL833
RET
;********从PC 机接收数据子程序********
OUTPUT: JB RXD, $ ; 判断是否有起始位出现
LCALL DEL833
MOV R3,#8
OUT: MOV C ,RXD
RRC A
LCALL DEL833
DJNZ R3,OUT ; 接收8 位数据
JNB RXD ,$ ; 判断是否有停止位出现
RET
本文介绍的用 89C51 单片机I/O 口模拟实现串行通信的方法,已成功
地应用在某电压数据采集系统中,实践证明能可靠地传送和接收数据。



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