基于MODEM调制解调器实现远程数字通信系统的设计

随着计算机技术、通信技术的发展和成熟，数据通信已经成为一种广泛应用的通信方式，它是利用通信系统将数字、字母及字符等以二进制形成在计算机之间进行传输、交换和处理。数据通信可以在两台及以上PC机之间、PC机与单片机之间以及单片机之间进行，通过通信通道如公用电话网、载波通道、光绺通道、微波通道、卫星通道将两机联结。目前，单片机以其高性能价格比、高可靠性广泛用于自动监视、测量、控制等技术领域。单片机主要用作从机，安装在监视、测量和控制现场，而PC机则用作主机，安装在条件优越的环境（如温度和温度适合、几乎无干扰源）中。单片机与PC机之间利用公共电话网通过调制解调器MODEM实现远程数字通信，其原理框图如图1所示。在实际中，PC机和单片机之间通信距离近的小于1km，远的可达上千km。

本文将详细介绍8098单片机与PC机通过MODEM利用共用电话网实现远程通信的硬件结构，以及程序设计和实现方法。

1 PC机串行通信结构

PC机与单片机之间的通信一般采用串行异步通信方法。在PC机中设置四个（COM1、COM2、COM3、COM4）或两个（COM1、COM2）符合RS-232C接口标准的串行口（以下均以两个串行口来说明）。其中COM2为25针的连接器，COM1为9针的连接器。

PC机为实现异步通信，设置了通用异步接收器和发送器，即：UART通过编程可以设定通信格式和速度。PC机中UART的电平为TTL电平，而串行口的电平为RS-232C的电平，为此PC机发送出去的数据要经电平转换器（如1488）转换为RS-232C电平;PC机接收的数据要经电平转换器（如1489）转换为TTL电平。PC机串行通信的硬件结构如图2所示。

2 单片机串行通信结构

在单片机中，一般只设置一个25针或9针连接的串行口，由于单片机8098中的电平为TTL电平，为了要经过RS-232C实现异步通信，也要用一片1488和两片1489来进行电平转换。单片机串行通信的硬件接口如图3所示。请求发送信号（RTS）和数据终端就绪信号（DTR）由单片机8098经8255的A口送出去。清除发送CTS、数据设备就绪DSR、载波检测DCD和振铃指示RI由8255的B口送入8098。

3 单片机与PC机之间的硬件接口

当单片机与PC机距离很近时（15m以内），它们之间的数据通信可以通过其串行口以3线或多线直线相连;不距离很远（几十公里上升公里）时，可以利用调制解调器MODEM通过共用电话网来实现数据通信，这时单片机与PC机之间的硬件接口如图4所示。

4 软件设计与实现

下面以PC机呼叫单片机或单片机应答PC机为例来说明程序的设计。

4.1 PC机的程序设计

程序框图如图5所示。

a.初始化

为了实现异步串行通信，在PC机中要对其异步发送接收器UART进行初始化，以决定PC机异步串行通信的数据格式、传输速率、控制方式等。其程序如下：

outportb（COMU+30，OX83） /*使DLAB=1*/

outportb（COMU，OX60） /*波特率=1*/

outportb（COMU+1，OX00）

outportb（COMU+3，OX03） /*数据格式*/

outportp（COMU+4，OX03） /*禁止MODEM循环反馈*/

outportb（COMU，OX00） /*禁止中断*/

注：COMU为串行口端口地址

b.初始化MODEM

初始化MODEM程序如下：

{ int key，i;

char *at1=“ATZ”;

char *at2=“ATE1Q0V1L3X4S0=1”;

for（i=0，i《=3;i++）

{

if（i《=2）key=at1; /*发出at命令*/

if（i= =3）key=0x0d; /*确认码*/

outportb（COMU，key）; /*发出数据*/

delay（100）; /*延时100mS*/

}

delay（1000）; /*延时1000mS*/

for（i=0;i《=0;i+ +）

if（i《 =15）key=at2;

if（i= =16）key=0x0d;

outportb（COMU，key）;

delay（100）;

}

delay（1000）;

}

c.拨号

PC机要实现与单片机进行数据通信，首先通过近程MODEM拨打单片机的电话号码如38459620。PC机首先发出命令如at+h0e1v0x2&c1dt，然后发出电话号码，最后再发出确认码0x0d。PC机通过串行口向近程MODEM发送命令或数字，每次只能送出一个字符或数字，而MODEM接收并响应需要一定的时间，故PC机每发出一个字符或数字都要延时100ms。当确认码发出后还要延时1000ms，然后检测由近程MODEM反馈回PC机的回响码。若回响码为OX35则转入数字接收及处理程序，否则继续检测回响码。程序如下：

“ath0q0v0l3x4&c1&d2dt”;/*取info结构中的电话号码*/

char str=info- 》telephoneno;/*电话号码位数*/

int len1=strlen（str）;

for（i=0;i《=39;i++）

{

if（I》24）

{

key=str［k］; /*发电话号码*/

k+ +;

}

if（i《24）key=*at1; /*at命令*/

if（i= =39）key=0x0d; /*发确认码*/

outportb（COMU，key）; /*向串口送数据*/

delay（100）; /*延时100毫秒*/

at1+ +;

}

delay（1000）;

do

{

key=bioskey（1）;

num1=inportb（COMU）; /*检测回响码*/

delay（1）;

if（mum1= =0x35）drev（）; /*回响码为0x35则转入数据接收与处理器程序*/

}

while（key= =0）;

key=bioskey（0）;

if（key= =0x011b）return; /*按ESC键则返回*/

4.2 单片机程序设计

单片机程序框图如图6所示。

程序清单如下：

LD 72H，#4003H;8255命令口地址

LD 70H;#0082HH;A口为输出，B口为输入

STB 70H，［72H］

LDB 16H，#20 ;串口初始化

LDB 11H，#09H ;方式1

LDB 0EH，#4DH;波特率为1200bps

LDB 0EH，80H

LDB 18H，#0CH;堆栈

ORB IOC1，#20H

LD 72H，#4000H ;8255的A口地址

LD 70H，#0003H ;使RTS和DTR均为高电平

STB 70H，［72H］

LCALL COMZ0 ;连续发出四个0

LCALL DT ;延时1000nS

LCALL COMZ1 ;初始化MODEM，发出at命令：ata

LCALL DT

LCALL COMZ2 ;初始化MODEM，发出at命令：ate1q0v1l3x4s0=1

LCALL DT

LCALL COMZ3 ;初始化MODEM，发出at命令：atS7=30

LCALL DT

RING0：LDB SPCON，#09H

RING1：LDB 60H，SPSTAT

JBC 60H，6，RING1

ANDB 60H，#0BFH

LDB 70H，SUBF ;从串口接收一个数据

CMPB 70H，#80H

JE TD ;发送数据程序

LJMP RING1

由于单片机向MODEM发出at命令程序是相似的，故在此仅为at命令：

ate1q0v1l3x4s0=1为例来加以说明。假设at命令存放在以0AB40H为首地址的外部存贮器中。程序如下：

COMZ2：LD72H，#0AB40H ;at命令首地址

LDB 20H，#17

COMZ2A：LDB 70H，［72H］+ ;取at命令

LDB SBUF，70H ;向串口送at命令

DJNZ 20H，COMZ2A

LDB 70H，#0DH

LDB SBUF，70H ;发出确认码

RET

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