单片机通信模块和PC机通信模块分析

PC机和多个单片机也可以组成多级控制系统，一般以PC机为后级，多个单片机最小系统为前级。其通信一般由两个独立的模块组成，即单片机通信模块和PC机通信模块。

1.单片机通信模块的设计

51单片机内串行口部分有两个物理上相互独立的数据缓冲器SBUF，但两个缓冲器的地址是一个（99H）。该缓冲器用来发送和接收数据。专用寄存器SCON和PCON控制串行口的工作方式和通信的波特率设定。定时器作为波特率发生器。CPU和SBUF写数据即是发送数据，CPU从SBUF读数据就是接收数据。

单片机51串行口是全双工串行通信口。0串行口控制寄存器是SCON。

SMO和SMl：工作方式选择位，如表所列。

表中UART是异步串行通信。

SM2：允许方式2和方式3多机通信。

REN：允许串行接收。

TB8：在方式2和方式3时是发送数据的第9位。

RB8：在方式2和方式3时接收数据的第9位；在方式1时，若SM2=0，则RB8为接收到数据的停止位。

TI和RI：发送和接收中断标志，表示是否已发送完或接收到数据，由硬件置位，软件清O。因为PC机的RS - 232接口是由8250芯片控制的，所以一般PC/XT和PC/AT机用RS - 232与其他设备通信时所使用的是8位数据位（可少于8位数据），由此决定单片机必须设置方式1。

工作方式1：当SMO和SM1一0时，串行接口被选择为工作方式1，此时为可变波特率的8位异步通信方式。

发送数据以TxD端输出，每帧信息为10位：一位起始标志位0、8位数据位和一位停止位1。发送时数据先送到缓冲器SBUF，然后启动发送。数据发送完后，将中断标志TI置1。

接收时（BEN-1），数据从RxD输入，当采样到第一个1到O的下跳沿时，启动接收器；确认起始位后，接收一帧信息；当RI=O，停止位为1或SM2 =0时，停止位进入RB8，中断标志位RI置1，接收了一帧数据。

波特率的设定 单片机定时器作为波特率发生器。为此定时器1须是工作方式2，即自动重装载模式。TL1作为8位计数器，TH1作为常数缓冲器。当TL1计数溢出时，将TH1中常数送到TLO中，使TL1再次从初值开始重新计数。定时器1产生固定频率占空比是1：1的脉冲，波特率可由设定时间常数确定。

式中：fosc是主振荡频率，选用6 MHz。

当波特率为1 200时，TH1=TLl=OF3H。

通信所用线是一般双绞电源线。通信距离一般在30 m以内。如果通信距离比较远，则须考虑用光电隔离或电流环来驱动，这时距离可达1000 m。波特率为300时问题不大，通信是可靠的，对通信线也无特殊要求。