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。
2.pc/xt机通信模块 pc/xt机rs - 232接口输入/输出使用mc1488和mc1489。用9013和9012两只晶体管把rs - 232的标准电平-12 v表示1,+12 v表示0,转变成0~5 v的电平,以便和单片机最小系统中8031进行连接。d是发光二极管,pc机和单片机通信时,d有明暗变化,表示正在传送数据。这种电路是准rs - 232接口电路。
单片机通信模块包含3个子模块:
●初始化模块置定时器1的工作方式,置计数初值,定义波特率,定义串行口的工作模式等。
●发送模块将累加器acc中的内容发送到串行口。
●接收模块接收串行口上的数据,送到累加器acc中。是返回dos。先选择1,把abc. obj文件传到开发机(或最小系统)的以2100h开始的地址处。pc机传送完abc. obj后,又返回到(1~3)通信的提示状态。这时选择2,即把单片机的外存ram中2100h处的16个(十进制数)字节内容传回pc机,并形成另一个文件,文件名是abci. obj。最后再返回dos,这时用dos的type命令分别显示abc. obj和abclobj两个文件的内容,从而比较是否一致,以便证明通信过程是否正常。
如果通信不在开发机上进行,只须把单片机的通信程序写入eprom中,并通过按键或启动复位执行通信程序。其他步骤同上,即可完成相应通信。
这个pc机和单片机的通信模块应用是很广的。如果再增加一些控制命令,将是一个很好的控制系统。kdc -ⅲ型开发机的在线仿真机通信程序就是在此基础上扩充的。
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