PC机与多单片机串行通信的实现

引言

在实际工程应用中,经常会遇到将一台PC机与多个单片机或多个智能仪表相连接进行实时监测与管理的情况。这就要考虑通信方案的选择问题，如果采用多个串行口或采用网络通信的方法，则会增加成本，同时，软件的编写也不容易。下面介绍一种简单易行，成本低廉的通信方法—用PC机的一个串行口对多个AT89C51单片机的通信。

2 通信硬件系统的构成

整个系统如图1。

2.1 PC机的RS-232串行口接口设计

通常，PC机提供一个打印机输出的并行口(LPT)，两个串行口(COM1，COM2)，采用PC机的RS-232串行口时，在PC机与单片机间通信必须有相同的通信协议，由于AT89C51单片机采用的电平为TTL逻辑电平，在PC机侧的RS-232串行口采用+12V和-12V的电平方式，为使两者的连接，在PC机的RS-232侧用MAX202CP进行电平转换。

2.2 AT89C51单片机的接口设计

AT89C51芯片内部有一个全双工的串行口，其与外部交换数据用两线即可，该引脚与P3.0(RXD)、P3.1(TXD)共用，在本方法中要对于多个AT89C51进行串行通信，考虑到多个AT89C51共用一个RS-232转换后的电平，在单片机向PC机传送数据时不受其它的AT89C51单片机的影响，就在AT89C51的 RXD端串入一个二极管，如上图1所示:

图1 通信硬件系统

3 软件部分的设计

3.1 PC机的通信程序的设计

由于PC机侧的开发环境较多，如:VC++、DELPHI、VB等等，在此主要叙述用VB来进行程序设计。

目前，VB(Visual Basic)编程已成为WINDOWS系统开发的主要语言之一，以其高效、简单易学及功能强大的特点越来越为广大程序设计人员及用户所喜爱。VB支持面向对象的程序设计，具有结构化的事件驱动编程模式并可以使用无限扩增的控件，而且可以十分简便地作出良好的人机界面。在标准串口通信方面，VB提供了具有强大功能的通信控件MSCOMM，文件名为MSCOMM.VBX。该控件可设置串行通信的数据发送和接收，对串口状态及串口通信的信息格式和协议进行设置。这是一个标准的十位串口通信，包括8位标准数据和数据的起始位和停止位。在发送或接收数据过程中触发OnComm事件，通过编程访问CommEvent属性了解通信事件的类型，分别进行各自的处理。每个通信控件对应一个串口，可以设计多个通信控件来访问多个通信口。VB通信控件设计软件如下:

定义一些变量
Dim Rec(512)As Integer ‘接受字节数组定义
Dim Sent() As byte ‘发送的可变数组定义
Private Sub Form_Load() ‘串口初始化
Comml.CommPort=1　‘设置串口1
MSComml.Settings=600,N,8,1波特率:9600 奇校验，8位数据，1位停止位
MSComml.InputLen=0　‘读取接收缓冲区的所有字符
MSComm1.InputMode= 1 '以二进制形式从输入缓冲区中读数据
MSComml.InBufferSize=1024　‘设置接收缓冲区为1024字节
MSComml.OutBufferSize=512　‘设置发送缓冲区为512字节
MSComml.PortOpen=True　‘打开串口1
MSComml.SThreshold=0　‘使用查询方式发送数据
MSComml.RThreshold=1　‘使用中断方式接受数据
End Sub
Public Sub send-data()　‘发送n个数据
Dim I As Integer
MSComm1.RTSEnable =1 ‘请求发送数据
For　I=0 To n
MSComml.Output=data(i)
Next　I
MSComm1.RTSEnable =False ‘数据发送完毕，撤消请求发送信号
End Sub
Public Sub MSComml_OnComm()　‘中断事件
Select Case MSComml.CommEvent　
Case comEvReceive ‘在发生接受到数据事件时执行以下命令:
MSComm1.Rthreshold=0 ‘不准后续接受字节引起中断事件
…… ‘可以根据具体的问题，在此处添加相应的处理程序
End Select
End Sub
3.2 AT89C51单片机通信程序的设计
AT89C51 采用汇编语言编程。AT89C51内有一个标准的串行口，有4种工作方式，其中方式1是标准的10位异步通信方式，1位启始位，8位数据位，1位停止位， 10位数据和PC机的标准串口相对应，由串行口控制寄存器SCON设置状态，其字节地址为98H。如下式所示:
SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 T1 R1

本系统中AT89C51串口控制器SCON设置为50H，SM0、SM1为0、1，即为串行工作方式1，REN为1，即允许串口接收。另外，使 AT89C51的中断允许寄存器IE的开放或禁止所有中断位EA为1，开放或禁止串行通道中断位ES为1，即允许串行口中断。程序简介如下:

串行口初始化
MOV TH1,# XXH ，设定波特率
MOV TL1, #XXH
MOV SCON, #50H ，串行工作方式为1
MOV PCON, #80H
SETB TR1 ，允许定时器1计数
SETB EA ，允许所有中断
SETB ES ，允许串行中断
串口中断入口
PUSH ACC
PUSH PSW
CLR EA
CLR RI
MOV A, SBUF
MOV R0,A
CJNE R0, #0FEH, LH1 ，判断是否为本AT89C51的标志，不是则跳出串行中断，是则处理相应的程序
…… ，可以根据具体的问题，在此处添加相应的处理程序
LH1: POP PSW
POP ACC
SETB EA
RETI

4 结束语

该系统目前已成功地应用在山东风光电子有限公司的JD-BP37系列高压变频调速系统中对23个AT89C51的串行通信，运行良好。对于目前广泛应用的Windows环境下实现PC机与多个单片机之间的通信问题，希望本文能够提供一点有用的参考价值。