MCS251单片机和PC机间的串口通信
随着计算机技术的快速发展和广泛应用，上位机和下位机的主从工作方式为工业控制及自动控制系统所采用。由于PC机分析能力强、处理速度更快及单片机使用灵活方便等特点，所以一般都将PC机作为上位机，单片机作为下位机，二者通过RS2232或者RS2485接收、发送数据和传送指令。单片机可单独处理数据和控制任务，同时也将数据传送给PC机，由PC机对这些数据进行处理或显示。
本文介绍PC机和单片机通信在一种基于C8051F单片机的波形发生器中的应用，在上位机上显示正弦波的幅值和频率，由上位机发送指令可以改变波形幅度及频率。
1 硬件电路的设计
MCS251 单片机有一个全双工的串行通讯口UART,利用其RXD和TXD与外界进行通信，其内部有2 个物理上完全独立的接收、发送缓冲器SBUF,可同时发送和接收数据。所以单片机和PC机之间可以方便地进行串口通讯。单片机串口有3条引线： TXD （发送数据） 、RXD （接收数据）和GND（信号地） .因此在通信距离较短时可采用零MO2DEM方式，简单三连线结构。IBM2PC机有两个标准的RS2232串行口，其电平采用的是E IA电平，而MCS251单片机的串行通信是由TXD （发送数据）和RXD （接收数据）来进行全双工通信的，它们的电平是TTL电平；为了PC机与MCS251机之间能可靠地进行串行通信，需要用电平转换芯片，我们采用了MAXIM公司生产的专用芯片MAX232 进行转换。
电路如图1所示。
图1 转换芯片电路
2 系统软件设计
软件设计分上位机软件设计和下位机软件设计。这两部分虽然在不同的机器上编写和运行，但它们要做的工作是对应的：一个发送，另一个接收。
为了保证数据通信的可靠性，要制定通信协议，然后各自根据协议分别编制程序。现约定通信协议如下： PC机和单片机都可以发送和接收。上位机和下位机均采用查询方式发送控字符和数据、中断方式接收控制字符和数据。采用RS2232串口异步通信，1位起始位， 8位数据位， 1位停止位，无奇偶校验，波特率9 600 b / s.每次PC机向单片机发送数据时，先发送握手信号"FF",下位单片机收到握手信号则发送应答信号"EE"至PC机，上位PC机收到应答信号后即发送数据。同样，当单片机要向PC机发送数据时，也先向PC机发联络信号"EB90",PC机收到联络信号后发应答信号"EBOO",单片机收到应答信号后则发送数据。
2.1 上位机通信程序设计
PC机的串口都采用的是INS8250芯片。PC机中有2个异步通信口，一个是COM1,其端口地址范围是3F8H-3 FFH,另一个是COM2,其端口地址是2F8H-2FFH.其与MODEM配合可以实现远距离通信。其波特率是标准波特率（50-9 600） b / s。
8250内部有10个寄存器端口，其中有一个除数锁存器，可以通过编程除数的大小来确定异步通信的波特率。8250使用的频率是2 MHz的基准时钟输入信号，所以必须用分频的方法产生所需要的波特率（移位脉冲） .除数锁存器的值必须在8250初始化时设置， 即把通信线路控制器的最高位（DLAB）置1,然后分两次把除数锁存器的高8位和低8位分别写入端口地址3F8H和3F9H （COM1） ,8250传送或接收串行数据时使用的时钟信号的频率是数
据传输波特率的16 倍，即波特率= 16 ×除数/1 843 200.
在Windows平台上的串行通信多使用其提供的AP I函数来实现，这种方法使用起来需要许多底层设置，因而较为繁琐，并且难以理解。Microsoft推出的ActiveX技术提供了另外一种实现串行通信的方法。这种方法不仅相对较为简单，而且非常实用。
尤其是Visual C + +这种可视化面向对象的编程环境中，可以真正把串口看作一个对象，编程时只需简单的设置，理解起来也很容易。本文上位机通信程序使用VC + +提供的串行通信控件MSComm （Mi2crosoft Communication Control） ,主要步骤如下：打开VC + + 610集成开发环境，选择菜单项File /New,在出现的对话框中选中Projects标签中的MFC App2Wizard （ exe） ,生成一个基于对话框的应用程序。选择菜单项Project/Add to p roject/Components andControls?,在弹出的对话框中选择Registered Ac2tiveX Controls文件夹下的Microsoft CommunicationsControl, 选择Registered ActiveX Controls 来注册MSComm,将该控件从工具箱中拉到对话框中即可实现控件的插入。选择ClassWizard为新创建的通信控件加入一个成员变量，将其命名为m_commute.
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