基于單片機普通io口的多軸串行通信

基于單片機普通io口的多軸串行通信

1多通道接口目前廣泛使用的mcs51和pic系列單詞通常只有一個單獨的（或沒有）字符串通信接口（iurt）。當用戶系統(tǒng)需要某些通信接口（例如，主機不僅需要通信，還需要通信終端）時，它們通常會擴展到8231或8250個普通同步序列（美國加利福尼亞州）接收發(fā)送給芯片（usrt），這需要額外的i/o資源。本文將介紹一種用單片機普通I/O口實現(xiàn)串行通信的方法。2并行數(shù)據(jù)上傳成本高計算機的數(shù)據(jù)傳送共有兩種方式:并行數(shù)據(jù)傳送和串行數(shù)據(jù)傳送。并行數(shù)據(jù)傳送的特點是各數(shù)據(jù)位同時傳送,傳送速度快、效率高。但并行數(shù)據(jù)傳送有多少數(shù)據(jù)位就需多少根數(shù)據(jù)線,因此傳送成本高。計算機內(nèi)部的數(shù)據(jù)傳送都是并行的。串行數(shù)據(jù)傳送的特點是數(shù)據(jù)傳送按位順序進行,最少只需一根傳輸線即可完成,成本低但速度慢。計算機與外界的數(shù)據(jù)傳送大多是串行的。2.1文化性質(zhì)編碼n.8.1幀通常把計算機與外界的數(shù)據(jù)傳送稱為通信,因此提到通信就是指串行通信,串行通信又分為異步和同步兩種方式。在單片機中使用的串行通信都是異步方式。而異步通信采用的是異步傳送格式,其字符格式如圖1所示。數(shù)據(jù)發(fā)送和接收均將起始位和停止位作為開始和結(jié)束的標志。在異步通信中,起始位占用1位(低電平),用來表示字符開始。其后為7或8位的數(shù)據(jù)編碼,第8位通常作為奇偶校驗位,共有3種可能,即奇校驗、偶校驗和無校驗,可根據(jù)需要選定。最后為停止位(高電平)用來表示字符傳送結(jié)束。上述字符格式通常作為一個串行幀,若無奇偶校驗位,即為常見的N.8.1幀格式。串行通信中,每秒傳送的數(shù)據(jù)位稱為波特率。如數(shù)據(jù)傳送的波特率為1200bps,采用N.8.1幀格式(10位),則每秒傳送字節(jié)為120個,而字節(jié)中每一位傳送時間即為波特率的倒數(shù):T=1/1200=0.833ms。同樣,如數(shù)據(jù)傳送的波特率為9600bps,則字節(jié)中每一位傳送時間為T=1/9600=0.104ms。根據(jù)數(shù)據(jù)傳送的波特率即字節(jié)中每一位的傳送時間,我們便可用普通I/O口來模擬實現(xiàn)串行通信的時序。2.2用于連接通信的數(shù)據(jù)通道形式串行數(shù)據(jù)通信共有以下幾種數(shù)據(jù)通路形式。(1)單字母簡單x單工形式的數(shù)據(jù)傳送是單向的。通信雙方中一方固定為發(fā)送端,另一方則固定為接收端。單工形式的串行通信,只需要一條數(shù)據(jù)線。如圖2所示。(2)全雙功完整的杜普x全雙工形式的數(shù)據(jù)傳送是雙向的,且可以同時發(fā)送和接收數(shù)據(jù),因此全雙工形式的串行通信需要兩條數(shù)據(jù)線。如圖3所示。(3)半雙工的使用半雙工形式的數(shù)據(jù)傳送也是雙向的。但任何時刻只能由其中的一方發(fā)送數(shù)據(jù),另一方接收數(shù)據(jù)。因此半雙工形式既可以使用一條數(shù)據(jù)線,也可以使用兩條數(shù)據(jù)線。如圖4所示。3電流環(huán)驅(qū)動方式在現(xiàn)實生活中,水池的溢流、建筑污水井污水排放不出等,都是經(jīng)常出現(xiàn)并較難處理的問題。因此,及早發(fā)現(xiàn)問題、有效地對控制對象進行監(jiān)控,應該是智能系統(tǒng)的重要內(nèi)容之一。在高樓供水水位遠程自動測報系統(tǒng)中,要求進行遠距離、高速度的通信,并且要求較強的現(xiàn)場抗干擾和噪聲抑制能力,因此采用了20mA的電流環(huán)驅(qū)動方式。由于電流環(huán)方式是通過環(huán)路中電流的有無來表示邏輯值“1”和“0”,而不是用電平的高低表示邏輯值,再加上在收發(fā)兩端采用光電隔離技術(shù),因此,與電平方式相比,它具有明顯優(yōu)點:信號不易衰減、抗干擾能力強、傳輸速率高、傳輸距離可達幾千米。系統(tǒng)電路圖如圖5所示。圖5中,主機89C2051的P3.1為串行通信的數(shù)據(jù)發(fā)送端,P3.0為接收端。從機89C2051的P1.4模擬發(fā)送端,P1.5模擬接收端。4機發(fā)送數(shù)據(jù)程序軟件設(shè)計中,主機發(fā)送數(shù)據(jù)的幀格式為N.8.1。發(fā)送時,先判斷P3.0是否為從機接收數(shù)據(jù)完畢高電平出現(xiàn),如是則開始發(fā)送。先發(fā)送一個起始位(低電平),接著按低位在先的順序發(fā)送8位數(shù)據(jù),最后發(fā)送停止位。從機接收數(shù)據(jù)時,先判斷P1.5是否有起始低電平出現(xiàn),如有則按低位在先的順序接收8位數(shù)據(jù),最后判斷P1.5是否有停止高電平出現(xiàn),如有則完成一個數(shù)據(jù)的接收,否則繼續(xù)等待。然后置P1.4為高電平,通知主機接收數(shù)據(jù)完畢,可再發(fā)下一個數(shù)據(jù)。軟件的編寫嚴格按照異步通信的時序進行,每bit(位)傳送時間間隔按通信速率1200bit/s計算為833μs。其模擬串行通信的單字節(jié)部分參考程序如下:甲機發(fā)送數(shù)據(jù)程序:TXDEQUP3.1RXDEQUP3.0;定義89C2051P3.1為發(fā)送端,P3.0為接收端ORG0000HAJMPRESETORG0080HMAIN:MOVA,#40HJBRXD,$;判斷RXD;RXD=0,開始發(fā)數(shù)據(jù)NOPNOPLCALLSentByte;調(diào)發(fā)送子程序,將A中的內(nèi)容發(fā)給乙機AJMP$;***************延時833μs子程序********************DELAY:MOVR7,#205MSII:DJNZR7,MSIIRET;**************************;*******甲機發(fā)送數(shù)據(jù)給乙機子程序*******SentByte:MOVR0,#08HCLRCMOVTXD,C;發(fā)起始位,起始位為0LCALLDELAYSentB:RLCA;要發(fā)送的數(shù)據(jù)左移,起始位入CMOVTXD,CLCALLDELAYDJNZR0,SentB;發(fā)送8位數(shù)據(jù)LCALLDELAYSETBC;接收正確發(fā)結(jié)束位1MOVTXD,CLCALLDELAYRETEND乙機接收數(shù)據(jù)程序:RXDEQUP1.4TXDEQUP1.5;主程序:ORG0000HAJMPRESETORG0080HMAIN:CLRTXD;清TXD為0,通知甲機發(fā)數(shù)據(jù)LCALLRcvByte;開始接收MOV#50H,AAJMP$*********延時833μs子程序*********DELAY:MOVR7,#205MSII:DJNZR7,MSIIRET***********************************乙機接收數(shù)據(jù)子程序********RcvByte:MOVR0,#08HJBRXD,$;檢測到TXD為0(起始位),開始接收LCALLDELAYRcv:MOVC,RXD;接收數(shù)據(jù)RLCALCALLDELAYDJNZR0,Rcv