计算机与单片机的通信.doc

15.4.2 计算机与单片机的通信1、实验内容实现计算机与单片机的通信2、实验方法在实际应用中，常常需要用计算机和单片机联合组成分布式测控系统，这就需要计算机与单片机之间进行通信。在计算机系统中，利用异步通信适配器实现异步串行通信。一般计算机以8250芯片为适配器，加上电平转换电路，再将其做成串行接口的形式，其端口地址范围为3F8H3FEH或2F8H2FEH。8250是一种通用的异步接收发送器，是专门为了适应Intel公司的微处理机的数据通信而设计的。它接收来自CPU的并行数据，然后将其转换为连续的串行数据，通过发送器的移位寄存器发送出去。同时，该芯片也能够从外部接收串行数据，并将其转换成并行数据，通过接收数据寄存器提供给CPU。8250共有10个可访问的内部寄存器，各寄存器的名称及相应的端口地址见表15.1。对这些寄存器的访问由计算机的I/O指令来进行，各寄存器的功能如下。l 数据发送保持寄存器：端口地址为3F8H，只能写入：寄存器存放的是将要发送的串行数据。l 数据接收寄存器：端口地址为3F8H，只能读出；寄存器存放接收到的数据。l 波特率因子寄存器：端口地址为3F8H和3F9H，只能写入：3F8H中放低8位，3F9H中放高8位。l 中断控制寄存器：端口地址为3F9H，只能写入：寄存器允许8250四种类型的中断按优先次序排列，即接收线路出错接收数据就绪发送保持寄存器空Modem中断。当对应位为1时，则允许相应的中断信号输入，清除中断允许寄存器的最低4位可完全禁止芯片中断系统。表15.1 8250的内部寄存器端口地址序号名称端口地址I/O形式1数据发送保持寄存器3F8H输出2数据接收寄存器3F8H输入3波特率因子寄存器（低字节）3F8H输出4波特率因子寄存器（高字节）3F9H输出5中断控制寄存器3F9H输出6中断识别寄存器3FAH输入7通信线控制寄存器3FBH输出8Modem控制寄存器3FCH输出9通信线状态寄存器3FDH输入10Modem状态寄存器3FEH输入l 中断识别寄存器：端口地址为3FAH；当系统允许8250的一种或多种中断时，由于8250只能向外发出一个总的中断请求信号，程序为了识别是哪一个中断源引起的中断，以便转入相应的中断服务程序，必须从中断识别寄存器中读出一个中断识别字节；中断识别字节用于标志当前中断的类型，寄存器中用了低3位（D2、D1、D0）高5位没有用，其含义如下：u 当D0=0时，有中断状态；D0=1时，无中断状态。u 当D2=0、D1=0时，Modem状态变化。u 当D2=0、D1=1时，发送保持寄存器空。u 当D2=1、D1=0时，接收数据就绪。u 当D2=1、D1=1时，接收字符错。l 通信线控制寄存器。端口地址为3FBH：寄存器用于控制通信数据格式，即数据位数、停止位数、奇偶校验方式等。寄存器各位含义如下：u 当D1=0、D0=0时，字符代码长度为5位。u 当D1=0、D0=1时，字符代码长度为6位。u 当D1=1、D0=0时，字符代码长度为7位。u 当D1=1、D0=1时，字符代码长度为8位。u 当D2=0时，停止位数目为1；当D2=1时，停止位数目为1.5（字符代码长度为5位）或是（字符代码长度为6、7、8位）。u 当D3=0时，无奇偶校验位；当D3=1时，有奇偶校验位。u 当D4=0时，为奇检验；当D4=1时，为偶校验位。u 当D5=0时，该位无效；当D2=1时，若D4=0、D3=1，奇偶检验位均为1，若D4=1，D3=1，奇偶校验位均为0。u 当D6=0时，该位无效；当D6=1时，强制连续输出空白状态。u 当D7=0时，寻址位为正常值；当D7=1时，寻址位为波特率因子寄存器。l Modem控制寄存器。端口地址为3FCH；异步通信控制器可以连接一台调制解调器Modem或多路通信控制器从而实现远程通信；中央处理器通过Modem控制寄存器实现对Modem的控制操作，通过Modem状态寄存器了解工作状况，从而顺利地进行数据通信；当D0=1时，DTR信号有效；当D1=1时，RTS信号有效；D2位不用；当D3=1时，中断信号送到系统总线；当D4=1时，8250进行回送，当D4=0时，该位无效。l 通信线状态寄存器：端口地址为：3FDH；寄存器提供串行数据传送和接收时的状态，供中央处理器判断；当D0=1时，接收数据就绪；当D1=1时，超越错；当D2=1时，奇偶错；当D3=1时，格式错；当D4=1时，间断检测；当D5=1时，发送保持寄存器空；当D6=1时，发送移位寄存器空；D7没用。l Modem状态寄存器：端口地址为3FEH；当D0=1时，允许传送CTS；当D1=1时，数据设备就绪（DSR）；当D2=1时，振铃指示（RI）；当D3=1时，数据载波检测（DCD）；当D4=1时，允许传送（CTS）；当D5=1时，数据设备就绪（DSR）；当D6=1时，振铃指示（RI）；当D7=1时，数据载波检测（DCD）。利用8250芯片作为适配器，在计算机上应用的串行的叫RS-232，它是在异步串行通信中应用最广的标准总线。它适用于短距离或带调制解调器的通信场合。为了与单片机进行通信，需要加上电平转换电路。MAX232芯片是MAXIM公司生产的，是包含两路接收器和驱动器的IC芯片，其内部有一个电源电压变换器，可以把输入的+5V电压变换成为RS-232C输出电平所需的10V电压。所以，采用此芯片接口听串行通信系统只需要单一的+5V电源即可。所以在系统设计时就不需要12V电源供电了。MAX232芯片的引脚及结构如图15.8所示。MAX232芯片内部有两路电平转换电路。在实际应用中，可以从两路发送接收器中任选一路作为接口，但要注意其发送和接收的引脚必须对应。引脚T1in或T2in可以直接接TTL/CMOS电平的单片机的串行发送端TXD：R1out或R2out可以直接接TTL/CMOS电平的R1in或R2in可以直接接PC的RS-232串行口的发送端TXD。图15.8 MAX232芯片的内部电路在本实验中，实现了PC应用程序与单片机