单片机与计算机串行通信实验心得.doc

单片机与计算机串行通信实验心得 单片机应用电子报/xx?/02月/20日/第011版/单片机与计算机?通信实验心得北京赵宁?很多单片机教材?提到了单片机和计算机?口通信的硬件和软件设计,给出了如图1所示的最简单的三线连接电?和BIOS INT14H的应用。 笔者按照教材所述的方法进?了实验,但未成功。 通过实验,发现在简单的三线连接电?中,INT14H?能用来通信,无法发送和接收。 下面详细给出笔者采用的能实现通信的方法,供参考。 一、计算机?口编程PC/XT计算机?口的核心是通用异步接收/发送器8250。 附表是计算机?口的系统地址和8250内部寄存器的对应关系。 DLAB(除数寄存器访问控制位)是通信线控制寄存器的D7位,当该位为1时,对地址3F8H(2F8H)、3F9H(2F9H)的读写是针对除数寄存器的,在此用途之外应使该位置0;接收缓冲器和发送保持寄存器的地址相同,由读写信号区分。 寄存器可以分为3类。 发送保持寄存器和接收缓冲器用于暂存待发送数据或接收到的数据;通信线控制寄存器、除数寄存器、MODEM控制寄存器、中断允许寄存器用于设置和控制?口;通信线状态寄存器、MODEM状态寄存器、中断识别寄存器用来反映?口当前的状态。 有关寄存器的设置,请读者查阅相关资?。 8250的初始化编程步骤如下:1.将80H送通信线控制寄存器3FB(2FBH),使DLAB=1。 2.将分频系数送入除数寄存器,确定波特率3F9H(2F9H)、3F8H(2F8H)。 3.把D7=0的命令字送入通信线控制寄存器,确定一帧数据格式。 4.将中断允许命令字送中断允许寄存器3F9H(2F9H)。 查询方式时为0H。 5.设置MODEM控制寄存器3FCH(2FCH),查询方式时D3=0,中断方式时D3=1,以允许8250送出中断请求。 正常收发时应使D4=0,内环自检时使D4=1。 二、INT14H功能调用INT14H功能调用的子功能如下:功能号00H为初始化?口;功能号01H为向?口写数据;功能号02H为从?口读数据;功能号03H为读取?口状态。 在C语言中,可以使用int86()等函数设置寄存器变?后,直接使用上述功能调用,但最简单的方法是用bios()函数,它的函数说明是int bios(int cmd,charabyte,int port)。 其中,cmd是子功能号,abyte是初始化参数或待发送的字符,port是?口号。 Cmd取 0、 1、 2、3时,bios()的功能分别和INT14H的00H、01H、02H、03H子功能对应。 无论cmd取何值,返回值的高8位对应INT14H出口参数中的AH,低8位对应AL。 当cmd=0时,abyte为初始化参数;当cmd=1时,abyte是待发送数据;当cmd=2时,返回值的低8位是所接收到的数据;当cmd取1或2时,返回值的最高位为0,表示成功,否则失败;当cmd=3时,返回值为?口状态,高8位为通信线状态,低8位为MODEM状态。 三、单片机的?通信实验下面给出笔者实验时编写的单片机?通信源程序:org00hjmp mainorg23h;?中断入口地址jmp _int;?中断服务程序org30hmain:mov sp,#30h;设置堆栈lcall m;?口初始化jmp$;原地等待m:mov tmod,#20h;T1方式2mov tl1,#0f3h;定时器计数初值,波特率2400mov th1,#0f3h;定时器重装值setb ea;开总中断setb es;开?中断mov pcon,#00h;波特率?倍增mov scon,#50h;置?口工作方式1,REN=1允许接收setb tr1;定时器ret;返回_int:clr es;关?中断clr ri;清接收标志mov a,sbuf;从缓冲区取数据mov sbuf,ajnb ti,$;等待发送完毕clrti;清发送标志setb es;允许?中断reti;中断返回end该程序将MCU的?口初始化为2400bps的波特率,然后等待中断。 中断服务程序的功能是将所接收的数据发给计算机。 笔者最初用C语言编写的通信程序如下:#include?dos.h?#include?bios.h?main0int i;bios(0,0xa3,0);for(i=0;i256;i+)bios(1,i,0);printf(?%c?,i);while(!(bios(3,0,0)&0x0100);printf(?_%c?,bios(2,0,0)&0x00ff);printf(?n?);getch0;该程序无法实现与单片机的?口通信,用int86函数直接调用14H功能调用也?,所以笔者剖析了bios函数的执?过程,发现了问题所在。 笔者用图1所示的连接线将计算机的1和2连接起来,具体如图2所示,然后执?下列程序对bios函数的1号发送功能进?测试。 #include?dos.h?#include?bios.h?#define 3main()outportb(0x3fc,0);outportb(0x2fc,0);bios(0,0xa3,0);bios(0,0xa3,1);outportb(0x2fc,);printf(?%X?,bios(1,65,0)&0x8000);printf(?n?);getch();1和2初始化后,将2的MODEM控制寄存器(2FCH)的D 0、D1位置1,使2的DTR、RTS有效,从而使1的DSR、CTS有效。 程序显示的结果是0,说明发送正确。 通过改变程序中宏定义的值,可以改变1的DSR、CTS信号有效的组合。 结果表明,只有=3时,即DSR和CTS都有效时,bios才能发送成功。 当取 1、2或0,即DSR、CTS分别有效或全无效时,程序显示8000,表明发送失败。 利用下列程序段对bios的接收功能进?测试:#include?dos.h?#include?bios.h?#define1main()int a;outportb(0x3fc,0);outportb(0x2fc,0);bios(0,0xa3,0);bios(0,0xa3,1);outportb(0x3fc,);outportb(0x3f8,65);delay (10000);a=bios(2,0,1);printf(?%X,%c?,a&0x8000,a&0x00ff);printf(?n?);getch();可以得出如下结论:当cmd=0时,bios函数对?口初始化,写通信线控制寄存器和除数寄存器,设置数据帧格式和波特率,并写中断允许寄存器,清除所有中断允许位,?口读写只能工作于程序查询方式,但?写MODEM控制寄存器;当cmd=1时,bios函数发送数据,改写MODEM控制寄存器,使DTR、RTS信号有效,并查询MODEM状态寄存器,等待DSR、CTS两个回答信号,只有在一定延时内,两个回答信号都有效才发送成功;当cmd=2时,bios函数接收数据,改写MODEM控制寄存器使DTR有效,并查询MODEM状态寄存器,等待DSR回答信号,同样需在一定延时内得到回答否则接收失败;当cmd=3时,bios函数读取通信线状态寄存器和MODEM状态寄存器,并返回。 ?清了bios函数的执?过程,就可以用图3所示的连接进?通信,使?口的DTR和DSR短接,RTS和CTS短接,这样,只要bios使DTR、RTS有效,?可得到所需的回答信号。 在这种连接下,前面给出的?能通信的程序就可以正常通信了。 那么,能否用图1所示的简单三线连接进?计算机和单片机的?通信呢,答案是肯定的。 只要用上述程序中给出的inportb和outportb两个函数直接驱动8250即可,其说明如下:unsigned charinportb(int portid);void charinportb(int portid,unsigned charvalue);portid是硬件端口地址;Value是发送的字符数据。 下面是笔者编写的初始化、写?口、读?口函数。 void init(int ,int bps)int co_a,io_a;char ch;switch(bps)case110:ch=0x03;break;case150:ch=0x23;break;case300:ch=0x43;break;case600:ch=0x63;break;case1200:ch=0x83;break;case2400:ch=0xa3;break;case4800:ch=0xc3;break;case9600:ch=0xe3;break;default:ch=0xa3;co_a=(-1)?0x2fc:0x3fc;io_a=(-1)?0x2f8:0x3f8;bios(0,ch,-1);outportb(co_a,0);inportb(io_a);参数是?口号,1为1,2为2。 bps是所需的波特率。 这?是用bios函数实现初始化的大部分功能。 ?按照前边给出的8250初始化步骤,可以用下列程序段对1进?初始化:outportb(0x3fb,0x80);outportb(0x3f9,0);outportb(0x3f8,0x30);outportb(0x3fb,0x03);outportb(0x3f9,0);outportb(0x3fc,0);下面是写?口函数和读?口函数:void out(int ,charch)int st_a,io_a;st_a=(-1)?0x2fd:0x3fd;io_a=(-1)?0x2f8:0x3f8;while(!(inportb(st_a)&0x20);outportb(io_a,ch);int in(int ,char*ch)int st_a,io_a;st_a=(-1)?0x2fd:0x3fd;io_a=(-1)?0x2f8:0x3f8;if(inportb(st_a)&0x01)*ch=inportb(io_a);return1;else return0;out函数将ch从指定的?口发送出去,in函数从指定的?口读取字符,?成功则返回1并改写ch单元。 In函数?等待?口接收完毕,?无数据可读则立即返回,可以在主调函数中等待。 现在,我们可以用图1所示的连接进?计算机和单片机之间的?通信了,使用如下程序可以实现通信的实验:#includ