单片机和数字电台的串行通信

1、单片机和数字电台的串行通信一般的数字采集系统，是通过传感器将捕捉的现场信号转换为电信号，经模/数转换器ADC采样、量化、编码后，为成数字信号，存入数据存储器，或送给微处理器，或通过无线方式将数据发送给接收端进行处理。无线数据传输系统就是 样一套利用无线手段，将采集的数据由测量站发送到主控站的设备。 PTR2000是一种短程无线通信技术。本文给出了一种基于PTR2000技术的温度检测系统的硬件电路原理框图和通信程序流程图。本文以一远程温度检测系统为例，详细讲解了基于单片机无线数据传输技术的应用。本系统由温度检测单元，发送单元和接收单元构成，发送单元的MCU连接温度传感器，检测远程温度，处理后，通

2、过无线数据收发模块PTR 2000发送给接收单元的PTR 2000；通过无线数据收发模块PTR 2000接受发送单元发送过来的温度数据，传送给PC机，并在PC机上显示当前温度。本文详细分析了上述实现原理，并给出了主要程序代码，并通过了测试，有较强的实用价值。 系统由测量站和主控站两部分组成。测量站主要完成对现场信号的采集、存储，接收遥控指令并发送数据。主控站的主要工作是发送遥控指令、接收数据信息、进行数据处理和数据管理、随机显示打印等。 2 AT89C51与数字电台的串行通信 Atmel公司的AT89C51单片机，是一种低功耗、高性能的、片内含有4KB Flash ROM的8位CMOS单片机，

3、工作电压范围为2.76V（实际使用+5V供电），8位数据总线。它有一个可编程的全双工串行通信接口，能同时进行串行发送和执着收。通过RXD引脚（串行数据接收端）和TXD引脚（串行数据发送端）与外界进行通信。 2.1 通信协议与波特率 数字电台与单片机、终端主控机的通信协议为： 通信接口标准串行RS232接口，9线制半双工方式； 通信帧格式1位起始位，8位数据位，1位可编程数据位，1位停止位； 波特率1200 baud。 数字电台选用Motorola公司的GM系列车载电台，工作于VHF/UHF频段，可进行无线数传（9线制标准串行RS232接口），也可进行话音通信；采用二进制移频键控（2FSK）调制

4、解调方式，符合国际电报电话咨询委员会CCITT.23标准。在话带内进行数字传输时，推荐在不高于1200b/s数据率时使用。实际使用时，电台工作于220240MHz频率范围，采用半双工方式（执行收、发操作，但不能同时进行）即可满足系统要求。 2.2 AT89C51串行口工作方式 AT89C51串行口可设置四种工作方式，可有8位、10位和11位帧格式。本系统中，AT89C51串行口工作于方式3，即鳘帧11位的异步通信格式：1位起始位，8位数据位（低位在前），1位可编程数据位，1位停止位。 发送前，由软件设置第9位数据（TB8）作奇偶校验位，将要发送的数据写入SBUF，启动发送过程。串行口能自动把T

5、B8取出，装入到第9位数据的位置，再逐一发送出去。发送完毕，使TI=1。 接收时，置SCON中的REN为1，允许接收。当检测到RXD（P3.0端有“1”到“0”的跳变（起始位）时，开始接收9位数据，送入移位寄存器（9位）。当满足RI=0且SM2=0或接收到的9位数据为1时，前8位数据送入SBUF，第9位数据送入SCON中的RB8，置RI为1；否则，这次接收无效，不置位RI。 串口方式3的波特率由定时器T1的溢出率与SMOD值同时决定： 方式3波特率=T1溢出率/n 当SMOD=0时，n=32；SMOD=1时，n=16。T1溢出率取决于T1的计数速率（计数速率=fosc/12）和TI预置的初值。

6、 定时器T1用作波特率发生器，工作于模式2（自动重装初值）。设TH1和TL1定时计数初值为X，则每过“2 8-X”个机器周期，T1就会发生一次溢出。初值X确定如下： X=256-fosc(SMOD+1)/384BTL 本系统中，SMOD=0，波行率BTL=1200，晶振fosc=6MHz，所以初值X=F3H。 2.3 AT89C51与数字电台的硬件连接 AT89C51与数字电台的硬件连接如图3所示。 系统采用异步串行通信方式传输测量数据。利用单片机串口与数字电台RS232数据口相连。电台常态为收状态（PPT=0，收状态；PPT=1，发状态），单片机P3.5脚输出高电平。单片机使用TTL电平，电

7、台使用RS232电平，由MAX232完成TTL电平与RS232电平之间的转换。3片光电耦合器6N137实现单片机与电台之间的电源隔离，增强系统抗干扰性能。 单片机通过带控制端的三态缓冲门74HC125、非门74HC14控制电台的收发转换，以及指令的接收和数据发送。接收时，P3.5=1,c2=1，74HC125B截止；P3.5经74HC14反相、光电隔离，使电台PPT脚为低电平，将其置为接收状态；同时c1=0，74HC125A导通，接收的指令由电台的RXD端输入，经MAX232电平变换、光电隔离、74HC125A缓冲门，送入单片机RXD脚。发射时，P3.5=0，经74HC14反相、光电隔离，使电

8、台PPT脚为高电平，将其置为发射状态；同时c1=1，74HC125A截止，c2=0，74HC125B导通，数据由单片机TXD脚输出，经74HC125B缓冲门、光电隔离、MAX232电平变换，通过电台TXD端口将数据发送出去。 3 通信软件设计 通信软件至关重要，一旦出现问题，整个系统就会瘫痪。采取差错控制与容错技术是非常重要的。 *主控站发送的指令中包含一定数量的同步符55H和3字节的密码。测量站在连续收到5个同步符后进行密码验证，验证通过后正式接收指令字节；如未通过，则测量站发一信号让主控站重发，三次验证不过则停发该命令。测量站发/主控站收时，验证方式与此相同。验证通过后，测量站开始发送数据

9、。 *一个指令由3字节构成，第二字节等于第一字节加上35H，第3字节等于第二字节加上36H。如果收到的指令不符合此规则，则重发该命令，连续三次错误时停发。 *主控站每发一个指令，测量站都回送一个应答信号。该应答信号中包含原指令样本。 下面给出单片机串行口与电台的基本通信程序。 初始化程序： BTL EQU 2FH ；波特率放在内部RAM的2FH单元 MOV TMOD，#21H；T0方式1，16位计数器，T1方式2，串口用 SETB TR0 ；启动T0 MOV BTL，#0F3H ；波特率设定为1200 MOV SCON，#0C0H；串口方式3，9位数据，禁止接收 接收及验证程序： NUM EQ

10、U 2BH ；同步符个数值存放在内部RAM的2BH单元 TEMP EQU 2CH ROM-CH：DB 55H，55H，55H，55H，55H，55H，55H，55H，55H，55H DB 55H，55H，55H，55H，55H，55H，55H，55H，55H，55H ；20字节同步符 MIM DB WSC：3字节密码“WSC” SETB P3.5 ；置电台收状态 SETB REN ；允许串口接收 A1：MOV NUM，#0 ；记录连续到同步符55H的个数 A2：JB RI，A2 ；串口有数据转A3 A3：CLR RI ；清接收中断标志 MOV A，SBUF ；读串口数据 CJNE A，#55H

11、，A1；不是同步符转A1 INC NUM ；收到的同步符个数加1 MOV A，NUM ；取收到的同步符个数 CJNE A，#5，A2 ；未收够连续5个55H转A2 A4:MOV NUM,#0 ;密码验证，记录收到密码字节数 A5：MOV DPTR，#MIM；密码字符首址 MOV A，NUM MOVC A，A+DPTR；查表取密码 MOV TEMP，A ；保存密码 JB RI，A6 ；串口收完一个字节转A6 A6：CLR RI ；清接收中断标志 MOV A，SBUF ；读串口数据 CJNE A，TEMP，A4；与密码不符转A4 INC NUM ；收到的密码个数加1 MOV A，NUM ；取已收到

12、的密码字节数 CJNE A，#3，A5 ；密码未收完转A5 发送程序： CLR P3.5 ；置电台发状态 MOV B，#23 MOV DPTR，#ROM-CH B1：CLR A MOVC A，A+DPTR；查表发送同步符和密码共24字节 INC DPTR LCALL SEND-CH ；调发送单字节子程序 DJNZ B，B1 CLR A MOV DPTR，#7000H；外部RAM数据首址，发送外部RAM中的数据到电台 B2：CJNE R4，#0，B3 CJNE R3，#0，B3；R4R3=发送字节数 B3：MOVX A，DPTR；取数据 INC DPTR LCALL SEND-CH CJNE R3，#0，B4 CJNE R4，#0，B5 B4：DEC R3 LJMP B2 DEC R3 DEC R4 LJMP B2 SEND-CH：SETB TB8 MOV SBUF，