单片机多串行口设计方案
单片机多机串口的通信
摘要本文详细介绍了基于RS-485总线的单片机与多台单片机间的串行通信原理、实现方法和相应的通信硬件、软件设计。
该设计是由单片机与单片机组成的主从控制系统，其中单片机做为上位机对下位单片机是实现控制和监视功能。
它包括通信和控制两个功能模块。
单片机作为下位机在整个系统中属于从属地位，主要用来接收上位机的命令。
由于此通信的单片接口是RS232的9针接口，且下位机数目有限（32台）。
所以本设计采用了RS485总线以及RS232转RS485的协议芯片以满足长距离多机通信，本文讨论了总线接口转换、主从式通信协议设计方法，给出了采用中断式处理的通信过程流程图，并叙述了设计过程中必备的绘图软件Protel DXP的应用，以及编辑源代码软件keil uVision2的应用，实现了单片机对多个单片机组成采集终端的通信与管理。
关键词：单片机单片机RS-485 通信AbstractThe communication 、realized method and corresponding design of hardware and software between 单片and multiple MCUs based on RS-485 is described in detai in the article. This design instroduces a pincipal and subordinate control system which is composed of 单片and single chip. Divided from its function, it includes two parts: communication and control, in which 单片is used as master, and MCUs is used as slave so as to receive the single order from the master.The bus interface conversion and the design of master-slave communication protocol is introduced and The program flowchart of communication with interrupt process is also given. In the process of design, the use of unnecessary painter software and code editor software is depicted so that realize the communication and administration between 单片and multiple MCUs which composed collection terminal.Keywords: 单片MCUs RS-485 communication目录第一章绪论 (1)第二章课题实施方案 (2)2.1 系统硬件设计 (2)2.2 系统软件设计 (3)第三章硬件电路设计 (9)3.1 C51单片机结构 (9)一CPU结构 (10)二ROM存储器 (11)三I/O端口 (11)四定时器/计数器 (12)五中断系统 (13)3.1.2 51单片机引脚功能及其连接 (13)3.1.3 51 中断系统 (15)3.1.4 C-51的串行通信 (15)3.2.1串行接口RS232结构与引脚功能 (21)3.3 Protel DXP 2004原理图设计 (23)3.3.1 Protel 2004的基本操作 (23)3.3.2绘制原理图 (25)3.3.3制作芯片原理图库 (27)第四章软件电路设计 (30)4.1 系统的通信协议 (31)4.2 C51编程实现单片机与单片机之间的串行通信 (31)4.3 Windows集成开发环境uVision2 (35)4.3.1启动uVision2 (35)4.3.2创建程序 (36)总结 (41)致谢 (42)参考文献 (43)第一章绪论单片机由于其具有控制功能强、设计灵活和性能价格比高的特点。
单片机串行通信实验报告(实验要求、原理、仿真图及例程)
《嵌入式系统原理与实验》实验指导实验三调度器设计基础一、实验目的和要求1.熟练使用Keil C51 IDE集成开发环境，熟练使用Proteus软件。
2.掌握Keil与Proteus的联调技巧。
3.掌握串行通信在单片机系统中的使用。
4.掌握调度器设计的基础知识：函数指针。
二、实验设备1.PC机一套2.Keil C51开发系统一套3.Proteus 仿真系统一套三、实验容1.甲机通过串口控制乙机LED闪烁（1）要求a.甲单片机的K1按键可通过串口分别控制乙单片机的LED1闪烁，LED2闪烁，LED1和LED2同时闪烁，关闭所有的LED。
b.两片8051的串口都工作在模式1，甲机对乙机完成以下4项控制。
i.甲机发送“A”，控制乙机LED1闪烁。
ii.甲机发送“B”，控制乙机LED2闪烁。
iii.甲机发送“C”，控制乙机LED1，LED2闪烁。
iv.甲机发送“C”，控制乙机LED1，LED2停止闪烁。
c.甲机负责发送和停止控制命令，乙机负责接收控制命令并完成控制LED的动作。
两机的程序要分别编写。
d.两个单片机都工作在串口模式1下，程序要先进行初始化，具体步骤如下：i.设置串口模式（SCON）ii.设置定时器1的工作模式（TMOD）iii.计算定时器1的初值iv.启动定时器v.如果串口工作在中断方式，还必须设置IE和ES，并编写中断服务程序。
（2）电路原理图Figure 1 甲机通过串口控制乙机LED闪烁的原理图（3）程序设计提示a.模式1下波特率由定时器控制，波特率计算公式参考：b.可以不用使用中断方式，使用查询方式实现发送与接收，通过查询TI和RI标志位完成。
2.单片机与PC串口通讯及函数指针的使用（1）要求：a.编写用单片机求取整数平方的函数。
b.单片机把计算结果向PC机发送字符串。
c.PC机接收计算结果并显示出来。
d.可以调用Keil C51 stdio.h 中的printf来实现字符串的发送。
单片机输入输出接口设计及其在工业自动化系统中的应用研究
单片机输入输出接口设计及其在工业自动化系统中的应用研究概述随着工业自动化技术的发展，单片机作为一个重要的控制核心，广泛应用于各种自动化设备中。
单片机的输入输出接口设计是工业自动化系统中的核心环节之一，它对于系统的功能实现和性能提升具有重要影响。
本文将探讨单片机输入输出接口的设计原理以及在工业自动化系统中的应用研究。
一、单片机输入输出接口设计原理单片机的输入输出接口设计涉及到外部设备与单片机之间的数据传输和控制。
在设计该接口时，需考虑接口类型、信号电平、数据处理等多方面因素。
1. 接口类型常见的单片机输入输出接口类型包括并行口、串行口、模拟输入输出等。
其中，并行口适用于大容量数据传输，串行口适用于远距离传输，而模拟输入输出适用于连续变化的信号处理。
根据不同的应用需求选择合适的接口类型。
2. 信号电平单片机输入输出接口的设计中需要考虑信号电平的匹配问题，当外部设备与单片机接口工作时，其电平匹配与兼容性对于成功传输数据起着至关重要的作用。
需要考虑到信号电平的高低电平范围、低电平电流、驱动能力等参数，以确保信号的稳定传输。
3. 数据处理在单片机输入输出接口设计中，数据的处理是关键环节之一。
通过对输入信号的采集、处理和输出信号的生成，实现单片机与外部设备之间的数据交互。
需要根据具体的应用需求选择合适的数据处理算法和相关技术，以提高系统的响应速度和精度。
二、单片机输入输出接口在工业自动化系统中的应用研究单片机输入输出接口在工业自动化系统中具有广泛的应用，涉及到工业控制、仪表检测、数据采集等方面。
1. 工业控制在工业自动化系统中，单片机输入输出接口设计是实现各种工业控制的基础。
通过与传感器、执行器、人机界面等设备的连接，单片机可以实现对温度、压力、流量等工艺参数的采集和控制。
通过合理的输入输出接口设计，可以实现对设备的实时监测和控制，提高工业生产的效率和质量。
2. 仪表检测单片机输入输出接口设计在仪表检测领域也有重要应用。
单片机串口通信设计方案
单片机串口通信设计方案1.绪论1.1课题背景及意义目前，单片机的发展速度大约每两、三年要更新一代，集成度增加一倍，功能翻一番。
其发展速度之快、应用范围之广已达到了惊人的地步，它已渗透到生产和生活的各个领域，应用非常广泛。
在汽车、通信、智能仪表、家用电器和军事设备的智能化以及实时过程控制等方面，单片机都扮演着非常重要的角色[1]。
因此单片机的设计开发具有广阔的前景。
所以，对于电气类学生而言，学习一种单片机的开发是十分必要的。
而51系列的单片机，随着半导体技术的发展，其处理速度更快，性能更优越，在工业控制领域上占据十分重要的地位，通过对51系列单片机的学习而掌握单片机开发的过程是一种不错的选择。
然而单片机是一门综合性、实践性都很强的学科，其学习涉及的实验环节比较多，硬件设备投入比较大，对于大多数人而言很难投入大笔资金去购买实验器件。
而且要进行硬件电路测试和调试，必须在电路板制作完成、元器件焊接完毕之后进行，但这些工作费时费力。
因此引入EDA软件仿真系统建立虚拟实验平台，不仅可以大大提高单片机的学习效率，而且大大减少硬件设备的资金投入，同时降低对硬件设备的维护工作。
EDA设计思路是：从元器件的选取到连接、直至电路的调试、分析和软件的编译，都是在计算机中完成，所用的工作都是虚拟的。
虽然现在的电路设计软件已经很多，诸如PROTEL、ORCAD、EWB 、Multisim等，不过这些软件之间的差别都不大：都有原理图和PCB制作功能，都能进行诸如频率响应，噪音分析等电路分析，主要用于模拟电路、数字电路、模数混合电路的性能仿真与分析，但对于单片机设计及软件编程，最重要的是两者的联调，这些软件都无法实现，所以造成了单片机系统设计周期长、设计费用高等缺点[2]。
新款的EDA软件Proteus解决了上述软件的不足，成为目前最好的一款单片机学习仿真软件。
Proteus 软件是由英国Lab Center Electronics 公司开发的EDA 工具软件。
51单片机串行口扩展电路设计及其应用
随着 单 片机 技 术 的 不 断 发展 ， 别是 网络 技 术 特 在测 控领 域 的广 泛应 用 ， 由单 片 机 构成 的多 机 网络 测 控系统 已成 为单 片 机技术 发 展 的一个 方 向 ｌ。笔 １ ｊ 者在 研究 水 厂 的数 据 采 集 和控 制 系 统 的过 程 中 ， 设 计 了 主从 式 多机 测控 系 统 。在 系 统 中 ，１ 片机 一 ５单 方面要和 Ｐ Ｃ机 通 信 ， 方 面 又 要 和 下 位 机 及 仪 表 一
扩展 串 口数 量 多 、 扩 展单 片机 的软 硬 件 资 源 占用 对 少 、 占用 上位 机外 部 中断资 源 （ 不 其他并 口数据 总线 扩 展方 案都 需 要至 少一 条或 者多 条外 部 中断 ）使 用 ，
方法简单 、 待扩展串口可实现较高的波特率 、 ｌ ｏ ｔ ｆ １Ｓｎ ｌ ｈｐＭｉ ｏｏ Ｓ Ｍ ） ｅｉ ｒ ｉｇｅＣ ｉ ｃ ｃ （ Ｃ ａｐ ｏ ５ ｙ
Ｌ Ｕ ｎ － ｕ Ｉ Ｘｉｇ ｈ ａ
（ ｕａ ｎ ｅ ｉ ｆ ｅｈ ｏ ｇ ，ｕｈｕ３０ １ ，ｈｎ） Ｆｊ ｎＵ ｉ ｒｔ ｏＴ ｃｎｌ ｙＦ ｚｏ ５０４ Ｃ ｉａ ｉ ｖ ｓｙ ｏ
Ｊｎ ｕ．
２ ０ ０７
单片机双机串行实验报告
单片机双机串行实验报告实验目的：通过单片机实现双机串行通信功能，掌握串行通信的原理、方法和程序设计技巧。
实验原理：双机串行通信是指通过串行口将两台单片机连接起来，实现数据的传输和互动。
常用的串行通信方式有同步串行通信和异步串行通信。
异步串行通信是指通过发送和接收数据时的起始位、停止位和校验位进行数据的传输。
而同步串行通信是指通过外部时钟信号进行数据的同步传输。
实验器材：1.两台单片机开发板（MCU7516）2.两个串口线3.两台计算机实验步骤：1.将两台单片机开发板连接起来，通过串口线连接它们的串行口。
2.在两台计算机上分别打开串口调试助手软件，将波特率设置为相同的数值（例如9600）。
3.在编程软件中，编写两个程序分别用于发送数据和接收数据。
4.在发送数据的程序中，首先要设置串口的波特率、数据位、停止位和校验位，并将数据存储在缓冲区中。
然后利用串口发送数据的指令将数据发送出去。
5.在接收数据的程序中，同样要设置串口的参数。
然后使用串口接收数据的指令将接收到的数据存储在缓冲区中，并将其打印出来。
实验结果与分析：经过实验，我们成功地实现了单片机之间的双机串行通信。
发送数据的单片机将数据发送出去后，接收数据的单片机能够正确地接收到数据，并将其打印出来。
实验中需要注意的是，串口的波特率、数据位、停止位和校验位必须设置为相同的数值。
否则，发送数据的单片机和接收数据的单片机无法正常进行通信。
同时，在实验之前，需要了解单片机开发板支持的串口通信相关的指令和函数。
实验总结：通过本次实验，我们深入了解了单片机之间的双机串行通信原理和方法。
掌握了串口的设置和使用方法，以及相关的指令和函数。
在实验中，我们学会了如何通过串行口实现数据的传输和互动，为今后的单片机应用和开发打下了基础。
同时，我们还发现，双机串行通信在实际应用中有着广泛的用途。
例如，可以通过串行通信实现两台计算机之间的数据传输，或者实现单片机与计算机之间的数据收发。
单片机双机之间的串行通讯设计报告
单片机双机之间的串行通讯设计报告摘要:本文介绍了一种基于单片机的双机之间的串行通讯设计。
该设计使用两个单片机，通过串行通信协议进行数据传输。
通讯过程中，两台单片机之间通过数据线连接，并使用中断方式进行数据接收和发送。
同时，本文还介绍了串行口工作方式 0 的应用，以及如何使用移位寄存器进行串行口扩展。
通过该设计，可以实现两台单片机之间的高速数据传输，并且具有良好的稳定性和可靠性。
关键词：单片机，串行通讯，中断方式，移位寄存器，串行口扩展一、引言串行通讯是计算机系统中常用的一种数据传输方式，它可以实现不同设备之间的数据传输。
在单片机应用中，串行通讯也是一种常见的数据传输方式。
本文介绍了一种基于单片机的双机之间的串行通讯设计，该设计使用两个单片机通过串行通信协议进行数据传输。
本文还介绍了串行口工作方式 0 的应用，以及如何使用移位寄存器进行串行口扩展。
通过该设计，可以实现两台单片机之间的高速数据传输，并且具有良好的稳定性和可靠性。
二、设计原理该串行通讯设计使用两个单片机，分别为发送单片机和接收单片机。
发送单片机将数据通过串行口发送到接收单片机，接收单片机再将接收到的数据进行处理。
两台单片机之间通过数据线连接，并使用中断方式进行数据接收和发送。
在串行通讯中，数据是通过串行口进行传输的。
串行口工作方式0 是一种常见的串行口工作方式，它使用移位寄存器进行数据接收和发送。
在移位寄存器中，数据被移位到寄存器中进行传输，从而实现了数据的串行传输。
三、设计实现1. 硬件设计在该设计中，发送单片机和接收单片机分别使用一个串行口进行数据传输。
发送单片机将数据通过串行口发送到接收单片机，接收单片机再将接收到的数据进行处理。
两台单片机之间通过数据线连接，并使用中断方式进行数据接收和发送。
硬件设计主要包括两个单片机、串行口、数据线和中断控制器。
其中，两个单片机分别拥有自己的串行口，并且都能够接收和发送数据。
数据线将两台单片机连接在一起，中断控制器用于处理数据的接收和发送。
串行口实验报告
图 5-1 电路原理图
-1-
3、程序设计流程（预习）
姓名：
开始
设置串口工作方 式
并入 74166 数据
学号：
4、实验结果及分析
将 74166 数据移 位串出
数据处理，将处 理后的数据送给 P1 口显示
结束
图 5-2 程序流程图
图（1）
-2-
图（2）
姓名：
学号：
图（3）
分析：这次试验将原有的 74164 改为 74166，74166 作为一款并入串出的移位寄存器，将并 口采集到的电平信号通过串口送入单片机，再把信号送到 P1 端口显示，所以外部哪几个按 键按下时，P1 口对应的哪几个灯点亮
姓名：
实 验 报 告5
学号：
实验项目名称： 串行口实验
同组人：
实验时间： 月 号
实验室： K2-407 单片机室 指导教师： 胡蔷
一、实验目的：
（l）学习单片机串行口的应用。串行口 4 种工作方式的区别，波特率设置，串行口初始化。
（2）熟悉 Proteus 软件电路设计和 Keil 软件程序调试方法。
判断 3 个按键 是否按下
串口发送 对应字符
图 5-4 程序流程图
分析：程序中设置为每一个按键分别显示一句话
-4-
姓名：
学号：
四、思考题： AT89S51 单片机串行口有几种工作方式，有几种帧格式？各种工作方式的波特率如何确定？
指导教师批阅及成绩
-5-Βιβλιοθήκη 重点：串行口 4 种工作方式的区别应用
二、实验顶备知识： （l）AT89S51 串行口的基本原理，方式 0 的扩展应用，单片机与 PC 机的通信方式。 （2）Proteus 软件应用，Keil 软件程序调试应用。
第7章AT89S51单片机的串行口
PCONSMOD — — — GF1 GF0 PD IDL
GF1,GF0:用户可自行定义使用的通用标志位 GF1: General purpose Flag bit. GF0 :General purpose Fபைடு நூலகம்ag bit.
PD:掉电方式控制位 Power Down bit. =0:常规工作方式. =1:进入掉电方式:振荡器停振片内RAM和SRF的
例如:120字符/秒,1个字符10位, 波特率为:120×10=1200bps 平均每一位传送占用时间:Td=1/1200=0.833ms
常用的波特率有:(离散) 19200/9600/4800/2400/1200/600/300/150/100
/50, 还有10M/100M
7.1.1 与串行通信有关的寄存器
TB8:在串行工作方式2和方式3中,是要发送的第9位数据。 The 9th bit that will be transmitted in modes 2&3. Set/Cleared
by software 多机通信中: TB8=0 表示发送的是数据;
TB8=1 表示发送的是地址.
RB8:在串行工作方式2和方式3中,是收到的第9位数据.该数据来自发
REN:串行口接收允许控制位 Set/Cleared by software to Enable/Disable reception
=1 允许接收; (SETB REN) =0 禁止接收.
系统复位后,REN=0,不允许接受
SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI
模式选择 多机通讯位 允许接收位 发送、接收第9位 发送、接收标志
1
1
3 Split timer mode (Timer 0) TL0 is an 8-bit Timer/Counter controlled by the
单片机串行通信
1.单片机串行通信的概述在通信领域内，有两种数据通信方式：并行通信和串行通信。
随着计算机网络化和微机分级分布式应用系统的发展，通信的功能越来越重要。
通信是指计算机与外界的信息传输，既包括计算机与计算机之间的传输，也包括计算机与外部设备，如终端、打印机和磁盘等设备之间的传输。
串行通信是指使用一条数据线，将数据一位一位地依次传输，每一位数据占据一个固定的时间长度。
其只需要少数几条线就可以在系统间交换信息，特别使用于计算机与计算机、计算机与外设之间的远距离通信。
使用串口通信时，发送和接收到的每一个字符实际上都是一次一位的传送的，每一位为1或者为0。
在串行通信中，把通信接口只能发送或接收的单向传送办法叫单工传送；而把数据在甲乙两机之间的双向传递，称之为双工传送。
在双工传送方式中又分为半双工传送和全双工传送。
半双工传送是两机之间不能同时进行发送和接收，任一时该，只能发或者只能收信息。
51系列单片机有一个可编程的全双工串行通信接口，它可作异步接收发送器用，也可做同步移位寄存器用，其帧格式可有8位、10位或11位，并能设置各种波特率，给使用带来很大的灵活性。
51系列单片机有两个物理上独立的接收、发送缓冲器SBUF，它们只占用同一地址99H，可同时发送、接送数据。
发送缓冲器只能写入，不能读出，接收缓冲器只能读出、不能写入。
串行发送接收的速率与波特率发生器产生的移位脉冲同频。
51系列单片机用定时器T1或直接用CPU时钟作为通信波特率发生器的输入，在串行接口的不同工作方式中，波特率发生器从两个输入信号中选择一个分频，产生移位脉冲来同步串口的接收和发送，移位脉冲的速率即是波特率。
接收器是双缓冲结构，在前一个字节被从接收缓冲器SBUF读出之前，第二字节即开始被接收。
但是，若在第二个字节接收完毕后，前一个字节还未被CPU 读取的话，第二个字就会覆盖第一个字节，造成第一个字节的丢失。
接收器是双缓冲结构，串行口的发送和接收都是以特殊功能寄存器SBUF的名义进行读或写的。
基于RS485单片机多机串行通信的电子开关设计
基于RS485单片机多机串行通信的电子开关设计作者：周杰郝丽娜李帅李智来源：《现代电子技术》2012年第03期摘要：针对大中型传送带传送过程中位置跑偏的检测，设计了基于Rs 485单片机多机串行通信的电子开关。
介绍了该电子开关的总体方案及硬件电路设计，该电子开关采用Rs485通信，不仅抗干扰能力好，并能够实现长距离通信且可以避免多个从机同时与主机通信时产生数据冲突的问题。
实验表明，该电子开关结构简单、性能稳定，可应用于工业控制、检测等领域中。
关键词：RS485；单片机；串行通信；电子开关中图分类号：TN919-34文献标识码：A文章编号：1004-373X(2012)03-0177-05目前多机串行通信是通信控制领域的主流通信方式，数据通信、计算机网络、分布式工业控制系统及其测控领域中，经常采用串行通信来达到信息交换的目的。
多机串行通信控制网络是物理层采用Rs485通信接口所组成的多机串行通信工控设备网络，RS485既是物理层的协议标准，也是串行通信接口的电气标准。
这种通信接口可以十分方便地将许多设备组成一个控制网络。
RS485通信方式有很多优点，首先它的通信距离比较远，通常可以做到数百米甚至千米以上，而且还可以实现多点通信方式，从而可以建立一个小范围内的局域网，因而更有实用价值。
Rs485采用差模信号传输方式，与地电平关系不大，因而它抗干扰的能力比较好，即便在信号电压比较小的情况下也能获得稳定的传输。
1总体方案及硬件设计该电子开关系统的设计要求主机能够与从机之间进行地址确认并相互通信，从机能够准确检测到被测信号，主机能够接收从机传来的数据信号，并通过液晶显示器和发光二极管显示，同时采用RS485总线主从机可以实现长距离通信。
主从机采用的主要核心芯片均为单片机，考虑单片机性能及实际运行环境的需要，选用AT89$51单片机，串行通信网络结构如图l所示。
(1)主机使用主要器件：AT89S51 MAX4851602LCD LED RESISTORS CAP CRYSTAL,(2)从机使用主要器件：AT89S51 MAX485 RE-SISTORS CAP CRYSTAL主机主要功能：(1)与从机之间进行地址确认。
计算机与多台单片机的串行通信方案实现郭克
Value Engineering String sdate =maxslh.substring(1,9);String lsh =maxslh.substring(9,13);if(sdate.equals(date)){int a =Integer.parseInt(lsh);a =a+1;String newlsh =(new DecimalFormat("0000")).format(a);newslh ="C"+date+newlsh;slh=newslh;}else{newslh ="C"+date+"0001";slh =newslh;}}}系统的操作界面友好、简单易用、操作方便，如图3所示。
4结束语住房用地分割登记有助于依法维护用地者的合法权益，有助于查处违法用地，使合法用地者能够办理土地使用登记，可以有效避免违法用地开发，对建立公平有序的房地产开发的土地市场具有十分重要的意义。
本系统的设计改进了原有分割登记流程，可以很大程度上优化土地管理部门的工作效率，提高公共行政部门的信息化管理形象。
参考文献：[1]张欢,周卫军.地籍管理信息系统研究进展[J].宜春学院学报,2010,(8):79-81,98.[2]田芳莲,孙延梅.基于GIS 的城镇地籍管理信息系统设计[J].价值工程，2010,（36）:144-145.[3]赵盼盼,马晓红,赵立立.地籍管理信息系统的研究[J].中小企业管理与科技,2009,10(30):280-281.[4]敦力民.城市地籍信息管理系统的设计与实现[D].北京:中国科学院研究生院,2006.0引言现代的靶场测试现场，通常采用分布式测试系统，以便完成多点测试，提高测试效率。
由于单片机的运算能力较差，因此在对数据进行复杂处理时，通常需要使用计算机系统，因此，在许多实时控制和数据采集系统中，通常采用计算机和多台单片机构成主从式分布测试系统，这样不仅可以发挥单片机功能强、抗干扰性能好、面向控制等优点，而且可以利用计算机弥补单片机在数据处理方面的不足。
MCS-51单片机的串行口及串行通信技术
MCS-51单⽚机的串⾏⼝及串⾏通信技术数据通信的基本概念串⾏通信有单⼯通信、半双⼯通信和全双⼯通信3种⽅式。
单⼯通信：数据只能单⽅向地从⼀端向另⼀端传送。
例如，⽬前的有线电视节⽬，只能单⽅向传送。
半双⼯通信：数据可以双向传送，但任⼀时刻只能向⼀个⽅向传送。
也就是说，半双⼯通信可以分时双向传送数据。
例如，⽬前的某些对讲机，任⼀时刻只能⼀⽅讲，另⼀⽅听。
全双⼯通信：数据可同时向两个⽅向传送。
全双⼯通信效率最⾼，适⽤于计算机之间的通信。
此外，通信双⽅要正确地进⾏数据传输，需要解决何时开始传输，何时结束传输，以及数据传输速率等问题，即解决数据同步问题。
实现数据同步，通常有两种⽅式，⼀种是异步通信，另⼀种是同步通信。
异步通信在异步通信中，数据⼀帧⼀帧地传送。
每⼀帧由⼀个字符代码组成，⼀个字符代码由起始位、数据位、奇偶校验位和停⽌位4部分组成。
每⼀帧的数据格式如图7-1所⽰。
⼀个串⾏帧的开始是⼀个起始位“0”，然后是5〜8位数据（规定低位数据在前，⾼位数据在后），接着是奇偶校验位（此位可省略），最后是停⽌位“1”。
起始位起始位"0”占⽤⼀位，⽤来通知接收设备，开始接收字符。
通信线在不传送字符时，⼀直保持为“1”。
接收端不断检测线路状态，当测到⼀个“0”电平时，就知道发来⼀个新字符，马上进⾏接收。
起始位还被⽤作同步接收端的时钟，以保证以后的接收能正确进⾏。
数据位数据位是要传送的数据，可以是5位、6位或更多。
当数据位是5位时，数据位为D0〜D4；当数据位是6位时，数据位为D0〜D5；当数据位是8位时，数据位为D0〜D7。
奇偶校验位奇偶校验位只占⼀位，其数据位为D8。
当传送数据不进⾏奇偶校验时，可以省略此位。
此位也可⽤于确定该帧字符所代表的信息类型，“1"表明传送的是地址帧，“0”表明传送的是数据帧。
停⽌位停⽌位⽤来表⽰字符的结束，停⽌位可以是1位、1.5位或2位。
停⽌位必须是⾼电平。
接收端接收到停⽌位后，就知道此字符传送完毕。
单片机多机串行通讯的设计
会 因为主 、 机之 间的数据 通讯 而被打 断 。 从
３ 通讯 协 议
在 多 机通 讯 过程 中， 必须 要遵 循 一 定 的通 讯 协 议 。这个 协议 往往 要 规定 串行工 作 方 式 、 讯 时的 通
波特率、 通讯 数据格 式等一 系列复 杂 的技术 问题 ， 为
交换过程 中， 其它从 机如果 不采取相 应的数据 识别技
维普资讯
第 ２ ２卷 第 ９期 ２０ ０ ６年 ９月
甘 肃科 技
Ｇａ ｕ Ｓｃｅ ｅ ａ ｃ ｏｌ ｇ ｎｓ ｉｎｃ ｎｄ Ｔｅ ｈｎ ｏ ｙ
ｖ０ ．２ Ｎ ｏ ９ Ｚ ２ ．
Ｓ ｐ ｅ．
２ ０６ ０
单片 机 多机 串行通 讯 的设 计
“ ” 代 表地址 帧 ； ０ ， 表数据 帧 。 １， 为“ ” 代
（ ）设 定两 机 间 的通 讯 波 特 率 （ 如 波 特 率 为 ２ 例
２ ０）。 ４０
在 多机 通 讯 过程 中 ， 机 首先 要解 决 的是 如 何 从
识别 主机发送 的是 地址 信息还 是数 据信息 。当发送 的是地址 信息 时 ， 从 机 都 响应 串 口中 断 。接 收 主 各 机下发 的一帧 地址 数据 ， 当主机 发送数据 帧时 ， 而 无
接 收主机 的数 据块 ， 向 主机 发 送 数据 块 。 主机 发 或 送 的控制命 令代 码有 如下 两种 ： Ｏ Ｈ： 求从 机接 收主机 下发 的数据 块 ０ 要 ０ Ｈ： 求从 机 向主机发 送数据 块 。 １ 要 数据 块组 成 格 式 为 ： １帧 为数 据 块 长度 随后 第
发 送一 帧地址 信息 时 ， 保持 这 帧 数据 的第 ９位 为 应 “ ” 从 机按 照工作 方 式 ２或 工作 方 式 ３运 行 时 ， １， 将 串行 口控 制 寄 存 器 Ｓ ＯＮ 中 的 控 制 位 Ｓ Ｃ Ｍｚ置 为 “ ” 当所接 收 的一 帧数据 的第 ９位为 “ ” 所 有从 机 １， １， 均产 生 串 口中断 ， 收这 一 帧地 址 数据 并 与 各 自的 接 从 机 地址进 行 比较 ， 以判 断主机是 否要 与本 机通讯 。 接收 到的 地址 数据 与从 机 地 址 相 等 的 为被 呼 叫 从 机 ， 从机将 串行 口控 制寄 存器 Ｓ ＯＮ 中的控 制 位 该 Ｃ Ｓ Ｍ 清 为“ ” 去 接收 主机 发来 的数据 帧 （ ０， 数据 帧 的 第 ９位 为 ０ ， 时 ， 管 接 收到 的 第 ９位 数 据 是 否 ）此 不 为“ ” 都要 产生 串 口 中断 ， １， 这就 保 证 了 主机 与 被 叫
CD4052 单片机串行口扩展技术应用
CD4052 单片机串行口扩展技术应用CD4052 是一种数字控制的模拟数据选择/ 分配器,本文将它用于UART串口扩展,解决了普通单片机UART串口太少的问题。
文中给出该器件的主要特性、引脚说明及电气特性,并以A T89C51 单片机为例给出多串口扩展应用电路。
1 概述当前,以单片机为核心构成的智能化测控系统及电子产品不断涌现,为了满足数字化及智能化要求,许多外围电路功能模块、部件、器件及传感器也具备了UART 串口通信功能,而现阶段的8 位、16 位、32位单片机却大部分仅提供一个UART 串口,这样就很难满足系统中一方面要与具有UART 功能的串口部件通信,另一方面又要与上位机通信的要求。
利用CD4052 做多串口扩展器,可很好地解决此问题。
2 封装及引脚功能该器件具有SOP、SOIC、TSSOP和PDIP四种封装形式,皆是16 个引脚。
图1 所示为其PDIP封装引脚分布图,图2 是CD4052 的逻辑图,数字控制真值表见表1。
图1 CD4052PDIP引脚分布图3 工作特性CD4052 模拟数据选择/ 分配器是数字控制的模拟开关,具有低导通阻抗和非常低的关断泄漏电流。
315V 的数字信号可以控制15VP- P 的模拟信号。
例如,若VDD = 5V , VSS = 0V , VEE = - 5V ,则的数字信号可以控制- 5V + 5V 的模拟信号输入输出。
数据选择器在整个VDDVSS 和VDDVEE 范围具有非常低的静态功耗,而且与控制信号的逻辑状态无关。
图2 CD4052 的逻辑图表1 真值表CD4052 是一个独立的4 通道数据选择器,具有二进制控制输入端A、B 和一个禁止输入INH。
A、B的四种二进制组合状态用来在四对通道中选择其中的一对,当逻辑“1”加到INH 输入端时,所有的通道都关闭。
CD4052 的器件特性为:1) 宽范围的数字和模拟信号电平:数字315V ,模拟可达15VP- P。
AT89C51单片机的串行口
图7-3 （1）SMOD—波特率选择位
例如：方式1的波特率的计算公式为：
方式1波特率=（2SMOD/32）×定时器T1的溢出率
也称SMOD位为波特率倍增位。
（2）GF1、GF0—通用标志位 这两个标志位可供用户使用，可用软件置1或清0。两个标志位
用户应充分利用。 （3）PD—掉电方式位 若PD=1，单片机进入掉电工作方式。
（4）IDL—待机方式位 IDL=1，单片机进入待机工作方式。
7.2 串行口的4种工作方式 7.2.1 方式0 同步移位寄存器方式，常用于外接移位寄存器，以扩展并行I/O
口。 8位数据为一帧，不设起始位和停止位，先发送或接收最低位。
波特率固定为fosc/12。
帧格式如下：
1．方式0发送 当CPU执行一条将数据写入发送缓冲器SBUF的指令时，产生一个
响。若fosc=12MHz，波特率为fosc/12即1Mb/s。 （2）方式2波特率=（2SMOD/64）×fosc
若fosc=12MHz: SMOD=0 波特率=187.5kb/s； SMOD=1 波特率=375kb/s
（3）方式1或方式3时，波特率为： 波特率=（2SMOD/64）×T1的溢出率
图7-1 控制寄存器共两个：特殊功能寄存器SCON和PCON。 7.1.1 串行口控制寄存器SCON 字节地址98H，可位寻址，格式如图7-2所示。
图7-2
（1）SM0、SM1——串行口4种工作方式的选择位
表7-1 串行口的4种工作方式
SM0 SM1 方式
功能说明
0 0 0 同步移位寄存器方式（用于扩展I/O口）
RETI
；中断返回
2．方式2接收
SM0、SM1=10，且REN=1。数据由RXD端输入，接收11位信息。当 位检测到RXD从1到0的负跳变，并判断起始位有效后，开始收 一帧信息。在接收器完第9位数据后，需满足两个条件，才能 将接收到的数据送入SBUF。
第6章 AT89S52单片机串行口(2)
【例6-3】 若时钟频率为11.0592MHz，选用T1的方式2 定时作为波特率发生器，波特率为2 400bit/s，求初值。 设T1为方式2定时，选SMOD = 0。 将已知条件带入式（7-3）中
波特率 =
2SMOD
fosc
32 12 (256 X )
= 2400
从中解得X = 244 = F4H。
21
2分频 TR2=1
时钟信号发生器
2分频
图6-23 T2时钟输出和外部事件计数方式示意图
22
由主振频率fosc和T2定时、自动装载方式的计数初值决定时 钟信号的输出频率,其设置公式如下：
主振频率（fosc）设定后，时钟信号输出频率就取决于计数 初值的设定。 在时钟输出模式下，计数器回0溢出不会产生中断请求。这 种功能相当于T2用作波特率发生器，同时又可用作时钟发生器。
20
6.5.4 定时器/计数器T2的可编程时钟输出 定时器/计数器T2还可通过软件编程在P1.0引脚输出时钟信 号。P1.0除用作通用I/O引脚外还有两个功能可供选用： 用于定时器/计数器2的外部计数输入和频率从61Hz至4MHz的 时钟信号输出。 通过软件对T2CON.1位C/复位为0，对T2MOD.1位T2OE置1 就可将T2选定为时钟信号发生器，而T2CON.2位TR2控制时钟 信号输出开始或结束（TR2为启动/停止控制位）。
两条线上传输的信号电平，当一个表示逻辑“1”时，另一 条一定为逻辑“0”。若传输中，信号中混入干扰和噪声 （共模形式），由于差分接收器的作用，就能识别有用信号 并正确接收传输的信息，并使干扰和噪声相互抵消。
32
RS-422A能在长距离、高速率下传输数据。它的最大传输 率为10Mbit/s，电缆允许长度为12m，如果采用较低传输速 率时，最大传输距离可达1219m。 为了增加通信距离，可采用光电隔离，利用RS-422A标准 进行双机通信的接口电路如图6-27所示。
单片机串行端口扩展电路设计与应用
１ ． ２ ７ ４ ＨＣ １ ３ ８芯 片
７ ４ ＨＣ１ ３ ８是 一 个 三 八 译 码 器 （ 如 图 ２所 示 ） ， 具 有
１硬 件 电 路
１ ． １ ７ ４ Ｈ Ｃ１ ２ ５芯 片
７ ４ ＨＣ１ ２ ５是 一 个 三 态 输 出 的 四 缓 冲 器 ／ 线 路 驱 动 器， 如图 １ 所示 。
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ２ ． １ ２ ． １ ８
Ｙ５
一
Ｙ６ Ｙ７
图２ ７ ４ ＨＣ １ ３ ８芯 片 引 脚 图
自动 化 应 用 ２ ０ １ ３ ｌ ４期 ； ２１
系 统 解 决 方 案
Ｈ ｘ Ｘ Ｌ Ｌ Ｌ Ｌ Ｌ Ｌ Ｌ Ｌ
Ｐ ｒ ａ ｃ ｔ ｉ ｃ ｅ ｓ ｓ ｈ ｏ ｗ ｔ ｈ ａ ｔ ｔ ｈ ｅ ｃ ｉ ｒ ｃ ｕ ｉ ｔ ｈ ａ ｓ ａ ｄ ｖ ａ ｎ ｔ ａ ｇ ｅ ｓ ｏ ｆ ｒ ｅ ｌ ｉ ａ ｂ ｌ ｅ ａ ｎ ｄ ｓ ｔ ａ ｂ ｌ ｅ ．
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ： Ｍ ＣＵ ； ｐ ｏ ｒ ｔ ｅ ｘ ｐ ａ ｎ ｄ ｅ ｒ ； ＲＳ － ２ ３ ２
Ｒ Ｓ 一 ２ ３ ２与 电脑 、 投影机 进行异步通信 。 采用命令 控制
方 式 对设 备 进 行 控 制 。 通 常 单 片 机 只 有 一 个 串 口 。 要 和多个设备进行通信需 要扩展 串 口． 传 统 的做 法 是 采 用 ｉ ｎ ｔ ｅ １ ８ ２ ５ ０ 、 ８ ２ ５ １ 等 串 口芯 片 进 行 扩 展 这 种 方 法 的
系 统林 冠 眉
（ 南 宁市 西就科技 有 限责 任公 司 ， 广 西 南宁 ５ ３ ０ ０ ０ ３ ） 摘 要： 采 用普 通 的 ７ ４ ＨＣ 系列芯 片 ， 采 用分 时 工作 方式 ， 设 计低 成 本 的单 片机 串行 端 口扩展 电路 。 经 实践 证 明 ，
单片机多机串行通信设计方法分析
二 、 多机 通 信 过 程
在 多 机 通 信 时 串 口必 须 工 作 在 方 式 ２ 或方式３ ， 根 据 通 信 要 求 设 置 单 片机 通 信 控 制 寄存 器 Ｓ Ｃ Ｏ Ｎ中 的每 一 位 。 多 机 通信 的过 程 如 下 。 第 一 ，所 有 从 机 处 于 地址 帧 接 收 状 态 （ Ｓ Ｍ２ ＝ Ｉ ） 。 第 二 ，主 机 先 发送 一个 地 址 帧 ，其 中前 ８ 位 数 据 表 示要 寻址 的从 机 地 址 ，第 ９ 位 为 １（ Ｔ Ｂ ８ ＝ Ｉ ）表 示该 帧 为 地址 帧 。 第 三 ， 所 有 从 机 接 收 到 地 址 帧 后 ，把 接 收到 的地 址 与
Ｅ Ｘ Ｐ Ｉ Ｏ Ｂ 盯Ｉ Ｏ ＿ｌ 探索
单片机多机串行通信设计方法分析
文／ 孙 慧 汤 宇
摘
要 ：本 文从 多机 通信 协 议 入 手 ，重 点 研 究 了如 何 利 用查 询 法 和 中 断法 实现 主从 式通 信 ，并 通过 Ｐ ｒ ｏ ｔ ｅ ｕ ｓ 仿 真 软 件 对
两种 通 信 方 法进 行 了仿 真 验证 。查 询 法 通 信 易 于 实现 ，但 占用单 片机 内部 资 源较 多。 中断 法通 信 更 稳 定 可 靠 ，可 以大 大提 高 单 片机 的 工作 效率 。 关 键 词 ：单 片机 多机 通 信 查询 法 中断 法 Ｐ ｒ ｏ ｔ ｅ ｕ ｓ 仿 真
断 ，进 入 相 应 的 中 断 服 务 程 序 ，把 接 收 到 的 地 址 和 本 机 地
址 进 行 比较 。 如 果 相符 合 就 令 其 Ｓ Ｍ２ ＝Ｏ，并 向主 机发 回本 机 地 址 以 作 应 答 ，主 机 得 到 应 答 信 号 并 校 验 成 功 后 ，就 与 该 从 机 联 通 实 现 双 机 通 信 ，准 备 接 收 主 机 发 来 的 命 令 或 数
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单片机多串行口设计方案单片机多串行口设计方案
概述
随着时代的不断发展，工业自动化的要求越来越高，为了满足这些需求，单片机的应用变得越来越广泛。
在工业自动化控制系统中，单片机的基本功能很多都需要通过串行口来完成。
如果单片机只有一个串行口，在进行数据传输和通讯时会面临很多限制，因此需要采取一些措施来增加单片机串行口的数量，以满足工业自动化控制系统各项要求，实现多串行口的设计。
本文就单片机多串行口设计方案进行详细讨论。
单片机多串行口设计的必要性
在工业控制系统中，单片机一般需要完成多项任务。
而且，在实际应用中还需要在许多不同的串行口之间进行数据传输和通讯。
如果单片机只配备一个串行口的话，这时要同时完成多项任务和多串口间通讯就需要通过存储数据等一系列复杂的操作来进行。
由此可以看出，单片机多串行口设计的必要性。
单片机多串行口设计方案
在工业控制系统中，实现单片机多串行口设计，有很多方案可供选择。
下面就介绍几种常见的方案。
1.内部串行口复用
内部串行口复用是一种简单、直接的多串行口设计方案。
这种方案通过软件程序实现串口的复用，将原有的一个串行口划分多个物理串行口。
这种方案如果不需要严格的同步传输，对于通用串行设备的数据传输和通讯是比较合适的。
但是，由于复用后的多个串口共用一个硬件资源，故在进行多任务和高速传输时，有些困难。
2.硬件串行口扩展
硬件串行口扩展是一种基于单片机外设芯片的多串行口设计方案。
这种方案需要使用外设芯片，如UART、USART等，既增加了单片机的串行口资源，同时提高了总线传输速率。
外设芯片的选择要考虑不同的传输速率和通讯方式，如全双工半双工等。
这种方案的优点是增加了单片机的串行口数量，缺点是编程复杂，需要研究外设芯片的底层驱动程序。
3.其他通讯接口扩展
随着物联网技术的发展，还有一些其他的通讯接口广泛应用于工业控制系统中，如CAN总线、SPI、I2C等。
这些接口可在不同的控制系统中实现多任务、多串行口应用，也可以与单片机的普通串行口相结合使用，提高串行通信速率和可靠性。
同时使用这些带有数据场总线的通讯接口，还可以简化控制系统中硬件和软件组成，也有助于提高系统稳定性和可靠性。
总结
单片机在工业自动化控制系统中扮演着重要而不可替代的角色，而多串行口设计可以实现多任务和多串口通讯，是实现工业控制系统量产化和批量化的必要手段。
本文介绍了几种常见的单片机多串行口设计方案，尽管不同的方案有各自的优缺
点，但总的来说，选用适合的方案可以有效提高系统应用性能和可靠性。
单片机多串行口设计方案是工业自动化控制系统实现数字化和网络化的重要途径之一。