串口通信测试方法

串口通信测试方法

1 关于串口通信的一些知识：

RS-232C是目前最常用的串行接口标准，用来实现计算机和计算机之间、计算机和外设之间的数据通信。

在PC机系统中都装有异步通信适配器，利用它可以实现异步串行通信。而且MCS-51单片机本身具有一个全双工的串行接口，因此只要配以电平转换的驱动电路、隔离电路就可以组成一个简单可行的通信接口。

由于MCS-51单片机的输入和输出电平为TTL电平，而PC机配置的是RS-232C标准串行接口，二者电气规范不一致，因此要完成PC 机与单片机的数据通信，必须进行电平转换。

注明：3）RS-232C上传送的数字量采用负逻辑，且与地对称

逻辑1：-3 ～-15V

逻辑0：+3～+15V

所以与单片机连接时常常需要加入电平转换芯片：

2 实现串口通信的三个步骤：

（1）硬件连接

51单片机有一个全双工的串行通讯口，所以单片机和计算机之间可以方便地进行串口通讯。进行串行通讯时要满足一定的条件，比如计算机的串口是RS232电平的，而单片机的串口是TTL电平的，两者之间必须有一个电平转换电路，我们采用了专用芯片MAX232进行转换。我们采用了三线制连接串口，也就是说和计算机的9针串

口只连接其中的3根线：第5脚的GND、第2脚的RXD、第3脚的TXD。电路如下图所示，MAX232的第10脚和单片机的11脚连接，第9脚和单片机的10脚连接，第15脚和单片机的20脚连接。

使用MAX232串口通信电路图（9孔串口接头）

（2）串行通信程序设计

①通信协议的使用

通信协议是通信设备在通信前的约定。单片机、计算机有了协议这种约定，通信双方才能明白对方的意图，以进行下一步动作。假定我们需要在PC机与单片机之间进行通信，在设计过程中，有如下约定：

0x31：PC机发送0x31，单片机回送0x01，表示选择本单片机；

0x**：PC机发送0x**，单片机回送0x**，表示选择单片机后发送数据通信正常；

在系统工作过程中，单片机接收到PC机数据信息后，便查找协议，完成相应的操作。

②串行通信程序设计主要有微机发送接收程序和单片机发送接收程序，微机上的发送和接收程序主要采用计算机高级语言编写，如C语言，因为了能够在计算机端看到单片机发出的数据，我们必须借助一个WINDOWS软件进行观察，这里利用如下图标的一个免费计算机串口调试软件，故而这一块计算机通信的程序可不写！

在单片机上主要用汇编或C编写，在使用串口之前，必须先对串口进行初始化，主要是设置产生波特率的定时器1、串口控制和中断控制。具体步骤如下：

（1）确定定时器1的工作方式——编程TMOD寄存器（设置波特率）；（2）确定串口的控制——编程SCON；

（3）串口的中断方式，必须开CPU和源中断——编写IE寄存器；（4）计算定时器1的初值——装载TH1，TL1；

（5）启动定时器1——编程TCON中的TR1位。

为何串行口的工作方式选择方式1，这是针对于我们平常最常用的，单纯一块板对应于我们的私人电脑，所以就无须考虑是哪一块板发来的信息，即无须分清是数据帧还是地址帧。因为此时属于直通方式，所以无须考虑的。

方式1为波特率可变的10位异步通讯接口方式，发送或接收一帧信息，包括1个起始位0，8个数据位和一个停止位1，。其中的起始位和停止位在发送时自动插入的。

输出：当单片机执行一条指令将数据写入发送缓冲SBUF且TI=0时，就启动发送。串行数据从TXD引脚输出，发送完一帧数据后，就有硬

件置位TI。

输入：在（REN）=1时，串行口采样RXD引脚，当采样到1到0的跳变时，确认是串行发送来的一帧数据的开始位0，从而开始接收一帧数据。在接收到附加的第9位数据后，当满足（1）RI=0（2）SM2=0或接收到的第9位数据为1时，第9位数据（停止位）才进入RB8，8位数据才能进入接收寄存器，并由硬件置位中断标志RI.否则信息丢失。所以在方式1接收时，应先用软件清零RI和SM2标志。通常串行接口以方式1工作时，SM2置为0.

而我们现实中需要的是一个机器中多块板进行显示和读取数据，所以这里不得不采取SM2=1的多机通信，而且我们一般采取的方式为方式3，TB8发送数据位，在模式2和3是要发送的第9位。该位可以用软件根据需要置位或清除，通常这位在通信协议中做奇偶位，在多处理机通信中这一位则用于表示是地址帧还是数据帧。这里就可以根据地址判断出我们需要选取的板是不是方位监测板。

注明：如果用C语言来写的话，无论你是先发地址帧，然后数据帧，还是只发数据帧，最后显示的都是一样的内容，而汇编语言是不行的。SM2：多机通信控制位，仅用于方式2和方式3.

接收状态时，当串行口工作于方式2或3时，以及SM2=1时，只有当接收到的第九位数据为1时，才把接收到的前8位数据送入SBUF，且置位RI发出中断申请，否则会将接收到的数据丢弃。而当SM2=0时，就不管接收到的第九位数据为多少，直接送入并申请中断，

因为这个时候是直通方式。

注明：这里如果在SM2=1的时候，发来的是数据而不是地址，则不会发出中断请求，不会进入中断服务程序。（就像我一直以为要判断数据是第一次发来的还是SM2=0后发来的，其实不需要）如不需要 MOV A,SCON; ;判断是不是第二次中断后发来的数据

CJNE A,#90H,WAIT

发来的如果是数据，能够进入中断服务程序的一定是SM2清零后的数据。

方式2为固定波特率的11位UART方式，它比方式1增加了一位可程控为1或0的第9位数据。

输出：发送的串行数据由TXD端输出一帧信息为11位，附加的第9位来自SCON寄存器的TB8位，用软件置位或复位。它可作为多机通信中地址、数据信息的标志位；也可以作为数据的奇偶校验位。当单片机执行一条数据写入SUBF的指令且TI=0时，就启动发送器发送。发送一帧信息后，置位中断标志TI，发送完一个之后，如果TI不清零的话，则会一直发送在发送缓冲器里的数据

JNB TI,$

CLR TI。

输入：在（REN）=1时，串行口采样RXD引脚，当采样到1到0的跳