1C#.NET环境下与单片机串行通信的实践

能。 4.2 流程设计
单片机的串行通信程序有串行口初始化、接收、发送和显示等部分组成，见图4。图 中，系统先进行串行口初始化(启动一次发送)，然后等待串行口接收中断，系统响应该中断 后就执行串行口接收中断服务程序，并将接收到的数据送到 p0口和点亮氖灯；其次是从 p1 口读取开关量送到发送缓冲区，并把发送缓冲区中的发送数据送到串行口以完成一次通信。
单片机有一个全双工的串行通讯口，所以单片机和电脑(ibm-pc 机)之间可以方便地 进行串口通讯。由于 ibm-pc 机串行口输出的是 rs232电平，而单片机串口输出的是 ttl 电 平，两者之间应有一个电平转换电路。本系统采用了专用芯片 max232进行转换，如图1所示。
图中，imp-pc 机的下传命令和数据由 ibm-pc 机的 txd 端(rs-232电平)发送，经 max232转换为 ttl 电平被 at89c51串行口所接收。同样，at89c51的上传代码(ttl 电平)由 max232转换 rs-232电平加以发送，经过 ibm-pc 机的 rxd 端，并由其内部的串行口变换为 ttl 电平。
图4 单片机的发送/接收程序 4.3 串行通信波特率的计算
在 pc 机上，串行通信波特率可以直接设置为2400，4800，9600等。在单片机上，串 行通信波特率需要在程序中加以设置。但在实现串行通信双方的通信时，串行通信双方所设 置的通信波特率必须一致。单片机的波特率设置和串行口工作状态、定时器 t1的溢出率和 波特率选择位 smod 等有关。单片机的波特率计算公式如下： 本串行通信中，由于单片机主频为6mhz 和 smod 设置为1，故定时器 t1的初值应设定为 f3h。 根据上式计算出的波特率约为2403.85，因此 pc 机的波特率应设置为2400。 4.4 程序设计
串行通信实验程序中，不仅要有进行串行通信的具体程序，还需要将所传数进行转
换和显示。从上述串行通信程序可以明显看到：程序中使用了 convert 类中的 tobyte(string
value,int frombase)方法将输入的 string 型数据转换为 byte 型数据并存入相应的数组中，
以便串行口进行发送。对于接收到的数据，主机程序也使用了 covert 类中的 tostring(long
线程产生竞争，造成不可预料的结果，甚至死锁。因此 windows gui 编程有一个规则，就是
只能通过创建控件的线程来操作控件的数据，否则就可能产生不可预料的结果。
4 单片机的串行通信程序
4.1 原理设计
单片机串行通信程序应当安装在 at89c51的 flash 存储器中，以实现和 ibm-pc 主机
private
void
serialport1_datare
-ceived(object
sender,
system.io.ports.serialdatareceivedeventargs e)
{
receivedata();//每次串口接受到数据时触发执行
}
}
}
3.3 串行通信程序中的数据转换和显示
C#.net 环境下与单片机串行通信的实践
1 引言 windows 环境下，主机和单片机之间实现串行通信可以利用 api 函数编写，但需要
调用 api 函数，编写起来也比较复杂。但用户利用 c#.net 中的 serialport 控件中的标准 事件处理函数、事件和方法，就不必了解通信过程中的底层操作和记住相应 api 函数，从而 能比较容易和高效地实现与单片机的串口通信。 2 c#.net 主机和 at89c51的连接
图1 c#.net 主机和单片机的接口电路 以一个简单的实例加以分析。假设单片机采集到的一个数据(开关量)已放在发送缓冲区，pc 机在每次通信时向单片机发送8位二进制数据；单片机接收到后据此数据点亮相应氖灯，同 时将发送缓冲区中的8位开关量发送给 pc 机(全双工通信)。本串行通信程序分 pc 机主机通 程序和单片机串行通信程序两部分。 3 pc 机主机的串行通信程序
单片机串行通信程序清单如下： org 0000h
ljmp main org 0023h ljmp sintsbv org 0030h sintsbv： clr ri；清接受标志 mov a, sbuf；串口接受的数据送 a mov p0, a；将数据送 p0显示 mov p1, #0ffh；准备读取 p1引脚 mov a, p1；读取 p1数据到 a mov sbuf, a；将数据送到串口 reti org 0100h main：mov tmod, #20h；t1为方式2
using system.text; using system.windows.forms; namespace com { public partial class form1 : form { public form1() initializecomponent();
} private void form1_load(object sender, eventargs e) { setcomconfig(); } private void button1_click(object sender, eventargs e) { senddata(send.text); } //设置串口初始化信息 private void setcomconfig() { //设置串口名为 com1 serialport1.portname = "com1"; //设置波特率为2400 serialport1.baudrate = 2400; //打开串口 serialport1.open(); } //发送信息 private void senddata(string data) { byte[] senddata = new byte[1];//定义字节型数组用于暂存数据 senddata[0] = convert.tobyte(data, 2);//将输入的数据转换为字节型数据 serialport1.write(senddata, 0, 1);//将数据发送到串口 } //接受信息 private void receivedata() { byte[] sbufdata = new byte[1];//定义字节型数组用于暂存数据 serialport1.read(sbufdata, 0, 1);//从串口读取数据 receive.invoke(new eventhandler(delegate { receive.text = convert.tostring(sbufdata[0], 2);//将数据转换为二进制8位字 符并返回该值 })); }
pc 机 c#.net 下的程序窗体控件如附表所列，表中列出了本文所用到的5个控键。其 中，serialport 用于设置串口名称、串行通信波特率和提供编制串行通信程序方法。label 和 button 用于编制数据在屏幕上的显示界面，maskedtextbox 用于输入发送给单片机的控 制命令。
图2 pc 机与单片机的串行通信界面图 pc 机在 c#.net 下窗口的设计界面如图2所示。图中，“发送的命令”栏中用于在键盘上输 入需要发送的数据，“接受到的数据”栏用于显示由单片机发送来的开关量。例如：在该栏 中输入10101010数据后点击发送按纽，读者一方面可以在“接受到的数据”栏中看到单片机 发送过来的开关量，另一方面也可以在单片机的对应氖灯上观察到从 c#.net 主机端接收到 的数据10101010。 3.1 serialport 控件常用属性
间的通信，并把从串行口接收到的数据在氖灯上加以显示。相应硬件接线如图3所示。
图3 单片机系统的电路原理图 图中可见，单片机通过 p0口分别和8个氖灯相连，用于显示接收到的数据，p1口分别接8 个开关，用于输入开关量。max232为电平变换器，它一方面与单片机的 txd 和 rxd 相连，用 于将 txd 上的 ttl 电平转换为 rs232电平以及把接收信号的 rs232电平转换为 ttl 电平；另一方 面它还通过一个 rs232电缆和 ibm-pc 串行口相接。max232插头(座)上的电容用于内部耦合升 压，max232内部有一组 dc-dc 的电源转换电路,只需在外部加上4个电容就能发挥电压转换功
value,int tobase)方法将 byte 型数据转换为 string 型二进制数，以便在通信程序的显示
界面上加以显示。
本程序中采用调用 invoke 方法，通过声明一个委托实现把转换后的字符数据在
label 控件上加以显示。这是因为若从另外一个线程操作 windows 窗体上的控件，就会和主
mov th0, #0f3h ；设定波特率为2400b/s mov tl0, #0f3h mov scon, #0f8h；串行口为方式3，允许接受， tb8=1 mov pcon, #80h mov ie, #90h；开串口中断 setb ea setb tr1；启 t1工作 sjmp $ end 5 结束语 c#语言是种较新型的语言，采用该语言编写的通信程序可以很方便地汇集分布式控 制系统中各台单片机或控制系统发送来的数据，也可以向各台单片机和子系统发布命令。此 外，c#.net 主机还可方便地实现它和远程主机的有效通信。因此，研究 c#.net 下和各子系 统的串行通信具有一定的实用价值。 作者简介 杜 拓(1986-) 男 本科在读 嵌入式开发研究方向。 参考文献 [1]胡汉才.单片机原理及其接口技术学习辅导与实践教程.北京:清华大学出版 社,2004 [2]刘烨,季石磊等.c#编程及应用程序开发教程.北京:清华大学出版社,2007 [3]赵卫伟,何集体,刘瑞光等.visual c#.net 面向程序设计教程.北京:机械工业出 版社,2006
serialport 控件位于工具箱的“组件”选项卡中。使用时直接在设计窗口中拖放实 例，它的常用属性如下：
(1) portname 用于设置串行口名称，一般 pc 机上有 com1、com2等多个串口，该属 性用于设定使用哪个串行口进行通信。