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标题: 单片机串行通信的设计 01 [打印本页]

作者: samwalton 时间: 2013-8-27 21:54 标题: 单片机串行通信的设计 01

单片机性能稳定、价格低廉、功能强大，在智能仪器、工业装备以及日用电子消费品中得到了越来越广泛的应用。在单片机的输入输出控制中，除直接接上小键盘和 LCD显示屏等方法外，一般都通过串口和上位机PC进行通信，而后一种方法由于能实现远程控制，并且能够利用PC机强大的数据处理功能以及友好的控制界面，显得尤为重要。在一般的利用PC机对单片机进行控制的场合，都是采用Windows作为上位机的平台，其优点是界面友好，编程和操作都比较容易，缺点是稳定性太差，这对于需要连续数天或数月运行的装置来说，尤其不合适。在要求比较苛刻的场合，一般都采用UNIX工作站作为主控平台，如合肥同步辐射加速器的主控平台采用的是SUN的Solaris工作站系统，然而UNIX工作站昂贵的价格又大大限制了其使用的范围。近年来，随着Linux的迅猛发展，使其逐渐从少数人的玩具变成了主流的操作系统。Linux是遵循GPL协议的免费源代码开放软件，任何人都可以自由的从Internet上取得其源程序，也可在GPL的协议下修改其源代码以适应特定的应用，其运行在普通的PC上，性能稳定，特别适于做工业控制，因此实现Linux和单片机的串行通信非常有意义，他可以是昂贵的UNIX工作站的一种可选的替代方法。
1　硬件原理
目前国内使用较多的为MCS-51系列的单片机，因此选用的单片机实验对象为一片AT89C51，图1是硬件原理图，由于要实现符合RS232C的串行通信，还应该用一片ICL232CPE(MAX232)作为串行通信的电平转换电路。在实验过程中，为了查看通信是否成功，除了让单片机对上位机回送数据外，还在单片机外围扩展了几片锁存器，几个LED发光二极管和几个小键盘。串行通信是采用最简单的TxD，RxD，GND三线制连接，注意TxD和RxD 两边应该交叉连线。

上位机是一台普通的PC机，共有2个串行口COM1，COM2，其运行RedHat8．0，实际上，如果不要求运行Gnome或KDE等图形界面，Linux对系统硬件的要求相当低。
实验证明，此电路简单可靠，非常适用于测试串行通信。
2　串行通信程序设计
串行通信程序包括下位机单片机和上位机PC机的程序。单片机接收上位机传来的数据，放到片内RAM里面，再将RAM内数据同时发送到外部扩展锁存器和上位机，由此可以判断通信是否成功。此程序由汇编语言写成，初始化时波特率设置为4 800 b/s，通信方式为8－N－1。
上位机程序的编写是关键部分，因为要对串口硬件设备进行操作，有2种方法，一是利用Linux内核自带的串口驱动程序，另外一种方法就是直接读写串口硬件端口，下面分别介绍。

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