汇编语言实现串口通信(PC和单片机间)教学文案

8.用C语言或汇编语言实现串口通信（PC和单片机间）

上位机和下位机的主从工作方式为工业控制及自动控制系统所采用。由于PC 机分析能力强、处理速度更快及单片机使用灵活方便等特点，所以一般都将PC 机作为上位机，单片机作为下位机，二者通过RS-232或者RS-485接收、发送数据和传送指令。单片机可单独处理数据和控制任务，同时也将数据传送给PC机，由PC机对这些数据进行处理或显示

1 硬件电路的设计

MCS-51单片机有一个全双工的串行通讯口UART，利用其RXD和TXD与外界进行通信，其内部有2个物理上完全独立的接收、发送缓冲器SBUF，可同时发送和接收数据。所以单片机和PC机之间可以方便地进行串口通讯。单片机串口有3条引线:TXD(发送数据),RXD(接收数据)和GND(信号地)。因此在通信距离较短时可采用零MODEM方式，简单三连线结构。IBM-PC机有两个标准的RS-232串行口，其电平采用的是EIA电平，而MCS-51单片机的串行通信是由TXD(发送数据)和RXD(接收数据)来进行全双工通信的，它们的电平是TTL电平;为了PC机与MCS-51

机之间能可靠地进行串行通信，需要用电平转换芯片，可以采用MAXIM公司生产的专用芯片MAX232进行转换。电路如图1所示。硬件连接时，可从MAX232中的2路发送器和接收器中任选一路，只要注意发送与接收的引脚对应关系即可。接口电路如图3.5所示。

总体设计按照整体设计思路方案绘制原理图如下所示：

2 系统软件设计

软件设计分上位机软件设计和下位机软件设计。这两部分虽然在不同的机器上编写和运行，但它们要做的工作是对应的:一个发送，另一个接收。为了保证数据通信的可靠性，要制定通信协议，然后各自根据协议分别编制程序。现约定通信协议如下:PC机和单片机都可以发送和接收。上位机和下位机均采用查询方式发送控字符和数据、中断方式接收控制字符和数据。采用RS-232串口异步通信，

１上位PC机与下位单片机异步串行通信的通信协议

其中，单片机号代表现场第几台单片机，占用１个字节，发送两次的目的是为了防止干扰；命令码则代表上位机向下位机发布的工作命令，它也占用１个字节，发送两次的目的也是为了防止干扰。而停止标志则表明一次命令发送完毕。使用时可依据该标志判断上位机

该格式中，数据块为下位机上传到上位ＰＣ机的数据。校验位则用于ＰＣ机对收到的数据进行奇偶校验（占１个字节）。校验正确后，可将数据写入内存，否则发出数据传输错误信息，以要求单片机重新传输数据。

另外，作为一个完整的通信协议，只有上述约定还不够，还必须在发送和接收数据的时间间隔上加以限制。否则，很可能由于某些原因而造成无限制的等待对方应答，使整个系统处于工作不正常状态，或者延误其它动作的处理。具体时间限制可根据通信内容、ＣＰＵ处理速度，再加上适当的余量来确定。

2 单片机通信程序设计

单片机的数据通信由串行口完成，定时器T1 作为波特率发生器，其波特率要与PC 机一致。数据的传送格式为1 位起始位、8 位数据位和1 位停止位。采用中断方式发送和接收数据，定时器T1 设置为工作工作模式2，串行口设置为工作方式3，由第9位判断停止。具体的程序流程图见下。

①单片机中断方式接收程序

当PC 机不发送任何数据的时候，从机单片机始终处于等待状态（P.），直到PC 机发送数据过来。由于PC 机在发送有效数据之前会加一个开始符（FFH），在有效数据之后会加一个开始符（7FH），所以单片机接收到主机发送来的FFH 之后，置RAM 存贮单元的初始地址30H 单元，用来放紧接着接收的数据，程序中还用了一个计数器COUNTER 来计接收到的数据位数，直到接收到7FH 为止。

单片机接收主程序MAIN 及中断服务程序STR 清单如下：

COUNTER EQU 40H

POINT EQU 41H

ORG 0000H

LJMP MAIN

ORG 0023H

LJMP SRT

MAIN:MOV SP,#60H

MOV TMOD,#20H ;定时器T1 的方式2

MOV PCON,#00H ;串行口波特率控制位

MOV TH1,#0F4H ;2400Kb/s

MOV TL1,#0F4H

MOV 30H,#15

MOV COUNTER,#1

MOV R0,#30H ;接收数据存放区

MOV R1,#30H

SETB TR1 ;开始计数

CLR ET1 ;清定时中断

MOV SCON,#50H ;串行口控制寄存器给值

SETB EA ;开总中断

SETB ES ;开串行口中断

MOV IP,#10H

MAIN1: ACALL DISP

SJMP MAIN1

SRT: PUSH ACC

PUSH 01H

JBC RI,GET

SJMP EXIT

GET: MOV A,SBUF

CJNE A,#0FFH,GET1 ;判断是否为开始字符，不是跳GET1 放数据存贮

MOV R0,#30H ;是开始符就置存贮区首地址30H，计数器清0 并跳出中断

MOV COUNTER,#0

SJMP EXIT

GET1: CJNE A,#07FH,GET2 判断是否为结束符，不是跳GET2 放数据存贮区MOV R5,COUNTER ;是结束符，放发送缓存区开始字符

INC R5

MOV POINT,#30H

MOV SBUF,#255

SJMP EXIT

GET2: MOV @R0,A

INC R0

INC COUNTER

EXIT: POP 01H

POP ACC

RETI

②单片机中断方式发送程序

由于本次设计的系统要实现的功能是将PC 机送到单片机的数据回送到PC机，所以单片机要在接收完PC 机数据后立即将数据回送到PC 机。也就是说要将RAM 存贮单元的初始地址30H 单元内数据逐一发送出去。程序框图见下。

单片机发送主程序MAIN 及中断服务程序SEND清单如下：COUNTER EQU 40H

POINT EQU 41H

ORG 0000H

LJMP MAIN

ORG 0023H

LJMP SRT

MAIN:MOV SP,#60H

MOV TMOD,#20H ;定时器T1 的方式2

MOV PCON,#00H ;串行口波特率控制位

MOV TH1,#0F4H ;2400Kb/s

MOV TL1,#0F4H

MOV 30H,#15

MOV COUNTER,#1

MOV R0,#30H ;接收数据存放区

MOV R1,#30H

SETB TR1 ;开始计数

CLR ET1 ;清定时中断

MOV SCON,#50H ;串行口控制寄存器给值

SETB EA ;开总中断

SETB ES ;开串行口中断

MOV IP,#10H

MAIN1: ACALL DISP

SJMP MAIN1

SRT: PUSH ACC

PUSH 01H

JBC RI,GET ;判断是否为接收，是跳GET 接收程序，否执行发送程序

CLR TI

DJNZ R5,SEND1

SJMP EXIT

SEND1: MOV R1,POINT

MOV A,@R1

MOV SBUF,A

INC R1

MOV POINT,R1

SJMP EXIT

EXIT: POP 01H

POP ACC

RETI

③单片机显示程序

单片机显示部分可以用来检测接收到的数据是否正确，单片机显示程序主要将接AT89C51 从串行口收到的数据显示出来。在程序设计中，在AT89C51RAM 存贮器中的四个显示缓冲器单元30H－34H，分别存放着由PC 机方发送过来的数据，AT89C51 的P2 口扫描输出总是只有一位为高电平，即4 位显示器中仅有一位公共阴极为低电平，其它位为高电平，AT89C51 的P0 口相应位（阴极为低）的显示数据的段数据，使该位显示出一个字符，其它们为暗，依次地改变P2 口输出为高的位，P0 口输出对应的段数据，4 位显示器就显示出由缓冲器中显示数据所确定的字符。程序框图见下：

单片机显示子程序清单如下：DISP: PUSH ACC

MOV DPTR,#TAB

MOV R1,#30H

MOV A,COUNTER

JZ DISP2 ;没有接收到数据，跳出DISP 继续显示P.等待状态

MOV R2,A

MOV R6,#08H

DISP1:MOV A,@R1

CPL A

ANL A,#0FH

MOVC A,@A+DPTR

MOV P0,A ;送字形码到P0 口

MOV A,R6

MOV P2,A ;送位控制到P2 口

RR A

MOV R6,A

DJNZ R7,$

INC R1

DJNZ R2,DISP1 ;判断接收位数

DISP2:MOV R1,#30H

POP ACC

RET

TAB: DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH

DB 77H,7CH,39H,5EH,79H,0F3H

END

3 PC机通信程序

PC 通信程序采用Visual Basic 语言编程，VB 提供了串行端口控制Mscomm来为应用程序提供串行通讯。该控件屏蔽了通信过程中的底层操作，我们可以设置、监视Mscomm 控件的属性和事件，结合Timer 控件即可完成对串行口的初始化和数据的输入输出工作。主程序按照通信协议的要求，首先确定波特率和信息帧格式，然后调用发送子程序将键盘输入的数据发送出去，为了使主机能够对整个检测过程进行控制，须要在发送命令以后设定等待的时间，也可以通过条件判断下一步是发送还是接收命令。对发送的命令，可能是文本方式或二进制代码。在发送二进制代码时，应特别注意发送的格式。

PC 机通信程序清单：

Private Sub Command1_Click()

Dim outstring As String

Dim i As Integer

Dim de As Integer

outstring = Text1.Text

MSComm1.RThreshold = Len(Text1.Text) + 2

MSComm1.Output = Chr(255)

For i = 1 To Len(outstring)

MSComm1.Output = Chr(Asc(Mid(outstring, i, 1)) - 48)

Next i

MSComm1.Output = Chr(127)

End Sub

Private Sub Command2_Click()

Text2.Text = ""

End Sub

Private Sub Command3_Click()

If MSComm1.PortOpen = False Then

MSComm1.PortOpen = True

Command3.Caption = "关闭端口"

Else

MSComm1.PortOpen = False

Command3.Caption = "打开端口"

End If

End Sub

Private Sub Form_Load()

https://www.360docs.net/doc/0c11691971.html,mPort = 1 '定义用端口COM1

MSComm1.Settings = "2400,n,8,1" '波特率，无奇偶校验,8 位数据,1 位停止位

MSComm1.PortOpen = True '打开端口

Command3.Caption = "关闭端口"

End Sub

Private Sub MSComm1_OnComm()

Dim lenth As Integer, i As Integer

lenth = Len(Text1.Text) + 2

ReDim instring(1 To lenth) As Integer

Select Case https://www.360docs.net/doc/0c11691971.html,mEvent

Case comEvReceive

For i = 1 To lenth

instring(i) = MSComm1.Input(0)

Next i

End Select

Text2.Text = ""

For i = 1 To lenth

If instring(i) <> 255 And instring(i) <> 127

Then

Text2.Text = Text2.Text & instring(i)

End If

Next i

End Sub

Private Sub Timer1_Timer()

Text3.Text = Date

Text4.Text = Time()

End Sub

Private Sub Timer2_Timer()

Text1 = Text1 + 1

If Text1 > 9999 Then Text1 = 1000

Command1_Click7

End Sub

单片机通信程序清单：

COUNTER EQU 40H

POINT EQU 41H

ORG 0000H

LJMP MAIN

ORG 0023H

LJMP SRT

MAIN:MOV SP,#60H

MOV TMOD,#20H ;定时器T1的方式2

MOV PCON,#00H ;串行口波特率控制位

MOV TH1,#0F4H ;2400Kb/s

MOV TL1,#0F4H

MOV 30H,#15

MOV COUNTER,#1

MOV R0,#30H ;接收数据存放区

MOV R1,#30H

SETB TR1 ;开始计数

CLR ET1 ;清定时中断

MOV SCON,#50H ;串行口控制寄存器给值

SETB EA ;开总中断

SETB ES ;开串行口中断

MOV IP,#10H

MAIN1:ACALL DISP

SJMP MAIN1

;********中断服务子程序**********

SRT: PUSH ACC

PUSH 01H

JBC RI,GET ;判断是否为接收，是跳GET 接收程序，否执行发送程序CLR TI

DJNZ R5,SEND1

SJMP EXIT

SEND1: MOV R1,POINT

MOV A,@R1

MOV SBUF,A

INC R1

MOV POINT,R1

SJMP EXIT

GET: MOV A,SBUF

CJNE A,#0FFH,GET1;判断是否为开始字符，不是跳GET1 放数据存贮区MOV R0,#30H ;是开始符就置存贮区首地址30H，计数器清0 并跳出中断MOV COUNTER,#0

SJMP EXIT

GET1: CJNE A,#07FH,GET2 ;判断是否为结束符，不是跳GET2 放数据存贮区MOV R5,COUNTER ;是结束符，放发送缓存区开始字符

INC R5

MOV POINT,#30H

MOV SBUF,#255

SJMP EXIT

GET2: MOV @R0,A

INC R0

INC COUNTER

EXIT: POP 01H

POP ACC

RETI

;*********显示程序**********

DISP: PUSH ACC

MOV DPTR,#TAB

MOV R1,#30H

MOV A,COUNTER

JZ DISP2 ;没有接收到数据，跳出DISP 继续显示P.等待状态

MOV R2,A

MOV R6,#08H

DISP1:MOV A,@R1

ANL A,#0FH

MOVC A,@A+DPTR

MOV P0,A ;送字形码到P0 口

MOV A,R6

MOV P2,A ;送位控制到P2 口

RR A

MOV R6,A

DJNZ R7,$

INC R1

DJNZ R2,DISP1 ;判断接收位数

DISP2:MOV R1,#30H

POP ACC

RET

TAB: DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH

DB 77H,7CH,39H,5EH,79H,0F3H

END

PC 机通信程序清单：

Private Sub Command1_Click()

Dim outstring As String

Dim i As Integer

Dim de As Integer

outstring = Text1.Text

MSComm1.RThreshold = Len(Text1.Text) + 2

MSComm1.Output = Chr(255)

For i = 1 To Len(outstring)

MSComm1.Output = Chr(Asc(Mid(outstring, i, 1)) - 48)

Next i

MSComm1.Output = Chr(127)

End Sub

Private Sub Command2_Click()

Text2.Text = ""

End Sub

Private Sub Command3_Click()

If MSComm1.PortOpen = False Then

MSComm1.PortOpen = True

Command3.Caption = "关闭端口"

Else

MSComm1.PortOpen = False

Command3.Caption = "打开端口"

End If

End Sub

Private Sub Form_Load()

https://www.360docs.net/doc/0c11691971.html,mPort = 1 '定义用端口COM1

MSComm1.Settings = "2400,n,8,1" '波特率，无奇偶校验,8 位数据,1 位停止位

MSComm1.PortOpen = True '打开端口

Command3.Caption = "关闭端口"

End Sub

Private Sub MSComm1_OnComm()

Dim lenth As Integer, i As Integer

lenth = Len(Text1.Text) + 2

ReDim instring(1 To lenth) As Integer

Select Case https://www.360docs.net/doc/0c11691971.html,mEvent

Case comEvReceive

For i = 1 To lenth

instring(i) = MSComm1.Input(0)

Next i

End Select

Text2.Text = ""

For i = 1 To lenth

If instring(i) <> 255 And instring(i) <> 127

Then

Text2.Text = Text2.Text & instring(i) End If

Next i

End Sub

Private Sub Timer1_Timer()

Text3.Text = Date

Text4.Text = Time()

End Sub

Private Sub Timer2_Timer()

Text1 = Text1 + 1

If Text1 > 9999 Then Text1 = 1000 Command1_Click7

End Sub