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        一種8098單片機和PC機的串行通信方法

        作者: 時間:2012-02-07 來源:網絡 收藏

        1 前 言

        本文引用地址:http://www.104case.com/article/172170.htm

        隨著計算機技術的快速發展和廣泛應用,上位機和下位機的主從工作方式更加為數據采集系統所采用,由于微機的分析處理能力較強,處理速度更快,而則使用靈活方便,所以一般主機采用微機,從機采用來構成主從多機工作模式。

        8098是Intel公司于80年代末推出的準16位微處理器,其結構簡單,編程容易,外圍電路少,便于接口,數據采集精度高;其片內的256 個字節寄存器都具有累加器的功能,它們可使CPU對運算器數據進行快速交換;并提供了高速數據處理和頻繁的輸入輸出功能。8098單片機與上位機的握手也非常友好,它們之間的信號傳輸準確可靠,成為繼MCS-51系列單片機后的又熱門的單片機。

        本人曾對滾齒切削過程的扭矩測試進行了專門的研究,其中數據采集系統采用了8098單片機,采集到的數據經送到微機進行處理。本文針對8098單片機和微機之間的作詳細介紹。

        2 8098單片機的

        數據通信方式可分為兩種:并行傳送和串行傳送。并行傳送速度快、效率高,但傳送可靠性差,不適合遠距離傳送;串行傳送數據按位順序移動,速度較慢、效率偏低,但傳送可靠,可以節省通信子系統的硬件投資。本文中,單片機通過串行口與上位機進行異步方式1工作,做到:①通信前,收、發雙方達成協議,明確規定彼此的聯絡信號以及數據的傳送方式等項內容,協議嚴密,易于實現。②為了增強數據傳送過程中的抗干擾能力,需要配置電平轉換器。

        利用8098單片機進行串行通信時必須對有關寄存器進行設置,與串行通信有關的寄存器有:①IOC1控制寄存器:在串行應用中,該寄存器用于選擇TXD/P2.0引腳端的復用功能,置1時,選中TXD功能。②SP_CON寄存器(11H,只寫)和SP_STAT寄存器(11H,只讀):該寄存器的低5位作控制寄存器,高3位作狀態寄存器。③INT_MASK中斷屏蔽寄存器:INTMAS.6置1允許串行口中斷。④BAUD_RATE 寄存器(0EH,只寫):是16位寄存器,對其設置串行通信的波特率需分兩次連續向0EH進行寫操作,先送低位字節,后送高位字節。波特率寄存器的最高位應置1,用以選擇XTAL1頻率,即系統時鐘振蕩頻率。在筆者設計的系統中,采用的8098單片機的時鐘為6MHz,設定波特率為9600,則送給 RAUD_RATE寄存器的值為8013H。

        3 8098單片機和上位機的串行口連接

        上位機(386以上機)的串行口采用的是標準的RS-232C接口,由于8098單片機的串行口電平是TTL電平,但是TTL電平特性與RS232 的電氣特性不匹配,因此為了使8098單片機的串口能與RS-232C接口通信,必須將串行口的輸入/輸出電平進行轉換。采用目前最常用的芯片1488、 1489來實現RS-232C與TTL的電平轉換。圖1為連接示意圖。

        14.gif
        圖1 連接示意圖

        8098單片機CPU和串行口之間通過SBUF_TX發送寄存器和SBUF_RX接收寄存器進行數據傳輸,CPU將欲發送的數據寫入SBUFTX;從 SBUFRX中讀取串行口接收到的數據。一旦一幀信息中最后一個數據位寫入緩沖器或從中讀出,即產生相應的發送和接收中斷。

        4 8098 單片機和上位機的通信程序編寫

        經過上述分析以后,首先編寫8098單片機的通信程序,下面為串行通信的部分程序:
          ORG 2080H
          LD SP,#00C0H
          DI
          LDB TEMP,#20H  ;TEMP初始化,置TI為1
          ORB IOC1,#20H ?。贿x擇TXD功能
          LDB TEMP,#20H  ;預置為接收結束
          LDB BAUDRA,#13H??;設波特率為9600
          LDB BAUDRA,#80H
          LDB SON,#09H ?。环绞?,允許接收
           ……
        GET_CHR: ORB TEMP,SPSTAT??;從串行口接收數據
          JBC TEMP,6,GET_CHR
          ANDB TEMP,#0BFH ?。磺宄齌EMP中的RI標志
          LDB CHAR_I,SBUF
          ……
        PUT_CHR: ORB TEMP,SPSTAT ;通過串行口發送數據
          JBC TEMP,5,PUT_CHR
          LDB SBUF,CHAR_O
          ANDB TEMP,#0DFH ?。磺宄齌EMP中的TI標志
          ……

        主程序先關閉中斷(以便采用查詢方式),將測試寄存器TEMP(用來復制SP_STAT中的內容)的TI位置1,使程序初始化為接收狀態。在GET_CHR子程序中測試RI位,若為0,表示SBUF_RX緩沖器尚未接受到信息,若為1,則把接受到的信息讀至CHAR_I寄存器;在PUT_CHR子程序中應測試TI位。

        上位機(386以上機)的所有程序是在BORLAND C++環境下編譯的,因此串行通信程序可以直接應用I/O通信庫函數bioscom(),該函數在由port指定的I/O端口上執行RS-232通信操作。通信前,根據與8098單片機的通信協議,設定通信的串行端口、數據位數、停止位數、波特率,由于上位機時鐘為12MHz,所以對應的波特率應設置為 4800。下面給出上位機串行通信的部分程序:
        #define COM1  0  //選定串行端口1
        #define DATA_READY 0x100
        #define TRUE  1
        #define FALSE  0
        #define SETTINGS (0xc0| 0x00 | 0x00 | 0x03)
        // 4800波特,無校驗,1個停止位,8個數據位
        main()
        {
         FILE *fp;
         if((fp=fopen(c:dchdata,wb))==NULL)
          {
           coutcannot open the filen;
           exit(0);
          }
         int in,out, status=0, DONE = FALSE;
         bioscom(0, SETTINGS, COM1); //初始化串行端口
         while (!DONE)
         {
          status=bioscom(3,0,COM1); //返回串行端口的當前狀態
          if (status DATA_READY)
           if ((out=bioscom(2, 0, COM1)0x7F) != 0)
            {
             …… //從通信線上接收數據
            }
           if (kbhit())
            {
             if ((in =getch()) == 'x1B')
        {DONE = TRUE;break;}
             bioscom(1, in, COM1); //向通信線發送數據
            }
          }
           ……
          }

        實驗證明,以上通信程序可讀性好、編寫容易,并且使上位機和下位機的通信變得直觀、簡單,而數據傳輸準確。

        5 結束語

        本文提出的已在筆者的課題“滾齒切削過程扭矩測試與分析”中得到了成功的應用。該與采集數據量的大小無關,只是因為采用串行口通訊,當數據量較大時,采集所需時間略長,但采集數據準確可靠,對整個系統的工作無影響。該不僅適合于386以上的微機,也適合于PC/XT及其兼容機與8098的通信。

        6 參考文獻
         [1]劉復華.8098單片機及其應用系統設計.北京:清華大學出版社,1993,6
         [2]劉振安.MCS-96系列單片微機原理與實踐.合肥:中國科學技術大學出版社,1992:141~150
         [3]劉魯源.8098單片機實驗教程.天津:天津大學出版社,1992:30~41
         [4]葉欣.TURBO C參考手冊.北京:中國科學院希望高級電腦技術公司.1990,5



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