基于VC6.0的多單片機和PC機串口通訊實現方案

引言

　　在計算機控制系統中，不可避免的要采用多機系統進行通信。在由一臺PC 機(上位機) 和多臺單片機(下位機) 構成的分布式控制系統中，通過PC 機的串口與多臺單片機的通信是最方便的。在這樣的分布式控制系統中，單片機與微機之間的多路通信是整個系統的關鍵。

系統組成及通訊原理

系統構成

　　由上位機(即計算機)、通訊接口和下位機3部分組成。上位機選用的是工控機 ，智能終端由單片MSP430F169和外圍傳感器放大電路等構成。要想與PC 串口連接或者其它帶有串口的終端連接，必須要進行EIA-RS-232C 與MSP430 電平和邏輯關系的轉換。本設計采用MAX3232芯片， 可完成3V~5V 電平與串口電平的雙向轉換。

通訊原理

　　MSP430F169單片機支持兩種不同的串行協議，通用同步協議（USART協議）和同步協議（SPI協議），用控制寄存器UCTL（表1）中的控制位SYNC來選擇所需的模式。SYNC=0：選擇異步模式UART；SYNC=1：選擇同步模式SPI，在此選擇異步模式。

　　控制寄存器內的信息決定了USART的基本操作，如選擇通信協議、通信模式、字符長度和校驗位等。在此設定字符長度為8位：CHAR=1，停止位1位：SP=0，奇校驗：PEV=0。 MSP430的波特率發生器有一預分頻/分頻器和一個調整器的組合，即使晶振頻率不是波特率的整數倍，這一組合也能使MSP430 正常工作而且還可以使其通訊協議工作在最大的波特率。采用這一技術， 即使用手表晶振(32768Hz)，波特率也可以達到4800 和9600，選擇波特率為9600，外部時鐘為ACLK。

系統通訊協議

　　在PC機和多臺單片機的通訊中，確定一個明確而合理的通訊協議是關鍵，包括對數據格式、通訊方式、傳送速度、傳送步驟、檢糾錯方式以及控制字符定義等問題做出統一規定。為了區別不同的分機，必須為每個分機分配一個唯一的地址，此地址唯一區別各單片機。數據格式采用數據包的形式，一次傳輸一組數據。

起始標志位:1 個字節

分機地址: 1 個字節

命令/ 數據: 1 個字節

數據長度: 1 個字節

數據內容: n 個字節

和檢驗: 2 個字節

結束標志位: 1 個字節

　　數據格式中的地址位表示與PC 機通訊的單片機地址。操作命令則表示此次通訊要完成的操作。在單片機發送上位機接收的時候，協議規定命令FFH 為上報數據， 此時數據包中的數據長度、數據內容、和檢驗三個域便填充實際發送數據的個數、數據及和校驗；命令F0H - F3H 則表示單片機給PC機的反饋信息，此時數據包中的數據長度、數據內容和檢驗三個域為空，其中當命令為F0H 表示接收成功，F1H 表示接收失敗并要求重發，F2H 表示單片機有數據上報要求，F3H 表示單片機無數據上報要求。操作命令域在PC 機發送單片機接收的時候也相似的協議規定。