MCS251單片機和PC機間的串口通信
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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為工業控制及自動控制系統所采用。由于PC機分析能力強、處理速度更快及單片機使用靈活方便等特點，所以一般都將PC機作為上位機，單片機作為下位機，二者通過RS2232或者RS2485接收、發送數據和傳送指令。單片機可單獨處理數據和控制任務，同時也將數據傳送給PC機，由PC機對這些數據進行處理或顯示。
本文介紹PC機和單片機通信在一種基于C8051F單片機的波形發生器中的應用，在上位機上顯示正弦波的幅值和頻率，由上位機發送指令可以改變波形幅度及頻率。
1 硬件電路的設計
MCS251 單片機有一個全雙工的串行通訊口UART,利用其RXD和TXD與外界進行通信，其內部有2 個物理上完全獨立的接收、發送緩沖器SBUF,可同時發送和接收數據。所以單片機和PC機之間可以方便地進行串口通訊。單片機串口有3條引線： TXD （發送數據） 、RXD （接收數據）和GND（信號地） .因此在通信距離較短時可采用零MO2DEM方式，簡單三連線結構。IBM2PC機有兩個標準的RS2232串行口，其電平采用的是E IA電平，而MCS251單片機的串行通信是由TXD （發送數據）和RXD （接收數據）來進行全雙工通信的，它們的電平是TTL電平；為了PC機與MCS251機之間能可靠地進行串行通信，需要用電平轉換芯片，我們采用了MAXIM公司生產的專用芯片MAX232 進行轉換。
電路如圖1所示。
圖1 轉換芯片電路
2 系統軟件設計
軟件設計分上位機軟件設計和下位機軟件設計。這兩部分雖然在不同的機器上編寫和運行，但它們要做的工作是對應的：一個發送，另一個接收。
為了保證數據通信的可靠性，要制定通信協議，然后各自根據協議分別編制程序。現約定通信協議如下： PC機和單片機都可以發送和接收。上位機和下位機均采用查詢方式發送控字符和數據、中斷方式接收控制字符和數據。采用RS2232串口異步通信，1位起始位， 8位數據位， 1位停止位，無奇偶校驗，波特率9 600 b / s.每次PC機向單片機發送數據時，先發送握手信號"FF",下位單片機收到握手信號則發送應答信號"EE"至PC機，上位PC機收到應答信號后即發送數據。同樣，當單片機要向PC機發送數據時，也先向PC機發聯絡信號"EB90",PC機收到聯絡信號后發應答信號"EBOO",單片機收到應答信號后則發送數據。
2.1 上位機通信程序設計
PC機的串口都采用的是INS8250芯片。PC機中有2個異步通信口，一個是COM1,其端口地址范圍是3F8H-3 FFH,另一個是COM2,其端口地址是2F8H-2FFH.其與MODEM配合可以實現遠距離通信。其波特率是標準波特率（50-9 600） b / s。
8250內部有10個寄存器端口，其中有一個除數鎖存器，可以通過編程除數的大小來確定異步通信的波特率。8250使用的頻率是2 MHz的基準時鐘輸入信號，所以必須用分頻的方法產生所需要的波特率（移位脈沖） .除數鎖存器的值必須在8250初始化時設置， 即把通信線路控制器的最高位（DLAB）置1,然后分兩次把除數鎖存器的高8位和低8位分別寫入端口地址3F8H和3F9H （COM1） ,8250傳送或接收串行數據時使用的時鐘信號的頻率是數
據傳輸波特率的16 倍，即波特率= 16 ×除數/1 843 200.
在Windows平臺上的串行通信多使用其提供的AP I函數來實現，這種方法使用起來需要許多底層設置，因而較為繁瑣，并且難以理解。Microsoft推出的ActiveX技術提供了另外一種實現串行通信的方法。這種方法不僅相對較為簡單，而且非常實用。
尤其是Visual C + +這種可視化面向對象的編程環境中，可以真正把串口看作一個對象，編程時只需簡單的設置，理解起來也很容易。本文上位機通信程序使用VC + +提供的串行通信控件MSComm （Mi2crosoft Communication Control） ,主要步驟如下：打開VC + + 610集成開發環境，選擇菜單項File /New,在出現的對話框中選中Projects標簽中的MFC App2Wizard （ exe） ,生成一個基于對話框的應用程序。選擇菜單項Project/Add to p roject/Components andControls?,在彈出的對話框中選擇Registered Ac2tiveX Controls文件夾下的Microsoft CommunicationsControl, 選擇Registered ActiveX Controls 來注冊MSComm,將該控件從工具箱中拉到對話框中即可實現控件的插入。選擇ClassWizard為新創建的通信控件加入一個成員變量，將其命名為m_commute.
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