單片機(jī)I/O 口模擬串行通信設(shè)計(jì)

目前普遍采用的MCS51 和PIC 系列單片機(jī)通常只有一個(gè)（或沒(méi)有）UART異步串行通信接口，在應(yīng)用系統(tǒng)中若需要多個(gè)串行接口（例如在多機(jī)通信系統(tǒng)中，主機(jī)既要和從機(jī)通信又要和終端通信）的情況下，通常的方法是擴(kuò)展一片8251 或 8250 通用同步/異步接收發(fā)送芯片（USART），需額外占用單片機(jī)I/O 資源。

　　　1.串行接口的基本通信方式

　　串行接口的有異步和同步兩種基本通信方式。異步通信采用用異步傳送格式，如圖1 所示。數(shù)據(jù)發(fā)送和接收均將起始位和停止位作為開(kāi)始和結(jié)束的標(biāo)志。在異步通信中，起始位占用一位（低電平）。

　　異步通信采用用異步傳送格式

　　用來(lái)表示字符開(kāi)始。其后為7 或8 位的數(shù)據(jù)編碼，第8 位通常做為奇偶校驗(yàn)位。最后為停止位（高電平）用來(lái)表示字符傳送結(jié)束。上述字符格式通常作為一個(gè)串行幀，如無(wú)奇偶校驗(yàn)位，即為常見(jiàn)的N.8.1幀格式。串行通信中，每秒傳送的數(shù)據(jù)位稱(chēng)為波特率。如數(shù)據(jù)傳送的波特率為1200 波特，采用N.8.1 幀格式（10 位），則每秒傳送字節(jié)為120 個(gè)，而字節(jié)中每一位傳送時(shí)間即為波特率的倒數(shù)：T=I/1200=0.833ms。同樣，如數(shù)據(jù)傳送的波特率為9600 波特，則字節(jié)中每一位傳送時(shí)間為T(mén)=1/9600=0.104 ms。

　　2.硬件電路

　　89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓、高性能CMOS8位微處理器，俗稱(chēng)單片機(jī)。單片機(jī)的可擦除只讀存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦除100次。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，ATMEL的89C51是一種高效微控制器，89C2051是它的一種精簡(jiǎn)版本。89C單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。

　　89C51 單片機(jī)通過(guò)普通I/O 口與PC 機(jī)RS232 串口實(shí)現(xiàn)通信的硬件接口電路如圖2 所示。由于PC 系列微機(jī)串行口為RS232C 標(biāo)準(zhǔn)接口，與輸入、輸出均采用TTL 電平的89C51 單片機(jī)在接口規(guī)范上不一致，因此TTL電平到RS232 接口電平的轉(zhuǎn)換采用MAXIM 公司的MAX232 標(biāo)準(zhǔn)RS232接口芯片，該芯片可以用單電壓（+5V）實(shí)現(xiàn)RS232接口邏輯“1”（-3V～215V）和邏輯“0”（+3V～15V）的電平轉(zhuǎn)換。圖中89C51 的P1.0 模擬發(fā)送端，P1.1 模擬接收端。