4.4 串行口通信模塊設(shè)計(jì)

51 單片機(jī)有一個(gè)全雙工的串行通信口，使單片機(jī)和計(jì)算機(jī)之間可以方便地進(jìn)行通信。

電平范圍是電路能夠安全可靠識(shí)別信號(hào)的電壓范圍。

CMOS 電路的電平范圍一般是從0 到電源電壓。CMOS 電平中，高電平（3.5~5V）為邏輯1,低電平（0~0.8V）為邏輯0.

RS232 接口的電平范圍是-15V 到+15V,RS232 電平采用負(fù)邏輯，即邏輯1:-3~-15V,邏輯0:+3~+15V.

單片機(jī)的串口是TTL 電平的，而計(jì)算機(jī)的串口是RS232 電平，要使兩者之間進(jìn)行通信，兩者之間必須有一個(gè)電平轉(zhuǎn)換電路，即單片機(jī)的串口要外接電平轉(zhuǎn)換電路芯片把與TTL兼容的CMOS 高電平表示的1 轉(zhuǎn)換成RS232 的負(fù)電壓信號(hào)，把低電平轉(zhuǎn)換成RS-232 的正電壓信號(hào)。典型的轉(zhuǎn)換電路給出-9V 和+9V.

本設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)邏輯電平轉(zhuǎn)換可以采用MAX232 芯片的轉(zhuǎn)換接口：MAX232 是MAXIM公司生產(chǎn)的，包含兩路驅(qū)動(dòng)器和接收器的RS-232 轉(zhuǎn)換芯片。MAX232 芯片內(nèi)部有一個(gè)電壓轉(zhuǎn)換器，可以把輸人的+5V 電壓轉(zhuǎn)換為RS-232 接口所需的±10V 電壓，尤其適用于沒有±12V 的單電源系統(tǒng)。與此原理相同的芯片還有MAX202、AD 公司的ADDt101 以及SIL 公司的IC1232 芯片。

圖 4.6 MAX232 芯片引腳

由于 protues仿真時(shí)不需進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換，所以仿真時(shí)沒有用上MAX232 芯片電路，但做實(shí)物時(shí)需進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換，其硬件連線圖如圖4.7 所示。MAX232 芯片的T1in 引腳連接AT89C51 單片機(jī)的P3.1（TXD）引腳，MAX232 芯片的R1out 引腳連接AT89C51 單片機(jī)的P3.0（RXD）引腳；MAX232 芯片的T1out 引腳連接DB9 針接口的第2 引腳，MAX232 芯片的R1in 引腳連接DB9 針接口的第3 引腳。

圖4.7 電平轉(zhuǎn)換硬件連接圖

4.5 系統(tǒng)原理圖

由以上模塊化設(shè)計(jì)可得整個(gè)系統(tǒng)原理圖如圖4.8 所示：

圖4.8 系統(tǒng)原理圖

5 軟件設(shè)計(jì)

5.1 算法設(shè)計(jì)

編寫單片機(jī)異步通信程序步驟如下：

1. 設(shè)置串口工作方式

此時(shí)需對(duì)串行控制器SCON 中的SM0、SM1 進(jìn)行設(shè)置。PC 機(jī)與單片機(jī)的通信中一般選擇串口工作在方式1 下。

串行控制器 SCON（98H）的格式如表1 所示：

表1串行控制器格式