STC15W4K32S4串口S2/S3/S4通信示例

STC15W4K32S4单片机的串口2、串口3和串口4均有2个工作方式：方式0可应用于单机和双机通信，方式1适于多机通信。下面介绍它们的通信程序设计。

1.双机通信

双机通信是单片机与单片机之间进行信息交换。如果通信距离在5m以内时，两个单片机的串口可以直接连接，线路连接比较简单，如图8-17所示，通信时以TTL电平传输信息。如果通信距离在15m以内时，双方需要增加点对点电平转换电路，如图8-18所示，通信时需要TTL电平与RS-232电平进行转换，以RS-232电平远程传输信息，适合本地设备之间的通信。

图8-17 双机异步通信

图8-18 双机点对点RS-232异步通信接口

如果需要长距离的通信，双方可以采用RS-485通信接口，如图8-19所示。RS-485定义了一种平衡通信接口，采用平衡双绞线，通信距离最远可达1500m，通信速率最高可达10Mbit/s，通信距离与速度成反比。当通信距离小于300m时，两端可以不接终端电阻。

图8-19 双机RS-485异步通信接口

双方异步串行通信时，可以采用查询方式，也可以使用中断方式设计串行通信程序。

【例8-3】 使用单片机的串口2编程，将甲方单片机内部的30H～3FH单元的数据逐字节发送给乙方，并用P1口接8个LED灯显示出来（低电平点亮LED），采用和校验检验帧错误。

依据题意，按以下步骤设计程序：

程序结构：发送端采用查询方式发送数据，每1s发出1个数据字节。为了让读者更好地理解串行通信程序设计，接收方采用中断方式编写接收程序。

算法思路：接收、发送端采用指针指向要发送的源数据地址或存放的目的地址，用数据长度控制循环次数。发送数据时，采用1字节累加和，每读取1个字节数就累加1次；当源数据发送完后，再把发送累加和发送给乙方校验。在接收方，也采用1字节累加和，每接收到1个字节数就累加1次；当源数据接收完后，再接收1字节的累加和校验码，与本地的源数据累加和进行比较：如果相等，则通信成功，接收方发出“OK”信息；否则发出“ER”信息，需要重发。对于接收端采用中断方式，需设1个错误标志F0，如果接收失败，中断返回前置F0=1，由主程序判断F0是否转到重新接收。

资源分配：R0作数据指针，R2作源数据长度，控制循环次数，2FH单元作累加和校验码，定时器T2作为串口2的波特率发生器，T2x12=0为12T模式，系统时钟f_sys=18.432MHz，波特率为2.4kbit/s，计算出定时器T2的初值：，则T2初值=65376D=FF60H。

乙端串口2接收程序设计（中断方式）：

2.多机通信

在实际应用中，经常会有多个单片机终端构成单总线网络完成某一个系统设计，这样它们在数据传输时需要采用主从式通信方式，即一台主机与多台从机之间通信。要完成这种通信功能，必须依靠单片机串口的多机通信控制位SM2来实现。这时网络中的每个终端设备还要编制一个唯一的识别码，即地址（系统允许最小地址为00、最大地址为255，即最大有256台从机），使得主机可以将信息发送给所有从机，或者指定发给某一个从机，而从机与从机之间不能相互通信。按照这种规则构成的从机通信网络如图8-20所示。

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图8-20 单片机的多机通信结构

在多机通信中，需要在串口工作方式1下，采用SxSM2和SxTB8、SxRB8控制位（其中x=2～4）在多机通信中的特点，实现多机通信。这3位的功能参看S2CON、S3CON和S4CON寄存器的各位功能介绍。

在通信设计时，要遵循一主、多从形式，主机在“讲”时，所有的从机要在“听”，从机“听”到叫本机地址码才能转为“讲”，不允许多个从机同时“讲”。就像开会做报告一样，报告人在讲时，与会代表要静听；当提问时，被点名的代表才能发声讲话。因此，对网络中的每个从机要编制唯一的地址码，主机以点名轮询方式与从机通信。故主机通常要先发送地址码点名，以建立一条通信链路，然后再发命令或数据信息；被点名的从机根据命令再发送出数据信息。

多机通信操作过程如下（以串口3为例）：

1）主机置S3M0=1工作在方式1，并置S3SM2=0、S3TB8=1，主机发送1字节地址码，从机接受点名，从机置S3M0=1，S3SM2=1，从机准备接收主机发送的地址码。

2）因为从机S3RB8=1，则接收到地址码会送入S3BUF寄存器；此时从机将接收的码与本机码进行比较：如果比较结果相等，则本机被主机点名通信，该从机置S3SM2=0，继续接收。

如果比较结果不相等，则置从机的S3SM2=1不变，继续接收。

3）接着，主机置S3TB8=0，并发送命令或数据信息，从机等待接收。

4）从机接收到信息后，由于S3RB8=0，则只有S3SM2=0的从机将信息送入到S3BUF，其他从机因为S3SM2=1且S3RB8=0，会将接收的信息丢弃。

5）从机根据命令发送回复数据信息，这时从机发送时置S3TB8=0，其他从机设置不变；主机置S3SM2=0，准备接收被点名从机的数据信息。

下面介绍多机通信实例。

【例8-4】 按照如图8-20所示构成多机通信结构，实现停车场车位检测与指示。

依据题意，假设停车场有1个主机，内有100个车位从机，系统将从机连接成串行通信网络，采取主从式多机通信方式，即主机不断地点名轮询各个从机，要求被轮询到的从机报告其车位上是否停放了车辆：如果停放了车辆，要向主机回答“Yes”，空车位数减1并显示出来；否则回答“Not”。按以下步骤设计程序：

程序结构：主机发送端采用查询方式发送数据，查询间隔时间为2ms。为了让读者更好地理解串行多机通信程序设计，从机采用中断方式编写接收程序。

算法思路：主机不断地点名轮询从机。轮询时，主机先地址、再发命令（假设有“K”车位查询、“B”故障查询、“P”危险查询等命令）。从机收到地址比较是本机后，向主机报告查询从机的状态信息。假如开始时，车场没有停车，则有空车位100个。若主机接收到从机车位上停了车，则总车位数减去1，表示还有99个空停车位，显示提醒。

假设从机的车位检测采用光电发射、接收管，由P1.0检测电平，当检测到P1.0为低电平时表示该车位有停车，否则该车位无停车。从机采用串口中断方式，主程序不断检测是否有停车：若检测到有停车则赋值给寄存器R6位“Yes”信息，否则置R6位“Not”信息。

资源分配：用寄存器R7作为主机空车位计数器，用R6寄存器作为从机车位状态信息；选用定时器T3作为串口3的波特率发生器，T3x12=1为1T计数模式，系统时钟f_sys=18.432MHz，波特率为115.2kbit/s，计算出定时器T3的初值为

从机端串口3接收程序设计（中断方式，假定本从机的地址码为01号）：