实现RS232标准接口总线及串行通信设计

通过以上枯燥的理论学习之后对MCS-51单片机的串行口有了基本了解，接下来重点介绍单片机与PC之间的通信。相信每个初学者都会对这部分内容感兴趣。

在工业自动控制、智能产品中，单片机应用越来越广泛，同时也需要对数据进行较复杂的处理。由于单片机的运算能力较差，在处理复杂数据时速度较慢，所以需要借助计算机进行运算。因此，单片机与PC间的通信便显得非常重要。

大多数的计算机都具有RS232C接口，尽管它的性能指标并非很好。在广泛的市场支持下依然常盛不衰。就使用而言，RS232也确实有其优势：仅需3根线便可在两个数字设备之间全双工的传送数据。不过，RS232C的控制要比使用并行通信的打印机接口更难于控制。RS232C使用了远比并行口更多的寄存器。这些寄存器用来实现串行数据的传送及RS232C设备之间的握手与流量控制。PC上的RS232口各引脚功能如图2-19所示。

图2-19 RS232接口定义

1.RS232总线标准

串行通信接口标准以RS232C为主。RS232C标准是美国EIA与BELL等公司一起开发的，它适合于数据传输率在0～20000bit/s范围内的通信。RS232C还对电器特性、逻辑电平和各种信号线功能都作了规定。RS232C使用-3～-25V表示数字“1”，使用3～25V表示数字“0”，RS232C在空闲时处于逻辑“1”状态。在开始传送时，首先产生一个起始位，起始位为一个宽度的逻辑“0”，紧随其后的为要传送的数据，所要传送的数据由最低位开始送出，最后以一个结束位标志表示该字节传送完毕，结束位为一个宽度的逻辑“1”。

2.RS232C接口电路

由于RS232C信号与MCS-51单片机信号电平不一致（前者为RS232电平，后者为TTL电平），因此，采用RS232C与单片机通信时必须要进行信号电平转换。目前，RS232C与TTL电平转换最常用的芯片有MAX232、MC1488等，以下就以MAX232为例，介绍其接口电路。MAX232芯片是MAXIM公司生产的、包含两路接收器和驱动器的IC芯片，外部引脚和内部电路如图2-20所示。

图2-20 MAX232芯片接口定义

a）引脚排列 b）内部功能

实际应用中可以接成如图2-21所示电路，实现单片机与PC间数据通信。

(www.xing528.com)

图2-21 MAX232串行通信电路

MAX232内部有两组收、发器，实际应用中可以从中任选一组使用，电平转换的硬件电路在此不作更多介绍，读者可以从网上找到许多类似资料。

3.单片机与PC通信的软硬件设计

51单片机有一个全双工的串行通信口，所以单片机和计算机之间可以方便地进行串行通信。进行串行通信时要满足一定的条件，比如计算机的串口是RS232电平的，而单片机的串口是TTL电平的，两者之间必须有一个电平转换电路，我们采用了专用芯片MAX232进行转换，虽然也可以用几个晶体管进行模拟转换，但还是用专用芯片更简单可靠。具体硬件电路如图2-21，这是最简单的连接方法，但是对我们来说已经足够使用了。

为了能够在计算机端看到单片机发出的数据，我们必须借助一个Windows软件进行观察，这里我们推荐一个免费的计算机串口调试软件——串口调试助手。此软件如图2-22所示，可设定串口号、波特率、校验位等参数，非常实用。

图2-22 串口调试软件界面

程序设计：利用单片机串行口将PC发送的数据信号接收并返回给PC，利用串口调试助手发送并验证收到的数据是否正确。在使用中注意波特率两部分一定要统一，否则数据将出错。单片机上程序如下：

[1]TMOD只能按字节寻址。