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PC机和AT89C51单片机的主从式多机数据通讯

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　摘要介绍了PC机和单片机串行通讯的一种实用接口电路，给出了PC机和单片机的实用通讯程序框图。
关键词PC机单片机主从式数据通讯
1概述
　　由于单片机的小巧灵活，价格低廉，可以方便地实现多机和分布式控制，因而得到了非常广泛的应用。在这些应用中，单片机担负着直接面向底层的任务，而数据的进一步管理，分类，处理一般都是由PC机来实现的。因此PC机和单片机之间就会有大量的数据流传输。如何能够可靠，快捷的传输是这类应用中的一个重要技术问题。可以预见，随着生产的发展，会提出越来越高的要求。

2通讯接口
　　通常的PC机和单片机的通讯中，通过RS－232C口，虽然拉大了0和1信号的电平差别，提高了有效传输距离，但在很多情况下，仍很难满足传输距离和传输速度的要求。下面介绍一种通过全双工的MAX1482收发器为核心构成的通讯接口电路，该电路运行稳定可靠，传输速度最低250KBPS，最远传输距离可达1．2km，可在总线上挂接最多256个收发器。

　　接收线接PC机232口发送线，发送线接PC232口接收线，另加一根信号地线，共3根线和PC相连；2＃MAX1482Di接AT89C51TXD脚，Ro接RXD脚。Ro是MAX1482的接收器输出，A，B分别为接收器非反相和反相输入；Di为发送器输入，Y，Z分别为发送器非反相和反相输出。为了有效地抑制信号反射，采用阻匹配技术，在传输线末端接120？的阻抗匹配电阻。

　　从该接口电路可看出，在发送端，TTL电平经过片子变换后，把逻辑电平转换成电位差，完成始端的信息传输；在接收端，片子把电位差转换成TTL逻辑电平，实现信息的接收。MAX232实现RS－232C电平和TTL电平之间的转换。R1i为PC机发送线232电平输入，R1o为TTL输出；T1i为TTL输入，T1o为232输出，送PC机接收线。在这里，我们使用了MAX232完成了TTL电平和232电平的转换。该片子由5V电源供电，所以整个电路只需一个电源，避免了用1488和1489时必需两路电源的麻烦。该接口电路符合EIA－422A接口规范．

　　实际上，1＃MAX1482和MAX232再添加一CPU和必要外围电路，即可以做为一个简单的通讯转换器，它一方面实现了PC机RS232电平和TTL电平的转换，一方面利用1482实现对PC机和挂接于总线上的单片机之间通讯的收发控制。
3通讯协议
　　本文作者在开发考勤系统中约定PC机和单片机的通讯协议如下：
通讯格式为：Number＋Len＋Comman－dID＋Data＋Sum

Number：考勤机机号
Len：从该字节开始的数据字节长度
CommandID：命令号
Data：有用数据
Sum：数据祯的总和的最低字节
　　由于命令有很多条，现只摘录两条，以便于分析和实现。
1收记录数据：PC机发，单片机收：
Number＋Len＋01H＋Sum
PC机收，单片机发：
Number＋Len＋01H＋Data＋Sum
Data是考勤机的记录数据，格式为
CardNO＋Month＋Date＋Hour＋Minute＋Second可以为多条（CardNO为卡号）2
修改时间：PC机发，单片机收：
Number＋Len＋02H＋Data＋Sum
PC机收，单片机发：
Number＋03H＋88H＋Sum：操作成功
Number＋03H＋0E1H＋Sum：校验不对
　　Number＋03H＋0E2H＋Sum：操作不成功

4协议实现
　　主从式多机通讯中，由PC机发出从机号（TB8＝1），所有从机都进入接收中断（从机初始化为SM2＝1，REN＝1），从机收到机号后与本机号相比较：相同，则清零SM2＝0，等待接收数据；否则保持SM2＝1，对接下来PC机发送的数据（TB8＝0）置之不理。这样便实现了PC机和从机的点对点通讯。由于本系统实时性要求并不高，所以从机可以采用中断加查询的方式工作。按照协议要求的帧长度接收完数据后，根据命令号键控跳转执行相应要求之功能。这些功能都可在串口中断中进行，由于硬件上外加了看门狗电路，因此不可能出现由于只收到部分数据，而接下来的数据丢失造成循环等待死机的情况。

5 PC机通讯程序
　　PC机通讯程序用Visual Basic开发。我们利用了VB提供的串行通讯专用ActiveX控件MSComm，该控件屏蔽了通讯过程的低层操作。只需设置MSComm控件的相应属性，调用控件相应方法和事件，按照通讯协议要求发出命令号，下位机完成相应功能，便能实现数据通讯。

　　本文讨论的通讯接口及通讯程序经实际运行，效果良好。

　　参考资料
1 孙育才．MCS－51系列单片微型计算机及其应用（第三版）．东南大学出版社