MCS—51單片機(jī)多串口通訊技術(shù)應(yīng)用分析

胡謙珀

【摘 要】隨著單片機(jī)由于其較小的體積和很高的性價(jià)比，而在各種電子產(chǎn)品中受到廣泛的應(yīng)用和發(fā)展，單片機(jī)的研發(fā)人員也在不斷的進(jìn)行技術(shù)上的革新。到目前為止，有兩種類型的單片機(jī)已經(jīng)被投入了廣泛的應(yīng)用，其中一類是專用單片機(jī)也就是專用在移動(dòng)通信等專用設(shè)備里的單片機(jī)。而另一類就是通用單片機(jī)。MCS-51單片機(jī)就是一種通用單片機(jī)，通用單片機(jī)一般情況下可以滿足多數(shù)系統(tǒng)的需求?，F(xiàn)在大多數(shù)通用單片機(jī)通常只有一個(gè)串行通訊口，但是在某些情況下，兩個(gè)或者兩個(gè)以上的串行口也是必要的，而多串口通訊主要應(yīng)用于線路中繼、協(xié)議轉(zhuǎn)換以及集散測(cè)控單元等場(chǎng)合。

【關(guān)鍵詞】專用單片機(jī)；通用單片機(jī)；MCS-51單片機(jī)；串行通訊口

1.關(guān)于MCS-51單片機(jī)的介紹

單片機(jī)，它是現(xiàn)在應(yīng)用最廣泛的集成電路芯片的一種，通常利用超大規(guī)模集成電路技術(shù)把中央處理器（也就是人們常說(shuō)的CPU）、隨機(jī)存儲(chǔ)器、只讀存儲(chǔ)器以及多種I/O口和中斷系統(tǒng)等部分集成于一體，而成為一個(gè)微型的計(jì)算機(jī)芯片。在HMOS技術(shù)迅猛發(fā)展的前提下，Intel公司基于早年研發(fā)的單片機(jī)MCS-48系列的基礎(chǔ)上，又于1980年相繼推出了8位MCS-51系列單片機(jī)。MCS-51系列單片機(jī)相較于之前開(kāi)發(fā)的一系列單片機(jī)來(lái)說(shuō)，功能以及速度方面都有了前所未有的突破，成為工業(yè)控制系統(tǒng)中一種相當(dāng)理想的機(jī)型，至今為止都作為單片機(jī)的理想機(jī)型應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。MCS-51單片機(jī)的基本機(jī)型包括8051、8751、8031和8951這四種型號(hào)，而由于8031的性價(jià)比較高，并且易于研發(fā)，所以利用率也相對(duì)較高。MCS-51單片機(jī)的特點(diǎn)包括以下幾個(gè)方面：

（1）MCS-51單片機(jī)是一個(gè)有較強(qiáng)處理能力具有8位cpu，并且同時(shí)具備范圍在1.2MHz～12MHz的振蕩器，通常采用的是單一+5V電源。

（2）MCS-51單片機(jī)的片內(nèi)采用的是單總線結(jié)構(gòu)，帶有128B的尋址空間為64KB的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器以及4KB的尋址空間為64KB的程序存儲(chǔ)器。

（3）MCS-51單片機(jī)具有128個(gè)用戶位的尋址空間以及21個(gè)字節(jié)特殊功能寄存器并且具有8位的I/O并行接口四個(gè)。

2.MCS-51單片機(jī)多串口通訊的實(shí)現(xiàn)技術(shù)

目前為止也只有極為少數(shù)的幾種單片機(jī)可以實(shí)現(xiàn)多串口通信，而有些單片機(jī)與MCS-51系列單片機(jī)是可以相互兼容的，所以一些新增的串口和原有的串口是基本吻合的。根據(jù)目前單片機(jī)的發(fā)展來(lái)看，MCS-51系列單片機(jī)也只有Intel8250以及Intel8251兩種接口芯片可以選擇。根據(jù)單片機(jī)價(jià)格低廉性價(jià)比高的特點(diǎn)，也可以利用多個(gè)單串口的單片機(jī)也來(lái)實(shí)現(xiàn)多串口通信，這種多串口的實(shí)現(xiàn)技術(shù)會(huì)比其他方案更容易實(shí)現(xiàn)，而且在價(jià)格方面也較低，這種方法叫做多單片機(jī)的協(xié)同工作。而HSI和HSO功能又是另一種可行的多串口通訊實(shí)現(xiàn)技術(shù)，因?yàn)槟承╊愋偷膯纹瑱C(jī)即可以實(shí)現(xiàn)高速輸入又可以同時(shí)完成高速輸出，所以利用這種技術(shù)實(shí)現(xiàn)多串口通訊也是可行的。但是如果單片機(jī)沒(méi)有擴(kuò)展功能同時(shí)也不具備HSI和HSO功能，那么軟件模擬就可以實(shí)現(xiàn)單片機(jī)多串口通訊。根據(jù)軟件模擬來(lái)實(shí)現(xiàn)多串口通訊的流程是先根據(jù)通訊的頻率來(lái)確定在發(fā)送每一位時(shí)的時(shí)間間隔，然后再依據(jù)數(shù)據(jù)的內(nèi)容以及格式來(lái)進(jìn)行進(jìn)一步的操作。MCS-51系列單片機(jī)的八位定時(shí)器在定時(shí)間常數(shù)初值通常為160。最后還有一種方法是多路模擬開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)單片機(jī)多串口通訊技術(shù)，這種方法是將單片機(jī)的串口通過(guò)分別于多路的模擬開(kāi)關(guān)于各路的線路相連接。這種技術(shù)適用于多串口通訊分別進(jìn)行時(shí)，這種技術(shù)方法比較可靠，一般情況下技術(shù)條件容易滿足。

3.MCS-51單片機(jī)多串口通訊的多路采集系統(tǒng)

MCS-51系列單片機(jī)多串口通訊的多路采集系統(tǒng)是由上位機(jī)以及各個(gè)采集節(jié)點(diǎn)所構(gòu)成的系統(tǒng)，都采用的是型號(hào)為RS232的一種標(biāo)準(zhǔn)串行通信口。這種單片機(jī)多路采集系統(tǒng)是以一臺(tái)單片機(jī)系統(tǒng)作為該系統(tǒng)的主機(jī)，各個(gè)采集點(diǎn)作為從機(jī)而進(jìn)行一種一對(duì)多的方式來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸。51系列單片機(jī)的串口有4個(gè)基本模式，它有三種基本的作用諸如串并轉(zhuǎn)換、并串轉(zhuǎn)換以及異步串行通信。在異步串行通信中，是有兩種幀格式的，他們分別是1+8+1和1+8+1+1。多機(jī)通信是特殊的通信方式。MCS-51系列單片機(jī)多串口通訊的多路采集的基本原理是采用兩組移位寄存器使并行的通信模式轉(zhuǎn)換成串行的通信模式。下面介紹一下主從機(jī)的工作流程。

4.綜述

因?yàn)楝F(xiàn)如今單片機(jī)由于其較小的體積和很高的性價(jià)比，而在各種電子產(chǎn)品中受到廣泛的應(yīng)用和發(fā)展，但是單片機(jī)的研發(fā)也有幾個(gè)瓶頸比如高頻布線（一般高頻指的是處理速度達(dá)100MHz以上），MCS-51單片機(jī)就是一種一般情況下可以滿足多數(shù)系統(tǒng)的需求的通用單片機(jī)，現(xiàn)如今市場(chǎng)上的眾多品牌電子產(chǎn)品，諸如諾基亞，華為，西門(mén)子等利用的就是MCS-51系列單片機(jī)。其中MCS-51系列單片機(jī)多串口通訊技術(shù)是一類較為特殊的應(yīng)用技術(shù)，它有眾多的實(shí)現(xiàn)方法，上文已經(jīng)做了簡(jiǎn)要的介紹。現(xiàn)如今，單片機(jī)對(duì)兩個(gè)或者兩個(gè)以上的串行口的要求也越來(lái)越高。目前單片機(jī)的發(fā)展已經(jīng)朝著單片化、網(wǎng)絡(luò)化、微型化的方向邁進(jìn)，來(lái)解決一些復(fù)雜的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的應(yīng)用。而單片機(jī)最明顯的優(yōu)勢(shì)就是憑借其體積小可以嵌入電器內(nèi)部來(lái)控制整個(gè)電氣系統(tǒng)。

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