MCS—51單片機多串口通訊技術應用分析

胡謙珀

【摘 要】隨著單片機由于其較小的體積和很高的性價比，而在各種電子產品中受到廣泛的應用和發(fā)展，單片機的研發(fā)人員也在不斷的進行技術上的革新。到目前為止，有兩種類型的單片機已經被投入了廣泛的應用，其中一類是專用單片機也就是專用在移動通信等專用設備里的單片機。而另一類就是通用單片機。MCS-51單片機就是一種通用單片機，通用單片機一般情況下可以滿足多數(shù)系統(tǒng)的需求。現(xiàn)在大多數(shù)通用單片機通常只有一個串行通訊口，但是在某些情況下，兩個或者兩個以上的串行口也是必要的，而多串口通訊主要應用于線路中繼、協(xié)議轉換以及集散測控單元等場合。

【關鍵詞】專用單片機；通用單片機；MCS-51單片機；串行通訊口

1.關于MCS-51單片機的介紹

單片機，它是現(xiàn)在應用最廣泛的集成電路芯片的一種，通常利用超大規(guī)模集成電路技術把中央處理器（也就是人們常說的CPU）、隨機存儲器、只讀存儲器以及多種I/O口和中斷系統(tǒng)等部分集成于一體，而成為一個微型的計算機芯片。在HMOS技術迅猛發(fā)展的前提下，Intel公司基于早年研發(fā)的單片機MCS-48系列的基礎上，又于1980年相繼推出了8位MCS-51系列單片機。MCS-51系列單片機相較于之前開發(fā)的一系列單片機來說，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)中一種相當理想的機型，至今為止都作為單片機的理想機型應用于各個領域。MCS-51單片機的基本機型包括8051、8751、8031和8951這四種型號，而由于8031的性價比較高，并且易于研發(fā)，所以利用率也相對較高。MCS-51單片機的特點包括以下幾個方面：

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

（2）MCS-51單片機的片內采用的是單總線結構，帶有128B的尋址空間為64KB的數(shù)據存儲器以及4KB的尋址空間為64KB的程序存儲器。

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

2.MCS-51單片機多串口通訊的實現(xiàn)技術

目前為止也只有極為少數(shù)的幾種單片機可以實現(xiàn)多串口通信，而有些單片機與MCS-51系列單片機是可以相互兼容的，所以一些新增的串口和原有的串口是基本吻合的。根據目前單片機的發(fā)展來看，MCS-51系列單片機也只有Intel8250以及Intel8251兩種接口芯片可以選擇。根據單片機價格低廉性價比高的特點，也可以利用多個單串口的單片機也來實現(xiàn)多串口通信，這種多串口的實現(xiàn)技術會比其他方案更容易實現(xiàn)，而且在價格方面也較低，這種方法叫做多單片機的協(xié)同工作。而HSI和HSO功能又是另一種可行的多串口通訊實現(xiàn)技術，因為某些類型的單片機即可以實現(xiàn)高速輸入又可以同時完成高速輸出，所以利用這種技術實現(xiàn)多串口通訊也是可行的。但是如果單片機沒有擴展功能同時也不具備HSI和HSO功能，那么軟件模擬就可以實現(xiàn)單片機多串口通訊。根據軟件模擬來實現(xiàn)多串口通訊的流程是先根據通訊的頻率來確定在發(fā)送每一位時的時間間隔，然后再依據數(shù)據的內容以及格式來進行進一步的操作。MCS-51系列單片機的八位定時器在定時間常數(shù)初值通常為160。最后還有一種方法是多路模擬開關實現(xiàn)單片機多串口通訊技術，這種方法是將單片機的串口通過分別于多路的模擬開關于各路的線路相連接。這種技術適用于多串口通訊分別進行時，這種技術方法比較可靠，一般情況下技術條件容易滿足。

3.MCS-51單片機多串口通訊的多路采集系統(tǒng)

MCS-51系列單片機多串口通訊的多路采集系統(tǒng)是由上位機以及各個采集節(jié)點所構成的系統(tǒng)，都采用的是型號為RS232的一種標準串行通信口。這種單片機多路采集系統(tǒng)是以一臺單片機系統(tǒng)作為該系統(tǒng)的主機，各個采集點作為從機而進行一種一對多的方式來進行數(shù)據的傳輸。51系列單片機的串口有4個基本模式，它有三種基本的作用諸如串并轉換、并串轉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。多機通信是特殊的通信方式。MCS-51系列單片機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換成串行的通信模式。下面介紹一下主從機的工作流程。

4.綜述

因為現(xiàn)如今單片機由于其較小的體積和很高的性價比，而在各種電子產品中受到廣泛的應用和發(fā)展，但是單片機的研發(fā)也有幾個瓶頸比如高頻布線（一般高頻指的是處理速度達100MHz以上），MCS-51單片機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，現(xiàn)如今市場上的眾多品牌電子產品，諸如諾基亞，華為，西門子等利用的就是MCS-51系列單片機。其中MCS-51系列單片機多串口通訊技術是一類較為特殊的應用技術，它有眾多的實現(xiàn)方法，上文已經做了簡要的介紹?，F(xiàn)如今，單片機對兩個或者兩個以上的串行口的要求也越來越高。目前單片機的發(fā)展已經朝著單片化、網絡化、微型化的方向邁進，來解決一些復雜的計算機系統(tǒng)的應用。而單片機最明顯的優(yōu)勢就是憑借其體積小可以嵌入電器內部來控制整個電氣系統(tǒng)。

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