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。現(xiàn)在大多數(shù)通用單片機(jī)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(yīng)用于線路中繼、協(xié)議轉(zhuǎn)換以及集散測控單元等場合。

【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（也就是人們常說的CPU）、隨機(jī)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(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)相較于之前開發(fā)的一系列單片機(jī)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(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，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(jī)的特點包括以下幾個方面：

（1）MCS-51單片機(jī)是一個有較強(qiáng)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(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)存儲器以及4KB的尋址空間為64KB的程序存儲器。

（3）MCS-51單片機(jī)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(jī)多串口通訊的實現(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)價格低廉性價比高的特點，也可以利用多個單串口的單片機(jī)也來實現(xiàn)多串口通信，這種多串口的實現(xiàn)技術(shù)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(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現(xiàn)技術(shù)，因為某些類型的單片機(jī)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(shù)實現(xiàn)多串口通訊也是可行的。但是如果單片機(jī)沒有擴(kuò)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(jī)多串口通訊。根據(jù)軟件模擬來實現(xiàn)多串口通訊的流程是先根據(jù)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(jù)數(shù)據(jù)的內(nèi)容以及格式來進(jìn)行進(jìn)一步的操作。MCS-51系列單片機(jī)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(guān)實現(xiàn)單片機(jī)多串口通訊技術(shù)，這種方法是將單片機(jī)的串口通過分別于多路的模擬開關(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，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)以及各個采集節(jié)點所構(gòu)成的系統(tǒng)，都采用的是型號為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)是以一臺單片機(jī)系統(tǒng)作為該系統(tǒng)的主機(jī)，各個采集點作為從機(jī)而進(jìn)行一種一對多的方式來進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸。51系列單片機(jī)的串口有4個基本模式，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

因為現(xiàn)如今單片機(jī)由于其較小的體積和很高的性價比，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)如今市場上的眾多品牌電子產(chǎn)品，諸如諾基亞，華為，西門子等利用的就是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)，它有眾多的實現(xiàn)方法，上文已經(jīng)做了簡要的介紹?，F(xiàn)如今，單片機(jī)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(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)，來解決一些復(fù)雜的計算機(jī)系統(tǒng)的應(yīng)用。而單片機(jī)最明顯的優(yōu)勢就是憑借其體積小可以嵌入電器內(nèi)部來控制整個電氣系統(tǒng)。

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