《单片机应用技术》课件第3章

项目3单片机与PC机通信系统设计3.1项目要求

3.2理论知识

3.3项目分析及实施

3.4项目小结

习题

3.1项目要求

单片机与外部PC机进行数据通信可以通过并行接口和串行接口两种方式来实现。通常，单片机与外围芯片之间，如与存储器、I/O接口等之间常采用并行通信方式；而单片机与外部系统之间，如单片机与单片机、单片机与PC机等之间常采用串行通信方式。

本项目实现的就是单片机与PC机之间的双向串行数据通信，利用单片机的串行口工作，连接单片机和PC机，使双方可以进行数据传输和交换。通过这个项目要求掌握单片机串行口的工作方式，以及如何实现单片机与PC机之间的数据交换。项目重难点：

(1)串行通信的基本知识；

(2)串行通信接口标准RS-232C；

(3)51单片机串行通信接口的组成；

(4)51单片机的串行口工作原理；

(5)51单片机与外设通信的软件编写。

技能培养：

(1)掌握51单片机串行口工作原理及应用；

(2)掌握51单片机串行口工作电路的分析与设计方法；

(3)熟练编写单片机串行口通信的发送和接收数据程序；

(4)掌握PC机与单片机串行口通信的工作方法。

3.2理论知识

3.2.1串行通信

1．串行通信的分类

按照串行数据的时钟控制方式，串行通信可分为同步通信和异步通信两类。

1)异步通信

在异步通信中，数据通常是以字符为单位组成字符帧传送的。字符帧也称数据帧，由起始位、数据位、奇偶校验位和停止位等４部分组成，异步通信的字符帧格式如图3-1所示。图3-1串行异步通信的字符帧格式

(1)起始位：位于字符帧开头，只占1位，为逻辑低电平“0”，用来通知接收设备，发送端开始发送数据。线路上在不传送字符时应保持为“1”。接收端不断检测线路的状态，若连续为“1”，以后又测到1个“0”，就知道将要发来1个新字符，应马上准备接收。

(2)数据位：数据位(D0～D7)紧接在起始位后面，通常为5～8位，依据数据位由低到高的顺序依次传送。

(3)奇偶校验位：奇偶校验位只占1位，紧接在数据位后面，表征串行通信中采用奇校验还是偶校验，也可用这1位(I/O)来确定这一帧中的字符所代表信息的性质(地址/数据等)。

(4)停止位：位于字符帧的最后，表征字符的结束，它一定是高电平(逻辑“1”)。停止位可以是1位、1.5位或2位。接收端收到停止位后，知道上一字符已传完，同时也为接收下一字符作好准备(只要再收到“0”就是新的字符的起始位)。若停止位以后不是紧接着传送下一个字符，则让线路上保持为“1”。图3-1(a)表示１个字符紧接１个字符传送的情况，上一个字符的停止位和下一个字符的起始位是紧相邻的；图3-1(b)则是2个字符间有空闲位的情况，空闲位为“1”，线路处于等待状态。存在空闲位正是异步通信的特征之一。在异步通信中，字符帧由发送端一帧一帧地发送，每一帧数据均是低位在前，高位在后，通过传输线被接收端一帧一帧地接收。一帧字符与一帧字符之间可以是连续的，也可以是间断的，这完全由发送方根据需要来决定。在进行异步传送时，发送端和接收端可以有各自独立的时钟脉冲控制数据的发送和接收，这两个时钟彼此独立，互不同步。由于发送端不需要传送同步时钟到接收端，因此异步通信对硬件要求较低，实现起来比较简单、灵活，适用于数据的随机发送/接收。但因其每个字节都要建立一次同步，即每个字符都要额外附加两位，所以传输速度较低。在单片机中主要采用异步通信方式。

2)同步通信

同步通信时，发送设备和接收设备采用同步时钟频率，发送设备先发送串行通信数据同步信号给接收设备，接收设备接收到同步信号后，开始进行串行数据块的传送，当串行数据块传送完毕时，发送设备发送结束串行通信同步数据，停止串行通信。同步通信的数据块格式如图3-2所示。同步串行通信一次发送的数据量大，但需要发送和接收设备的串行控制时钟频率保持严格同步，这在实际系统中较难实现也不经济。图3-2串行同步通信的数据块格式

2．串行通信的波特率

在串行通信中，数据是按位进行传送的，每秒内传送的二进制数的位数就是波特率。单位是位/秒，用ｂ/ｓ表示。例如，某串行通信系统的波特率为9600ｂ/ｓ，就是说该串行通信系统每秒传送9600个二进制位。如果每个字符格式包含10个代码位(个起始位和１个停止位、8个数据位)，则该串行通信系统每秒传送960个字符。

波特率是串行通信的重要指标，用于表征数据传输的速度。波特率越高，数据的传输速度越快。异步传送方式的波特率一般为50～9600ｂ/ｓ，同步传送方式的波特率可达56ｋｂ/ｓ或更高。

3．串行通信方式

串行通信根据数据传送的方向及时间关系可分为单工、半双工和全双工三种制式，如图3-3所示。图3-3串行通信的三种制式

4．串行通信协议

通信协议是指单片机之间进行信息传输时的一些约定，包括通信方式、波特率、双机之间握手信号的约定等。为了保证单片机之间能准确、可靠地通信，相互之间必须遵循统一的通信协议，在通信之前一定要设置好。

串行通信的格式及约定(如同步方式、通信速率、数据块格式、信号电平等)不同，就形成了多种不同的串行通信的协议与接口标准。其中常见的有通用异步收发器(UART)、通用串行总线(USB)、I2C总线、CAN总线、SPI总线、RS-485，RS-232C，RS-449，RS-422A标准等。通用异步收发器UART(UniversalAsynchronousReceiver/Transmitter)是串行接口的核心部件，同步通信的接口电路称为USRT(UniversalSychronousReceiver/Transmitter)，异步和同步通信共用的接口电路称为USART(UniversalSychronousAsychronousReceiver/Transmitter)。

3.2.2串行通信接口标准RS-232C

1.RS-232C信息格式标准

RS-232C采用串行格式。其标准规定：信息的开始为起始位，信息的结束为停止位；信息本身可以是5、6、7、8位再加一位奇偶校验位。如果两个信息之间无信息，则为“1”，表示空，如图3-4所示。图3-4

RS-232C信息格式

2.RS-232C引脚定义

RS-232C接口规定使用25针“D”型口连接器，连接器的尺寸及每个插针的排列位置都有明确的定义。在微型计算机通信中，常常使用的有9根信号引脚，所以常用9针“D”型接口(DB9)连接器替代25针连接器。连接器引脚定义如图3-5所示。RS-232C接口的主要信号线的功能定义如表3-1所示。图3-5

DB9型连接器定义表3-1

RS-232C标准接口主要引脚定义

3.RS-232C电器特性

RS-232C采用单端连接方式，所以接口电路采用一条信号地线。由于通过地线的串音干扰大，为了提高该标准的抗干扰能力，规定了较高的信号电平。标准规定驱动器的输出电压为±5V～±15V，接收器的输入门限电压为－3V～＋3V。

RS-232C标准规定信号电平采用负逻辑，规定逻辑“１”为－5V～－15V，负载端要小于－3V，一般选用－12V。规定逻辑“０”为＋5V～＋15V，负载端要大于＋3V，一般选用＋12V。

RS-232电平与TTL电平不兼容。因此，当计算机通过RS-232C与外设进行通信时，必须经过相应的电平转换电路。MC1488和MC1489芯片可以完成这种功能。

MC1488是总线驱动器(发送器)，内部有三个与非门和一个反相器，可将输入的TTL电平转换为RS-232C标准电平；MC1489是总线接收器，内部有4个反相器，可将RS-232C电平转换为TTL电平。而目前使用较多的电平转换电路是MAX232、MAX202、HIN232等芯片，它们同时集成了RS-232电平与TTL电平之间的互换。如图3-6所示。其第一部分是电荷泵电路，由1、2、3、4、5、6脚和4只电容构成，功能是产生+12V和-12V两个电源，提供给RS-232串口电平的需要；第二部分是数据转换通道，由7、8、9、10、11、12、13、14脚构成两个数据通道，其中13脚(R1IN)、12脚(R1OUT)、11脚(T1IN)、14脚(T1OUT)为第一数据通道，8脚(R2IN)、9脚(R2OUT)、10脚(T2IN)、7脚(T2OUT)为第二数据通道，TTL/CMOS数据从T1IN、T2IN输入转换成RS-232数据从T1OUT、T2OUT送到电脑DB9插头，DB9插头的RS-232数据从R1IN、R2IN输入转换成TTL/CMOS数据后从R1OUT、R2OUT输出；第三部分是供电，15脚DNG、16脚VCC(+5V)。图3-6

RS-232C电平转换芯片由MAX232组成的通信接口电路如图3-7所示。图3-7

MAX232通信接口电路3.2.3

51单片机内部串行口

51单片机内部有一个可编程全双工异步串行通信接口，它通过数据接收引脚RXD(P3.0)和数据发送引脚TXD(P3.1)与外设进行串行通信，可以同时发送和接收数据。这个串行口既可以实现异步通信，又可以用于网络通信，还可以作为同步移位寄存器使用。其帧格式有8位、10位和11位，并能设置各种波特率。

1.串行口内部结构

51单片机内部有两个独立的接收、发送缓冲器SBUF。SBUF属于特殊功能寄存器。发送缓冲器只能写入不能读出，接收缓冲器只能读出不能写入，二者共用一个字节地址(99H)。51单片机串行口的结构如图3-8所示。图3-8串行口结构框图

1)串行口数据缓冲器SBUF

SBUF是一个特殊功能寄存器，有2个在物理上独立的接收缓冲器与发送缓冲器。发送缓冲器只能写入不能读出，写入SBUF的数据存储在发送缓冲器中，用于串行发送；接收缓冲器只能读出不能写入。2个缓冲器共用1个地址99H，通过对SBUF的读、写指令来区别是对接收缓冲器还是发送缓冲器进行操作。接收或发送数据是通过串行口对外的2条独立收发信号线RXD(P3.0)、TXD(P3.1)来实现的。

发送时，只需将发送数据输入SBUF，CPU将自动启动和完成串行数据的发送：

SBUF=0xFF；//启动一次数据发送，可向SBUF再发送下一个数接收时，CPU将自动把接收到的数据存入SBUF，用户只需从SBUF中读出接收数据：

P1=SBUF；//完成一次数据接收，SBUF可再接收下一个数

2)串行口控制寄存器SCON

SCON用来控制串行口的工作方式和状态，其字节地址为98H，可以位寻址，位地址为9FH～98H。单片机复位时，SCON的所有位全为0。SCON的格式如表3-2所示。表3-2

SCON的各位定义

SM0、SM1——串行方式选择位，其定义如表3-3所示。表3-3串行口方式选择位的定义

SM2——多机通信控制位，用于方式2和方式3中。在方式2、3处于接收方式时，若SM2=1，且接收到的第9位数据RB8为0，则不激活RI；若SM2=1，且RB8=1，则置RI=1。在方式2、3处于接收或发送方式时，若SM2=0，则不论接收到的第9位RB8为0还是为1，TI、RI都以正常方式被激活。在方式1处于接收时，若SM2=1，则只有当收到有效的停止位后，RI才置1。在方式0中，SM2应为0。

REN——允许串行接收位。它由软件置位或清零。REN=1时，允许接收；REN=0时，禁止接收。

TB8——发送数据的第9位。在方式2和方式3下，TB8由软件置位或复位，可用做奇偶校验位。在多机通信中，TB8可作为区别地址帧或数据帧的标识位：地址帧时TB8为1；数据帧时TB8为0。

RB8——接收数据的第9位。功能同TB8，在方式2和方式3中，RB8是第9位接收数据。

TI——发送中断标志位。在方式0下，发送完8位数据后，TI由硬件置位；在其他方式中，TI在发送停止位之初由硬件置位。TI是发送完一帧数据的标志，可以用指令查询是否发送结束。TI=1时，也可向CPU申请中断，响应中断后，必须由软件清除TI。

RI——接收中断标志位。在方式0下，接收完8位数据后，RI由硬件置位；在其他方式中，RI在接收停止位的中间由硬件置位。同TI一样，也可以通过指令查询是否接收完一帧数据。RI=1时，也可申请中断，响应中断后，必须由软件清除RI。接收/发送数据时，无论是否采用中断方式工作，每接收/发送一帧数据都必须用指令对RI/TI清0，以备下一次收/发。

3)电源及波特率选择寄存器PCON

PCON主要是为CHMOS型单片机的电源控制而设置的专用寄存器，不可以位寻址，字节地址为87H。在HMOS的8051单片机中，PCON除了最高位以外，其他位都是虚设的。其定义如表3-4所示。表3-4

PCON寄存器各位定义

2.串行口工作方式

1)串行口方式0

在方式0下，串行口作为同步移位寄存器使用。移位数据的发送和接收以8位数据为一帧，不设起始位和停止位，无论输入/输出，均低位在前高位在后，每个机器周期发送或接收一位数据，所以方式0的波特率是固定的，为晶振频率的1/12。波特率计算公式为：波特率＝fosc/12。

式中的fosc为晶振频率。若fosc＝12MHz，则波特率＝fosc/12＝12/12＝1Mb/s。

在方式0下串行数据从RXD(P3.0)端输入或输出，同步移位脉冲由TXD(P3.1)送出。这种方式常用于扩展I/O口。串行口扩展并行输出口时，要有“串入并出”的移位寄存器配合(如74LS164或CD4094)；串行口扩展并行输入口时，要有“并入串出”的移位寄存器配合(如74LS165)。

(1)方式0用于扩展输出口。方式０的输出时序如图3-9所示。方式0用于扩展I/O口输出的电路如图3-10所示。当一个数据写入串行口发送缓冲器SBUF时，串行口TXD引脚输出的移位脉冲将8位数据以fosc/12的波特率从RXD引脚输出，数据(低位在前)逐位移入74LS164。发送完置中断标志TI为1，请求中断。在再次发送数据之前，必须由软件清TI为0。74LS164为串入并出移位寄存器(SIPO)。图3-9方式0输出时序图3-10方式0扩展输出口电路

【例1】用单片机的串行口外接74LS164，控制八只LED滚动显示，用Protus绘制的电路如图3-11所示。图3-11例1电路

(2)方式0用于扩展输入口。方式０的输入时序如图3-12所示。方式0用于扩展I/O口输入，其电路如图3-13所示。在满足REN=1和RI=0的条件下，串行口即开始从RXD端以fosc/12的波特率输入数据(低位在前)，当接收完8位数据后，置中断标志RI为1，请求中断。在再次接收数据之前，必须由软件清RI为0。其中，74LS165为并入串出移位寄存器(PISO)。图3-12方式0的输入时序图3-13方式0扩展输入口电路

【例2】用74LS165连接的8位拨码开关从单片机串行口输入控制八只LED的显示，用Protus绘制的电路如图3-14所示。图3-14例2电路

2)串行口方式1

串行口定义为方式1时，为波特率可调的10位数据的异步通信口UART。TXD为数据发送引脚，RXD为数据接收引脚，传送一帧数据的格式如图3-15所示。一帧信息包括1位起始位，8位数据位和1位停止位。图3-15串行方式1的数据格式

(1)发送。发送时，数据从TXD端输出，当数据写入发送缓冲器SBUF后，启动发送器发送。当发送完一帧数据后，置中断标志TI为1。方式1所传送的波特率取决于定时器1的溢出率和PCON中的SMOD位。方式１的发送时序如图3-16所示。图3-16方式1的发送时序

(2)接收。接收时，由REN置1，允许接收，串行口采样RXD，当采样由1到0跳变时，确认是起始位“0”，开始接收一帧数据。当RI=0，且停止位为1或SM2=0时，停止位进入RB8位，同时置中断标志RI；否则信息将丢失。所以，采用方式1接收时，应先用软件清除RI或SM2标志。方式１的接收时序如图3-17所示。图3-17方式1的接收时序

(3)波特率。方式1波特率可变，由定时/计数器T1的计数溢出率来决定：

设计数初始值为x，那么每过256－x个机器周期，定时器溢出一次。为了避免因溢出而产生不必要的中断，此时应禁止T1中断。溢出周期为 ，溢出率为溢出周期的倒数，所以

在实际使用时，通常是先确定波特率，再计算定时器T1的计数初值(常在这种场合称其为时间常数)：

然后进行定时器的初始化。

定时器T1产生的常用波特率如表3-5所示。表3-5定时器T１产生的常用波特率

3)串行口方式2

在方式2下，串行口为11位UART,传送波特率与SMOD有关。发送或接收的一帧数据包括1位起始位0，9位数据位(含1位附加的第9位，发送时为SCON中的TB8，接收时为RB8)，1位停止位，数据格式如图3-18所示。图3-18方式2的数据格式

(1)数据输出。CPU向SBUF写入数据时，就启动了串行口的发送过程。SCON中的TB8写入输出移位寄存器的第9位，8位装入SBUF。方式2的发送时序如图3-19所示。图3-19方式2的发送时序

(2)数据输入。软件将接收允许位REN置为1后，接收器就以所选频率的16倍速率开始采样RXD引脚的电平状态。当检测到RXD引脚发生负跳变时，说明起始位有效，将其移入输入移位寄存器，开始接收这一帧数据。方式2的接收时序如图3-20所示。图3-20方式2的接收时序

(3)波特率。方式2波特率固定，为fosc/32或fosc/64。如用公式表示则为

3)串行口方式3

方式3为波特率可变的11位UART通信方式。除了波特率不同以外，方式3和方式2工作过程完全相同。方式3的波特率与方式1完全相同。

4)串行口四种工作方式的比较

四种工作方式的区别主要表现在帧格式及波特率两个方面，如表3-6所示。表3-6串行口四种工作方式的比较

3.串行口的初始化

51单片机的串行口需初始化后，才能完成数据的输入、输出。其初始化过程如下：

(1)按选定串行口的工作方式设定SCON的SM0、SM1两位二进制编码。

(2)对于工作方式2或3，应根据需要在TB8中写入待发送的第9位数据。

(3)若选定的工作方式不是方式0，还需设定接收／发送的波特率。

(4)设定SMOD的状态，以控制波特率是否加倍。

(5)若选定工作方式1或3，则应对定时器T1进行初始化以设定其溢出率。

【例3】

51单片机的晶振频率为11.059MHz，波特率为1200b/s，要求串口发送数据为8位，编写它的初始化程序。

解假设SMOD=1，T1工作在方式2。初始化程序如下：3.2.4

51单片机之间的通信

1．双机通信

距离较近的两个51单片机系统可以将它们的串行口直接相连，实现双机通信，如图3-21所示。为了增加通信距离，减少通道和电源干扰，可以在通信线路上利用RS-232C等标准接口进行双机通信。实用的接口电路如实验板连接方法。图3-21单片机双机通信系统

2．多机通信

51单片机串行口的方式2和方式3有一个专门的应用领域，即多机通信。所谓多机通信是指一台主机和多台从机之间的通信，构成主从式多机分布通信系统。主机发送的信息可以传输到各个从机，各从机只能向主机发送信息，从机之间不能进行相互通信。图3-22为一种多机通信连接示意图。图3-22单片机多机通信系统多机通信的实现，主要是依靠主、从机之间正确设置与判断SM2和发送或接收的第9位数据(TB8或RB8)来完成的。多机通信过程如下：

(1)使所有从机的SM2置1，处于只接收地址帧的状态。

(2)主机发送一帧地址信息，与所需从机联络。主机应置RB8为1，表示发送的是地址。

(3)各从机接收到地址信息后，因RB8为1，置中断标志RI，向CPU申请中断。中断后，将所接收地址与本从机的地址相比较，对于地址相符的从机，使SM2清0以接收主机随后发来的所有信息；对于地址不相符的从机，仍保持SM2为1的状态，对从机随后发送的数据不予接收，直至发送新的地址帧。

(4)主机发送控制命令和数据信息给被寻址的从机。此时，主机置RB8为0，表示发送的是数据或控制命令。对于没选中的从机，因为SM2=1，RB8=0，所以不会产生中断，不接收主机发送的信息。

3．PC机和单片机之间的通信

单片机具有控制能力强的优点，但不适于做大量的数据处理、查询等。实际应用中常将单片机作为下位机使用，主要实现数据采集、检测与控制等功能。PC机通常作为上位机接收下位机采集的各种数据，并进行数据运算、处理与管理等功能，同时向下位机发出各种指令。因此，实现PC机与用单片机间数据通信是十分重要的。通常PC机工作于查询方式，而51单片机既可以工作于查询方式，也可以工作于中断方式。

PC机与单片机之间可以由RS-232C、RS-422A或RS-423等标准接口相连。

在PC机系统内都装有异步通信适配器，利用它可以实现异步串行通信。该适配器的核心元件是可编程的Intel8250芯片，它使PC机有能力与其他具有标准的RS-232C接口的计算机或设备进行通信。而51单片机本身具有一个全双工的串行口，因此只要配以电平转换的驱动电路、隔离电路，就可组成一个简单可行的通信接口。同样，PC机和单片机之间的通信也分为双机通信和多机通信。 3.3项目分析及实施

3.3.1任务1-51单片机双机串行通信

1．任务要求和分析

1)任务要求

甲机发送，乙机接收，甲机的S20按键通过串口控制乙机的LED灯D4和D5闪烁：

(1)甲机发送“A”，甲机和乙机的D4都闪烁；

(2)甲机发送“B”，甲机和乙机的D5都闪烁；

(3)甲机发送“C”，甲机和乙机的D4、D5都闪烁；

(4)甲机停止发送，甲机和乙机的D4、D5都停止闪烁。

2)任务分析

首先根据任务的要求将两机串行口工作的方式和其中的参数设置好。

两机的串行口采用相同的工作方式1,采用22.1184MHz晶体。甲机在本任务中只要发送数据，所以甲机的SCON=0x40，而乙机要求接收数据，所以乙机的SCON=0x50，定时器T1作波特率发生器使用，工作在方式2，其初值TH1=TL1=0xFA(250)，PCON=0x00(SMOD=0)。

2．器件及设备选择

要实现51单片机之间的双机通信，可以采用两个51单片机系统，这里运用我们的两块实验板，其上的单片机采用的是STC89C52。为了适应两机间不同的距离，利用RS-232C标准进行双机通信，所以两只单片机的串行通信线都经过MAX232的电平转换互相连接。因此本任务中使用的主要器件就是STC89C52和MAX232。另外为了检验通信成功，我们要用按键控制发光二极管点亮。双机通信的原理框图如图3-23所示。图3-23双机通信的框图

3．任务实施

1)硬件原理图设计

根据任务要求，将两块实验板的串口相连接就可以了。实验板的串行接口电路如图3-24所示，U5是电平转换芯片MAX232，其中的RXD和TXD两线分别与单片机STC89C52的RXD和TXD连接，J2是DB9的串行接口。用串行通信线将两机的DB9接口连接起来，就可以进行双机通信了，但注意甲机的TXD要和乙机的RXD相连，而甲机的RXD要和乙机的TX相连。另外，参见书后附录中的实验板电路图，S20按键是由P3.7控制，D4和D5分别由P1.0和P1.1控制。图3-24实验板的串行接口电路

2)软件程序设计

双机工作的软件由甲机发送软件和乙机接收软件组成。

甲机发送源程序：程序分析：

(1)putc_to_SerialPort()是串口发送数据的子函数，这里采用查询方式发送数据。语句“SBUF=c；”是将变量C的值送向SBUF寄存器发送出去。当一个字节发送完成后硬件将自动置TI为１，所以语句“while(TI==0)；”是查询TI的状态，若TI=0，说明数据未发送完，程序继续查询。若TI=1，说明数据已经发送完毕，循环条件不成立，继续执行下面的语句。由于串行口中断标志位必须软件清除，所以当查询到TI=1之后，紧接着要清除中断标志位，以便后面继续发送数据。

(2)主程序首先完成甲机串行口工作方式和定时器T１工作方式的初始化，TI清0，开启定时器T1，由于要求的四种类型操作是要能反复执行的，所以放入while无限循环中。S20(P3.7)按键一旦为０，表明按键按下，检测Operation_NO的值是几按键就是第几次按下。Operation_NO初始化为０，按键第一次按下时Operation_NO为１，执行第一种操作：甲机的D4和D5灯都熄灭；Operation_NO为2，执行第二种操作：调用putc_to_SerialPort子函数，串口发送‘Ａ’字符，甲机的D4灯闪烁，D5灯熄灭；Operation_NO为３，执行第三种操作：调用putc_to_SerialPort子函数，串口发送‘B’字符，甲机的D5灯闪烁，D4灯熄灭；Operation_NO为4，执行第四种操作：调用putc_to_SerialPort子函数，串口发送‘B’字符，甲机的D4和D5灯都闪烁。甲机灯设置的与乙机要求一致是为了检验甲机的发送和乙机的接收数据是否正确。乙机接收源程序：程序分析：

乙机在本任务中是接收数据。首先对乙机的串行口工作方式和定时器T1工作方式的初始化，RI清0，开启T1，先将乙机的D4和D5灯熄灭。查询RI为１则表明接收完一字节数据，将RI清0，检查SBUF接收的数据是什么，SBUF为‘A’,则乙机的D4灯闪烁，D5灯熄灭；SBUF为‘B’，则乙机的D5灯闪烁，D4灯熄灭；SBUF为‘C’，则乙机的D4和D5灯都闪烁；串行口没有接收到数据则将D4和D5灯熄灭。可见操作甲机的按键S20，乙机的D4和D5灯如果与甲机工作情况一致，表明乙机通过串行口正确地接收到了甲机发送的数据，两机通信成功。3.3.2任务2——单片机与PC机的串行通信

1．任务要求和分析

1)任务要求

完成PC机与单片机之间的数据通信，要求单片机发送一个字符给PC机，PC机将收到的字符回送给单片机，表示它已经收到了这个字符。

通信协议：波特率为9600b/s，无奇偶校验位，8位数据位，1位停止位。

2)任务分析

在硬件设计方面：由于PC机串行口使用的是RS-232电平，而单片机的电平是TTL电平，两者不兼容，所以在硬件设计上要使用电平转换芯片，将单片机送出TTL电平转换成RS-232电平之后送给PC机，同理，PC机送出RS-232电平转换成TTL电平之后再送给单片机。

在软件程序方面：不但要写单片机发送和接收数据的程序，还要写PC机发送和接收数据的程序。先根据任务的要求将单片机串行口的工作方式和参数设置好。单片机的串行口采用工作方式1，采用22.1184MHz晶体；单片机在本任务中要发送数据也要接收数据，所以REN=1；定时器T1作波特率发生器使用，工作在方式2，由于采用9600b/s波特率，其初值TH1=TL1=0xFA(250)。对于PC机方面的程序，可以使用“串口调试助手”来完成数据的发送和接收，免去自己开发PC机端程序的麻烦。

2．器件及设备选择

PC机系统内部装有异步通信适配器，该适配器的核心元件是可编程的Intel8250芯片，能够与具有标准RS-232C、RS-422、RS-485等接口的计算机或设备进行通信。51单片机本身具有全双工的串行口，当配以电平转换电路后就可以与PC机组成一个简单可行的通信接口。通常PC机工作于查询方式，而51单片机既可以工作于查询方式，也可以工作于中断方式。

将实验板的串口与PC机使用RS-232串行线连接好，安装“串口调试助手”软件并运行。

3．任务实施

1)硬件原理图设计

本任务采用一块单片机实验板和一台PC机。实验板上的串行口通信电路如图3-24所示，用RS-232串口线将实验板的DB9串行接口与PC机的DB9串行接口连接好即可。

2)软件程序设计

在进行实验板与PC机通信时，PC机上的程序就用SComAssistantV2.1串口调试助手的成熟软件，而实验板上要给STC89C52编写接收PC机发送过来的数据和发送数据到PC机的程序。

STC89C52串口通信源程序如下：程序分析：

(1)对T1和串口的初始化由函数init()完成，程序采用中断方式接收PC机发送来的数据。当单片机接收完一帧数据后，硬件置位接收中断标志位RI。在接收中断服务函数中，将接收到的数据从SBUF中取走，并放入事先定义好的数据中第11个元素位置。

(2)主函数中，“if(RI=〖KG-1mm〗=1)”是查询接收中断标志位，当RI=1时，清除接收中断标志位，并调用发送子函数。

(3)在send()发送函数中，由于采用的是查询方式发送数据，所以首先需要关掉串行口中断。然后将放在数组str［］中的字符串逐字送给SBUF，由单片机的TXD引脚发送给PC机