单片机多串口通讯技术分析与应用x

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摘 要：随着我国通讯技术的快速发展和完善，工程应用和系统测控过程中同时执行多项任务的现象越来越普遍，且发生率也越来越高。而MCS-51单片机串行通信不管是功能方面或是经济方面，都具有较为满意的应用效果。因此，工业现代过程的主流渐渐地变成了主从式多机分布式系统，出于这一现实的情况，本文探讨剖析了对MCS-51单片机多串口通讯技巧的实际应用与操作方法。

关键词：单片机多串口；通讯技术；应用

1 单片机多串口通讯的实现技术

体积小性能高是单片机的优势所在，由于这些优势使其在智能化的产品中被广泛的应用与研究。通用和专用是单片机最为常用的两种形式，通用单片机使用起来更加便捷并且使用范围也更加广阔，同时也可以按照实际的需求在单片机上进行功能拓展，以达到多串口通讯的目的，MCS-51就是其中的佼佼者。

目前可以实现多串口的单片机数量不多，而MCS-51系列单片机可以实现相互兼容，所以新增的串口与原始串口之间可无阻碍地进行互联。按照实际需求，MCS-51中有8250、8251两种接口可以适应需求。按照单片机的低价高性能特征，可以利用多个单片机串联的方式完成多串口通信。这样的技术措施容易实现，并且可以保证系统的兼容性，也可大幅降低造价，这就叫做多单片机协同工作模式。

实现多串口通讯还有一种可行的方法，就是对串行通讯接口进行扩展。从当前状况来看，MCS-51 单片机仅仅只有两类接口芯片可用，一种是Intel8250，属于DIP40 封装。另一种是属于DIP28 封装的Intel8251。该方法缺点是系统更为复杂，而且扩展之后，片的体积有所增大。

比起以上两种方法，采用多路模拟开关则显得更加简易。这种工作方法不仅在技术上比较容易实现，工作也比较可靠。 该方法运用的是模拟开关，然后将串口通过它之后再分别去连接各路的通讯街路，利用软件来控制此多路模拟开关的切换。

2 串行口通讯规程

2.1单片机多机串口通讯协议

分布式集散控制系统使用限度较大，此系统的下位机需进行信号的采集，常常用多个单片机代替的方法，以达到对现场的有效控制。此时，多是单片机控制整个系统运行的主机，而从机则是多个单片机，主要负责对现场信号进行采集，并且对局部加以控制。由于主机和从机靠的是总线来进行连接的，所以所有的从机可以接收的信号都是由主机的TXD端口发出的。但是由从机发出的信号，只有主机能对其进行接收。所以，每个从机都可以自由和主机通讯，但从机与从机通讯，一定要经过主机。在多机进行通讯时，引入寻址技术就可以使通讯更为可靠。由主机向各从机发送一个地址信息，用来校对身份。各从机接收后，与本身地址相比，如果一样，那么就可以与主机进行通讯；如果不一样，则可以不用理会主机发来的数据。用户可以通过改变TBB来对收到的信息是数据帧还是地址帧进行判断，这么一来，当主机在发送寻址时TBB值就设置成一条；而当发送的是数据时，那么就需将TBB清零。从机的识别主要依赖位于串口控制寄存器中控制位SM2实现。假如从机的SM2是0，那么不管是地址帧还是数据帧，都应将其数据进行保留，并且将中断标志R设置为1。如果SM2是1，并且从机接收到的信是地址帧后，那么就保存此数据，并将中断标志R设为1，继而发送中断信息给CPU；假如接受的是数据帧，而不是地址帧，则放弃但是不中断信息。

2.2 MCS-51单片机多串口通讯原理

在MCS-51单片机工作的时候，每发送为11位，包含8位数据位、1位起始位、1位停止位，还有一个附加的第9位数据（常以奇偶校验位的形式出现于非多机系统中）的一帧数据。为了避免通讯中出现差错，经常会将“0”或“1”设置为区分数据帧（标志0）和地址帧（标志1）的标识。在多级通讯中，需要特别注意是从机在其发送信息时必须时刻保持在待命状态，因为要确保来自主机的信息准确的被从机接受到。倘若接收到的信息为“1”，说明这信息属于地址信息，所有的从机此时都接收中断，如果相反就中断屏蔽。单个从机只要出现中断的情况，系统便会将所接受地址与本机地址进行比较，若二者相符合，则发送本机地址作为对主机的回应，并且联通主机准备接收其余的信息。如果地址对比不相符，则会退出中断服务程序，进而实现从机对与主机数据信息以及地址帧数据所进行的分离处理。

3 串行通讯的软件模拟实现

根据串口通讯的异步传送方式可以知道，只要我们设定一样的波特率在两台计算机之间并且在发送端与接收端按指定的数据帧格式设置，使发送端与接收端的数据帧格式完全相同，发送端按位发送，假如该位是逻辑“0”就用低电平表示，是逻辑“1”则用高电平表示，接收端按照位来接收，就能够实现模拟串口通讯的异步传送。

4 结语

单片机的串行通讯是一种普遍运用于各个应用系统的通讯方式。以MCS-51单片机为例进行的多串口扩展，直接解决了单片机在串行通讯应用系统中串口局限的问题，为51单片机在多机网络测控系统中的运用提供了非常重要的参考价值以及可取之处。在实际的应用系统中证实了该单片机多串口扩展设计可靠，运行稳定、使用方便。

参考文献

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[2]李学军. 如何用MCS-51单片机扩展串口进行通讯[J]. 计算机技术与应用.2003.1（2） ： 24-25.

[3]习吴佳，钱伟康. 51系列单片机多串口通讯任务的实现[J]. 东华大学学报.2005.31（6） ： 62-63.

作者简介：

李佳伟（1994-），男，浙江宁波人，本科，中国计量学院现代科技学院学生，研究方向：测控技术与仪器光电方向。