基于VC6.0的多單片機和PC機串口通訊實現(xiàn)方案

作者：時間：2013-09-29 來源：網(wǎng)絡(luò)

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引言

　　在計算機控制系統(tǒng)中，不可避免的要采用多機系統(tǒng)進行通信。在由一臺PC 機(上位機) 和多臺單片機(下位機) 構(gòu)成的分布式控制系統(tǒng)中，通過PC 機的串口與多臺單片機的通信是最方便的。在這樣的分布式控制系統(tǒng)中，單片機與微機之間的多路通信是整個系統(tǒng)的關(guān)鍵。

系統(tǒng)組成及通訊原理

系統(tǒng)構(gòu)成

　　由上位機(即計算機)、通訊接口和下位機3部分組成。上位機選用的是工控機，智能終端由單片MSP430F169和外圍傳感器放大電路等構(gòu)成。要想與PC 串口連接或者其它帶有串口的終端連接，必須要進行EIA-RS-232C 與MSP430 電平和邏輯關(guān)系的轉(zhuǎn)換。本設(shè)計采用MAX3232芯片，可完成3V~5V 電平與串口電平的雙向轉(zhuǎn)換。

　　MSP430F169單片機屬于德州儀器公司MSP430F14X/16X FLASH 系列。該系列是一組超低功耗的微控制器，工作電壓范圍1.8~3.6V。由于具有16位RISC結(jié)構(gòu)，16 位寄存器和常數(shù)寄存器，MSP430 達到了最大的代碼效率。數(shù)字控制的振蕩器提供快速從所有低功耗模式蘇醒到活動模式的能力時間少于6ms。 MSP430F169 帶有兩個16 位定時器（帶看門狗功能）、速度極快的8 通道12 位A/D 轉(zhuǎn)換器(ADC)(帶內(nèi)部參考電壓、采樣保持和自動掃描功能）、一個內(nèi)部比較器和兩個通用同步/異步發(fā)射接收器、48個I/O口(均可獨立控制)的微處理器結(jié)構(gòu)。硬件乘法器提高了單片機的性能并使單片機在編碼和硬件上可兼容。

通訊原理

　　MSP430F169單片機支持兩種不同的串行協(xié)議，通用同步協(xié)議（USART協(xié)議）和同步協(xié)議（SPI協(xié)議），用控制寄存器UCTL（表1）中的控制位SYNC來選擇所需的模式。SYNC=0：選擇異步模式UART；SYNC=1：選擇同步模式SPI，在此選擇異步模式。

　　控制寄存器內(nèi)的信息決定了USART的基本操作，如選擇通信協(xié)議、通信模式、字符長度和校驗位等。在此設(shè)定字符長度為8位：CHAR=1，停止位1位：SP=0，奇校驗：PEV=0。 MSP430的波特率發(fā)生器有一預(yù)分頻/分頻器和一個調(diào)整器的組合，即使晶振頻率不是波特率的整數(shù)倍，這一組合也能使MSP430 正常工作而且還可以使其通訊協(xié)議工作在最大的波特率。采用這一技術(shù)，即使用手表晶振(32768Hz)，波特率也可以達到4800 和9600，選擇波特率為9600，外部時鐘為ACLK。

系統(tǒng)通訊協(xié)議

　　在PC機和多臺單片機的通訊中，確定一個明確而合理的通訊協(xié)議是關(guān)鍵，包括對數(shù)據(jù)格式、通訊方式、傳送速度、傳送步驟、檢糾錯方式以及控制字符定義等問題做出統(tǒng)一規(guī)定。為了區(qū)別不同的分機，必須為每個分機分配一個唯一的地址，此地址唯一區(qū)別各單片機。數(shù)據(jù)格式采用數(shù)據(jù)包的形式，一次傳輸一組數(shù)據(jù)。

起始標志位:1 個字節(jié)

分機地址: 1 個字節(jié)

命令/ 數(shù)據(jù): 1 個字節(jié)

數(shù)據(jù)長度: 1 個字節(jié)

數(shù)據(jù)內(nèi)容: n 個字節(jié)

和檢驗: 2 個字節(jié)

結(jié)束標志位: 1 個字節(jié)

　　數(shù)據(jù)格式中的地址位表示與PC 機通訊的單片機地址。操作命令則表示此次通訊要完成的操作。在單片機發(fā)送上位機接收的時候，協(xié)議規(guī)定命令FFH 為上報數(shù)據(jù)，此時數(shù)據(jù)包中的數(shù)據(jù)長度、數(shù)據(jù)內(nèi)容、和檢驗三個域便填充實際發(fā)送數(shù)據(jù)的個數(shù)、數(shù)據(jù)及和校驗；命令F0H - F3H 則表示單片機給PC機的反饋信息，此時數(shù)據(jù)包中的數(shù)據(jù)長度、數(shù)據(jù)內(nèi)容和檢驗三個域為空，其中當命令為F0H 表示接收成功，F(xiàn)1H 表示接收失敗并要求重發(fā)，F(xiàn)2H 表示單片機有數(shù)據(jù)上報要求，F(xiàn)3H 表示單片機無數(shù)據(jù)上報要求。操作命令域在PC 機發(fā)送單片機接收的時候也相似的協(xié)議規(guī)定。