周岑　周振兴

摘要：随着电子产品的不断更新，单片机也随之发展起来，被广泛应用于自动控制领域。文章研究了单片机的多串口通信技术，并针对该技术在通信领域的具体应用进行了分析，进一步提高了其自控效能。

关键词：单片机；多串口通讯技术；自动控制；集成电路；软件编程；通信协议 文献标识码：A

中图分类号：TP368 文章编号：1009-2374（2015）27-0065-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.27.034

1 MCS-51单片机概况

单片机属于一种集成型电路芯片形式，在具体应用过程中主要利用超大的集成电路技术将中央处理器、存储器、只读存储器以及多种接口等相关的系统进行整合和集合，最终形成一个具有计算功能的微型计算机芯片，然而单片机主要分为两种形式：一种是专用单片机，例如在中国移动通讯和传真机等设备中一般采用的是单片机；另一种是通用单片机，MCS-51单片机等系列产品就属于此类。这种通用单片机能够在使用过程中扩大自身的功能，满足各种需要。MCS-51单片机在具体应用过程中其特征主要表现在：该设备具有强大的处理能力，其CPU是8位处理器，振荡器在1.2～12MHz之间正常工作，并且是以单一的5V电源支持正常的设备运行，其内部的芯片采用的是单总线的结构，并且带有128B的寻址空间64KB的数据存储器，其寻址空间比较大，能够满足多种用户的需求，另外该设备在使用过程中具备4个8位的并行接口，为多数芯片处理功能提供了方便，并且满足了数据通讯要求。

2 MCS-51单片机多串口通讯的途径

在具体的应用过程中，大部分单片机只有一个串行通讯口，在遇到特殊情况时就需要两个或者是多个串口，然而常用的串口通讯途径主要是：（1）多路模拟开关。该方法借助于多路模拟开关，将各路通讯设备进行有序的连接，在使用过程中不会出现交叉的状况，并且操作简单，只需要通过软件对多模拟开关进行控制即可；（2）多串口单片机。多串口单片机在应用过程中与MCA-51系列的单片机基本相似，在通讯技术的应用过程中，基本上是独立运行的，但是其局限性是价位比较高；（3）扩展串行通讯接口。针对目前MCS-51单片机进行研究，该设备能够正常使用的接口芯片是Tntel8250，为DIP40封装以及Intel8251、DIP28封装，该方法具有一定的局限性，系统比较复杂，在扩展过程中增大了芯片的空间；（4）多片机的协同工作。由于单片机在使用过程中比较廉价，将其多个单串口连接起来应用于通讯技术中，总体价格合理，因此该方法多用于协议转换之类的工作，并且每一个单片机仅仅需要处理一种协议数据，就能满足软件编程所需要的条件。由于这种将单片机组合而成的连接方式，在具体应用过程中容易出现数据交叉使用，这就要求在应用过程中要以技术为支撑，针对双单片机系统要采用并行口来完成数据的交换工作，为系统提供方便。

3 MCS-51串行通信技术

MCS-51单片机串行通信应用中，按照RS-232-C的标准，完成MCS-51与PC之间的接口连接，在RS-232-C串口上一般是利用电平技术采用EIA的方式来进行转换，最终完成通信要求，促进设备传输数据。为了提升其经济效益和使用效益，提出了采用MAXIM提供的MAX232芯片，在降低能耗的同时，满足单一电源的需求，在运行过程中将电源的电压进行转换，满足相关技术标准的前提下，完成通信技术要求。然而在PC通信设计中，由于该设备主要利用8251A控制器来完成通信需求，采用对INS8251A完成初始化对数据的格式以及速度加以控制和传输，在运行过程中要与单片机保持通讯方式一致，最终实现PC与单片机之间的通信要求。

4 MCS-51单片机之间的通信协议

单片机在通信技术中，最简单的通信模式是双机通信，该设备能够直接与串口进行连接，操作简单，在具体应用过程中受到方法的限制，必须要保证两机之间的距离，一般采用RS-422来延长通信距离，采用光电进行隔离，降低其干扰性。这就要求设计人员在编程环节要对相同的晶振频率以及波特率加以控制，通过协议来实现编程通信。具体的程序设计表现在：

4.1 MCS多机通信

为了完成MCS-51多机通讯，需要在明确主机发出信息时从机应处在待机状态，确保接收的主机发出的地址信息，当出现从机接收的信息是1时，表明主机发出的信息是地址信息，但是在从机的接收中断时，说明中途屏蔽了信息；若相对应有应答现象，完成了与主机之间的通信，说明选择性接收主机发来的响应数据信息，遇到这种情况就说明从机对主机的数据完成了分离。

4.2 MCS-51单片机多机串口通信协议

由于单片机的通信方式是灵活的，因此在移位寄存器方式下以及通用的同步收发器方式下都能完成数据协议通信。然而串行口的通信方式属于特殊的SCON控制，其工作模式设定的是SMO以及SM1两种类型。当多机通信控制的方法是2或者3时，说明发送和接收中断的标志为TI、RI。当控制是3方式时，说明9位UART定时器T1引入的是波特率发生器。另外在出现了PC与单片机通信时，其接口端是异步通信接口，其设计的位是1、1.5、2以及停止位，数据的传输位置则是5位至8位之间任意选择。另外还需要进行校验，并且根据选择模式来确定初始化方式。由于PC机具备明确的数据口地址和控制口地址，其状态字寄存器要处于工作状态，并且支持MCS-51的CPU进行读取。在整个通信协议中要遵循主机和从机之间的关系，主机位主动呼叫来选择相应的从机，并且在数据传输过程中要实现其双向数据的传递作用，为主机的通信服务。

通讯过程中，单片机串口通信中，其主机一般是单片机，而从机是多个单片机，从机的作用是完成对现场信号的收集，并完成局部的控制。运用总线来完成主机和从机之间的通信，当主机TXD端口发出信号时，从机就可以接收到信号；另外当从机发出信号时，由主机对其进行接收。主机和从机在通信系统中，通常从机都要经过主机。在出现多机通信时，需要引入寻址技术，从主机位从机发送地址信息，来提高通信的可靠性和安全性，并且需要具体的身份验证。为了提高主机和从机通信效率，在通信软件编程中，要根据相关的协议具体进行。通常系统最多可以接入多台主机，当主机传输OFFH地址时，每个从机就会恢复到SM值为1的状态中，并且做好再次接收地址的准备。另外主机和从机的通信程序是，主机将地址信息传输到各个从机之后，然后由从机接收到信息发送至主机中，由主机对其进行判断，根据数据来分布，为通信提供数据支持。

5 结语

综上所述，为了提高单片机多串口通讯技术，最终实现控制系统的整体化，改善自动化控制效果，在软件编程过程中必须对实心单片机与系统之间的多串口通信按照具体协议进行，以合理的成本确保控制性能。另外，在主机和从机之间的传递应用下，确保数据传输的高效性，提高信号的处理效果，在减轻开发成本的前提下，提高自控效能，使得单片机多串口更广泛地应用于通信技术中，改善信号传输效果。

参考文献

[1] 王敏，胡俊波，陈铁龙.MCS-51单片机多串口通讯应用初探[J].电子技术与应用，2015，（21）.

[2] 刘艳丽，黄秀亮，王福东.MCS-51单片机多串口通讯技术运用问题初论[J].信息系统工程，2013，（31）.

作者简介：周岑（1986-），女，湖北荆门人，供职于江苏省淮安工业中等专业学校，中教二级职称，研究方向：

电子。

（责任编辑：陈 倩）