4.4 串行口通信模塊設計

51 單片機有一個全雙工的串行通信口，使單片機和計算機之間可以方便地進行通信。

電平范圍是電路能夠安全可靠識別信號的電壓范圍。

CMOS 電路的電平范圍一般是從0 到電源電壓。CMOS 電平中，高電平（3.5~5V）為邏輯1,低電平（0~0.8V）為邏輯0.

RS232 接口的電平范圍是-15V 到+15V,RS232 電平采用負邏輯，即邏輯1:-3~-15V,邏輯0:+3~+15V.

單片機的串口是TTL 電平的，而計算機的串口是RS232 電平，要使兩者之間進行通信，兩者之間必須有一個電平轉換電路，即單片機的串口要外接電平轉換電路芯片把與TTL兼容的CMOS 高電平表示的1 轉換成RS232 的負電壓信號，把低電平轉換成RS-232 的正電壓信號。典型的轉換電路給出-9V 和+9V.

本設計中實現(xiàn)邏輯電平轉換可以采用MAX232 芯片的轉換接口：MAX232 是MAXIM公司生產的，包含兩路驅動器和接收器的RS-232 轉換芯片。MAX232 芯片內部有一個電壓轉換器，可以把輸人的+5V 電壓轉換為RS-232 接口所需的±10V 電壓，尤其適用于沒有±12V 的單電源系統(tǒng)。與此原理相同的芯片還有MAX202、AD 公司的ADDt101 以及SIL 公司的IC1232 芯片。

圖 4.6 MAX232 芯片引腳

由于 protues仿真時不需進行電平轉換，所以仿真時沒有用上MAX232 芯片電路，但做實物時需進行電平轉換，其硬件連線圖如圖4.7 所示。MAX232 芯片的T1in 引腳連接AT89C51 單片機的P3.1（TXD）引腳，MAX232 芯片的R1out 引腳連接AT89C51 單片機的P3.0（RXD）引腳；MAX232 芯片的T1out 引腳連接DB9 針接口的第2 引腳，MAX232 芯片的R1in 引腳連接DB9 針接口的第3 引腳。

圖4.7 電平轉換硬件連接圖

4.5 系統(tǒng)原理圖

由以上模塊化設計可得整個系統(tǒng)原理圖如圖4.8 所示：

圖4.8 系統(tǒng)原理圖

5 軟件設計

5.1 算法設計

編寫單片機異步通信程序步驟如下：

1. 設置串口工作方式

此時需對串行控制器SCON 中的SM0、SM1 進行設置。PC 機與單片機的通信中一般選擇串口工作在方式1 下。

串行控制器 SCON（98H）的格式如表1 所示：

表1串行控制器格式