探讨串行通信的两种实现方法

摘要:本文简要地叙述了基于单片机汇编语言的串行通信实现方法和基于VB6.0串行通信的实现方法，并对它们的前景进行了展望。

关键词  单片机,汇编语言, C/S模式,串行通信,MSComm 控件

一、单片机之间的全双工串行通信

1、 系统实现

在复位状态下，由于8052单片机的P0—P3口的内容都为0FFH，当然TXD，RXD也为1，如令对方的TXD为0，由于对方的TXD是与本方的RXD相连，所以只要查询本机的RXD位，当RXD=1，表示对方没准备好；RXD=0，表示对方已经准备好，以此来协调两台单片机之间的工作。

设置两个标志位：（30H）=0，表示发送没有结束； （30H）=1，表示发送已经结束。（20H）=0，表示接收没有结束；（20H）=1，表示接收已经结束。无忧论文网www.wypaper.com

2、程序

主程序：

ORG 1000H

CLR  20H

CLR  30H

MOV  R0，#20H

MOV  R1，#40H

CLR  TXD

JB  RXD，$  ;查询对方是否准备好

MOV  P3，#0FFH  ;恢复P3口的内容

MOV  PCON，#00H

MOV  SCON，#90H

SETB  EA

SETB  TI  ;开始人为把TI设置为1,否则无法进入中断程序

SETB  ES   ;开放串行中断

SJMP  $

ORG 0023H

LJMP  2000H

中断服务程序：

ORG 2000H

CLR  ES

JBC  RI，LOOP3

CLR  TI

MOV  A，@R0

JZ  LOOP1

MOV  SBUF，A

INC  R0

SETB  ES

RETI

LOOP1： SETB  30H

JB  20H，LOOP2  ;20H、30H都为1,表示接收和发送都已完成

SETB  ES

LOOP2： RETI

LOOP3： MOV  A，SBUF

JZ  LOOP4

MOV  @R1，A

INC  R1

SETB ES

RETI

LOOP4： SETB 20H

JB  30H，LOOP5    ;20H、30H都为1,表示接收和发送都已完成

CLR  REN

SETB  ES

LOOP5： RETI

3、 结果分析

两台单片机的源代码都一样，实验证明能较好地实现两台单片机之间的全双工串行通信。在系统实现的过程中，要注意两点：

①在开始进行串行通信时，人为把TI设置为1,否则TI永远为0，从而永远无法进入中断程序，当然也就无法进行正常的串行通信；

②为了避免在执行发送（接收）中断服务程序的过程中，出现接收（发送）中断请求而引起的混乱，在中断服务程序的入口处，加一条CLR  ES指令，禁止串行中断，在处理完后，加一条SETB  ES指令，来开放串行中断。

4、前景展望

如果是两台单片机之间进行串行通信，它们之间的协调比较容易实现，但如果是在C/S模式下进行串行通信，如何来协调它们之间的串行通信？

存在的问题及解决办法：

①服务器(上位机)向若干个客户端（下位机）发送数据时，先发送一个控制位，如为1，那么每一个客户端都接收下面要发送的数据，如为0，那么，接下来还要发送一个地址，每一个客户端与本机地址比较，如相符，则接收，否则，不接收；

②当有一个以上的客户端（下位机）要向服务器(上位机)上传数据时，就容易发生冲突，在本系统中，事先给每一个客户端分配一个优先级别（每一个客户端的20H位），在上传数据之前，先有20H位向服务器的7FH的相应位发送上传数据请求，服务器就可查询7FH的相应位，接收优先级别高的的客户端（下位机）上传来的数据。

在某院的宾馆，就是采用了这种基于C/S模式下单片机之间的串行通信，总台有一台PC机作为服务器(上位机)，每一个客房有一个客户端（下位机），总台不仅能方便及时地每一个客房进行通信,而且当某一个客房有请求时,尤其当发生一些异常情况时,通过本系统能方便及时地与总台联系。其实，按照该思想， 基于C/S模式下单片机之间的串行通信在其它领域也能得到广泛的应用。

二、利用 Visual Basic中的MSComm 控件实现串行通信

1、系统实现

利用Visual Basic的MSComm控件实现串行通信功能,其程序的实现过程如图1所示。我们必须先要完成通信界面的初始化，打开通信端口，同时设置RTS信号为True，使其正式准备发送。由于硬件设备都有一个启动的延时时间，所以必须设置好这一时间。然后，通信控件将需要发送的数据发送到缓冲区中去，经由串口发送出去。同时将RTS设置为False。

从接收缓冲区里接收数据时，也需要设置一定的接收延时时间，在延时时间内实现数据的接收。当接收延时时间结束时，就需要结束数据的接收，即使还没有完全接收完所需要的数据，也必须要结束此次数据的接收操作。当然，如果在接收时间内的接收数据不完全的话，也就是接收数据错误，需要做相应的处理工作。

如果是连续地进行查询操作，那么应该设置相应的间隔延时时间，因为两次不同的查询之间需要一定的时间来转换，以便防止两次操作的数据发生错误。如果是连续的查询，那间隔一定时间后，仍按原来的方式进行工作，但在这之前必须使站点号码累加1。如果不需要进行连续的查询工作，那么就结束这次串行通信工作。

2、串行通信的错误预防

在传输的过程中，数据可能受到任何的干扰而使得原来的数据信号发生扭曲，此时的数据当然是错误的，为了侦测数据在数据传送过程中发生的错误，传送和接收的双方必须对数据作进一步的确认工作，因此，需要使用校验编码来完成。在本实验中采用了CheckSum编码方法。

CheckSum的方法是就是将所有要传送的字符的ASCII码作一个总的计算，计算其和后将此数目与一数字（通常使255）作相除的操作，而取其余数，并将此余数组合成传送字符串的一部分而传送出去；同样地，接收数据的一方也以相同的方式将所传送过来的字符串作ASCII码的类加，并与传送过来的值作对比，如果其值一样，则代表传送过来的字符串是正确的，反之则是错误的；检查错误时，接收方可能要求对方重发，以确保数据的正确。

例如被传送的字符串为ABCDEF123它们的ASCII码相加的结果是（以10进制表示）

６５＋６６＋６７＋６８＋６９＋７０＋４９＋５０＋５１＝５５５

与２５５相除后取余数，其余数是４５；因此传送此字符串时，必须在其字符串的尾端再加上一个ASCII码４５的字符，加上之后的字符串再予以传送出去。对方收到所传送的字符串后，会再依以上的方式再作一次计算，如果计算出来的也是４５的话，表示此次传送的字符串是正确的。 

3、串行通信界面的功能模块

如图2所示，系统开始运行时，用户应先们设置好界面上通信的各种参数（包括端口选择、参数选择、参数设置），然后单击“建立连接”按钮，打开通信端口，这时候通信的各种参数就不能再改变了。当单击“点名查询”按钮时，可以查询指定的站点的信息，同时显示在界面上。如果是连续查询，那么会逐一查询各个站点的信息，同时连续地显示在界面上。在此，接收方式是采用了控件的事件触发方式来实现的，即当有数据进入接收缓冲区时，且达到接收门槛值时，就会触发接收事件，自动地从接收缓冲区中接收数据。

当一切通信都完成以后，应该断开连接，关闭端口。只有在端口关闭的情况下，我们才能在界面上重新选择通信端口、设置各种通信参数等。否则，会显示提示错误的提示信息。同时，也可以通过MSFlexGrid控件，实现在界面上直接输入数据加上格式后发送出去。

当通信结束，即可点击“退出”按钮退出整个通信界面，完成串行通信工作。

4、 结果分析及存在的问题

如果是两台微机之间进行串行通信，则要把两台微机的串口连接起来；当然，也可在一台微机上模拟串行通信，这时应把该微机的两个串口连接起来。

在Windows下，要实现PC机之间基于C/S模式下的串行通信，既可用灵活的API函数，也可用现成的通信控件。

在很多工业控制系统中，常通过扩展串口连接多个外设，各外设发送数据的重复频率不同，要求后台实时无差错捕捉，采集，处理，记录各端口数据，这就需要在自定义的串行通信类中创建端口监视线程，以便在指定的事件发生时向相关的窗口发送通知消息。 

在C/S模式下进行串行通信，协调服务器(上位机)与若干个客户端（下位机）之间的工作，是串行通信程序实现的难点，多线程的出现可以使得各端口独立，准确地实现串行通信，使串口通信具有更广泛的灵活性与严格性，且充分利用了CPU时间，较好地协调了服务器(上位机)与若干个客户端（下位机）之间的工作。

5、 主要代码

由于篇幅限制,我在本文中只写了发送事件代码(其余事件代码可参考发送事件代码的思路，另外，本过程中出现了一些在本过程中没定义的变量，它们是通用变量)：

Private Sub cmdsend_Click()

 If flag = False Then   'flag用来控制在发送前，应先清空发送区

     MsgBox "请先清空发送区,然后再输入数据，51，注意!"

     Exit Sub

 End If

 cmdquery_Click   '调用查询，获取附加信息格式

 flag = False

 Dim b_array(40) As Byte

 Dim int1, int2, int_temp As Integer

 Dim checksum As Integer

 Dim i, j, k As Integer

 For i = 0 To 5

  b_array(i) = query_array(i)    'query_array用于存放查询时的字节值

 Next i

 For j = 1 To max_row

   b_array(i + j - 1) = send_array(j)    'send_array用于存放msflexgrid中直接输入的数据

 Next j

 For k = i To UBound(query_array) - 4

   b_array(j + k - 1) = query_array(k)

 Next k

 int_temp = max_row + UBound(query_array) - 4

 For i = 4 To int_temp

   checksum = checksum + b_array(i)    'CheckSum是一种编码方法

   checksum = checksum Mod 255

 Next i

 b_array(int_temp + 1) = CByte(checksum)

 int_temp = int_temp + 1

 For i = 1 To 3

    b_array(int_temp + i) = CByte(&HAA)

 Next i

 int_temp = int_temp + 3

 For i = 0 To int_temp

   msflg_send.TextMatrix(i + 1, 0) = CStr(i)

   If Len(msflg_send.TextMatrix(i + 1, 0)) = 1 Then

      msflg_send.TextMatrix(i + 1, 0) = "0" & msflg_send.TextMatrix(i + 1, 0)

      '当编号长度为1时,则在编号前加0,例如:5    05

   End If

   msflg_send.TextMatrix(i + 1, 1) = CStr(Hex(b_array(i))) & "H"

   If Len(msflg_send.TextMatrix(i + 1, 1)) = 2 Then

      msflg_send.TextMatrix(i + 1, 1) = "0" & msflg_send.TextMatrix(i + 1, 1)

      '当字节值长度为2时,则在字节值前加0,例如:5H    05H

   End If

 Next i

 For i = 0 To int_temp

   send_array(i) = b_array(i)

 Next i

 MSComm1.OutBufferCount = 0

MSComm1.Output = send_array

 Do

  DoEvents

   Loop Until MSComm1.OutBufferCount = 0

End Sub

参 考 文 献 

1  范逸之，陈立元编著 《Visual Basic与RS-232串行通信控制》， 中国青年出版社

2  李玉东，李雷 《Visual Basic控件大全》，.电子工业出版社