2018年03月05日 | 8031单片微机串行口的应用

　　8031单片微机因具有体积小，资源丰富，性能价格比优等特点，近十年来在我国获得了极其广泛的应用。它内部的可编程全双工串行通讯口具有软件编程方便，使用可靠的特点。

　　在数据传送和数据通讯中受到用户的亲睐。本文就8031串行口的应用作一介绍。

　　一、利用8031串行口控制键盘和显示器

　　8031串行口的方式0（移位寄存器输入／输出方式）可用于键盘和显示器控制，其硬件结构如图1所示。

　　图中外接8片8位串入／并出移位寄存器74LS164作为8位LED显示器的静态控制端口。由于显示器工作是静态的，因而主程序可不必扫描显示器，从而使CPU有更多的时间处理其它事务。这类应用常见于小型测量仪表的显示中。

　　下面给出更新显示器显示的子程序和键盘扫描子程序的清单及其简单说明。

　　显示子程序：

　　DIR:  SETB P3.3    l开放显示器传送控制

　　MOV R7,# 08H

　　MOV RO．#5FH  ；5FH～58H为显示缓冲器

　　DLO: MOVA，@RO    ；取出要显示的数据

　　ADD A，#ODH    ；加上偏移量

　　MOVC A，@A+PC  ；取出字形

　　MOV SBUF，A    ；送出显示

　　DLI:    JNB TI，DL1    ；输出完否？

　　CLR TI    ；完，清中断标志

　　DEC RO    ；再取下一个数

　　DJNZ R7，DLO    ；8位显示数据输出完否？

　　CLR P3.3    ；输出完，关闭显示器传送

　　RET    ；返回

　　SEGTAB；co“O”    ；字形代码表

　　F9 “1"

　　A4“2”

　　BD “3”

　　99“4”

　　92“5”

　　82 “6”

　　F8 “7”

　　80 “8”

　　90 “9”

　　88 “A”

　　83 “B”

　　C6“C”

　　Al“D”

　　86 “E”

　　8F “F”

　　BF“一”

　　8C “P”

　　9l “Y”

　　键盘扫描子程序

　　KEY:    MOV A．#OOH  ；向164输出OOH，对键盘扫描

　　MOV SBUF,A

　　KLO:JNB T1，KLO    ；输出完否？

　　CLRTI    ；清0中断标志

　　KL1:  JNB P3.4，PK1    ；第一捧键中有键闭合否？

　　JB P3.5，KLI    ；第二排键中有键闭合否?

　　PKl：  ACALLDI0    ；有键按下

　　JNB P3．4，PK2    ；是否抖动引起

　　JB P3.5．KL1    ；不是抖动引起

　　PK2:  MOV R7，＃08H  ；判断那一个健被按下

　　MOV R6,# OFEH

　　MOV R3,# ODH

　　KL5:  MOV A,R6

　　MOV SBUF，A    ；对列线逐个扫描

　　KL2:    JNB TI,KL2

　　CLR TI

　　LNB P3.4．PKONE  ；是第一捧某键杏？

　　JB P3.5，NEXT    ；是第二排某键否？

　　MOV R4，#08H    ；是第二排中有键被接下

　　AJMP PK3

　　PKONE:  MOV R4，#OOH    ；是第一排中有键被按下

　　PK3:  MOV A，#OOH  ；等待键释放

　　MOV SUBF,A

　　KL3:    JNB TI,KL3

　　CLR TI

　　KL4:  JNBP3.4,KL4JNBP3.5,KL4

　　MOV A，R4    ；键释放，取出键码

　　ADD A,R3

　　RET    ；返回

　　NEXT：  MOV A，R6    ；判下一列是否按下

　　RLA

　　MOV R6,A

　　INC R3

　　DJNZ R7，KL5    ；八列键都检查完否？

　　AJMP KEY    ；完了，开始下一个扫描周期

　　Dl0：  MOV R7，#OAH  ；延时10ms子程序

　　DL：  MOV R6,# OFFH

　　DL6: DJNZ R6,DL6

　　DJNZ R7,DL

　　RET

　　二、利用8031串行口实现主从机通讯

　　8031串行口工作方式3（或方式2）可用于实现单片机之

　　间的主从机通讯，具体电路结构如图2。方式2和方式3都是

　　被定义为9位异步通讯接口，只是波特率选取有所不同。

　　利用串行口方式3实现多机通讯的软件“协议”如下：

　　1．主机

　　设置为串行口工作方式3，允许接收，第一次发送时设置

　　TB8=1，以后发送时设置TB8=0。TB8=1（圭机发送的第九

　　位数据）表示这组数是地址，TB8-o表示这组数是数据。

　　2．从机

　　设置为串行口工作方式3，允许接收。第一次接收设置

　　SM2-1，只有当接收到的第九位数据RB8=1时才产生接收

　　中断，这时接收到的这组数是地址。在程序中置位PSW. 1=1

　　表示接收的是地址，PSW. 1=0表示接收的是数据。

　　下面给出主从机之间通信的程序和说明。主机要发送的

　　数据或控制命令放在片内RAM中，数据块首址为31H, 30H

　　中的内容为数据块长度。

　　ORG OOOOH

　　LJMP MAIN

　　ORG 0023H    ；串行口中断程序入口

　　SJMP SERVE

　　ORG 0040H    ；发送子程序人口

　　TRANSFER：  MOV TMOD，#20H    ；设置T1为定时方式2

　　MOV TH1，#0F3H    ；Tl置初值，产生1200波特率

　　MOV TLl,# 0F3H

　　MOV SCON，#OD8H    ；设置串行日工作方式3允许接收，TB8=1

　　SETB TR1    ；启动Tl

　　'SET EA    ；开中断

　　CLR ES    ；禁止串行口中断

　　START:    MOV SBUF，#OOH    ．发0#从机地址

　　WAIT1：  JNB TI，WAITI    ；等待发送完毕

　　CIR TI    ；完毕清发送中断标志T1

　　WAIT2':    JNB R1，WAlTZ    ；等待0#从机应答

　　CLRRl

　　MOV A，SBUF    ；判断是否为O#从机的应答信号

　　JNZ START

　　CIR TB8    ；是应答信号，清TB8表示以后是效据

　　SETB ES    ；允许串行口中断

　　MOV 2FH,# 31H

　　MOV SBUF，30H    ．发送数据块长度

　　RET    ；子程序返回

　　SERVE：  CLR TI    ；清发迭中断标志T1

　　PUSH A    ；现场保护

　　MOV A,RO

　　PUSH A

　　DJNZ 30H．TRAN；    ；数据发送完否？

　　CLR ES    ；完毕，关串行口中断

　　CLR TR1    ；关T1

　　SJMP RETUNE

　　TRAN：  MOV RO，2FH    ；取数据地址

　　MOV SBUF．@RO    ；发送数据

　　INC 2FH    ；数据地址加1

　　RETUNE：POP A    ；恢复现场

　　MOV RO,A

　　POP A

　　RETI    ；中断返回

　　MAIN，  NOP    注程序（未给出）

　　0#从机首先接收主机发来的数据块长度，并将它存入片

　　内RAM30H单元中，然后接收数据或控制命令，并将它们存

　　放到片内RAM中，起始地址为30H。0#从机接收程序清单如

　　下；

　　ORG 0023H    ；串行口中断程序入口

　　SJMP SERVE．

　　ORG 0040H    ；初始化程序入日

　　RECEIVE：MOV TMOD．#20H    ；设置T1为定时方式2

　　MOV TH1，# OF3H    ；T1置初值，产生1200波特率

　　MOV SCON，#OFOH    ；设置串行口工作方式3，允许接收且SM2=1

　　SETB TR1    ；启动T1

　　SETB EA    ；开中断

　　SETB ES    ；允许串行口中断

　　SETB PSW.1    ；PSW.1=1是地址

　　LJMP MAIN    ；转主程序（未给出）等待串行口中断

　　SERVE：  CLR RI    ；清串行口发送标志Rl

　　PUSH A    ；现场保护

　　MOV A,RO

　　PUSH A

　　HOV A,R0

　　PUSHA

　　JBPSW．1，HELLO    ；是地址否？

　　DATA：  MOV R0,2FH    ；是数据，建立数据地址指针

　　MOV A,SBUF    ；取接收到的数据

　　MOV @RO，A    ；转存到存贮器中

　　INC 2FH    ；数据地址加1

　　DJNZ 30H,RETUNE  ；躺数据接收完否？

　　SETB PSW.1    ；置位PSW．1，表示接收

　　SJMP RETUNE    ；数据完毕

　　HELLO:  MOV A,SBUF    ；是地址，判断与本机地址是否相等

　　JNZ RETUNE    ；不相等返回

　　MOV SBUF,# OOH    ．相符，发本机地址作为应答

　　CLR PSW．1    ；清PSW．1表示以后为数据  ’

　　CLR SM2    ；清SM2准备接收数据．

　　MOV 2FH,#30H

　　WAIT: JNBTI,WAIT    ；等待应答信号发送完毕

　　CLR T1

　　RETUNE, POP A    ；恢复现场

　　MOV RO,A

　　POP A

　　RETI    ；中断返回

　　三、8031串行口与IBM-PC机组成二级通讯系统 IBM-PC机的串行通讯适配器是采用可编程通讯用异步收发器UART8250芯片。我们可以使用宏汇编语言设计程序直接操作UART各寄存器，以中断方式与8031串行口进行通讯。

　　1．硬件结构

　　IBM-PC机的串行通讯适配器与8031的串行口组成的两级系统如图3所示。由于串行输出芯片1488无高阻态，必须经二极管隔离后再并联。

　　2．通讯协议

　　a．数据代码程和功能代码

　　数据代码是通讯过程必须传送的目的代码，功能代码是通讯过程中的应答信号，以及表征数据特征和数量的代码。

　　每组数据的结构见表l，协议规定数据的数量和特征代码放在数据代码的前端，代码和字节提供给对方检验通讯过程是否有误码。

　　b．具体规定；

　　我们规定通讯过程为PC机发出“向8031发数”的发数令牌(该令牌中包含某- 8031的地址)。收到应答码后开始发送过程，并由8031机回送“是否误码”的代码。PC机发出“允许8031机发效的收数令牌（该令牌包含某- 8031的地址），收数令牌按机号顺序定时发出，使每台8031有平等的发数机会。令牌中的地址和机号相同的8031机取得通讯权。为使发数比收数有更高的优先权，只在无数据发送时才发“收数令牌”。

　　3．软件设计

　　a．对lBM-PC通讯程序的要求

　　为使IBM-PC机和多台8031机的通讯有条不紊的进行，IBM-PC机应有完善的调度能力，我们可以编制一段调度程序，它的功能是；①处理数据输入和输出缓冲区；②进行串行口资源调度，确定是收数还是发数；③能使串行中断服务程序执行发数任务和收数任务。发数任务和收数任务分别由各自的中断服务程序来完成；④调度程序以令牌方式分配通讯权。只有取得通讯权的某台8031才能接收和发送数据（程序从略）。

　　b．8031机通讯程序

　　8031机系统主程序完成串行口初始化，准备输出数据和处理输入数据等与通讯有关的工作。它定义串行口为工作方式3，允许串行中断，允许接收，置位多机通讯位及设置与PC机UART(异步通讯收发器)相同的波特率等。

　　8031机与PC机的数据通讯串行中断服务程序框图见图d。该中断服务程序由“令牌激活”，在一次中断服务过程中完成整组数据的接收或发送。关中断是防止高级中断干扰而丢失数据，这样数据的收发用查询R1或TL状态的方法连续地进行。复位多机通讯位是为了能收到除“令牌”外第九位是“0”的各类数据或代码（第九位是“1”为令牌地址信号）。向PC发送过程中，两次发数之间有时间延时，延时量略大于PC机串行中断和更高级中断服务时间，以免PC机接收时丢失数据。此外，程序还负责功能代码的收发。PC机在收到全部数据后，仅当发现了误码才发送“请重发数”代码。