发布时间 : 星期四 文章基于MCS51的两片单片机之间的串行通信接口设计更新完毕开始阅读
基于MCS51的两片单片机之间的串行通信接口设计
RS232电平串行数据帧格式如图3-5：
图3-5 RS232电平串行数据帧格式
用Protues仿真软件画出实际RS232之间的连接电路图如图3-6。
图3-6 RS232之间的连接电路图
RS232的标准就是将(+3V)-(+15V),(-3V)-(-15V)的电平作为通讯的高低电平使用，所谓的信号强弱是和电压、电流有关，通常RS232的通讯电流都在5mA-10mA左右，如果导线过长，电损耗相对也会加大，那么电压就会下降，这样便会影响到信号识别。
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开始通信时，信号线为空闲（逻辑1）模式时，如果检测到从1跳变到0时，便开始接收时钟吲数。如果检测到8个时钟，便要对对输入的信号进行检测，如果仍然是低电平，就确认这就是“起始位”,而不是干扰得信号；在起始位被收端检测到后，这期间隔16个接收的时钟，每检测一次输入信号，就会把相对应的值作为DO的位数据。如果是逻辑1的话，则作为数据位1。每当隔16个接收时钟的时候，对输入的信号再检测一次，我们就把相对应的值作为D1位数据，直到全部数据位都已经输入；当检测校验位P和数据位个数及校验位之后，接下来通信接口电路则会收到停止位如果此时没有收到逻辑1，就是出错了，在状态寄存器中设置”帧错误晰志；在这一帧信息全部都接收完之后，我们把线路上所有出现的高电平作为空闲位；每当信号再一次变为低电平的时候，就会开始进入下一帧检测。这其中，字符帧开头的开头是起始位，总共占1位，始终都为逻辑0电平，用于表示接收设备向发送端开始发送信息。始位之后就是数据位，他们可以设置成5、6、7、8位，低位的在前高位的在后。数据位之后是奇偶校验位，仅仅占一位，用它来表示单片机串行通信中采用的是奇校验还是偶校验。
3.3时钟电路的作用
时钟电路的核心是个比较稳定的晶体振荡器，晶体振荡器产生正弦波，把频率进行分频，处理，形成时钟脉冲，提供一个符合单片机要求的脉冲宽度和电平范围的复位信号，以使单片机回到初始状态重新开始。在MCS－51单片机片内是一个高增益反相放大器，输入端为XTAL1为反相放大器，XTAL2为输出端，由该放大器构成的振荡电路和时钟电路便构成了单片机时钟方式。根据电路的不同，单片机的时钟方式可分为内部时钟方式及外部时钟方式两种。
本次设计我用到的是内部方式时钟。在内部方式时钟电路中，我们要在XTAL1和XTAL2引脚两端跨接上石英晶体振荡器及两个微调电容构以成振荡电路，通常C1和C2一般取30pF，晶振的频率取值在1.2MHz～12MHz之间。对于外接时钟电路，要求XTAL1接地，XTAL2脚接外部时钟，对于外部时钟信号并无特殊要求，只要保证一定的脉冲宽度，时钟频率低于12MHz即可。晶体振荡器的振荡信号从XTAL2端送入内部时钟电路，它将该振荡信号二分频，产生一个两相时钟信号P1和P2供单片机使用。时钟信号的周期称为状态时间S，它是振荡周期的2倍，P1信号在每个状态的前半周期有效，在每个状态的后半周期P2信号有效。CPU就是以两相时钟P1和P2为基本节拍协调单片机各部分有效工作的。如图3-7是内部方式的时钟电路。
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图 3-7 内部方式时钟电路
3.4 LED的接入
图3-8 发光二极管的接入
3.5温度采集与显示
3.5.1 DS18B20温度传感器
DS18B20内部主要由4部分组成：64位光刻ROM、温度传感器、非易失性温度报警触发器TH和TL、配置寄存器等。以下是DS18B20的内部结构图，如图3-9。
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DQ 64位VD1 ROM和单GND VDD VD2 电源检测 总线接口 存储器与控制逻辑 温度传感器 高温触发器TH 低温触发器TL 配置寄存器 高速 缓存 存储器 8位CRC生成器 图 3-9 DS18B20的内部结构图
3.5.2温度传感器与单片机的连接
DS18B20与51单片机的连接非常简单，只须把DS18B20的数据线DQ与51单片机的一根并口线连接即可，51单片机通过这根并口就能实现对DS18B20的所有操作，DS18B20的电源可采用外部电源供电，也可采用内部寄生电源供电。当外部电源供电时，VDD接外部电源，GND接地。当采用内部寄生电源供电时，VDD与GND一起接地。另外，也可用多片DS18B20连接组网形成多点测温系统，在多片连接时，DS18B20必须采用外部电源供电方式。本次设计采用的是外部电源供电方式，B机与温度传感器电路连接如图3-10。
图3-10 温度传感器与mcs51单片机（B机）的连接
3.5.3 B机控制DS18B20温度转换
根据DS18B20的通信协议，B机控制DS18B20完成温度转换必须经过三个步骤：每一次读写之前都要对DS18B20进行复位，在复位成功之后就会发送ROM指令一条，最后就是发送RAM指令了，这样就能对DS18B20温度传感器进行预定操作。每一次的命令及数据的传输都是从B机主动启动写时序开始，如果要A机回送数据，在进行命令的编写后，B机需要启动读时序完成数据接收。数据及命令的传输都是低位在前。时序分为初始化的时序，读时的时序和写时的时序。复位时要求B机CPU将数据线下拉500s，
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