李旋旋

摘 要 MCS-51可以利用其串口進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，在其系列機(jī)型中都只提供了一個串口，這就為一些需要多串口通信的應(yīng)用和控制編程帶來了一定的不便，本文從技術(shù)角度和實踐應(yīng)用等兩個方面給出了解決方案，在實現(xiàn)方面主要是通過多級協(xié)同、多串口單片機(jī)的選擇或者多路模擬開關(guān)的方式進(jìn)行實現(xiàn)，其中多機(jī)協(xié)同是較為通用的實現(xiàn)方式，本文在最后對這種實現(xiàn)方式進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的具體過程進(jìn)行了簡要的介紹，希望可以通過本文使得讀者能夠了解多串口通信技術(shù)在MCS-51單片機(jī)的實現(xiàn)方式和簡單的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】MSC-51 單片機(jī) 多串口通信 技術(shù)實現(xiàn)

1 MCS-51單片機(jī)介紹

單片機(jī)是包含中央處理器、隨機(jī)存儲器（RAM）、只讀存儲器（ROM）、中斷系統(tǒng)、定時計數(shù)器多種I/O等功能部件的計算機(jī)電路芯片。在單片機(jī)系列中，由英特爾（Intel公司）于1980年出品的8位MSC-51系列單片機(jī)在工業(yè)控制、機(jī)械制造等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。早期MCS-51單片機(jī)時鐘頻率是12MHZ，現(xiàn)在主流的單片機(jī)時鐘普遍達(dá)到了40MHZ以上，功能性、運(yùn)算速率以及可靠性得到了進(jìn)一步的提升。51系列單片機(jī)根據(jù)片內(nèi)存儲器的差異性，分為8031（片內(nèi)沒有存儲器）、8051（4kb ROM）、8751（4kb EPROM）、8951（4kb EEPROM）四個機(jī)型，都有5個中斷源、128b RAM、2個十六位的定時（計數(shù)）器，在實際開發(fā)過程中8031型的單片機(jī)，開發(fā)易用性和性價比較高，應(yīng)用更為普遍。上百種的指令條數(shù)，使得51系列單片機(jī)控制功能豐富；由于其芯片是按照工業(yè)控制標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計的，程序代碼固化于ROM中，整個單片機(jī)的抗干擾能力和對于病毒（或者惡性代碼）破壞性抵抗性更加有效。

51系列單片機(jī)有4個并口（8位P0-P4）和1個串口（全雙工）可用于通信，其中串口主要用于線路中繼、協(xié)議轉(zhuǎn)換等場合，但是在某些場合這種單一串口的應(yīng)用局限性也比較明顯，因此采取多串口通訊成為很多情況下的必須選擇，下面本文將從MCS-51單片機(jī)多串口的技術(shù)實現(xiàn)和多路數(shù)據(jù)采集應(yīng)用兩個方面進(jìn)行相關(guān)內(nèi)容的簡要探討。

2 常見的MCS-51單片機(jī)多串口通訊實現(xiàn)介紹

2.1 多單片機(jī)協(xié)同工作實現(xiàn)串口通訊

單片機(jī)具有多串口通信功能的種類是十分少的，51系列單片機(jī)之間串口可以相互兼容，同時也有其他種類的單片機(jī)的串口與其相兼容，同時在性價比和可行性方面采取多級協(xié)同作業(yè)實現(xiàn)串口通訊的技術(shù)可行性也是非常簡單的。多單片機(jī)系統(tǒng)工作主要采取一種主從式的工作模式進(jìn)行工作，由于單片機(jī)的價格比較低，因此采取這種多單片機(jī)協(xié)同工作來實現(xiàn)串口通訊的手段是一種非常通用的形式，這種多級協(xié)作模式在協(xié)議轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)處理方面有著極其的廣泛的應(yīng)用，同時，這種方式由于多級協(xié)同只需要對單一的協(xié)議進(jìn)行操作，這對于開發(fā)工作是十分有利的。在文章的最后，本文會對這種多級協(xié)作模式進(jìn)行簡要的介紹。

2.2 “軟串口”實現(xiàn)——多路模擬開關(guān)

多路模擬開關(guān)同樣是一種易于實現(xiàn)和便于操作的多路串口數(shù)據(jù)操作方式。多路模擬主要是應(yīng)用多路模擬開關(guān)，對聯(lián)通的各個數(shù)據(jù)通路進(jìn)行分時操作，避免數(shù)據(jù)交叉的情況產(chǎn)生，在技術(shù)上這種多路模擬開關(guān)是非常易于實現(xiàn)的，但是需要軟件的額外開銷，這種實現(xiàn)方式?jīng)]有直接硬件形式穩(wěn)定以及對時鐘的精確控制，這是在技術(shù)應(yīng)用時需要注意的方面?？傊?，這種多路模擬也是一種非常便捷的多串口通訊實現(xiàn)方式。

2.3 擴(kuò)展串口實現(xiàn)多串口數(shù)據(jù)通信

MCS-51系列的單片機(jī)中有兩種芯片類型可供選用，即8250（DIP40進(jìn)行封裝處理實現(xiàn)）和8251（DIP28進(jìn)行封裝處理實現(xiàn)），通過對這兩個芯片進(jìn)行擴(kuò)展即可實現(xiàn)多串口通信，但是需要指出的是利用串口擴(kuò)展最大缺陷在于芯片由于經(jīng)過擴(kuò)展處理，芯片的體積必然會有所增大，這就導(dǎo)致了整個單片機(jī)系統(tǒng)變得相對復(fù)雜和龐大，因此，利用這種方式實現(xiàn)單片機(jī)多串口通信是一種慎用的方式。

除此之外，對于多串口的實現(xiàn)還可以直接利用多串口單片機(jī)的方式，但是由于這種單片機(jī)在價格方面較高，這種方式不作為推薦方式。

3 利用MCS-51單片機(jī)多級多串口實現(xiàn)多路數(shù)據(jù)通信分析

首先通過總線將主機(jī)和從機(jī)進(jìn)行連接，從機(jī)可以是多個單片機(jī)，主機(jī)主要負(fù)責(zé)整個系統(tǒng)運(yùn)行控制和數(shù)據(jù)的收集工作，由主機(jī)從TXD端口將數(shù)據(jù)信息進(jìn)行發(fā)出，其他從機(jī)接受信號。任何從機(jī)都可以與主機(jī)進(jìn)行通信，而從機(jī)之間的通信則必須經(jīng)過主機(jī)。為了保障通信的穩(wěn)定性，主機(jī)根據(jù)信息發(fā)送的地址判斷信息來源，同時從機(jī)接受到的信息如果和自身地址相一致，則進(jìn)行處理，否則則不做任何操作，這樣通過引入尋址方式完成了多級多串口通信。

4 小結(jié)

MCS-51單片機(jī)由于其高度穩(wěn)定性、較強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力以及非常優(yōu)異的性價比，使其在工業(yè)控制領(lǐng)域有著極其廣泛的應(yīng)用，在應(yīng)用MCS-51單片機(jī)進(jìn)行編程時，其串口僅有一個，這就給在進(jìn)行一些特殊控制過程提供了一定的需求，即進(jìn)行單片機(jī)多串口數(shù)據(jù)通信，本文以MCS-51單片機(jī)的概念入手，簡單介紹了51單片機(jī)的基本情況，并以此給出了多串口數(shù)據(jù)通信的實現(xiàn)思路，可以通過多級協(xié)同處理、軟件模擬，多路模擬等方式來實現(xiàn)，最后文章有介紹了最為常用的多級協(xié)同處理方式進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的過程。希望能夠通過本文，為MCS-51單片機(jī)的多串口通信應(yīng)用提供一定的參考。

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