单片机多机通信实现

盐城工学院本科生毕业设计说明书 （2010）

方式3：9位UART，帧信息为11位，其中一位起始位“0”、八位数据位（先低位后高位），一位控制位（第九位）和一个停止位“1”。波特率可变，根据定时器1的溢出率计算。

附加的第9位数据为SCON中的TB8的值，它由软件置位或清零，可作为多机通信中地址/数据信息的标志位，也可作为数据的奇偶校验位。

单片机的串行通信传输方式有三种：单工制式、半双工制式和全双工制式。 2.2 单片机多机通信方案选择

根据需要，各片单片机有相等的权限，每块单片机都可设置为主机或从机，因此单片机的串口应具有双向可选择性。采用两个同相三态门加上一个反相器即可构成这样的接口，并由单片机的一根引脚控制单片机串口的连接方式。

发送数据区可存放1B～48B的数据，以空字符'\\0'作为发送数据结束标志。接收数据时以空字符作为接收有效数据结束标志。通信结束时，从机发回收发长度作为校验。 2.3 微处理器的选择

本系统对微处理器要求不是太高，速度不要求太高，但代码较长，因此要求微处理器应有较大的程序存储空间，最好用Flash ROM。通信的发送缓冲区与接收缓冲区均从RAM中分配，为了能传送更多的数据，要求要有较大的RAM。此外，处理器还应有一个全双工的串行口。

综合考虑以上各种因素，选用MCS-51系列的单片机AT89S52。

AT89S52是一种低功耗高性能的CMOS 8位微处理器，具有8K在系统可编程Flash存储器。使用Atmel公司高密度非易失性存储技术制造，与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适用于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash，使得AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。 AT89S52 具有以下标准功能：8k 字节 Flash，256 字节 RAM，32 位 I/O 口线，看门狗定时器，2 个数据指针，三个 16 位定时器/计数器，一个 6 向量 2 级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。另外，AT89S52 可降至 0Hz 静态逻辑操作，支持 2 种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU停止工作，允许 RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM 内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。

其引脚结构如下图：

5

单片机多机通信实现

图2－1 AT89S52的引脚结构

单片机AT89S52的引脚说明: VCC：电源 GND：地

P0口：P0 口是一个 8 位漏极开路的双向 I/O 口。作为输出口，每位能驱动 8 个 TTL 逻辑电平。对 P0 端口写“1”时，引脚用作高阻抗输入。当访问外部程序和数据存储器时，P0 口也被作为低 8 位地址/数据复用。在这种模式下，P0 具有内部上拉电阻。

在 flash 编程时，P0 口也用来接收指令字节；在程序校验时，输出指令字节。程序校验时，需要外部上拉电阻。

P1口：P1 口是一个具有内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口，p1 输出缓冲器能驱动 4 个TTL 逻辑电平。对 P1 端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，

6

盐城工学院本科生毕业设计说明书 （2010）

将输出电流（IIL）。

此外，P1.0 和 P1.2 分别作定时器/计数器 2 的外部计数输入（P1.0/T2）和时器/计数器 2的触发输入（P1.1/T2EX），具体如下表所示。在Flash编程和校验时，P1口接收低8位地址字节。

P1口的第二功能如下表：

表2－2 P1口的第二功能 引脚号 P1.0 P1.1 P1.5 P1.6 P1.7 第二功能 T2（定时器/计数器T2的外部计数输入），时钟输出 T2EX（定时器/计数器T2的捕捉/重载触发信号和方向控制） MOSI（在系统编程用） MISO（在系统编程用） SCK（在系统编程用） P2口：P2 口是一个具有内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口，P2 输出缓冲器

能驱动 4 个TTL逻辑电平。对P2 端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。在访问外部程序存储器或用16位地址读取外部数据存储器（例如执行 MOVX @DPTR）时，P2口送出高八位地址。在这种应用中，P2口使用很强的内部上拉发送1。在使用8位地址（如 MOVX @RI）访问外部数据存储器时，P2 口输出P2锁存器的内容。

在 flash 编程和校验时，P2 口也接收高 8 位地址字节和一些控制信号。

P3口：P3口是一个具有内部上拉电阻的 8 位双向 I/O口,P2 输出缓冲器能驱动 4 个TTL 逻辑电平。对P3端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（I）。P3口亦作为 AT89S52特殊功能（第二功能）使用，如下表所示。

在Flash编程和校验时，P3口也接收一些控制信号。 P3口具有第二功能，具体如下表。

IL

表2－3 P3口的第二功能 引脚号 P3.0 P3.1 P3.2 P3.3 P3.4 P3.5 P3.6 P3.7 第二功能 RXD（串行输入） TXD（串行输出） INT0（外部中断0） INT1（外部中断1） T0（定时器0的外部输入） T1（定时器0的外部输入） WR（外部数据存储器写选通） RD（外部数据存储器读选通） 7

单片机多机通信实现

RST：复位输入。晶振工作时，RST脚连续两个机器周期高电平使单片机复位。看门狗计时完成后，RST脚输出96个晶振周期的高电平。

：地址锁存控制信号（ALE）是访问外部程序存储器时，锁存低8位

地址的输出脉冲。在 flash 编程时，此引脚（PROG）也用作编程输入脉冲。在一般情况下，ALE以晶振六分之一的固定频率输出脉冲，可用来作为外部定时器或时钟

使用。然而，特别强调，在每次访问外部数据存储器时，ALE脉冲将会跳过。如果需要，通过将地址为 8EH 的 SFR 的第 0 位置“1”，ALE 操作将无效。这一位置“1”，ALE 仅在执行 MOVX 或 MOVC 指令时有效。否则，ALE将被微弱拉高。这个 ALE 使能标志位（地址为 8EH 的SFR的第0位）的设置对微控制器处于

外部执行模式下无效。

：外部程序存储器选通信号（PSEN）是外部程序存储器选通信号。

当 AT89S52 从外部程序存储器执行外部代码时，PSEN 在每个机器周期被激活两次，而在访问外部数据存储器时，PSEN 将不被激活。

：访问外部程序存储器控制信号。为使能从 0000H 到 FFFFH 的

外部程序存储器读取指令，EA 必须接 GND。 为了执行内部程序指令，EA 应该接 VCC。

在 flash 编程期间，EA 也接收 12 伏 VPP电压。

XTAL1：振荡器反相放大器和内部时钟发生电路的输入端。 XTAL2：振荡器反相放大器的输出端。

表2-4 AT89S52 特殊寄存器映象及复位值

8