一种8098单片机和PC机的串行通信方法

1　前 言

随着计算机技术的快速发展和广泛应用，上位机和下位机的主从工作方式更加为数据采集系统所采用，由于微机的分析处理能力较强，处理速度更快，而单片机则使用灵活方便，所以一般主机采用微机，从机采用单片机来构成主从多机工作模式。

8098单片机是Intel公司于80年代末推出的准16位微处理器，其结构简单，编程容易，外围电路少，便于接口，数据采集精度高；其片内的256 个字节寄存器都具有累加器的功能，它们可使CPU对运算器数据进行快速交换；并提供了高速数据处理和频繁的输入输出功能。8098单片机与上位机的握手也非常友好，它们之间的信号传输准确可靠，成为继MCS-51系列单片机后的又一种热门的单片机。

本人曾对滚齿切削过程的扭矩测试进行了专门的研究，其中数据采集系统采用了8098单片机，采集到的数据经串行通信送到微机进行处理。本文针对8098单片机和微机之间的串行通信作详细介绍。

2　8098单片机的串行通信

数据通信方式可分为两种：并行传送和串行传送。并行传送速度快、效率高，但传送可靠性差，不适合远距离传送；串行传送数据按位顺序移动，速度较慢、效率偏低，但传送可靠，可以节省通信子系统的硬件投资。本文中，单片机通过串行口与上位机进行异步方式1工作，做到：①通信前，收、发双方达成协议，明确规定彼此的联络信号以及数据的传送方式等项内容，协议严密，易于实现。②为了增强数据传送过程中的抗干扰能力，需要配置电平转换器。

利用8098单片机进行串行通信时必须对有关寄存器进行设置，与串行通信有关的寄存器有：①IOC1控制寄存器：在串行应用中，该寄存器用于选择TXD/P2.0引脚端的复用功能，置1时，选中TXD功能。②SP_CON寄存器(11H,只写)和SP_STAT寄存器(11H,只读)：该寄存器的低5位作控制寄存器，高3位作状态寄存器。③INT_MASK中断屏蔽寄存器：INTMAS.6置1允许串行口中断。④BAUD_RATE 寄存器(0EH,只写)：是16位寄存器，对其设置串行通信的波特率需分两次连续向0EH进行写操作，先送低位字节，后送高位字节。波特率寄存器的最高位应置1，用以选择XTAL1频率，即系统时钟振荡频率。在笔者设计的系统中，采用的8098单片机的时钟为6MHz，设定波特率为9600，则送给 RAUD_RATE寄存器的值为8013H。

3　8098单片机和上位机的串行口连接

上位机(386以上PC机)的串行口采用的是标准的RS-232C接口，由于8098单片机的串行口电平是TTL电平，但是TTL电平特性与RS232 的电气特性不匹配，因此为了使8098单片机的串口能与RS-232C接口通信，必须将串行口的输入/输出电平进行转换。采用目前最常用的芯片1488、 1489来实现RS-232C与TTL的电平转换。图1为连接示意图。

图1　连接示意图

8098单片机CPU和串行口之间通过SBUF_TX发送寄存器和SBUF_RX接收寄存器进行数据传输，CPU将欲发送的数据写入SBUFTX；从 SBUFRX中读取串行口接收到的数据。一旦一帧信息中最后一个数据位写入缓冲器或从中读出，即产生相应的发送和接收中断。

4　8098　单片机和上位机的通信程序编写

经过上述分析以后，首先编写8098单片机的通信程序，下面为串行通信的部分程序：
　　ORG　2080H
　　LD　SP,#00C0H
　　DI
　　LDB　TEMP,#20H　　；TEMP初始化，置TI为1
　　ORB　IOC1,#20H　　；选择TXD功能
　　LDB　TEMP,#20H　　；预置为接收结束
　　LDB　BAUDRA,#13H　；设波特率为9600
　　LDB　BAUDRA,#80H
　　LDB　SPCON,#09H　　；方式1，允许接收
　　　……
GET_CHR:　ORB TEMP,SPSTAT　；从串行口接收数据
　　JBC　TEMP,6,GET_CHR
　　ANDB TEMP,#0BFH　　；清除TEMP中的RI标志
　　LDB CHAR_I,SBUF
　　……
PUT_CHR: ORB TEMP,SPSTAT　；通过串行口发送数据
　　JBC　TEMP,5,PUT_CHR
　　LDB　SBUF,CHAR_O
　　ANDB TEMP,#0DFH　　；清除TEMP中的TI标志
　　……

主程序先关闭中断（以便采用查询方式），将测试寄存器TEMP（用来复制SP_STAT中的内容）的TI位置1，使程序初始化为接收状态。在GET_CHR子程序中测试RI位，若为0，表示SBUF_RX缓冲器尚未接受到信息，若为1，则把接受到的信息读至CHAR_I寄存器；在PUT_CHR子程序中应测试TI位。

上位机（386以上PC机）的所有程序是在BORLAND C++环境下编译的，因此串行通信程序可以直接应用I/O通信库函数bioscom()，该函数在由port指定的I/O端口上执行RS-232通信操作。通信前，根据与8098单片机的通信协议，设定通信的串行端口、数据位数、停止位数、波特率，由于上位机时钟为12MHz，所以对应的波特率应设置为 4800。下面给出