PIC單片機與PC機串行通信的實(shí)現

摘要 PIC系列單片機作為一款外設豐富性能優(yōu)良的單片機，被廣泛應用于各種控制系統。在微機測控系統中，用作上位機的PC機系統與用作下位機的單片機之間經(jīng)常要進(jìn)行信息交換。為此提出了一種基于Visual C++的PIC18F452單片機與PC機之間串行通信的實(shí)現方法，給出了硬件電路圖和通信源程序，調試實(shí)驗表明，硬件設計與軟件開(kāi)發(fā)達到了預期的功能要求。該方法為PIC單片機與PC機間串行通信的應用提供了良好的參考。
關(guān)鍵詞 PIC單片機；串行通信；Visual C++

隨著(zhù)單片機技術(shù)的發(fā)展，PIC單片機在工業(yè)控制系統中如溫度、壓力和流量等參數進(jìn)行監測和控制中的應用越來(lái)越多。PC機具有強大的監控和管理功能，而單片機則具有快速及靈活的控制特點(diǎn)，通過(guò)PC機的RS-232串行接口與外部設備進(jìn)行通訊是許多測控系統中常用的通信解決方法。它不僅利用了單片機實(shí)時(shí)控制的特點(diǎn)又充分發(fā)揮了PC機運算能力強和存儲容量大的優(yōu)勢。在日常應用中通常需要進(jìn)行大量的數據計算，而PIC單片機運算能力有限，必須借助PC機的數據處理能力，因此實(shí)現PIC單片機與PC機之間可靠數據傳輸變得尤為重要。
文中將使用PIC單片機的同步／異步串行模塊(USART)和計算機進(jìn)行串口通信。PC機的通信軟件采用Visual C++6．0編寫(xiě)，具體是利用MSComm控件完成與PIC單片機的通信。

1 異步串行通信的概念
PIC單片機與PC機之間的異步串行通信采用RS-232串行接口電路實(shí)現，利用PC機的串行接口進(jìn)行數據傳輸。在異步通信中，數據是逐幀傳送的，其格式如圖1所示。

在幀格式中，一個(gè)字符由4部分組成：起始位、數據位、奇偶校驗位和停止位。首先是一個(gè)起始位“0”，然后是5～8位數據，接下來(lái)是奇偶校驗位，最后是停止位“1”。起始位“0”信號只占用1位，用來(lái)通知接收設備一個(gè)待接收的字符開(kāi)始到來(lái)。在不傳送字符時(shí)，線(xiàn)路上應保持為“1”。接收端不斷檢測線(xiàn)路的狀態(tài)，若連續為“1”以后又檢測到一個(gè)“0”，就知道要發(fā)來(lái)一個(gè)新字符，應立即準備接收。

2 接口器件介紹
2．1 電平轉換芯片
PC機與HC單片機通信使用RS-232串行總線(xiàn)標準。典型的RS-232信號在正負電平之間擺動(dòng)，在發(fā)送數據時(shí)，發(fā)送端驅動(dòng)器輸出正電平電壓范圍為5～15 V，負電平為-15～-5 V。當無(wú)數據傳輸時(shí)，線(xiàn)上為T(mén)TL電平，從開(kāi)始傳送數據到結束，線(xiàn)上電平從TTL電平到RS-232電平再返回TTL電平。接收器典型的工作電平為3～12 V與-12～-3 V之間。如此高的電壓是不能和單片機直接相連的，所以必須進(jìn)行電平轉換。文中利用MAX232實(shí)現電平轉換。MAX232芯片是由德州儀器公司推出的一款兼容RS-232標準的芯片。該器件包含2個(gè)驅動(dòng)器、2個(gè)接收器和一個(gè)電壓發(fā)生器電路提供TTA／EIA-232-F電平。
2．2 信號接口介紹
PC機都有串行接口，一般用RS-232接口。與RS-232相匹配的連接器有DB-25、DB-15和DB-9，其引腳也各不相同。文中使用的是DB-9連接器，作為提供I／O卡或主板上COM1和COM2兩個(gè)串行接口的連接器，提供異步通信的9個(gè)信號。

3 硬件電路設計
3．1 PC機與PIG單片機的串行通信原理圖
PC機與PIC單片機串行通信原理如圖2所示，整個(gè)系統由3個(gè)部分組成。由于PC機與PIC單片機串行通信時(shí)采用RS-232協(xié)議，因此無(wú)論是單片機向PC發(fā)送數據，還是PC機向單片機發(fā)送數據都必須通過(guò)MAX232進(jìn)行電平轉換。在電路連接時(shí)，PC機的串口輸出應對應PIC單片機的串口輸入。