双机通信案例在单片机串口教学中的应用

体会到串行通信的神奇;二是体会到串口的作用，因为两台开发仪只是将各自单片机串口的RXD、TXD、GND三个引脚互连，没有其他的连接，更没有单片机P0口、P1口、P2口、P3口4个并口的相连，就能实现双机的通信;三是体会到单片机串口方式1的强大功能，因为在程序中只设置了方式1，没有设置方式0、方式2、方式3。

3.2 硬件設计

双机通信案例的硬件设计的大致框图如图1所示，其中甲乙两个单片机均为STC90C5RC，单片机甲作为发送机，其P0口接矩阵键盘阵列，当矩阵键盘的某个按键按下后，通过发送程序的运行，提取出键值并从串口的TXD引脚将键值发送到单片机乙的RXD引脚中;单片机乙作为接收机，其P0口接8个数码管阵列的数据线，P2.0、P2.1、P2.2三个引脚接74LS138译码器的输入端，译码器的输出作为数码管阵列8个数码管的片选信号。两个单片机的串口互连，其中单片机甲的TXD、RXD、GND引脚分别接单片机乙的RXD、TXD、GND引脚，即两个单片机共地。

3.3 软件编码

软件编码包括发送机发送程序的编码和接收机接收程序的编码。

3.3.1 发送程序的编码

发送程序的编码包括头文件和宏定义，将P0口的高四位定义为四个位变量，为接收矩阵键盘的编码做准备，定义无符号整型变量key存放矩阵按键的编码，多参数延时主程序，可根据参数设置的不同提供多个延时时间;主函数中代码TMOD=0x20;TH1=0xfd;TL1=0xfd;设置单片机发送机串口通信的波特率为9600，这是对单片机串口通信比较合适的波特率，并启动定时器T1，接着设置发送机串口的工作方式为方式1，开中断;然后反复执行键盘扫描程序，如果有键按下，则将该按键对应数字的段码值存入变量key中，并送入SBUF寄存器中，当发送完毕后，及时用软件将TI清零。主函数的主要编码如下：

TMOD=0x20;

TH1=0xfd;

TL1=0xfd;

TR1=1;

SM0=0;

SM1=1;

EA=1;

ES=1;

3.3.2 接收程序的编码

接收程序的编码包括头文件，主函数，串口中断函数。主函数中，设置接收机的波特率和发送机相同，均为9600，启动定时器T1，设置接收机串口的工作方式为方式1，启动串口中断，并设置允许接收REN=1;熄灭数码管，这样接收机启动后在没有收到发送机按键时不显示任何内容，只有接收到传送过来的按键的段码值才对应显示。串口中断函数的功能是根据接收的段码值的不同，选择数码管并显示对应的键值，在显示完后，RI=0;软件复位RI。

3.4 下载及联机调试

在发送程序和接收程序编制完成后，在集成开发环境Keil uvison4中编译生成两个独立的*.HEX文件，并经和EM3-V22单片机开发仪配套的下载软件PZISP下载软件分别下载到EM3-V22单片机开发仪A、B机中。下载完成后关闭两个开发实验仪电源，以方便两台实验仪的硬件电路连接，连接完成后打开两台实验仪的电源，即可开始实验，由于发送机是矩阵键盘按下，接收机是数码管显示，可以很直观地向学生演示发送机的按键按下后，其键值在接收机的数码管上显示，实现了双机通信。

4 结束语

在单片机串口课程的教学中引入双机通信案例作为单片机串口教学的实践案例，所用的课时只有2个课时，但它所带来的课堂教学效果却非常显著。一是同学们掌握了单片机串口方式1可以适用的实践场合，比如双机的单工通信、半双工通信、全双工通信;二是同学们掌握的了串口通信的硬件设计，发送机串口的数据线TXD、RXD如何和接收方的数据线TXD、RXD相连，两个单片机的串口如何实现共地，如何进行其他辅助线路的连接;三是掌握了双机通信代码编写的技巧，即波特率的设置方法、串口工作方式设置的方法、发送机发送的启动代码、接收机接收的启动代码、串口中断函数的编写方法等;四是掌握多个单片机协同工作的软件编程，发送机的发送程序和接收机的接收程序需要单独编写，编辑及编译使用的集成开发环境的使用，下载软件的下载方法，如何操作硬件验证双机通信。掌握这些技能后，学生即可灵活熟练地将单片机串口的理论应用于实践案例，解决诸如单片机和单片机之间的全双工串口通信，单片机和计算机之间的全双工串口通信等一系列高级的实践应用，从而真正掌握了单片机串口的知识和技能。在我校4个专业三届同学的单片机教学中，我们一直把双机通信案例作为单片机串口教学的重点内容加以推广，学生通过双机通信案例的教学，不但掌握了单片机串口的工作原理，更能灵活熟练地将单片机串口的理论应用于实践中，收到了非常好的教学效果。因此，双机通信案例可以推广到全国高等学校单片机课程的教学中。

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【通联编辑：王力】