Realización de la comunicación entre microcontroladores y múltiples computadoras.

Puerto de comunicación serie MCS-51

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Hay un puerto de comunicación serie full-duplex dentro del microcontrolador MCS-51, es decir, el búfer de recepción y transmisión serie (SBUF). Son físicamente independientes entre sí y pueden recibir datos y datos. enviado. Sin embargo, el búfer de recepción solo se puede leer pero no escribir, mientras que el búfer de envío solo se puede escribir pero no leer. Ambas direcciones son 99 H. Este puerto de comunicación se puede utilizar para comunicación de red, comunicación asíncrona en serie y también se puede utilizar como registro de desplazamiento síncrono. Si se agrega un convertidor de nivel a los pines de entrada y salida del puerto de la línea de transmisión, se puede formar fácilmente una interfaz RS-232 estándar. Aquí los presentamos por separado.

[1].Conceptos básicos

Métodos de transmisión de comunicación de datos

Los métodos de transmisión comúnmente utilizados para la comunicación de datos incluyen simplex, half-duplex, full-duplex y Multitarea.

Simplex: Los datos se transmiten sólo en una dirección fija. Por lo tanto, este método de transmisión tiene un alcance de uso limitado y generalmente se usa para la transmisión de datos de impresión por puerto serie y la adquisición de datos entre sistemas simples.

Semidúplex: los datos se pueden transmitir en ambas direcciones, pero no al mismo tiempo. En aplicaciones reales, se utiliza un determinado protocolo para lograr la conmutación de recepción/envío.

Modo full-duplex: permite a ambas partes transmitir datos en dos direcciones al mismo tiempo, pero generalmente las líneas y equipos en el modo de transmisión full-duplex son más complicados.

Multiplexación: los tres modos de transmisión anteriores utilizan la misma línea para transmitir señales de una frecuencia. Para aprovechar al máximo los recursos de la línea, se adopta la división de frecuencia y la división de tiempo mediante el uso de multiplexores o concentradores de multiplexación. O tecnología de multiplexación por división de código, puede realizar la función de compartir recursos en la misma línea. Utilizamos el modo de transmisión multiplexada como estándar.

Existen dos formas de comunicación de datos en serie

Comunicación asíncrona

En este método de comunicación, el receptor y el transmisor tienen sus propios relojes. El trabajo es asíncrono. La comunicación asincrónica utiliza una trama para representar un carácter y su contenido es el siguiente: un bit de inicio, seguido de solo unos pocos bits de datos. La Figura 2 es el formato para transmitir datos 45H.

Comunicación síncrona

En el formato de comunicación síncrona, el transmisor y el receptor están controlados por la misma fuente de reloj para superar la necesidad de agregar un inicio a cada cuadro de transmisión de caracteres en comunicación asíncrona. bits y bits de parada, lo que ocupa tiempo de transmisión y hace que la velocidad de transmisión sea más lenta cuando es necesario transmitir una mayor cantidad de datos. El método de transferencia síncrona elimina estos bits de inicio y parada y solo envía una marca de encabezado (carácter) de sincronización antes de transferir el bloque de datos.

Las transferencias sincrónicas son más rápidas que las asincrónicas, lo cual es una ventaja. Sin embargo, el método de transmisión síncrona también tiene desventajas, es decir, debe utilizar un reloj para coordinar el trabajo del transceptor, por lo que el equipo también es más complejo.

Velocidad de transmisión de la comunicación de datos en serie

La velocidad de transmisión de datos en serie tiene dos conceptos, a saber, la cantidad de bits transmitidos por segundo bps (bits por segundo) y la cantidad de símbolos por segundo. Velocidad de transmisión (velocidad de banda), que se relaciona con la velocidad de modulación en las comunicaciones por módem.

[2]. Puerto serie y registro de control del MCS-51

Registro de control del puerto serie

Puerto serie del microcontrolador MCS-51 Se muestra la estructura del registro. en la Figura 3. SBUF es el búfer del transceptor del puerto serie, un registro direccionable de propósito especial que contiene los registros del receptor y del transmisor para comunicaciones full-duplex. Sin embargo, la dirección de estos dos registros es la misma (99H). La transferencia de datos en serie en el MCS-51 es tan simple como escribir los datos en el búfer del transmisor para enviarlos. En MCS-51, la transmisión de datos en serie es muy simple: simplemente escriba datos en el búfer de transmisión para enviar datos y lea datos del búfer de recepción para recibir datos.

Además, como se puede ver en la figura, el búfer de recepción también agrega un nivel de registro de desplazamiento de entrada. El propósito de MCS-51 al usar esta estructura es evitar la superposición de marcos de datos al recibir datos. Para evitar errores, alguna literatura llama a esta estructura estructura de doble buffer. Al enviar datos, no es necesario configurar este método, porque al enviar, la CPU está activa y este fenómeno no es posible.

Registro de control de comunicación en serie

En la sección anterior analizamos el registro de control SCON, que es un registro direccionable de propósito especial utilizado para el control de comunicación de datos en serie, la dirección de la unidad es 98H, y su formato de estructura es el siguiente:

Tabla 1 Estructura del registro SCON

SCON D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0

SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI

Dirección de bit 9FH 9EH 8DH 9CH 9BH 9AH 99H 98H

A continuación, presentamos las funciones de cada bit de control de la siguiente manera:

(1).SM0 , SM1: Bit de control del modo de funcionamiento del puerto serie.

Modos de trabajo SM0, SM1

00 Modo 0

01 Modo 1

10 Modo 2

11 Modo 3

(2).SM2: Bit de control de comunicación multimáquina.

La comunicación entre computadoras funciona en el modo 2 y el modo 3, y el bit SM2 se usa principalmente en el modo 2 y el modo 3. En el estado de recepción, cuando el puerto serie funciona en modo 2 o modo 3, y SM2 = 1, solo cuando los datos recibidos del noveno bit (RB8) son 1, los primeros 8 bits de datos recibidos se enviarán a SBUF. y configure RI para que emita una solicitud de interrupción; de lo contrario, dejará de recibir datos. Cuando SM2 = 0, es difícil enviar datos a SBUF y emitir una solicitud de interrupción independientemente de si el primer bit de datos es 0 o 1.

Cuando se trabaja en modo 0, SM2 debe ser 0.

(3).REN: Permitir recibir bit.

REN se utiliza para controlar el permiso y la prohibición de la recepción de datos. Cuando REN = 1, se permite la recepción y cuando REN = 0, se prohíbe la recepción.

(4).TB8: Transmitir y recibir datos bit 8.

En el Modo 2 y Modo 3, se envía el noveno bit de datos TB8. En la comunicación entre varias máquinas, este bit también se enviará, lo que indica si enviar dirección o datos. TB8 = 0 significa enviar datos y TB8 = 1 significa enviar dirección.

(5).RB8: Recibir datos bit 8.

En los modos 2 y 3, RB8 almacena el bit 9 de datos recibidos, que se utiliza para identificar las características de los datos recibidos.

(6).TI: Enviar bit de bandera de interrupción.

Bandera direccionable. En el modo 0, lo configura el hardware después de enviar el octavo bit de datos; en otros modos, lo configura el hardware antes de enviar o detener, por lo que TI = 1 indica el final del envío de la trama y TI se puede borrar a " 0" por software.

(7).RI: Recibir bandera de interrupción.

Bandera direccionable. Este bit lo establece el hardware después de recibir el octavo bit de datos. En otros modos de funcionamiento, este bit lo establece el hardware y RI=1 indica que se completó la recepción de la trama.

Registro de administración de energía PCON

PCON es principalmente un registro especial para el control de energía de los microcontroladores CHMOS. La dirección de la unidad es 87H. Su formato de estructura es el siguiente: