Serial-Communication Between an 8098 Single-Chip
Microprocessor and a PC Computer
Ding Caihong,et al
Dept.of Astronautics and Mechanics,Harbin Institute of Technology,Harbin 150001

　　Abstract　This paper presents a method applied in serial-communication between an 8098 single-chip microprocessor and a PC computer,and among with the connecting circuit of its hardware and software programming,there illustrates the usage of communication port of 8098 in detail.
　　Keywords　Single-chip Microprocessor,Data Acquisition,Serial-Communication

1　前 言
　　隨著計算機技術的快速發展和廣泛應用，上位機和下位機的主從工作方式更加為數據采集系統所采用，由于微機的分析處理能力較強，處理速度更快，而單片機則使用靈活方便，所以一般主機采用微機，從機采用單片機來構成主從多機工作模式。
　　8098單片機是In公司于80年代末推出的準16位微處理器，其結構簡單，編程容易，外圍電路少，便于接口，數據采集精度高；其片內的256個字節寄存器都具有累加器的功能，它們可使CPU對運算器數據進行快速交換；并提供了高速數據處理和頻繁的輸入輸出功能。8098單片機與上位機的握手也非常友好，它們之間的信號傳輸準確可靠，成為繼MCS-51系列單片機后的又一種熱門的單片機。
　　本人曾對滾齒切削過程的扭矩測試進行了專門的研究，其中數據采集系統采用了8098單片機，采集到的數據經串行通信送到微機進行處理。本文針對8098單片機和微機之間的串行通信作詳細介紹。

2　8098單片機的串行通信
　　數據通信方式可分為兩種：并行傳送和串行傳送。并行傳送速度快、效率高，但傳送可靠性差，不適合遠距離傳送；串行傳送數據按位順序移動，速度較慢、效率偏低，但傳送可靠，可以節省通信子系統的硬件投資。本文中，單片機通過串行口與上位機進行異步方式1工作，做到：①通信前，收、發雙方達成協議，明確規定彼此的聯絡信號以及數據的傳送方式等項內容，協議嚴密，易于實現。②為了增強數據傳送過程中的抗*力，需要配置電平轉換器。
　　利用8098單片機進行串行通信時必須對有關寄存器進行設置，與串行通信有關的寄存器有：①IOC1控制寄存器：在串行應用中，該寄存器用于選擇TXD/P2.0引腳端的復用功能，置1時，選中TXD功能。②SP_CON寄存器(11H,只寫)和SP_STAT寄存器(11H,只讀)：該寄存器的低5位作控制寄存器，高3位作狀態寄存器。③INT_MASK中斷屏蔽寄存器：INTMAS.6置1允許串行口中斷。④BAUD_RATE寄存器(0EH,只寫)：是16位寄存器，對其設置串行通信的波特率需分兩次連續向0EH進行寫操作，先送低位字節，后送高位字節。波特率寄存器的zui高位應置1，用以選擇XTAL1頻率，即系統時鐘振蕩頻率。在筆者設計的系統中，采用的8098單片機的時鐘為6MHz，設定波特率為9600，則送給RAUD_RATE寄存器的值為8013H。

3　8098單片機和上位機的串行口連接
　　上位機(386以上PC機)的串行口采用的是標準的RS-232C接口，由于8098單片機的串行口電平是TTL電平，但是TTL電平 特性與RS232的電氣特性不匹配，因此為了使8098單片機的串口能與RS-232C接口通信，必須將串行口的輸入/輸出電平進行轉換。采用目前zui常用的芯片1488、1489來實現RS-232C與TTL的電平轉換。圖1為連接示意圖。

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圖1　連接示意圖

　　8098單片機CPU和串行口之間通過SBUF_TX發送寄存器和SBUF_RX接收寄存器進行數據傳輸，CPU將欲發送的數據寫入SBUFTX；從SBUFRX中讀取串行口接收到的數據。一旦一幀信息中zui后一個數據位寫入緩沖器或從中讀出，即產生相應的發送和接收中斷。

4　8098　單片機和上位機的通信程序編寫
　　經過上述分析以后，首先編寫8098單片機的通信程序，下面為串行通信的部分程序：
　　ORG　2080H
　　LD　SP,#00C0H
　　DI
　　LDB　TEMP,#20H　??；TEMP初始化，置TI為1
　　ORB　IOC1,#20H　　；選擇TXD功能
　　LDB　TEMP,#20H　??；預置為接收結束
　　LDB　BAUDRA,#13H??；設波特率為9600
　　LDB　BAUDRA,#80H
　　LDB　SPCON,#09H　　；方式1，允許接收
　　　……
GET_CHR:　ORB TEMP,SPSTAT??；從串行口接收數據
　　JBC　TEMP,6,GET_CHR
　　ANDB TEMP,#0BFH　?。磺宄齌EMP中的RI標志
　　LDB CHAR_I,SBUF
　　……
PUT_CHR: ORB TEMP,SPSTAT　；通過串行口發送數據
　　JBC　TEMP,5,PUT_CHR
　　LDB　SBUF,CHAR_O
　　ANDB TEMP,#0DFH　??；清除TEMP中的TI標志
　　……
　　主程序先關閉中斷（以便采用查詢方式），將測試寄存器TEMP（用來復制SP_STAT中的內容）的TI位置1，使程序初始化為接收狀態。在GET_CHR子程序中測試RI位，若為0，表示SBUF_RX緩沖器尚未接受到信息，若為1，則把接受到的信息讀至CHAR_I寄存器；在PUT_CHR子程序中應測試TI位。
　　上位機（386以上PC機）的所有程序是在BORLAND C++環境下編譯的，因此串行通信程序可以直接應用I/O通信庫函數bioscom()，該函數在由port的I/O端口上執行RS-232通信操作。通信前，根據與8098單片機的通信協議，設定通信的串行端口、數據位數、停止位數、波特率，由于上位機時鐘為12MHz，所以對應的波特率應設置為4800。下面給出上位機串行通信的部分程序：
#define COM1　　0　　//選定串行端口1
#define DATA_READY 0x100
#define TRUE　　1
#define FALSE　 0
#define SETTINGS (0xc0| 0x00 | 0x00 | 0x03)
// 4800波特，無校驗，1個停止位，8個數據位
main()
{
　FILE *fp;
　if((fp=fopen("c:dchdata","wb"))==NULL)
　　{
　　　cout<<"cannot open the file"<<"\n";
　　　exit(0);
　　}
　int in,out, status=0, DONE = FALSE;
　bioscom(0, SETTINGS, COM1);　//初始化串行端口
　while (!DONE)
　{
　　status=bioscom(3,0,COM1); //返回串行端口的當前狀態
　　if (status & DATA_READY)
　　　if ((out=bioscom(2, 0, COM1)&0x7F) != 0)
　　　　{
　　　　　……　//從通信線上接收數據
　　　　}
　　　if (kbhit())
　　　　{
　　　　　if ((in =getch()) == '\x1B')
{DONE = TRUE;break;}
　　　　　bioscom(1, in, COM1);　//向通信線發送數據
　　　　}
　　}
　　　……
　　}
　　實驗證明，以上通信程序可讀性好、編寫容易，并且使上位機和下位機的通信變得直觀、簡單，而數據傳輸準確。

5　結束語
　　本文提出的方法已在筆者的課題“滾齒切削過程扭矩測試與分析”中得到了成功的應用。該方法與采集數據量的大小無關，只是因為采用串行口通訊，當數據量較大時，采集所需時間略長，但采集數據準確可靠，對整個系統的工作無影響。該方法不僅適合于386以上的微機，也適合于PC/XT及其兼容機與8098的通信。