MCS—51单片机中的多串口通讯技术的应用

李旋旋

摘 要 MCS-51可以利用其串口进行数据通信，在其系列机型中都只提供了一个串口，这就为一些需要多串口通信的应用和控制编程带来了一定的不便，本文从技术角度和实践应用等两个方面给出了解决方案，在实现方面主要是通过多级协同、多串口单片机的选择或者多路模拟开关的方式进行实现，其中多机协同是较为通用的实现方式，本文在最后对这种实现方式进行数据通信的具体过程进行了简要的介绍，希望可以通过本文使得读者能够了解多串口通信技术在MCS-51单片机的实现方式和简单的应用。

【关键词】MSC-51 单片机 多串口通信 技术实现

1 MCS-51单片机介紹

单片机是包含中央处理器、随机存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、中断系统、定时计数器多种I/O等功能部件的计算机电路芯片。在单片机系列中，由英特尔（Intel公司）于1980年出品的8位MSC-51系列单片机在工业控制、机械制造等领域具有广泛的应用。早期MCS-51单片机时钟频率是12MHZ，现在主流的单片机时钟普遍达到了40MHZ以上，功能性、运算速率以及可靠性得到了进一步的提升。51系列单片机根据片内存储器的差异性，分为8031（片内没有存储器）、8051（4kb ROM）、8751（4kb EPROM）、8951（4kb EEPROM）四个机型，都有5个中断源、128b RAM、2个十六位的定时（计数）器，在实际开发过程中8031型的单片机，开发易用性和性价比较高，应用更为普遍。上百种的指令条数，使得51系列单片机控制功能丰富；由于其芯片是按照工业控制标准设计的，程序代码固化于ROM中，整个单片机的抗干扰能力和对于病毒（或者恶性代码）破坏性抵抗性更加有效。

51系列单片机有4个并口（8位P0-P4）和1个串口（全双工）可用于通信，其中串口主要用于线路中继、协议转换等场合，但是在某些场合这种单一串口的应用局限性也比较明显，因此采取多串口通讯成为很多情况下的必须选择，下面本文将从MCS-51单片机多串口的技术实现和多路数据采集应用两个方面进行相关内容的简要探讨。

2 常见的MCS-51单片机多串口通讯实现介绍

2.1 多单片机协同工作实现串口通讯

单片机具有多串口通信功能的种类是十分少的，51系列单片机之间串口可以相互兼容，同时也有其他种类的单片机的串口与其相兼容，同时在性价比和可行性方面采取多级协同作业实现串口通讯的技术可行性也是非常简单的。多单片机系统工作主要采取一种主从式的工作模式进行工作，由于单片机的价格比较低，因此采取这种多单片机协同工作来实现串口通讯的手段是一种非常通用的形式，这种多级协作模式在协议转换数据处理方面有着极其的广泛的应用，同时，这种方式由于多级协同只需要对单一的协议进行操作，这对于开发工作是十分有利的。在文章的最后，本文会对这种多级协作模式进行简要的介绍。

2.2 “软串口”实现——多路模拟开关

多路模拟开关同样是一种易于实现和便于操作的多路串口数据操作方式。多路模拟主要是应用多路模拟开关，对联通的各个数据通路进行分时操作，避免数据交叉的情况产生，在技术上这种多路模拟开关是非常易于实现的，但是需要软件的额外开销，这种实现方式没有直接硬件形式稳定以及对时钟的精确控制，这是在技术应用时需要注意的方面。总之，这种多路模拟也是一种非常便捷的多串口通讯实现方式。

2.3 扩展串口实现多串口数据通信

MCS-51系列的单片机中有两种芯片类型可供选用，即8250（DIP40进行封装处理实现）和8251（DIP28进行封装处理实现），通过对这两个芯片进行扩展即可实现多串口通信，但是需要指出的是利用串口扩展最大缺陷在于芯片由于经过扩展处理，芯片的体积必然会有所增大，这就导致了整个单片机系统变得相对复杂和庞大，因此，利用这种方式实现单片机多串口通信是一种慎用的方式。

除此之外，对于多串口的实现还可以直接利用多串口单片机的方式，但是由于这种单片机在价格方面较高，这种方式不作为推荐方式。

3 利用MCS-51单片机多级多串口实现多路数据通信分析

首先通过总线将主机和从机进行连接，从机可以是多个单片机，主机主要负责整个系统运行控制和数据的收集工作，由主机从TXD端口将数据信息进行发出，其他从机接受信号。任何从机都可以与主机进行通信，而从机之间的通信则必须经过主机。为了保障通信的稳定性，主机根据信息发送的地址判断信息来源，同时从机接受到的信息如果和自身地址相一致，则进行处理，否则则不做任何操作，这样通过引入寻址方式完成了多级多串口通信。

4 小结

MCS-51单片机由于其高度稳定性、较强的数据处理能力以及非常优异的性价比，使其在工业控制领域有着极其广泛的应用，在应用MCS-51单片机进行编程时，其串口仅有一个，这就给在进行一些特殊控制过程提供了一定的需求，即进行单片机多串口数据通信，本文以MCS-51单片机的概念入手，简单介绍了51单片机的基本情况，并以此给出了多串口数据通信的实现思路，可以通过多级协同处理、软件模拟，多路模拟等方式来实现，最后文章有介绍了最为常用的多级协同处理方式进行数据采集的过程。希望能够通过本文，为MCS-51单片机的多串口通信应用提供一定的参考。

参考文献

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