單片機的MODEM通訊

我們經(jīng)常能見到關于PC的MODEM通訊的文章,但關于單片機MODEM通訊的文章卻不多見?，F(xiàn)在將我個人單片機MODEM通訊的實踐經(jīng)歷寫出來供大家參考。

要寫單片機的MODEM通訊必須要有兩個背景知識，一個是AT命令集，另一個是通用異步接收發(fā)送器（UART）。

1.AT命令集

下面介紹我通訊程序例子中涉及到的AT命令。
??Dn：撥號命令。該命令使MODEM立即進入摘機狀態(tài)，并撥出跟在后面的號碼。D命令是基本的撥號命令，它受到其它命令的修飾可構成MODEM何時撥號以及如何撥號等操作。
??T：音頻撥號。例如，ATDT2245879，其中2245879為電話號碼。
??P：脈沖撥號。例如，ATDP2245879，其中2245879為電話號碼。
??，：標準暫停。我們常常碰到撥打外線電話時需要暫停一下，等聽到二次撥號音（外線）之后才能再撥后續(xù)的號碼。缺省時暫停時間為2s(秒)，它由S8寄存器指定。
??Sn：表示MODEM內部的寄存器。
??S0：自動應答。如果要求MODEM具有自動應答特性，則應該預先將MODEM的S0寄存器設置為非0。
??S8：逗號撥號修飾符的暫停時間。該寄存器決定了當MODEM在撥號中遇到逗號（，）時應該暫停的時間。
??2.通用異步接收發(fā)送器UART

深入理解UART內部結構以及內部寄存器各位的含義，詳細了解數(shù)據(jù)發(fā)送和接收的過程，有助于編寫出高效、穩(wěn)定的程序?，F(xiàn)以GM16C550為例介紹編寫基本通訊程序需要知道的寄存器。實際的ADDRESS由具體接線決定。表1為GM16C550寄存器的介紹。
　
表1 GM16C550寄存器

（1） 波特率除數(shù)鎖存器（LSB、MSB）

在通訊之前要進行一些參數(shù)初始化，波特率是首先應該考慮的一項。該寄存器是一個16位的寄存器，分為低8位（LSB）和高8位（MSB）寄存器。

當 LCR.7=1，且A2A1A0=000/001時，單片機訪問的是波特率除數(shù)鎖存器LSB/MSB。GM16C550推薦的工作頻率是 1.8432MHz。這個頻率除以16就是波特率的時鐘頻率，用于控制發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的速度。下面給出波特率除數(shù)鎖存器值的計算公式：

波特率除數(shù)鎖存器值=工作頻率/（16×期望波特率）=1843200/（16×期望波特率）

表2給出了常用波特率與波特率除數(shù)鎖存器值。
　
表2 波特率除數(shù)鎖存器

MOV DPTR,#LCR ；除數(shù)鎖定允許
MOV A,#80H
MOVX @DPTR, A
MOV DPTR,#LSB ；波特率為9600baud
MOV A,#0CH
MOVX @DPTR, A
INC DPTR
CLR A
MOVX @DPTR, A

圖 1為GM16C550與RS232接線圖。

     圖1 GM16C550與RS232接線圖

(2) 接收緩沖寄存器和發(fā)送保持寄存器(transmit and receive holding register)

當LCR.7=0，且A2A1A0=000時，讀操作單片機訪問接收緩沖寄存器（RHR），寫操作單片機訪問發(fā)送保持寄存器（THR）。

(3) 中斷允許寄存器（interrupt enable register）

當LCR.7=0，且A2A1A0=001時，單片機訪問中斷允許寄存器（IER）。
??IER.0=1，允許接收器數(shù)據(jù)就緒中斷。
??IER.1=1，允許發(fā)送保持寄存器為空時中斷。即當從發(fā)送保持寄存器把一個字節(jié)移到移位寄存器時，產(chǎn)生一個中斷，使發(fā)送保持寄存器能夠接收下一個字節(jié)。
??IER.2=1，表示允許接收有錯信息或間斷條件中斷。
??IER.3=1，MODEM狀態(tài)變化中斷。
??IER.4～7，沒有使用，設置為零。

MOV DPTR,#IER
MOV A,#01H
MOVX @DPTR,A

(4) FIFO控制寄存器（FIFO control register）

數(shù)據(jù)發(fā)送和接收模式的選擇。GM16C550提供了兩種模式：FIFO和DMA。其中DMA又有兩種模式DMA的模式0、DMA的模式1可供選擇。我的舉例采用默認的DMA的模式0。感興趣的朋友可試一試其它模式，這里不再說明。

(5) 中斷狀態(tài)寄存器（interrupt status register）

前面介紹了幾種中斷，它們在各自的條件下產(chǎn)生中斷，UART都會輸出一個高電平的中斷請求信號，觸發(fā)同一個中斷請求。為了具體判斷是哪一種中斷，還應該檢測ISR，如表3所列。

表3 中斷狀態(tài)寄存器

       ISR.0=1,表示沒有中斷產(chǎn)生。
??ISR.4～5沒有使用。
??ISR.6～7，當采用FIFO的接收和發(fā)送模式時，這兩位都設置為1；反之，都設置為0。

（6） 線路控制寄存器（line control register）
?? LCR.0～1,表示發(fā)送和接收時的字節(jié)長度，如表4所列。
??LCR.2，這一位與LCR.0～1共同定義了停止位的長度，如表5所列。

??LCR.6=1,表示允許間斷，即允許發(fā)送器寄存器保持一個完整幀時間以上的空號狀態(tài)。
??LCR.7，用于區(qū)分訪問除數(shù)鎖存寄存器還是訪問接收緩沖/發(fā)送保持和中斷允許寄存器。 MOVDPTR,#LCR；通訊傳輸長度為8位,停止位為1,;偶校驗
MOVA,#1BH
MOVX @DPTR,A

（7） MODEM控制寄存器（MODEM control register）

這是一個MODEM和外設接口的寄存器。
??MCR.0=1時，強制芯片引腳DTR=0；
??MCR.0=0時，強制芯片引腳DTR=1。
??MCR.1=1時，強制芯片引腳RTS=0；
??MCR.1=0時，強制芯片引腳RTS=1。
??MCR.2=1時，強制芯片引腳OP1=0；
??MCR.2=0時，強制芯片引腳OP1=1。
??MCR.3=1時，強制芯片引腳OP2=0；
??MCR.2=0時，強制芯片引腳OP2=1。
??MCR.4=1時，循環(huán)返回模式，可用于芯片自測。
??其它位保留。
MOVDPTR,#MCR；異步串口芯片的DTR、RTS引腳送出邏輯低電平
MOVA,#03H
MOVX @DPTR,A

（8） 線路狀態(tài)寄存器（line status register）
??LSR.0：當接收移位寄存器接收到的字節(jié)完全移到接收緩沖寄存器時，該位置1。如果讀該寄存器，那么這一位被清零。
??LSR.1：出現(xiàn)超越錯時，這一位被置1。讀該寄存器，這一位被清零。
??LSR.2：出現(xiàn)奇偶校驗錯時，這一位被置1。讀該寄存器，這一位被清零。
??LSR.3：出現(xiàn)停止位不完整、丟失、空號時，這一位被置1。讀該寄存器，這一位被清零。
??LSR.4：當接收寄存器檢測到空號狀態(tài)已持續(xù)一個完整幀傳輸時間時，這一位被置1。讀該寄存器，這一位被清零。
??LSR.5：當發(fā)送的字節(jié)從發(fā)送保持寄存器移到發(fā)送移位寄存器時，該位置1。
??LSR.6：當發(fā)送保持寄存器和發(fā)送移位寄存器都沒用字節(jié)時，該位置1。
??LSR.7：當奇偶校驗錯、幀格式錯、空號錯有一個出現(xiàn)時，該位置1。

Setdata:
MOV DPTR,#LSR
MOVX A,@DPTR
JNB ACC.5,Setdata
MOV A,DataNumber；DataNumber記錄發(fā) ;送字符的個數(shù)
MOV DPTR,#AtCommand ；AtCommand定義AT命令參數(shù)的起始地址
MOVC A,@A+DPTR
MOV DPTR,#THR ；發(fā)送保持寄存器
MOVX @DPTR,A
INC DataNumber
MOV A,DataNumber
CJNE A,#0BH,Setdata ；發(fā)送11個字符
AtCommand：DB “A”，“T”，“S”，“0”，“=”，“2”，“S”，“8”， “=”，“5”，0DH

(9) MODEM狀態(tài)寄存器（MODEM status register）
??MSR.0～3=1時，表示自上一次單片機讀MSR寄存器之后，分別反映MODEM控制邏輯的四個輸入信號的狀態(tài)發(fā)生了變化。
??MSR.0=1時，清除發(fā)送信號（CTS）已經(jīng)發(fā)生了變化。
??MSR.1=1時，數(shù)據(jù)設備就緒信號（DSR）已經(jīng)發(fā)生了變化。
??MSR.2=1時，振鈴信號（RI）已經(jīng)發(fā)生了變化。
??MSR.3=1時，載波信號（DCD）已經(jīng)發(fā)生了變化。
??MSR.4～7四位分別反映MODEM控制邏輯的四個輸入信號的當前狀態(tài)。
??MSR.4=1時，清除發(fā)送信號（CTS）有效。
??MSR.5=1時，數(shù)據(jù)設備就緒信號（DSR）有效。
??MSR.6=1時，振鈴信號（RI）有效。
??MSR.7=1時，載波信號（DCD）有效。

(10) 臨時數(shù)據(jù)寄存器（scratchpag register）

可以存儲用戶信息。

有了上面知識的準備后就可以輕松地寫出單片機的MODEM通訊程序。現(xiàn)在可把零散的東西組織起來了。

GM16C550芯片初始化模塊
Init_16C550:
??MOV DPTR,#LCR ；除數(shù)鎖定允許
??MOV A,#80H
??MOVX @DPTR, A
??MOV DPTR,#LSB ；波特率為9600baud
??MOV A,#0CH
??MOVX @DPTR, A
??INC DPTR
??CLR A
??MOVX @DPTR, A
??MOV DPTR,#LCR；通訊傳輸長度為8位,停止 ；位為1,偶校驗
??MOV A,#1BH
??MOVX @DPTR, A
??MOV DPTR,#MCR；異步串口芯片的DTR。RTS ；引腳送出邏輯低電平
??MOV A,#03H
??MOVX @DPTR,A
??MOV DPTR,#IER
??MOV A,#01H
??MOVX @DPTR,A

采用中斷的方式接數(shù)據(jù)
Interrupt2:
??PUSH ACC
??PUSH DPH
??PUSH DPL
??PUSH PSW
??MOV DPTR,#RHR ；接受數(shù)據(jù)
??MOVX A,@DPTR
??……………………
??POP PSW
??POP DPL
??POP DPH
??POP ACC
??RETI

至此，完成了一個小型的單片機MODEM通訊系統(tǒng)。其中的檢錯寄存器、MODEM狀態(tài)寄存器等應用限于篇幅沒有完全涉及到。有興趣的朋友可以試一試，那么你就會對MODEM通訊有一個比較深刻的認識。