基于VC實(shí)現(xiàn)MSP430與PC之間的異步串行通信

摘 要： 提出了一種基于Visual C++的MSP430單片機(jī)與PC之間進(jìn)行串行通信的實(shí)現(xiàn)方法，給出了硬件電路圖和通信源程序。調(diào)試實(shí)驗(yàn)表明，該硬件設(shè)計(jì)與軟件開發(fā)達(dá)到了預(yù)期的功能要求。
關(guān)鍵詞： MSP430；串行通信；Visual C++

　隨著單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展，MSP430單片機(jī)在工業(yè)控制系統(tǒng)中對(duì)溫度、壓力和流量等參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制的應(yīng)用越來越多。PC具有強(qiáng)大的監(jiān)控和管理功能，而單片機(jī)則具有快速及靈活的控制特點(diǎn)，通過PC的RS-232串行接口與外部設(shè)備進(jìn)行通信是許多測(cè)控系統(tǒng)中常用的通信解決方法。它不僅利用了單片機(jī)實(shí)時(shí)控制的特點(diǎn)還充分發(fā)揮了PC運(yùn)算能力強(qiáng)和存儲(chǔ)容量大的優(yōu)勢(shì)。在日常應(yīng)用中通常需要進(jìn)行大量的數(shù)據(jù)計(jì)算，而MSP430運(yùn)算能力有限，必須借助PC強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力，因此實(shí)現(xiàn)MSP430與PC之間的可靠數(shù)據(jù)傳輸變得尤為重要[1]。
　本文將使用MSP430的同步∕異步串行模塊（USART）與計(jì)算機(jī)進(jìn)行串口通信。PC的通信軟件采用Visual C++6.0編寫，具體是利用MSComm控件完成與MSP430單片機(jī)的通信。
1 異步串行通信的概念
　MSP430與PC之間的異步串行通信采用RS-232串行接口電路實(shí)現(xiàn)，利用PC的串行接口進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。在異步通信中，數(shù)據(jù)是逐幀傳送的，其數(shù)據(jù)格式如圖1所示。

　在幀格式中，一個(gè)字符由起始位、數(shù)據(jù)位、奇偶校驗(yàn)位和停止位4部分組成。首先是一個(gè)起始位“0”，然后是5～8 bit數(shù)據(jù)（規(guī)定低位在前，高位在后），接下來是奇偶校驗(yàn)位，最后是停止位“1”。起始位“0”信號(hào)只占用1 bit，用來通知接收設(shè)備一個(gè)待接收的字符開始到來，在不傳送字符時(shí)，線路上應(yīng)保持為“1”。接收端不斷檢測(cè)線路的狀態(tài)，若連續(xù)為“1”以后又檢測(cè)到一個(gè)“0”，就知道要發(fā)來一個(gè)新字符，應(yīng)立即準(zhǔn)備接收[2]。
2 接口器件介紹
2.1 電平轉(zhuǎn)換芯片
　PC與MSP430通信使用RS-232串行總線標(biāo)準(zhǔn)。典型的RS-232信號(hào)在正負(fù)電平之間擺動(dòng)，在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，發(fā)送端驅(qū)動(dòng)器輸出正電平電壓范圍為+5 V～+15 V，負(fù)電平為-15 V～-5 V。當(dāng)無數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，線上為TTL電平，從開始傳送數(shù)據(jù)到結(jié)束，線上電平從TTL電平到RS-232電平再返回TTL電平。接收器典型的工作電平為+3 V～+12 V與-12 V～-3 V之間。如此高的電壓是不能和單片機(jī)直接相連的，所以必須進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換。本文利用LTC1385來實(shí)現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換[3]，它是德州儀器推出的一款兼容RS-232標(biāo)準(zhǔn)的芯片。該芯片供電電壓為3.3 V，與MSP430的3.3 V供電電壓匹配。LTC1385芯片內(nèi)部亦有兩路發(fā)送器和兩路接收器，本文只用到其中的一組。
2.2 信號(hào)接口介紹
　PC都有串行接口，一般用RS-232接口。與RS-232相匹配的連接器有DB-25、DB-15和DB-9，其引腳各不相同。本文使用DB-9作為提供I/O卡或主板上COM1和COM2兩個(gè)串行接口的連接器，提供異步通信的9個(gè)信號(hào)。
3 硬件電路設(shè)計(jì)
3.1 PC與MSP430的串行通信原理圖
　PC與MSP430串行通信原理圖如圖2所示，整個(gè)系統(tǒng)由PC、MSP430和LTC1385 3個(gè)部分組成。由于PC與MSP430串行通信時(shí)采用RS-232協(xié)議，因此不管是單片機(jī)向PC發(fā)送數(shù)據(jù)，還是PC向單片機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)都必須通過LTC1385進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換[4]。在電路連接時(shí)，PC的串口輸出應(yīng)對(duì)應(yīng)MSP430的串口輸入。

3.2 系統(tǒng)電路連接圖
　整個(gè)系統(tǒng)電路連接圖可分為兩個(gè)部分：MSP430串口與LTC1385之間的連接以及LTC1385通過DB-9型連接器與PC的串口的連接，如圖3所示。將MSP430的“UTXD0”引腳和LTC1385的“TR1IN”引腳相連，MSP430的“URXD0”引腳和LTC1385的“RX1OUT”引腳相連，即將MSP430的輸入引腳和LTC1385的輸出引腳相連，將MSP430的輸出引腳和LTC1385的輸入引腳相連。
　LTC1385通過DB-9型連接器和PC的串口相連，具體實(shí)現(xiàn)要選用標(biāo)準(zhǔn)的串口線將LTC1385同PC的COM1口連接。
4 程序設(shè)計(jì)
　整個(gè)程序設(shè)計(jì)分為PC的通信程序和MSP430的通信程序兩部分。由于MSP430的通信程序采用匯編語(yǔ)言編寫，其代碼在各種環(huán)境下都大同小異，因此這里重點(diǎn)介紹PC通信程序的編寫。