PIC16系列单片机与PC机

串行通信的软硬件实现

西安第四军医大学生物医学工程系

电子学教研室（710032） 焦 纯 陈马丁 李洪义

   摘 要 介绍一种运用PIC16F84单片机实现与PC机串行通信的方法，并给出其硬件接口电路及通信源程序。

   关键词    异步串行通信    发送与接收    VB4 Win95 串口查询法  单片机

1 前言

   美国Microchip公司的PIC16系列单片机是一种新型的CMOS工艺的8位单片机。其中，PIC16FXX单片机的程序存储器为电可擦除闪速存储器（flash），可多次修改程序，甚至可以在线编程。PIC16F83和PIC16F84片内数据存储器除RAM外，还有64字节的EEPROM，可以当作一般的或非易失性的数据存储器使用，简单方便。它还具有片内上电复位、延时电路、看门狗电路等。另外，PIC16系列单片机功耗极低，因而是一种非常适合在各种便携式设备中使用的高性价比的单片机，并已经得到了越来越广泛的应用。
   但是在许多需要大量计算的运用中，还必须借助微机的强大数据处理能力。这样必须通过通信电路实现PIC单片机与微机间的可靠数据传输。有的PIC16单片机内并没有提供串行口，所以串行通信必须通过自己设计的硬件电路和通信软件来实现。
   下面介绍用查询法实现异步串行通讯的方法。同时给出了用PIC16F84单片机的两个I/O口模拟2线串行口的硬件接口电路、程序流程框图、单片机内通信程序以及微机内的通信程序等。

2 硬件实现方法与电路

   PIC16F84单片机的程序存储器由1K×14的闪速（flash）存储器构成，它只有13条I/O口，1个定时器，为了尽量节省单片机的软硬件资源，采用下述异步串行通信的实现方法。
   如图1所示，PIC16F84在4MHz时钟下，采用半双工方式，可实现9600波特率的异步串行数据通信，1位停止位，8位数据位，无校验位。接收和发送以低位在先（一般模式），采用软件延时。为节省篇幅，单片机内的通信程序中未提供任何握手协议，用户可根据自己的需要在软件中加入握手方式。

   由于PIC16F84本身没有专门的串行口，这里用其I/O口来模拟串行口的功能。
   PC机的串行接口是符合EIA RS-232C规范的外部总线标准接口。RS-232C采用的是负逻辑，即逻辑“1”：－5V至－15V；逻辑“0”：+5V至+15V。而CMOS电平为：逻辑“1”：4.99V，逻辑“0”：0.01V；TTL电平的逻辑“1”和“0”则分别为2.4V和0.4V。因此在用RS-232C总线进行串行通信时需外接电路实现电平转换。在发送端用驱动器将TTL或CMOS电平转换为RS-232C电平，在接收端用接收器将RS—232C电平再转换为TTL或CMOS电平。
   这里选用了MAXIM公司的MAX202E来作电平转换。MAX202E属于MAXIM公司的通用串行接收/发送驱动器芯片。其外围电路简单，只需外接四个0.1μF的电容即可，如图1所示。

图1 接口原理图

3 PIC16F84单片机内通信程序的设计

图2 接收子程序框图   图3发送子程序框图

4 Win95的串行通信机制及串口查询法的原理