在工程中，常采用modem通過模擬線路進(jìn)行數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸。我們用工業(yè)級(jí)pic16f87系列單片機(jī)控制modem完成串行異步/同步通信，在較低速率的線路上實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸，收到了很好的效果。

　　本文就系統(tǒng)中pic單片機(jī)控制modem的串行通信技術(shù)，在硬件、軟件兩方面進(jìn)行了分析。

　　1 pic單片機(jī)及其同步/異步串行接口usart模塊功能簡介

　　pic16f877a單片機(jī)內(nèi)部有8k*14的flash程序存儲(chǔ)器和512字的ram數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器：不僅采用哈佛體系結(jié)構(gòu)，而且還采用哈佛總線結(jié)構(gòu)，流水線操作，pic16f877a大大提高了指令執(zhí)行速度，pic單片機(jī)的系統(tǒng)時(shí)鐘可以工作在dc-20mhz的頻率范圍之內(nèi)。優(yōu)化的cpu結(jié)構(gòu)，加上精簡指令集(risc)技術(shù)，更加快了指令執(zhí)行速度，這為復(fù)雜控制算法的實(shí)現(xiàn)提供了良好的條件。
　
　　本系統(tǒng)采用的是pic16f87系列單片機(jī)，其內(nèi)部集成了同步/異步串行接口usart模塊，適合同單片機(jī)外部擴(kuò)展獨(dú)立的外設(shè)部件進(jìn)行串行通信。并且可以定義三種工作方式：全雙工異步、半雙工同步主控和半雙工同步從動(dòng)方式。

　　2 pic單片機(jī)控制modem 實(shí)現(xiàn)異步串行通信
　　
　　利用pic單片機(jī)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)modem的控制，從而進(jìn)行異步通信。usart模塊在單片機(jī)的rx引腳上接收，在tx引腳上發(fā)送，串行信息的編碼方式采用1位起始位、8位數(shù)據(jù)位和1位停止位。片內(nèi)提供了一個(gè)專用的8位波特率發(fā)生器brg，利用來自時(shí)基振蕩器的系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)，產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)的波特率時(shí)鐘。usart 模塊的接收和發(fā)送數(shù)據(jù)順序是地位在前。即首先發(fā)送最低位(lsb)。usart模塊的接收器和發(fā)送器在功能上是相互獨(dú)立的，但是它們所用的數(shù)據(jù)格式與波特率是相同的。

　　2.1異步串行通信硬件連接
　　
　　pic將要發(fā)送的數(shù)據(jù)通過串口送給本端modem，將數(shù)字信號(hào)調(diào)制成可在模擬線路上傳輸?shù)哪M信號(hào)，并通過模擬線路傳給遠(yuǎn)方的modem。遠(yuǎn)方的modem將收到的模擬信號(hào)還原為數(shù)字信號(hào)送給與其相連的pic，pic通過異步串口發(fā)送at(請(qǐng)求)命令來實(shí)現(xiàn)對(duì)modem控制進(jìn)行串行通信，與modem接口按rs-232標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。pic的輸入輸出電平為ttl電平，我們通過電平轉(zhuǎn)換芯片max232，實(shí)現(xiàn)與rs-232接口的匹配。系統(tǒng)中對(duì)modem的初始化、呼叫(應(yīng)答)、傳輸數(shù)據(jù)及掛機(jī)等都由pic發(fā)送的at命令通過存于modem的flash rom中的程序控制完成。

　　2.2 異步串行通信軟件設(shè)計(jì)

　　2.2.1 pic單片機(jī)與usart模塊相關(guān)的寄存器

　　pic單片機(jī)usart模塊的兩條外接引腳是與輸入/輸出端口rc模塊公用的rc7/rx/dt和rc6/tx/ck兩條口線，與usart模塊有關(guān)的寄存器共有9個(gè)。

　　在此.就pic工作于usart模式時(shí)，所涉及的一些位進(jìn)行介紹，詳見表1。

　　中斷控制寄存器intcon，第一外圍設(shè)備中斷標(biāo)志寄存器pir1。第一外圍設(shè)備中斷屏蔽寄存器pie1，端口c方向寄存器trisc，發(fā)送狀態(tài)和控制寄存器txsta，接收狀態(tài)和控制寄存器rcsta，發(fā)送寄存器txreg，接收寄存器rcreg，波特率寄存器spbrg。

　　2.2.2 usart模塊波特率設(shè)置

　　usart模塊帶一個(gè)8位的波特率發(fā)生器(brg)，brg支持usart的同步方式和異步方式。用波特率寄存器spbrg控制一個(gè)獨(dú)立的8位定時(shí)器周期。波特率發(fā)生器可以根據(jù)brgh位(發(fā)送狀態(tài)和控制寄存器txsta的位2)的設(shè)置，產(chǎn)生兩種不同的移位速度，分別是對(duì)于系統(tǒng)時(shí)鐘16分頻和64分頻得到的波特率時(shí)鐘。用波特率寄存器spbrg控制一個(gè)獨(dú)立的8位定時(shí)器周期。在異步方式下，brgh位也被用來控制波特率；在同步方式下。不用brgh位。表2給出了在主控方式下，不同usart工作方式的波特率計(jì)算公式(x為寫入spbrg寄存器的值)。

　　2.2.3 通信程序設(shè)計(jì)
　　
　　要實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的正常數(shù)據(jù)傳輸，正確設(shè)置pic異步串口usart至關(guān)重要。在此，以異步接收方式為例，編寫程序應(yīng)遵循以下幾個(gè)步驟：

　　(1)選擇合適的波特率，然后根據(jù)表2計(jì)算出spbrg寄存器的值(x)，并將其寫入spbrg寄存器；
　　(2)設(shè)置sync=0，spen=1，使usart工作于異步方式；
　　(3)如需中斷功能，將中斷控制寄存器的中斷屏蔽gie和peie置1，同時(shí)置第一外圍設(shè)備中斷屏蔽寄存器的rcie=1；
　　(4)如需接收9位數(shù)據(jù)，置接收狀態(tài)和控制寄存器的rx9=1；
　　(5)置接收狀態(tài)和控制寄存器的cren=1，激活接收器；
　　(6)當(dāng)一個(gè)字節(jié)接收完后，產(chǎn)生中斷請(qǐng)求，如果rcie=1，便產(chǎn)生中斷；
　　(7)讀rcsta寄存器以便獲得第9位數(shù)據(jù)(如果選擇了接收9位數(shù)據(jù))，并且判斷是否在接收過程中發(fā)生了錯(cuò)誤；
　　(8)讀rcreg寄存器中已經(jīng)收到的8位數(shù)據(jù)；
　　(9)如果發(fā)生了接收錯(cuò)誤，通過置cren=0以清除錯(cuò)誤標(biāo)志。
　　
　　下面給出了串口的初始化程序：
bsf status,rp0 ;選擇存儲(chǔ)體1
bcf status,rp1
bsf trisc,7 ;設(shè)置rc7腳為輸入狀態(tài)
bcf trisc,6 ;設(shè)置rc6腳為輸出狀態(tài)
movlw 25h ;設(shè)置波特率
movwf spbrg
movlw 20h ;設(shè)定8位發(fā)送/接收
movwf txsta ;設(shè)定異步