基于调制解调器的远程数字通信系统设计

随着计算机技术和通信技术的发展和成熟，数据通信已经成为一种广泛使用的通信方式，它利用通信系统在计算机之间传输、交换和处理二进制形式的数字、字母和字符。数据通信可以在两台或多台pc机之间、pc机与单片机之间以及单片机之间进行。两台计算机通过公共电话网、载波信道、光信道、微波信道和卫星信道等通信信道连接。目前，单片机因其高性价比和高可靠性而被广泛应用于自动监控、测量、控制等技术领域。MCU主要作为从机安装在监控测控领域，PC作为主机安装在条件优越(比如温度合适，干扰源少)的环境中。单片机与PC机之间通过公用电话网和MODEM实现远程数字通信，其原理框图如图1所示。在实践中，PC与单片机的通信距离短至1公里，远至数千公里。

本文将详细介绍8098单片机通过调制解调器和普通电话网与PC机进行远程通信的硬件结构、程序设计和实现方法。

1台PC机串行通信结构

PC与单片机的通信一般采用串行异步通信方式。在PC中设置符合RS-232C接口标准的四个(COM1、COM2、COM3、COM4)或两个(COM1、COM2)串行端口(以下将使用两个串行端口来说明)。COM2是25针连接器，COM1是9针连接器。

为了实现异步通信，PC配备了通用异步收发机，即UART可以通过编程设置通信格式和速度。PC中UART的电平为TTL电平，串口的电平为RS-232C电平，所以PC发送的数据要经过电平转换器(如1488)转换为RS-232C电平；PC接收的数据要通过电平转换器(如1489)转换成TTL电平。PC串行通信的硬件结构如图2所示。

2单片机串行通信结构

单片机一般只设置一个25针或9针连接的串口。由于单片机8098中的电平为TTL电平，为了通过RS-232C实现异步通信，采用一片1488和两片1489进行电平转换。单片机串行通信的硬件接口如图3所示。发送请求信号(RTS)和数据终端就绪信号(DTR)由单片机8098通过8255的A端口发出。清除发送CTS，数据设备就绪DSR，载波检测DCD和振铃指示ri通过8255的端口b发送到8098。

单片机与PC机的硬件接口

当单片机与PC的距离很近(15m以内)时，两者之间的数据通信可以通过其串口由三条或三条以上的线路连接；当距离不远(几十公里以上)时，调制解调器可以通过普通的电话网络实现数据通信。单片机和PC机之间的硬件接口如图4所示。

4软件设计与实现

下面是一个PC调用单片机或单片机应答PC的例子来说明程序的设计。

4.1电脑程序设计

程序框图如图5所示。

A.初始化

为了实现异步串行通信，需要在PC中初始化UART，以确定异步串行通信的数据格式、传输速率和控制方式。程序如下：

Outportb(COMU 30，OX83) /*使DLAB=1*/

Outportb(COMU，OX60) /*波特率=1*/

outbourtb(COMU 1，OX00)

Outportb(COMU 3，OX03) /*数据格式*/

Outportp(COMU 4，OX03) /*禁止调制解调器环路反馈*/

Outportb(COMU，OX00) /*中断禁用*/

注意：COMU是串口的端口地址

B.正在初始化MODEM

按照以下步骤初始化调制解调器程序：

{ int key，i;

char *at1=“ATZ”;

char *at2=“ATE1Q0V1L3X4S0=1”;

for（i=0，i《=3;i++）

{

if（i《=2）key=at1; /*发出at命令*/

if（i= =3）key=0x0d; /*确认码*/

outportb（COMU，key）; /*发出数据*/

delay（100）; /*延时100mS*/

}

delay（1000）; /*延时1000mS*/

for（i=0;i《=0;i+ +）

if（i《 =15）key=at2;

if（i= =16）key=0x0d;

outportb（COMU，key）;

delay（100）;

}

delay（1000）;

}

c.拨号

PC机要实现与单片机进行数据通信，首先通过近程MODEM拨打单片机的电话号码如38459620。PC机首先发出命令如at+h0e1v0x2&c1dt，然后发出电话号码，最后再发出确认码0x0d。PC机通过串行口向近程MODEM发送命令或数字，每次只能送出一个字符或数字，而MODEM接收并响应需要一定的时间，故PC机每发出一个字符或数字都要延时100ms。当确认码发出后还要延时1000ms，然后检测由近程MODEM反馈回PC机的回响码。若回响码为OX35则转入数字接收及处理程序，否则继续检测回响码。程序如下：

“ath0q0v0l3x4&c1&d2dt”;/*取info结构中的电话号码*/

char str=info- 》telephoneno;/*电话号码位数*/

int len1=strlen（str）;

for（i=0;i《=39;i++）

{

if（I》24）

{

key=str［k］; /*发电话号码*/

k+ +;

}

if（i《24）key=*at1; /*at命令*/

if（i= =39）key=0x0d; /*发确认码*/

outportb（COMU，key）; /*向串口送数据*/

delay（100）; /*延时100毫秒*/

at1+ +;

}

delay（1000）;

do

{

key=bioskey（1）;

num1=inportb（COMU）; /*检测回响码*/

delay（1）;

if（mum1= =0x35）drev（）; /*回响码为0x35则转入数据接收与处理器程序*/

}

while（key= =0）;

key=bioskey（0）;

if（key= =0x011b）return; /*按ESC键则返回*/

4.2 单片机程序设计

单片机程序框图如图6所示。

程序清单如下：

LD 72H，#4003H;8255命令口地址

LD 70H;#0082HH;A口为输出，B口为输入

STB 70H，［72H］

LDB 16H，#20 ;串口初始化

LDB 11H，#09H ;方式1

LDB 0EH，#4DH;波特率为1200bps

LDB 0EH，80H

LDB 18H，#0CH;堆栈

ORB IOC1，#20H

LD 72H，#4000H ;8255的A口地址

LD 70H，#0003H ;使RTS和DTR均为高电平

STB 70H，［72H］

LCALL COMZ0 ;连续发出四个0

LCALL DT ;延时1000nS

LCALL COMZ1 ;初始化MODEM，发出at命令：ata

LCALL DT

LCALL COMZ2 ;初始化MODEM，发出at命令：ate1q0v1l3x4s0=1

LCALL DT

LCALL COMZ3 ;初始化MODEM，发出at命令：atS7=30

LCALL DT

RING0：LDB SPCON，#09H

RING1：LDB 60H，SPSTAT

JBC 60H，6，RING1

ANDB 60H，#0BFH

LDB 70H，SUBF ;从串口接收一个数据

CMPB 70H，#80H

JE TD ;发送数据程序

LJMP RING1

由于单片机向MODEM发出at命令程序是相似的，故在此仅为at命令：

ate1q0v1l3x4s0=1为例来加以说明。假设at命令存放在以0AB40H为首地址的外部存贮器中。程序如下：

COMZ2：LD72H，#0AB40H ;at命令首地址

LDB 20H，#17

COMZ2A：LDB 70H，［72H］+ ;取at命令

LDB SBUF，70H ;向串口送at命令

DJNZ 20H，COMZ2A

LDB 70H，#0DH

LDB SBUF，70H ;发出确认码

RET

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