隨著單片微型計算機技術的發(fā)展，人們經常采用單片機對自動化系統(tǒng)的參數（如溫度、壓力和速度等）進行檢測和控制。單片機之所以被廣泛使用，是因為它具有靈活快速的控制能力，而PC機則具有強大的管理和監(jiān)控功能；因此，PC機與外部設備進行串行通信在許多測控系統(tǒng)中得到廣泛應用。鑒于此，利用MAX芯片制作串行接口實現PC機與單片機之間的信息交換方法具有十分重要的意義。

　　1、硬件電路的制作

　　1.1、串行通信

　　串行通信是指用1條數據線，將數據依次傳輸，每一位數據占據1個固定的時間長度。串行通信只需要少數幾條線就可以在系統(tǒng)間交換信息，特別適合在計算機與計算機、計算機與外設之間進行通信，具有使用線路少和成本低的優(yōu)點，特別是在遠程傳輸時，避免了多條線路特性的不一致。串行通信可以分為2種方式：同步串行通信和異步串行通信。同步串行通信一般用在傳輸速度較快的場合，但對硬件的要求也相對較高；而異步串行通信常用在傳輸速率50～115200B／S，對硬件的要求相對較低，是應用最為廣泛的串行通信方式。異步通信在傳輸數據時是逐幀傳輸的，而每一幀的數據格式分為四部分：1位起始位，5～8位的數據位，1位奇偶校驗位和1、1．5或2位停止位。當然，在數據傳輸過程中，收發(fā)雙方要約定好數據格式以及數據的傳輸速率（波特率）。

　　1．2、MAX232芯片

　　MAX232芯片是美信公司專門為RS－232標準串口設計的接口電路，使用5V電源供電。內部結構基本可分為下述3個部分。

　　1）電荷泵電路。由1、2、3、4、5、6腳和4只電容構成。功能是產生＋12V和－12V2個電源，提供給RS－232串口電平的需要。

　　2）數據轉換通道。由7、8、9、10、11、12、13、14腳構成2個數據通道。13腳（R1ｉｎ）、12腳（R1OUT）、11腳（T1ｉｎ）和14腳（T1OUT）為第1數據通道。8腳（R2ｉｎ）、9腳（R2OUT）、10腳（T2ｉｎ）和7腳（T2OUT）為第2數據通道。

　　TTL／CMOS數據從T1ｉｎ、T2ｉｎ輸入，轉換成RS－232數據，從T1OUT、T2OUT送到電腦DB9插頭；DB9插頭的RS－232數據從R1ｉｎ、R2ｉｎ輸入，轉換成TTL／CMOS數據后，從R1OUT、R2OUT輸出。

　　3）電源部分。由15腳ＧＮD和16腳VCC（＋5V）構成。

　　1．3、RS－232C標準

　　RS－232C總線標準設有25條信號線，包括1個主通道和1個輔助通道。在多數情況下主要使用主通道，對于一般雙工通信，僅需幾條信號線就可實現，如1條發(fā)送線、1條接收線及1條地線。RS－232C標準規(guī)定的數據傳輸速率為50、75、100、150、300、600、1200、2400、4800、9600、19200、38400和115200B／S。

　　1．4、串行接口電路

　　利用MAX232芯片制作的硬件接口電路，該電路不需要驅動芯片，因為MAX232本身就具有驅動能力，所以不必再外加驅動電路。接口電路如圖1所示。

　　圖1 ?RS－232接口電路

　　MAX232芯片有2路數據通道，本文只用1路接受／發(fā)射讓PC機與單片機進行數據通信。單片機的TD（發(fā)射）與MCU＿TＸD1連接，單片機的RD（接收）與MCU＿TＸD1連接；PC機的接收與T1OUT相連，發(fā)射與R1ｉｎ相連，接口J1與芯片MAX232的連接。J1口通過連接線與PC機的RS－232串口相連。一般情況下，這樣的連接方式即可滿足普通通信的要求。

　　1．5、RS－232交叉串口線

　　通常進行串口數據通信，需要使用到RS－232交叉串口線，如圖2所示，其中2腳和3腳是交叉互聯(lián)的，這很容易理解，因為一個設備的發(fā)送線必須連接到另外一臺設備的接收線上，反之亦然。另外，232信號的有效通信距離是15M。

　　圖2 ?RS－232交叉串口線的內部連線

　　2、通信協(xié)議的制定

　　通信協(xié)議是指雙方實體完成通信或服務所必須遵循的規(guī)則和約定。協(xié)議定義了數據單元使用的格式，還有串行通信最重要的參數：比特率、數據位、奇偶校驗位和停止位。對于2個進行通信的實體，這些參數必須相匹配，從而確保數據順利地傳送到確定的地方。通信協(xié)議如下：1）串行通信的波特率設為15200B／S；2）幀格式為1位起始位，8位數據位，2位停止位；3）無奇偶校驗位；4）PC機采用COM1口進行通信。

　　3、PC機與單片機的通信過程

　　PC機與單片機通信之前，首先要做的就是搭建硬件電路，即PC機通過COM1與上面設計的接口電路收／發(fā)口相連，接口電路的發(fā)／收口與單片機［4］的串行口相連，它們之間的連接是通過RS－232串口交叉線相連?，F在單片機地址為1006里面存放的數據為04，可以通過編寫相應程序將單片機地址1006里面的數據讀取。最后通過串口將它們讀到PC機上。讀取結果如圖3所示。

　　圖3 調試助手顯示串口數據

　　為了驗證PC機上顯示數據的正確性，再通過示波器將串口波形（見圖4）輸出，然后對波形進行分析。波形的周期是88US，即每傳輸1幀數據用時88US。由通信協(xié)議可知，1幀數據由1位起始位、8位數據位、2位停止位共11位組成，每位用時約8S。進一步對波形進行分析，第1位起始位為低電平，隨后是數據位，其數據值為01111111，即十六進制7F，數據位的第1位是0，為低電平；另外7位數據位是1，為高電平，最后2位是停止位，為高電平。其中，數據位與PC機接收數據7F相同，因此讀取的數據正確。

　　圖4 ?示波器顯示串口數據波形

　　4、結語

　　串行通信方式使用線路少、成本低和適合遠程傳輸，大多數RS－232C技術規(guī)范的目標在于提供必要的電壓電平以驅動損耗較大的線路，如MC1488和MC1489組成RS－232接口，則需要±12V和＋5V電源供電，以實現TTL和CMOS邏輯轉換匹配。而MAX232芯片不僅可以實現RS－232C的技術指標，而且芯片的供電電源只需要＋5V，這樣不僅使串行通信的性能更加可靠，而且價格低廉。該通信接口電路已經在帶有串口的模塊、芯片和外圍設備等通信系統(tǒng)中得到了廣泛的應用，而且優(yōu)點非常突出。