單片機(jī)的MODEM通訊

　　摘要 探討單片機(jī)之間或單片機(jī)與PC之間采用MODEM的實(shí)現(xiàn)方法，以及通訊參數(shù)的設(shè)定、數(shù)據(jù)的接收發(fā)送和部分AT命令的介紹，并給出演示程序。
　　關(guān)鍵詞 MODEM通訊 AT命令 單片機(jī) MODEM
　　我們經(jīng)常能見到關(guān)于PC的MODEM通訊的文章,但關(guān)于單片機(jī)MODEM通訊的文章卻不多見。現(xiàn)在將我個(gè)人單片機(jī)MODEM通訊的實(shí)踐經(jīng)歷寫出來供大家參考。
　　要寫單片機(jī)的MODEM通訊必須要有兩個(gè)背景知識(shí)，一個(gè)是AT命令集，另一個(gè)是通用異步接收發(fā)送器（UART）。
　　1 AT命令集
　　下面介紹我通訊程序例子中涉及到的AT命令。
　　Dn：撥號(hào)命令。該命令使MODEM立即進(jìn)入摘機(jī)狀態(tài)，并撥出跟在后面的號(hào)碼。D命令是基本的撥號(hào)命令，它受到其它命令的修飾可構(gòu)成MODEM何時(shí)撥號(hào)以及如何撥號(hào)等操作。
　　 T：音頻撥號(hào)。例如，ATDT2245879，其中2245879為。
　　 P：脈沖撥號(hào)。例如，ATDP2245879，其中2245879為。
　　 ，：標(biāo)準(zhǔn)暫停。我們常常碰到外線時(shí)需要暫停一下，等聽到二次撥號(hào)音（外線）之后才能再撥后續(xù)的號(hào)碼。缺省時(shí)暫停時(shí)間為2s秒，它由S8寄存器。
　　 Sn：表示MODEM內(nèi)部的寄存器。
　　 S0：自動(dòng)應(yīng)答。如果要求MODEM具有自動(dòng)應(yīng)答特性，則應(yīng)該預(yù)先將MODEM的S0寄存器設(shè)置為非0。
　　 S8：逗號(hào)撥號(hào)修飾符的暫停時(shí)間。該寄存器決定了當(dāng)MODEM在撥號(hào)中遇到逗號(hào)（，）時(shí)應(yīng)該暫停的時(shí)間。
　　2  通用異步接收發(fā)送器UART
　　深入理解UART內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及內(nèi)部寄存器各位的含義，詳細(xì)了解數(shù)據(jù)發(fā)送和接收的過程，有助于編寫出、穩(wěn)定的程序。現(xiàn)以GM16C550為例介紹編寫基本通訊程序需要知道的寄存器。實(shí)際的ADDRESS由具體接線決定。表1為GM16C550寄存器的介紹。
表1  GM16C550寄存器
500this.width=500" border=0>
　　（1）  波特率除數(shù)鎖存器（LSB、MSB）
　　在通訊之前要進(jìn)行一些參數(shù)初始化，波特率是首先應(yīng)該考慮的一項(xiàng)。該寄存器是一個(gè)16位的寄存器，分為低8位（LSB）和高8位（MSB）寄存器。
　　當(dāng)LCR.7=1，且A2A1A0=000/001時(shí)，單片機(jī)訪問的是波特率除數(shù)鎖存器LSB/MSB。GM16C550推薦的工作頻率是1.8432MHz。這個(gè)頻率除以16就是波特率的時(shí)鐘頻率，用于控制發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的速度。下面給出波特率除數(shù)鎖存器值的計(jì)算公式：
　　波特率除數(shù)鎖存器值=工作頻率/（16×期望波特率）=1843200/（16×期望波特率）
　　表2給出了常用波特率與波特率除數(shù)鎖存器值。
表2  波特率除數(shù)鎖存器
500this.width=500" border=0>
MOV  DPTR,#LCR  ；除數(shù)鎖定允許
MOV  A,#80H
MOVX  @DPTR, A
MOV  DPTR,#LSB  ；波特率為9600baud
MOV  A,#0CH
MOVX  @DPTR, A
INC  DPTR
CLR  A
MOVX  @DPTR, A
　 500this.width=500" border=0>
圖1  GM16C550與RS232接線圖
（2）  接收緩沖寄存器和發(fā)送保持寄存器transmitreceive holding register
　　 當(dāng)LCR.7=0，且A2A1A0=000時(shí)，讀操作單片機(jī)訪問接收緩沖寄存器（RHR），寫操作單片機(jī)訪問發(fā)送保持寄存器（THR）。
（3）  中斷允許寄存器（interrupt enable register）
　　當(dāng)LCR.7=0，且A2A1A0=001時(shí)，單片機(jī)訪問中斷允許寄存器（IER）。
　　IER.0=1，允許接收器數(shù)據(jù)就緒中斷。
　　IER.1=1，允許發(fā)送保持寄存器為空時(shí)中斷。即當(dāng)從發(fā)送保持寄存器把一個(gè)字節(jié)移到移位寄存器時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)中斷，使發(fā)送保持寄存器能夠接收下一個(gè)字節(jié)。
　　IER.2=1，表示允許接收有錯(cuò)信息或間斷條件中斷。
　　IER.3=1，MODEM狀態(tài)變化中斷。
　　IER.4～7，沒有使用，設(shè)置為零。
MOV DPTR,#IER
MOV A,#01H
MOVX @ DPTR ,A
（4）  FIFO控制寄存器（FIFO control register）
　　數(shù)據(jù)發(fā)送和接收模式的選擇。GM16C550提供了兩種模式：FIFO和DMA。其中DMA又有兩種模式DMA的模式0、DMA的模式1可供選擇。我的舉例采用默認(rèn)的DMA的模式0。感興趣的朋友可試一試其它模式，這里不再說明。
（5）  中斷狀態(tài)寄存器（interrupt status register）
　　前面介紹了幾種中斷，它們在各自的條件下產(chǎn)生中斷，UART都會(huì)輸出一個(gè)高電平的中斷請求信號(hào)，觸發(fā)同一個(gè)中斷請求。為了具體判斷是哪一種中斷，還應(yīng)該檢測ISR，如表3所列。
表3  中斷狀態(tài)寄存器
500this.width=500" border=0>
　　ISR.0=1,表示沒有中斷產(chǎn)生。
　　ISR.4～5沒有使用。
　　ISR.6～7，當(dāng)采用FIFO的接收和發(fā)送模式時(shí)，這兩位都設(shè)置為1；反之，都設(shè)置為0。
（6）  線路控制寄存器（line control register）
　　LCR.0～1,表示發(fā)送和接收時(shí)的字節(jié)長度，如表4所列。
　　LCR.2，這一位與LCR.0～1共同定義了停止位的長度，如表5所列。
表4  線路控制寄存器LCR.0～1
500this.width=500" border=0>
表5  線路控制寄存器LCR.2
500this.width=500" border=0>
　　LCR.3=1,進(jìn)行奇偶校驗(yàn)。
　　LCR.4=0,進(jìn)行奇校驗(yàn)；LCR.4=1,進(jìn)行偶校驗(yàn)。
　　LCR.5=1,奇偶校驗(yàn)位恒為1或0。
　　表6為線路控制寄存器LCR.3~5。
表6  線路控制寄存器LCR.3～5
500this.width=500" border=0>
　　LCR.6=1,表示允許間斷，即允許發(fā)送器寄存器保持一個(gè)完整幀時(shí)間以上的空號(hào)狀態(tài)。
　　LCR.7，用于區(qū)分訪問除數(shù)鎖存寄存器還是訪問接收緩沖/發(fā)送保持和中斷允許寄存器。
MOVDPTR,#LCR；通訊傳輸長度為8位,停止位為1,
;偶校驗(yàn)
MOVA,#1BH
MOVX @DPTR,A
（7）  MODEM控制寄存器（MODEM control register）
　　這是一個(gè)MODEM和外設(shè)接口的寄存器。
　　MCR.0=1時(shí)，強(qiáng)制芯片引腳DTR=0；
　　MCR.0=0時(shí)，強(qiáng)制芯片引腳DTR=1。
　　MCR.1=1時(shí)，強(qiáng)制芯片引腳RTS=0；
　　MCR.1=0時(shí)，強(qiáng)制芯片引腳RTS=1。
　　MCR.2=1時(shí)，強(qiáng)制芯片引腳OP1=0；
　　MCR.2=0時(shí)，強(qiáng)制芯片引腳OP1=1。
　　MCR.3=1時(shí)，強(qiáng)制芯片引腳OP2=0；
　　MCR.2=0時(shí)，強(qiáng)制芯片引腳OP2=1。
　　MCR.4=1時(shí)，循環(huán)返回模式，可用于芯片自測。
　　其它位保留。
MOVDPTR,#MCR；異步串口芯片的DTR、RTS引腳送出邏輯低電平
MOVA,#03H
MOVX @DPTR,A
（8）  線路狀態(tài)寄存器（line status register）
　　LSR.0：當(dāng)接收移位寄存器接收到的字節(jié)*移到接收緩沖寄存器時(shí)，該位置1。如果讀該寄存器，那么這一位被清零。
　　LSR.1：出現(xiàn)超越錯(cuò)時(shí)，這一位被置1。讀該寄存器，這一位被清零。
　　LSR.2：出現(xiàn)奇偶校驗(yàn)錯(cuò)時(shí)，這一位被置1。讀該寄存器，這一位被清零。
　　LSR.3：出現(xiàn)停止位不完整、丟失、空號(hào)時(shí)，這一位被置1。讀該寄存器，這一位被清零。
　　LSR.4：當(dāng)接收寄存器檢測到空號(hào)狀態(tài)已持續(xù)一個(gè)完整幀傳輸時(shí)間時(shí)，這一位被置1。讀該寄存器，這一位被清零。
　　LSR.5：當(dāng)發(fā)送的字節(jié)從發(fā)送保持寄存器移到發(fā)送移位寄存器時(shí)，該位置1。
　　LSR.6：當(dāng)發(fā)送保持寄存器和發(fā)送移位寄存器都沒用字節(jié)時(shí)，該位置1。
　　LSR.7：當(dāng)奇偶校驗(yàn)錯(cuò)、幀格式錯(cuò)、空號(hào)錯(cuò)有一個(gè)出現(xiàn)時(shí)，該位置1。
Setdata
　　MOV  DPTR,#LSR
　　MOVX  A,@DPTR
　　JNB  ACC.5,Setdata
　　MOV  A,DataNumber；DataNumber記錄發(fā)送字符的個(gè)數(shù)
　　MOV  DPTR,#AtCommand
　　AtCommand定義AT命令參數(shù)的起始地址
　　MOVC  A,@A+DPTR
　　MOV  DPTR,#THR  ；發(fā)送保持寄存器
　　MOVX  @DPTR,A
　　INC  DataNumber
　　MOV  A,DataNumber
　　CJNE  A,#0BH,Setdata  ；發(fā)送11個(gè)字符
AtCommand：DB  “A”，“T”，“S”，“0”，“=”，“2”，“S”，“8”，“=”，“5”，0DH
（9）  MODEM狀態(tài)寄存器（MODEM status register）
　　MSR.0～3=1時(shí)，表示自上一次單片機(jī)讀MSR寄存器之后，分別反映MODEM控制邏輯的四個(gè)輸入信號(hào)的狀態(tài)發(fā)生了變化。
　　MSR.0=1時(shí)，清除發(fā)送信號(hào)（CTS）已經(jīng)發(fā)生了變化。
　　MSR.1=1時(shí)，數(shù)據(jù)設(shè)備就緒信號(hào)（DSR）已經(jīng)發(fā)生了變化。
　　MSR.2=1時(shí)，振鈴信號(hào)（RI）已經(jīng)發(fā)生了變化。
　　MSR.3=1時(shí)，載波信號(hào)（DCD）已經(jīng)發(fā)生了變化。
　　MSR.4～7四位分別反映MODEM控制邏輯的四個(gè)輸入信號(hào)的當(dāng)前狀態(tài)。
　　MSR.4=1時(shí)，清除發(fā)送信號(hào)（CTS）有效。
　　MSR.5=1時(shí)，數(shù)據(jù)設(shè)備就緒信號(hào)（DSR）有效。
　　MSR.6=1時(shí)，振鈴信號(hào)（RI）有效。
　　MSR.7=1時(shí)，載波信號(hào)（DCD）有效。
（10）  臨時(shí)數(shù)據(jù)寄存器（scratchpag register）
　　可以存儲(chǔ)用戶信息。
　　有了上面知識(shí)的準(zhǔn)備后就可以輕松地寫出程序，現(xiàn)在可把零散的東西組織起來。
　　GM16C550芯片初始化模塊
Init_16C550:
　　MOV  DPTR,#LCR  ；除數(shù)鎖定允許
　　MOV  A,#80H
　　MOVX  @DPTR, A
　　MOV  DPTR,#LSB  ；波特率為9600baud
　　MOV  A,#0CH
　　MOVX  @DPTR, A
　　INC  DPTR
　　CLR  A
　　MOVX  @DPTR, A
　　MOV  DPTR,#LCR；通訊傳輸長度為8位,停止位為1,偶校驗(yàn)
　　MOV  A,#1BH
　　MOVX  @DPTR, A
　　MOV  DPTR,#MCR；異步串口芯片的DTR。RTS引腳送出邏輯低電平
　　MOV  A,#03H
　　MOVX  @DPTR,A
　　MOV  DPTR,#IER
　　MOV  A,#01H
　　MOVX  @DPTR,A
　　采用中斷的方式接數(shù)據(jù)
Interrupt2:
　　PUSH  ACC
　　PUSH  DPH
　　PUSH  DPL
　　PUSH  PSW
　　MOV  DPTR,#RHR  ；接受數(shù)據(jù)
　　MOVX  A,@DPTR
　　 ……………………
　　 POP  PSW
　　 POP  DPL
　　 POP  DPH
　　 POP  ACC
　　 RETI
　　至此，完成了一個(gè)小型的單片機(jī)MODEM通訊系統(tǒng)。其中的檢錯(cuò)寄存器、MODEM狀態(tài)寄存器等應(yīng)用限于篇幅沒有*涉及到。有興趣的朋友可以試一試，那么你就會(huì)對MODEM通訊有一個(gè)比較深刻的認(rèn)識(shí)。