單片機的MODEM通訊

　摘要 探討單片機之間或單片機與PC之間采用MODEM的實現方法，以及通訊參數的設定、數據的接收發送和部分AT命令的介紹，并給出演示程序。
　　關鍵詞 MODEM通訊 AT命令 單片機 MODEM
　　我們經常能見到關于PC的MODEM通訊的文章,但關于單片機MODEM通訊的文章卻不多見。現在將我個人單片機MODEM通訊的實踐經歷寫出來供大家參考。
　　要寫單片機的MODEM通訊必須要有兩個背景知識，一個是AT命令集，另一個是通用異步接收發送器（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：撥號命令。該命令使MODEM立即進入摘機狀態，并撥出跟在后面的號碼。D命令是基本的撥號命令，它受到其它命令的修飾可構成MODEM何時撥號以及如何撥號等操作。
　　 T：音頻撥號。例如，ATDT88888888，其中88888888為。
　　 P：脈沖撥號。例如，ATDP88888888，其中88888888為。
　　 ，：標準暫停。我們常常碰到外線時需要暫停一下，等聽到二次撥號音（外線）之后才能再撥后續的號碼。缺省時暫停時間為2s秒，它由S8寄存器。
　　 Sn：表示MODEM內部的寄存器。
　　 S0：自動應答。如果要求MODEM具有自動應答特性，則應該預先將MODEM的S0寄存器設置為非0。
　　 S8：逗號撥號修飾符的暫停時間。該寄存器決定了當MODEM在撥號中遇到逗號（，）時應該暫停的時間。
　　2  通用異步接收發送器UART
　　深入理解UART內部結構以及內部寄存器各位的含義，詳細了解數據發送和接收的過程，有助于編寫出、穩定的程序。現以GM16C550為例介紹編寫基本通訊程序需要知道的寄存器。實際的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）  波特率除數鎖存器（LSB、MSB）
　　在通訊之前要進行一些參數初始化，波特率是首先應該考慮的一項。該寄存器是一個16位的寄存器，分為低8位（LSB）和高8位（MSB）寄存器。
　　當LCR.7=1，且A2A1A0=000/001時，單片機訪問的是波特率除數鎖存器LSB/MSB。GM16C550推薦的工作頻率是1.8432MHz。這個頻率除以16就是波特率的時鐘頻率，用于控制發送和接收數據的速度。下面給出波特率除數鎖存器值的計算公式：
　　波特率除數鎖存器值=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鎖存器值。
表2  波特率除數鎖存器
500this.width=500" border=0>
MOV  DPTR,#LCR  ；除數鎖定允許
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送保持寄存器transmitreceive holding register
　　 當LCR.7=0，且A2A1A0=000時，讀操作單片機訪問接收緩沖寄存器（RHR），寫操作單片機訪問發送保持寄存器（THR）。
（3）  中斷允許寄存器（interrupt enable register）
　　當LCR.7=0，且A2A1A0=001時，單片機訪問中斷允許寄存器（IER）。
　　IER.0=1，允許接收器數據就緒中斷。
　　IER.1=1，允許發送保持寄存器為空時中斷。即當從發送保持寄存器把一個字節移到移位寄存器時，產生一個中斷，使發送保持寄存器能夠接收下一個字節。
　　IER.2=1，表示允許接收有錯信息或間斷條件中斷。
　　IER.3=1，MODEM狀態變化中斷。
　　IER.4～7，沒有使用，設置為零。
MOV DPTR,#IER
MOV A,#01H
MOVX @ DPTR ,A
（4）  FIFO控制寄存器（FIFO control register）
　　數據發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生中斷，UART都會輸出一個高電平的中斷請求信號，觸發同一個中斷請求。為了具體判斷是哪一種中斷，還應該檢測ISR，如表3所列。
表3  中斷狀態寄存器
500this.width=500" border=0>
　　ISR.0=1,表示沒有中斷產生。
　　ISR.4～5沒有使用。
　　ISR.6～7，當采用FIFO的接收和發送模式時，這兩位都設置為1；反之，都設置為0。
（6）  線路控制寄存器（line control register）
　　LCR.0～1,表示發送和接收時的字節長度，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,進行奇偶校驗。
　　LCR.4=0,進行奇校驗；LCR.4=1,進行偶校驗。
　　LCR.5=1,奇偶校驗位恒為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，即允許發送器寄存器保持一個完整幀時間以上的空號狀態。
　　LCR.7，用于區分訪問除數鎖存寄存器還是訪問接收緩沖/發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
MOVA,#1BH
MOVX @DPTR,A
（7）  MODEM控制寄存器（MODEM control register）
　　這是一個MODEM和外設接口的寄存器。
　　MCR.0=1時，強制芯片引腳DTR=0；
　　MCR.0=0時，強制芯片引腳DTR=1。
　　MCR.1=1時，強制芯片引腳RTS=0；
　　MCR.1=0時，強制芯片引腳RTS=1。
　　MCR.2=1時，強制芯片引腳OP1=0；
　　MCR.2=0時，強制芯片引腳OP1=1。
　　MCR.3=1時，強制芯片引腳OP2=0；
　　MCR.2=0時，強制芯片引腳OP2=1。
　　MCR.4=1時，循環返回模式，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）  線路狀態寄存器（line status register）
　　LSR.0：當接收移位寄存器接收到的字節*移到接收緩沖寄存器時，該位置1。如果讀該寄存器，那么這一位被清零。
　　LSR.1：出現超越錯時，這一位被置1。讀該寄存器，這一位被清零。
　　LSR.2：出現奇偶校驗錯時，這一位被置1。讀該寄存器，這一位被清零。
　　LSR.3：出現停止位不完整、丟失、空號時，這一位被置1。讀該寄存器，這一位被清零。
　　LSR.4：當接收寄存器檢測到空號狀態已持續一個完整幀傳輸時間時，這一位被置1。讀該寄存器，這一位被清零。
　　LSR.5：當發送的字節從發送保持寄存器移到發送移位寄存器時，該位置1。
　　LSR.6：當發送保持寄存器和發送移位寄存器都沒用字節時，該位置1。
　　LSR.7：當奇偶校驗錯、幀格式錯、空號錯有一個出現時，該位置1。
Setdata
　　MOV  DPTR,#LSR
　　MOVX  A,@DPTR
　　JNB  ACC.5,Setdata
　　MOV  A,DataNumber；DataNumber記錄發送字符的個數
　　MOV  DPTR,#AtCommand
　　AtCommand定義AT命令參數的起始地址
　　MOVC  A,@A+DPTR
　　MOV  DPTR,#THR  ；發送保持寄存器
　　MOVX  @DPTR,A
　　INC  DataNumber
　　MOV  A,DataNumber
　　CJNE  A,#0BH,Setdata  ；發送11個字符
AtCommand：DB  “A”，“T”，“S”，“0”，“=”，“2”，“S”，“8”，“=”，“5”，0DH
（9）  MODEM狀態寄存器（MODEM status register）
　　MSR.0～3=1時，表示自上一次單片機讀MSR寄存器之后，分別反映MODEM控制邏輯的四個輸入信號的狀態發生了變化。
　　MSR.0=1時，清除發送信號（CTS）已經發生了變化。
　　MSR.1=1時，數據設備就緒信號（DSR）已經發生了變化。
　　MSR.2=1時，振鈴信號（RI）已經發生了變化。
　　MSR.3=1時，載波信號（DCD）已經發生了變化。
　　MSR.4～7四位分別反映MODEM控制邏輯的四個輸入信號的當前狀態。
　　MSR.4=1時，清除發送信號（CTS）有效。
　　MSR.5=1時，數據設備就緒信號（DSR）有效。
　　MSR.6=1時，振鈴信號（RI）有效。
　　MSR.7=1時，載波信號（DCD）有效。
（10）  臨時數據寄存器（scratchpag register）
　　可以存儲用戶信息。
　　有了上面知識的準備后就可以輕松地寫出程序，現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
　　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據
Interrupt2:
　　PUSH  ACC
　　PUSH  DPH
　　PUSH  DPL
　　PUSH  PSW
　　MOV  DPTR,#RHR  ；接受數據
　　MOVX  A,@DPTR
　　 ……………………
　　 POP  PSW
　　 POP  DPL
　　 POP  DPH
　　 POP  ACC
　　 RETI
　　至此，完成了一個小型的單片機MODEM通訊系統。其中的檢錯寄存器、MODEM狀態寄存器等應用限于篇幅沒有*涉及到。有興趣的朋友可以試一試，那么你就會對MODEM通訊有一個比較深刻的認識。