单片机的MODEM通讯

我们经常能见到关于PC的MODEM通讯的文章,但关于单片机MODEM通讯的文章却不多见。现在将我个人单片机MODEM通讯的实践经历写出来供大家参考。

要写单片机的MODEM通讯必须要有两个背景知识，一个是AT命令集，另一个是通用异步接收发送器（UART）。

1.AT命令集

下面介绍我通讯程序例子中涉及到的AT命令。
??Dn：拨号命令。该命令使MODEM立即进入摘机状态，并拨出跟在后面的号码。D命令是基本的拨号命令，它受到其它命令的修饰可构成MODEM何时拨号以及如何拨号等操作。
??T：音频拨号。例如，ATDT2245879，其中2245879为电话号码。
??P：脉冲拨号。例如，ATDP2245879，其中2245879为电话号码。
??，：标准暂停。我们常常碰到拨打外线电话时需要暂停一下，等听到二次拨号音（外线）之后才能再拨后续的号码。缺省时暂停时间为2s(秒)，它由S8寄存器指定。
??Sn：表示MODEM内部的寄存器。
??S0：自动应答。如果要求MODEM具有自动应答特性，则应该预先将MODEM的S0寄存器设置为非0。
??S8：逗号拨号修饰符的暂停时间。该寄存器决定了当MODEM在拨号中遇到逗号（，）时应该暂停的时间。
??2.通用异步接收发送器UART

深入理解UART内部结构以及内部寄存器各位的含义，详细了解数据发送和接收的过程，有助于编写出高效、稳定的程序。现以GM16C550为例介绍编写基本通讯程序需要知道的寄存器。实际的ADDRESS由具体接线决定。表1为GM16C550寄存器的介绍。
　
表1 GM16C550寄存器

（1） 波特率除数锁存器（LSB、MSB）

在通讯之前要进行一些参数初始化，波特率是首先应该考虑的一项。该寄存器是一个16位的寄存器，分为低8位（LSB）和高8位（MSB）寄存器。

当 LCR.7=1，且A2A1A0=000/001时，单片机访问的是波特率除数锁存器LSB/MSB。GM16C550推荐的工作频率是 1.8432MHz。这个频率除以16就是波特率的时钟频率，用于控制发送和接收数据的速度。下面给出波特率除数锁存器值的计算公式：

波特率除数锁存器值=工作频率/（16×期望波特率）=1843200/（16×期望波特率）

表2给出了常用波特率与波特率除数锁存器值。
　
表2 波特率除数锁存器

MOV DPTR,#LCR ；除数锁定允许
MOV A,#80H
MOVX @DPTR, A
MOV DPTR,#LSB ；波特率为9600baud
MOV A,#0CH
MOVX @DPTR, A
INC DPTR
CLR A
MOVX @DPTR, A

图 1为GM16C550与RS232接线图。

     图1 GM16C550与RS232接线图

(2) 接收缓冲寄存器和发送保持寄存器(transmit and receive holding register)

当LCR.7=0，且A2A1A0=000时，读操作单片机访问接收缓冲寄存器（RHR），写操作单片机访问发送保持寄存器（THR）。

(3) 中断允许寄存器（interrupt enable register）

当LCR.7=0，且A2A1A0=001时，单片机访问中断允许寄存器（IER）。
??IER.0=1，允许接收器数据就绪中断。
??IER.1=1，允许发送保持寄存器为空时中断。即当从发送保持寄存器把一个字节移到移位寄存器时，产生一个中断，使发送保持寄存器能够接收下一个字节。
??IER.2=1，表示允许接收有错信息或间断条件中断。
??IER.3=1，MODEM状态变化中断。
??IER.4～7，没有使用，设置为零。

MOV DPTR,#IER
MOV A,#01H
MOVX @DPTR,A

(4) FIFO控制寄存器（FIFO control register）

数据发送和接收模式的选择。GM16C550提供了两种模式：FIFO和DMA。其中DMA又有两种模式DMA的模式0、DMA的模式1可供选择。我的举例采用默认的DMA的模式0。感兴趣的朋友可试一试其它模式，这里不再说明。

(5) 中断状态寄存器（interrupt status register）

前面介绍了几种中断，它们在各自的条件下产生中断，UART都会输出一个高电平的中断请求信号，触发同一个中断请求。为了具体判断是哪一种中断，还应该检测ISR，如表3所列。

表3 中断状态寄存器

       ISR.0=1,表示没有中断产生。
??ISR.4～5没有使用。
??ISR.6～7，当采用FIFO的接收和发送模式时，这两位都设置为1；反之，都设置为0。

（6） 线路控制寄存器（line control register）
?? LCR.0～1,表示发送和接收时的字节长度，如表4所列。
??LCR.2，这一位与LCR.0～1共同定义了停止位的长度，如表5所列。

??LCR.6=1,表示允许间断，即允许发送器寄存器保持一个完整帧时间以上的空号状态。
??LCR.7，用于区分访问除数锁存寄存器还是访问接收缓冲/发送保持和中断允许寄存器。 MOVDPTR,#LCR；通讯传输长度为8位,停止位为1,;偶校验
MOVA,#1BH
MOVX @DPTR,A

（7） MODEM控制寄存器（MODEM control register）

这是一个MODEM和外设接口的寄存器。
??MCR.0=1时，强制芯片引脚DTR=0；
??MCR.0=0时，强制芯片引脚DTR=1。
??MCR.1=1时，强制芯片引脚RTS=0；
??MCR.1=0时，强制芯片引脚RTS=1。
??MCR.2=1时，强制芯片引脚OP1=0；
??MCR.2=0时，强制芯片引脚OP1=1。
??MCR.3=1时，强制芯片引脚OP2=0；
??MCR.2=0时，强制芯片引脚OP2=1。
??MCR.4=1时，循环返回模式，可用于芯片自测。
??其它位保留。
MOVDPTR,#MCR；异步串口芯片的DTR、RTS引脚送出逻辑低电平
MOVA,#03H
MOVX @DPTR,A

（8） 线路状态寄存器（line status register）
??LSR.0：当接收移位寄存器接收到的字节完全移到接收缓冲寄存器时，该位置1。如果读该寄存器，那么这一位被清零。
??LSR.1：出现超越错时，这一位被置1。读该寄存器，这一位被清零。
??LSR.2：出现奇偶校验错时，这一位被置1。读该寄存器，这一位被清零。
??LSR.3：出现停止位不完整、丢失、空号时，这一位被置1。读该寄存器，这一位被清零。
??LSR.4：当接收寄存器检测到空号状态已持续一个完整帧传输时间时，这一位被置1。读该寄存器，这一位被清零。
??LSR.5：当发送的字节从发送保持寄存器移到发送移位寄存器时，该位置1。
??LSR.6：当发送保持寄存器和发送移位寄存器都没用字节时，该位置1。
??LSR.7：当奇偶校验错、帧格式错、空号错有一个出现时，该位置1。

Setdata:
MOV DPTR,#LSR
MOVX A,@DPTR
JNB ACC.5,Setdata
MOV A,DataNumber；DataNumber记录发 ;送字符的个数
MOV DPTR,#AtCommand ；AtCommand定义AT命令参数的起始地址
MOVC A,@A+DPTR
MOV DPTR,#THR ；发送保持寄存器
MOVX @DPTR,A
INC DataNumber
MOV A,DataNumber
CJNE A,#0BH,Setdata ；发送11个字符
AtCommand：DB “A”，“T”，“S”，“0”，“=”，“2”，“S”，“8”， “=”，“5”，0DH

(9) MODEM状态寄存器（MODEM status register）
??MSR.0～3=1时，表示自上一次单片机读MSR寄存器之后，分别反映MODEM控制逻辑的四个输入信号的状态发生了变化。
??MSR.0=1时，清除发送信号（CTS）已经发生了变化。
??MSR.1=1时，数据设备就绪信号（DSR）已经发生了变化。
??MSR.2=1时，振铃信号（RI）已经发生了变化。
??MSR.3=1时，载波信号（DCD）已经发生了变化。
??MSR.4～7四位分别反映MODEM控制逻辑的四个输入信号的当前状态。
??MSR.4=1时，清除发送信号（CTS）有效。
??MSR.5=1时，数据设备就绪信号（DSR）有效。
??MSR.6=1时，振铃信号（RI）有效。
??MSR.7=1时，载波信号（DCD）有效。

(10) 临时数据寄存器（scratchpag register）

可以存储用户信息。

有了上面知识的准备后就可以轻松地写出单片机的MODEM通讯程序。现在可把零散的东西组织起来了。

GM16C550芯片初始化模块
Init_16C550:
??MOV DPTR,#LCR ；除数锁定允许
??MOV A,#80H
??MOVX @DPTR, A
??MOV DPTR,#LSB ；波特率为9600baud
??MOV A,#0CH
??MOVX @DPTR, A
??INC DPTR
??CLR A
??MOVX @DPTR, A
??MOV DPTR,#LCR；通讯传输长度为8位,停止 ；位为1,偶校验
??MOV A,#1BH
??MOVX @DPTR, A
??MOV DPTR,#MCR；异步串口芯片的DTR。RTS ；引脚送出逻辑低电平
??MOV A,#03H
??MOVX @DPTR,A
??MOV DPTR,#IER
??MOV A,#01H
??MOVX @DPTR,A

采用中断的方式接数据
Interrupt2:
??PUSH ACC
??PUSH DPH
??PUSH DPL
??PUSH PSW
??MOV DPTR,#RHR ；接受数据
??MOVX A,@DPTR
??……………………
??POP PSW
??POP DPL
??POP DPH
??POP ACC
??RETI

至此，完成了一个小型的单片机MODEM通讯系统。其中的检错寄存器、MODEM状态寄存器等应用限于篇幅没有完全涉及到。有兴趣的朋友可以试一试，那么你就会对MODEM通讯有一个比较深刻的认识。