單片機與PC之間串口通信的軟件實現

摘 要：本文介紹了單片機與PC之間串口通信的軟件仿真，涉及到的軟件有Proteus、Keil、虛擬串口軟件VSPD和串口調試助手SSCOM3.2軟件。

關鍵詞：單片機；串口通信；VSPD；仿真

隨著計算機技術尤其是單片微型機技術的發展，人們已越來越多地采用單片機來對一些工業控制系統中如溫度、流量和壓力等參數進行檢測和控制。PC機具有強大的監控和管理功能，而單片機具有快速及靈活的控制特點，因此串口通信調試是系統設計時必不可少的。但現在的PC機上很多沒有9針的串口，本文介紹的串口通信仿真完全脫離硬件環境，僅在一臺PC上就可以完成，并且對PC的硬件配置也沒有要求，因此對于系統設計的串口調試提供了方便。

1 利用VSPD虛擬串口

VSPD（Virtual Serial Port Driver）可在不占用真實物理串口的情況下，在主機上模擬出一對串口虛擬串口，其在功能以及使用上與真實物理串口是一致的，并通過“軟連接”技術替代串口數據線將虛擬的一對串口互連，從而模擬實際工作中“雙串口+串口數據線”的環境，互相收發數據，并且創建的串口對的數量是不受限制的。VSPD創建的虛擬串口，本設計中使用COM4和COM5。

2 Proteus硬件電路設計

Proteus是英國Labcenter electronics公司出版的EDA工具軟件。它不僅具有其它EDA工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機及外圍器件。它是目前最好的仿真單片機及外圍器件的工具。本設計中Proteus中建立的單片機串口通信仿真電路如圖2所示。

Proteus電路本身內部集成了電源、晶振還有復位電路，電源也接好了，所以單片機AT89C51不需要另外添加。AT89C51運行的時鐘頻率以其屬性框中的“Clock Frequency”為準。設置AT89C51的屬性，加載編譯好的.HEX文件（由Keil軟件完成.HEX的生成），時鐘頻率設為11.0592M。

COMPIM在Component Mode中可以找到，其內部自帶RS-232和TTL電平轉換功能，因此不需要再使用MAX232這樣的電平轉換芯片。單片機連接到COMPIM的線路如圖2所示，注意：AT89C51的TXD與其TXD相連，RXD與其RXD相連。

COMPIM的屬性框中Physical port選擇COM4，波特率：9600，校驗位：None，數據位：8，停止位：l。

COMPIM下方的元件是虛擬終端（VIRTUAL TERMINAL），在Virtual Instruments Mode中，可以實時觀察仿真結果。它與單片機的連接：AT89C51的TXD與其RXD相連，RXD與其TXD相連。

3 程序下載至單片機

本設計是從單片機連續向PC機發送字符數據A至Z。將編好的C語言文件在Keil軟件中創建HEX文件，以備Proteus中AT89C51灌入。

4 串口調試軟件SSCOM3.2的設置

打開串口調試助手，修改串口為COM5（與COMPIM中的Physical port：COM4必須成對），波特率：9600，校驗位：None，數據位：8，停止位：1，然后打開串口。

5 運行仿真

運行Proteus中仿真按鈕，虛擬終端顯示收到數據，串口調試助手中也顯示收到數據。成功的界面如圖2所示。

6 小結

本文介紹的串行通信純軟件仿真技術，成本低，效率高，代替了以往的需要的硬件電路、串口通信接口等才能實現的調試工作，因此性價比非常高。

[參考文獻]

[1]彭芬.《單片機C語言應用技術》[M].西安電子科技大學出版社，2012.2.

[2]Proteus軟件使用手冊.

[3]Keil軟件使用說明.