基于STC10F04EX的多串口数据收发系统

由于连接的不同串口设备的通信参数不完全相同，STC10F04EX必须根据设备指向动态调整串口参数以适合外部串口设备。
显示芯片7279A可以驱动8位共阴LED数码管并可采集64个键盘位置信号。该系统通过数码管显示工作状态(收发，等待，时间，通道号，参数等)；通过键盘不仅可以设置“多串口数据收发控制系统”自身参数和调节自身状态，还可修改／设置所连接的外部设备的传送参数。CPU通过4个I／O引脚与7279A的4条控制线CS、DATA、CLK、KEY连接，就可驱动8位数码管并对按键进行监控。为了响应及时，采用中断方式响应按键状态，因此将KEY连接到P3．2(int0)上。
无线收发模块，嵌入高性能射频芯片，采用高效循环交织纠检错编码，发送距离可达3 000 m。模块具有TTL电平的UART口，因此可以很方便地与单片机的一个扩展的UART连接。向无线收发模块写入和读出数据，与一般的串口操作基本一样。无线收发模块频点、空中速率、本地串口速率、校验方式等参数可以在线设置或通过厂家提供的程序进行设置。
系统中无线收发模块共模电感本地串口通信参数设为(9 600，8，N，1)，数据被调制在434 MHz进行发送和接收，空中速率9 600 b／s，发射功率100 mW。
该无线收发模块，收到数据后通常延时几十到几百毫秒才发送，所带缓存256 B。若本地串口速率大于等于空中速率，则存在数据流量问题，可能会出现数据溢出导致丢失现象。因此若传送数据超过256 B，要进行数据分割，插入等待周期，采用分次发送的方式以避免数据丢失。本系统所连接的光谱仪数据量较大，因此单片机接收光谱仪数据后再经无线转发，要采用分段接收／转发方式，每次的数据量要小于256 B，多次重复，直至全部数据。

3 软件设计
3．1 有关寄存器的说明
程序运行时首先进行初始化设置，其中涉及到几个比较特别的寄存器，其定义不同于其他51系列的单片机。
寄存器AUXR，地址8EH。关系到独立波特率发生器，STC10F04EX既可以采用定时器1作为波特率发生器，又可以采用独立波特率发生器以释放定时器1，见表3说明。

寄存器AUXR1，地址A2H。其中的D7位关系到单片机内在的串口切换。例如：

3．2 数据存储及转发
STC10F04EX单片机，内部数据存储器为256 B，片上扩展的外部数据存储器为256 B，共计512 B，数据空间紧凑。程序运行中的一些变量需要占用一部分数据空间，因此只能开辟约220个字节作为缓存空间，暂存接收到的来自串口设备的数据。如果一次接收的数据量小于缓存空间，则不会导致数据溢出；如果外部设备需传送的数据量较大，则必须与外部设备建立联络控制发送，以使每次传来的数据小于系统缓存,避免数据丢失现象的发生。
所建立的水质监测系统中，“光谱仪”给出的数据量较大，因此“多串口收发控制系统”分时连接到“光谱仪”时，采用命令应答方式控制光谱仪的数据发送，分批多次传送。单片机将UART指向光谱仪，首先向光谱仪发送命令，指明数据来源和传送的数据量(例如200个字节)；其次等待光谱仪的响应并将传来的200个字节的数据暂存在所开辟的缓冲区中；然后再将UART切换至无线模块通道，将单片机缓色码电感存中的数据写入无线模块转发出去；重复进行上述步骤直至接收到光谱仪的全部数据。
水质监测系统中的另外2种设备的数据量相对较小，可以一次性接收／转发。
3．3 接收／转发控制流程
根据设备的不同数据周期，以时间为线索，为相应的设备分配接收／发绕行电感送时间(图2)，在所分配的时间里，单片机要进行UART通道切换：指向串口设备接收或模压电感发送数据、指向无线设备发送数据。

程序采用中断方式处理定时、串口的数据接收／发送、键盘输入等过程。以中断方式运行，提高了程序的执行效率。图3为定时中断服务程序流程图。该水质监测过程，就是循环扫描3个水监测设备，获取数据并进行无线转发。

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