《单片机串行接口》PPT课件.pptx

单片机技术及应用基于 汇编及C51程序设计 第7章 51单片机串行接口 第7章 51单片机串行接口 主 要 章 节 7.1 通信的基本概念 7.2 51单片机串行口的功能与结构 7.3 串行口的工作方式 7.4 串行口的应用 2017/7/921 第7章 51单片机串行接口 7.1 通信的基本概念 7.1.1 并行通信和串行通信 2017/7/931 (a) 并行通信 (b) 串行通信 第7章 51单片机串行接口 根据信息传送的方向，串行通信可以分为单工、半双 工和全双工 2017/7/941 (a) 单工 (b) 半双工 (c) 全双工 第7章 51单片机串行接口 7.1.2 串行通信的基本过程 1. 发送过程 2017/7/951 发送时钟 数据线 0 1 1 0 0 1 1 0 第7章 51单片机串行接口 2. 接收过程 2017/7/961 接收时钟 数据线 0 1 1 0 0 1 1 0 第7章 51单片机串行接口 7.1.3 串行通信的通信方式 1. 串行异步通信方式 2017/7/971 特点： u 一次传送的位数比较少，对发送时钟和接收时钟的同 步性要求相对不高，线路简单。 u 传送速度较慢。 第7章 51单片机串行接口 2. 串行同步通信方式 2017/7/981 同步字符1同步字符2数据块校验字符1校验字符2 特点： u 一次连续传送多个字符，传送的位数多，对发送时 钟和接收时钟同步性要求很高，控制线路复杂 u 传送速度快。 第7章 51单片机串行接口 7.1.4 波特率 波特率是指串行通信中，单位时间传送的二进制 位数，单位为bps。 传输速度往往又可用每秒传送多少个字节来表示 (Bps)。 它与波特率的关系为： 波特率(bps)=一个字符的二进制位数字符/秒(Bps) 2017/7/991 第7章 51单片机串行接口 7.2 51单片机串行口的功能与结构 7.2.1 串行口的功能 51单片机具有一个全双工的串行异步通信接口，可 以同时发送和接收数据。 有四种工作方式：方式0、方式1、方式2和方式3。 方式0为同步移位寄存器方式，一般用于外接移位 寄存器芯片扩展I/O接口。 方式1为8位的异步通信方式，通常用于双机通信。 方式2和方式3为9位的异步通信方式，通常用于多 机通信 2017/7/9101 第7章 51单片机串行接口 7.2.2 串行口的结构 2017/7/9111 串行口数据寄存器 (SBUF)，串行口控制寄存器SCON、电源控制寄存器 PCON以及定时/计数器和中断系统中的特殊功能寄存器组成。 第7章 51单片机串行接口 7.2.3 串行口控制寄存器SCON 2017/7/9121 SM0、SM1：串行口工作方式选择位 SCOND7D6D5D4D3D2D1D0 98HSM0SM1SM2RENTB8RB8TIRI SM0SM1方式功能波特率 00方式0移位寄存器方式fosc/12 01方式18位异步通信方式可变 10方式29位异步通信方式fosc/32或fosc/64 11方式39位异步通信方式可变 SM2：多机通信控制位。REN：接收允许控制位。 TB8：发送数据的第9位。RB8：接收数据的第9位。 TI：发送中断标志位。RI：接收中断标志位。 第7章 51单片机串行接口 7.2.4 电源控制寄存器PCON 2017/7/9131 PCOND7D6D5D4D3D2D1D0 87HSMODXXXGF1GF0PDIDL SMOD：波特率加倍位。当SMOD位为1，则串行口方式1、方 式2、方式3的波特率加倍。 GF1、GF0：通用标志位。由软件置位或复位 PD：掉电方式位。当PD=1时，进入掉电方式。 IDL：待机方式位。当IDL=1时，进入待机方式。 第7章 51单片机串行接口 7.3 串行口的工作方式 7.3.1 方式0-移位寄存器方式 方式0通常用来外接移位寄存器，用作扩展I/O口。 u RXD：串行数据 TXD：同步时钟。 u 数据格式：低位在前，高位在后，长度8位，在SBUF 中。 u 波特率：fosc /12。 （1）发送 n条件：TI=0 n操作：MOV SBUF，A n 结果：发送完毕，TI置“1”。 第7章 51单片机串行接口 u 条件：RI=0 u 操作：REN（SCON.4）置“1” u 结果：8位数据接收数据缓冲器SBUF中，同时，RI置 “1” ，向CPU申请中断。 u 用户处理：MOV A,SBUF （2）接收 第7章 51单片机串行接口 7.3.2 方式1- 8位异步通信方式 u TXD：发送数据端 RXD：接收数据端。 u 数据格式： 1位起始位（0），SBUF中8位数据位（低 位在前）和1位停止位（1）。 u波特率： 2SMOD（T1的溢出率）/32 （1）发送 u 条件：TI=0 u 操作：MOV SBUF，A u 结果：发送完毕，TI置“1”。 第7章 51单片机串行接口 u 条件：RI=0，REN（SCON.4）置“1”。 u 结果：8位数据接收数据缓冲器SBUF中，同时， RI置“1” ，向CPU申请中断。 u 用户处理：MOV A,SBUF （2）接收 第7章 51单片机串行接口 7.3.3 方式2和方式3 u TXD：发送数据端 RXD：接收数据端 u 数据格式： 1位起始位（0），SBUF中8位数据位（低 位在前）第9位TB8和1位停止位（1） u波特率： 2SMOD（T1的溢出率）/32 （1）发送 u 条件：TI=0 u 操作：先准备第9位TB8 ，执行MOV SBUF，A u 结果：发送完毕，TI置“1”。 第7章 51单片机串行接口 u 条件：RI=0，REN（SCON.4）置“1”。 u 结果： SM2=0，接收的前8位数据送SBUF，第9位送RB8，RI 置“1” ，向CPU申请中断。 SM2=1，若接收的第9位为1，则前8位数据送SBUF， 第9位送RB8，RI置“1” ，向CPU申请中断。 u 用户处理：MOV A,SBUF （2）接收 第7章 51单片机串行接口 7.4 串行口的应用 7.4.1 利用方式0扩展并行I/O接口 【例7-1】用8051单片机的串行口外接串入并出的芯片74HC164扩展并 行输出口控制一组发光二极管，使发光二极管从右至左延时轮流显 示。 74HC164是一块8位的串入并出的芯片，共14个引脚， 除了电源和地信号外， A、B：串行数据输入端； CLK：串行时钟信号输入端； Q0Q7：8位数据并行输出端； ：清零端，输入低电平时74HC164输出端清0； 在CLK=0、 =1时，74HC164保持原来数据。 2017/7/9201 第7章 51单片机串行接口 2017/7/9211 第7章 51单片机串行接口 设串行口采用查询方式，显示的延时依靠调用延时子程序来实现 2017/7/9221 汇编语言程序： ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0100H MAIN:MOV SCON,#00H;串口初始化方式0 MOV A,#0FEH START:MOV SBUF,A;51单片机串口发送 LOOP:JNB TI,LOOP;等待发送 ACALL DELAY;延时 CLR TI RL A;循环移位改变显示内容 SJMP START DELAY:MOV R7,#80H;延时子程序 LOOP2:MOV R6,#0FFH LOOP1:DJNZ R6,LOOP1 DJNZ R7,LOOP2 RET END 第7章 51单片机串行接口 2017/7/9231 #include /包含特殊功能寄存器库 #include /包含内部函数 void main() unsigned char i; unsigned int j; SCON=0x00;/串口初始化方式0 i=0xFE; for (; ;) SBUF=i;/51单片机串口发送 while (!TI) ;/等待发送 TI=0; for (j=0;j /包含特殊功能寄存器库 #include / 包含内部函数库 sbit P1_0=P10; void main() unsigned char i; while(1) P1_0=0; _nop_(); _nop_(); _nop_(); /74HC165并入 P1_0=1; _nop_(); _nop_(); _nop_(); /74HC165串出 SCON=0x10;/串口初始化方式0，允许接收 while (!RI) ;/接收 RI=0; i=SBUF; P0=i;/送P0口显示 第7章 51单片机串行接口 7.4.2 利用方式1实现点对点的双机通信 【例7-3】用汇编语言编程通过串行实现将甲机的片内RAM中30H3FH 单元的内容传送到乙机的片内RAM的40H4FH单元中。 2017/7/9281 甲、乙两机都选择方式1即8位异步通信方式，最高位 用作奇偶校验，波特率为1200bps，甲机发送，乙机接收 ，因此甲机的串口控制字为40H，乙机的串口控制字为 50H。 第7章 51单片机串行接口 由于选择的是方式1，波特率由定时/计数器T1的 溢出率和电源控制寄存器PCON中的SMOD位决定 ，则需对定时/计数器T1初始化。 设SMOD=0，甲、乙两机的振荡频率为12MHz，由 于波特率为1200bps。定时/计数器T1选择为方式2 ，则初值如下。 初值=256 - fosc2SMOD /(12波特率32) =256-12000000/(12120032)230=E6H 根据要求，定时/计数器T1的方式控制字为20H。 2017/7/9291 第7章 51单片机串行接口 甲机的发送程序： 乙机的接收程序： 2017/7/9301 TSTART:MOV TMOD,#20H MOV TL1,#0E6H MOV TH1,#0E6H MOV PCON,#00H MOV SCON,#40H MOV R0,#30H MOV R7,#10H SETB TR1 LOOP:MOV A,R0 MOV C,P MOV ACC.7,C MOV SBUF,A WAIT:JNB TI,WAIT CLR TI INC R0 DJNZ R7,LOOP RET RSTART:MOV TMOD,#20