MCS51串行通信.ppt

1,10 mcs-51的串行通信,通信的概念 mcs-51的串行通信控制器 通信及其应用,2,基本概念,通信方式 串行与并行 单工、半双工、全双工 波特率 异步通信的字符编码 同步与异步,3,串行与并行,并行通信：字符各位同时传输 串行通信：同一字符的各位依次传输 字符与字符之间总是串行传输 优缺点比较 同等技术条件下的速度 成本（硬件成本、传输协议的兼容性）,4,单工通信,单工（simplex) 特点：仅能进行一个方向的数据传送,5,半双工通信,半双工（half duplex） 特点：数据可以在两个方向上进行传送，但是这种传送绝不能同时进行。 【双向，但不同时】,6,全双工通信,全双工（full duplex） 特点：能够在两个方向同时进行数据传送。,7,通信速率,比特率每秒传输的二进制位数，单位为bps（bit per second ）。 波特率每秒传输的离散状态数（也称离散状态）。 在一个信道上，如果只有高、低电平两种离散状态（分别代表“1”和“0”），则波特率与比特率刚好一致。 如果在某个信道中可以传输多种不同的离散状态，则每个状态可以携带两位或两位以上的二进制数，此时，波特率就不等于比特率。 波特率有标准值,8,异步(asynchronous)通信字符编码,以字符为单位传输 帧的组成： “起止同步式” 效率、时钟的准确性要求,9,例10-1,某异步通信的波特率为4800，8个数据位，无校验位，一个停止位。试估算每个字符传输所需要的时间。 解：起始位1位，8位数据位，无校验位，一个停止位，则一个字符的编码为1+8+0+1=10位。波特率为4800，即4800位/秒，传输10位所需要的时间是10/48000.002083秒，即2.083毫秒。,10,同步方式（synchronous）,实现原理：数据线、时钟线 具体实现：增加导线、增加信道、锁相环提取同步时钟、数据与时钟编码（曼切斯特） 面向位的传输（相对于字符） 效率高，成本高,同步字符（syn1),同步字符（syn2),数据（data),11,异步串行通信的常用物理标准,异步串行通信控制器仍然是ttl兼容电平 逻辑“1”和逻辑“0”的电压区分度只有23v，这不适于稍长距离的传输 rs-232电平标准(eia rs-232-c) 信号线为负逻辑。即：逻 辑“1”（-3 -15v）；逻辑“0”（+3+15v） 波特率9600时，可靠的通信距离15m左右,12,9针接口线的信号说明（db9）,13,串行通信控制器,intel 8250 16c50 16c550 16c552 16c554 intel 8251 z80-pio mcs-51片上串行通信接口 txd rxd 引脚 sbuf scon pcon寄存器 t1(or t2)波特率发生器,14,mcs-51串行口工作方式,方式0串行移位/ 方式18位异步串行通信（波特率可变） 方式29位异步串行通信（波特率固定） 方式39位异步串行通信（波特率可变） 串行口控制字寄存器 scon（98h），可位寻址。,sm0,sm1,sm2,ren,tb8,rb8,ti,ri,15,sm2多机通信控制位，一般可简单地置0。 ren允许接收控制位。renl/0时，允许/禁止接收数据。 tb8是9位数据通信（方式2，3）发送时的第9位数据，是尾随sbuf中的8位数据。tb8作字符发送时的奇偶校验位，也可作多机通信的地址指示位。 rb8是9位数据通信（方式2，3）时接收到的第9位数据。 ti是发送缓冲器空标志位，也可作中断标志。 ti必须由软件清0。 ri是接收就绪标志位，也可作中断标志。 ri必须由软件清0。,sm0,sm1,sm2,ren,tb8,rb8,ti,ri,16,pcon（87h），没有位寻址功能。 当单片机复位时，smod位被清零。,pcon主要用于控制cmos型mcs51芯片的低功耗操作。 其中与串行口有关的只有第7位smod。 该位控制串行口方式l、2、3时的波特率。,17,方式0移位寄存器输入输出方式,串行同步方式，多作移位寄存器扩展之用。 rxd作串行数据线i/o（输入或输出）。 txd作串行时钟（输出）。 8位数据输入或输出的顺序是低位在前，高位在后。下图为方式0的时序图。,18,静态数码显示技术,19,74ls164,20,m_data segment data rseg m_data dispbuf: ds 4 disp segment code rseg disp display: mov scon，#00h ；串行方式0 clr p3.7 setb p3.7 mov b，#4 ；数据位数 mov r0，#dispbuf ；取显示缓冲区首址 l: mov a，r0 ；取数 add a，#(table-x) ；加一个偏移量 movc a，a+pc ；查表 x: mov sbuf,a ；标号用于地址计算 jnb ti, $ ；等待送数结束 clr ti ；清除发送就绪标志 inc r0 ；调整数据指针 djnz b ， l1 ；循环显示4个数据 ret table: db 12h，0f6h，4ah，0c2h，0a6h，83h，03h，0f2h db 02h，82h，22h，07h，1bh，16h，0bh，2bh,21,方式18位异步串行通信方式,传送8位数据位 按异步编码格式，自动插入起始位、停止位 txd为发送引脚 rxd为接收引脚 cpu写sbuf激活一个字符的发送过程 发送完成后硬件置ti为1，需软件将ti清0 异步接收需设置ren=1。接收到的字符保存在sbuf ，并置ri=1。ri需软件清0。,22,异步串行通信的编程参考图,fosc,/12,t1 or t2,pcon.7,0,1,/2,波特率,sbuf,bus,txd,sbuf,rxd,bus,ti,ri,并/串,串/并,23,例10-4 t1作为波特率发送器,取常用波特率9600，cpu时钟为11.0592mhz，试初始化t1。 一般cpu时钟接近于其工作上限，同时兼顾标准的波特率值。允许差最大为78%， 常用11.0592mhz的时钟频率，12分频以后为0.9216mhz = 921600hz； 波特率为9600时，波特率时钟为960016=153600hz； 如果选smod=0，则中间多出一个2分频，所以t1的输出时钟频率需要达到波特率时钟的2倍，即1536002 = 307200hz。t1的分频数为 921600hz307200hz = 3； 如果选smod=1，t1的输出时钟频率就是波特率时钟，即153600hz。t1的分频数为 921600hz153600hz = 6,24,两种初始化方法,；smod=0的初始化语句 mov a，tmod anl a，#0fh orl a，#20h mov tmod，a mov th1，#(-3) mov tl1，#(-3) mov a，pcon anl a，#7fh mov pcon，a setb tr1,；smod=1的初始化语句 mov a，tmod anl a，# 0fh orl a，#20h mov tmod，a mov th1，#(-6) mov tl1，#(-6) mov a，pcon orl a，#80h mov pcon，a setb tr1,25,查询方式数据通信举例,串行通信的初始化 查询方式的发送 查询方式的接收,26,初始化子程序,public init_sport public _send_char public get_char sio_group segment code rseg sio_group ；串行口初始化子程序，无参数，无返回值 init_sport：mov scon，# 50h ；串行口通信方式1 mov a，tmod anl a，#0fh orl a，#20h mov tmod，a mov th1，#（-3） mov tl1，#（-3） mov a，pcon anl a，#7fh mov pcon，a setb tr1 ret,27,发送数据,；发送子程序，参数在r7中，为待发字符，无返回值 _send_char： mov a，r7 mov sbuf，a jnb ti，$ ；等待直到ti=1 clr ti ；清除ti ret,28,接收数据,；接收子程序，无参数，有返回值在r7 get_char： jnb ri，$ clr ri mov a，sbuf mov r7,a ret end,29,简单应用主程序（首部）,extrn code(init_sport，_send_char，get_char) ?stack segment idata rseg ?stack ；相对的段 ds 1 ；保留一个字节占位 cseg at 0000h ljmp start m_job segment code rseg m_job start: mov sp，#?stack-1；设置堆栈 call init_sport ；初始化串行口 ；在间接寻址段定义堆栈，该说明必须放在主模块,30,续,mov b,#19 ；字符串长度 mov dptr,#message；字符串首地址 print: clr a ；偏移量恒定，修改dptr取数，变通用法 movc a，a+dptr ；查表指令读字符串 mov r7,a ；传递参数 call _send_char ；调用发送子程序 inc dptr ；修改dptr djnz b，print ；字符串结束判断 always： ；无限循环 call get_char ；取读串行口数据，返回值在r7 inc r7 ；对收到的数变化一下 call _send_char ；再发送出去 sjmp always message: db “hello，mcs-51 world！” ；字符串定义 end,31,中断方式数据通信举例,初始化 中断服务程序的安排 现场保护与恢复 一些技巧,32,数据段定义,public init_sport public send_len public send_buf public recdata public xflag sio_buf segment data ；内部ram的数据段 rseg sio_buf ；说明为可移动段 send_len: ds 1 ；发送数据长度 send_addr: ds 1 ；发送地址 send_buf: ds 16 ；发送数据缓冲区 recdata: ds 1 ；接收1字节缓冲区 sio_flag segment bit ；定义一个位寻址段 rseg sio_flag ；说明为相对的段 xflag dbit 1 ；接收到新数据标志,33,中断向量及串口初始化代码,cseg at 4*8+3 ；串行通信的中断向量地址 ljmp sport_srv ；跳转到中断服务程序的实际入口 sio_group segment code ；与串口通信相关的代码段 rseg sio_group ；串行口初始化子程序，无参数，无返回值，中断方式通信 init_sport： mov scon，# 50h ；串行口通信方式1 mov tmod，#20h ；t1方式2，波特率发生器 mov th1，#(-3) ；11.0592mhz时可达9600bps mov tl1，#(-3) mov pcon，#00h setb tr1 ; 启动波特率定时器 setb es ；允许串行口中断 setb ea ；允许cpu中断 ret,34,串行通信中断服务程序 现场保护与恢复部分代码,using 1 sport_srv: push acc push psw setb rs0 ; 选bank 1 clr rs1 re_enter: jbc ti,send ；重入标号 jbc ri,receive exit: pop psw pop acc reti,35,发送与接收代码,send: