串行通信接口SCI模块.ppt

6.5 SCI串行通信接口模块,一、概述 二、串行通信原理 三、 SCI模块结构 四、 SCI模块操作控制 五、波特率设置 六、多处理器通信 五、 SCI模块应用实例,一、概述,两种通信方式：串行通信和并行通信。 .并行通信 优点：速度快、控制简单。 缺点：传输线多，远距离传输时需考虑可靠性和成本。 适用于近距离、高速数据传输。 .串行通信 优点：传输距离远、通信成本低。 缺点：速度低、控制复杂。,一、概述,DSP控制器SCI接口为通用异步接收/发送（UART）接口。 接收器和发送器双缓冲（有各自的使能和中断位） 可以工作于半双工或全双工 有四种错误检测 波特率可编程,二、串行通信工作原理,1. 点-点通信 主从机连接方法如图示。 在时钟节拍下逐位传送数据。 同步串行通信（SPI）：主从机时钟相同。 异步串行通信（SCI）：主从机时钟独立，波特率相同。 缺点：主从机时钟相位和周期不一致时，会影响通信正确性。,二、串行通信工作原理,2. UART通信协议 （1）数据传输格式 数据帧格式 NRZ（Non-return-to-zero）格式，每个数据（字符）均以相同的帧格式传送。 起始位（Start）：占用1位，为低表示数据的开始。 数据位（Data）：1-8位，由低位（LSB）开始传输。 奇/偶校验位（Parity）：1位，用于纠错 停止位（Stop）：1-2位，高电平,表示数据帧的结束。,二、串行通信工作原理, 异步通信格式 内部SCICLK时钟， 一个数据位需要8个SCICLK时钟周期。 第4个SCICLK周期开始连续3个周期采样，采用多数表决机制确定数据位状态。可靠性高于普通单片机。 电气和物理接口标准 RS232、RS422/RS485,二、串行通信工作原理,3. 多机通信 在一条数据上同时将数据块传送到多个处理器。但是在任一时刻，一条数据线上只能有一个发送者，即一个讲话者，简称讲者。 两种通信模式：空闲线多处理器模式和地址位多处理模式。 （1）空闲线模式 帧间空闲位10位； 帧内空闲位10位,二、串行通信工作原理,（2）地址位模式 在数据帧中增加一位地址/数据位。 1-地址 0-数据 地址位适用于短信息传送； 空闲线适用于长信息传送。,(3) 地址字节的区分 空闲线模式：地址字节之前预留10位以上的空闲时间。 地址位模式：每个数据帧附加一个的地址位来识别地址和数据：1-地址字节，0-数据字节。 （4）休眠位SLEEP 通信过程中所有的听者（接收器）均将休眠位SLEEP（SCICTL1.2）置1。当某听者的地址与讲者（发送器）发送的地址一致时，必须在用户程序中清除SLEEP位来确保接收到其后的数据字节。 注意：当SLEEP为1时，接收器仍能工作，但是不置位RXRDY RX INT或者任何错误标志位。,三、SCI模块结构,1. SCI模块特性 .两个I/O引脚。 SCIRXD：接收串行数据； SCITXD：发送串行数据。 不使用SCI模块时，可作通用I/O引脚。 .一个16位的波特率选择寄存器 通过编程可以选择64K种不同的波特率。 .1-8位可编程的数据长度。 .1位或2位可编程的停止位。,1. SCI模块特性,. 4个错误检测标志位：奇偶错、溢出错、帧出错或者间断检测。 .空闲线和位寻址两种唤醒多处理器模式。 .半双工或者全双工的操作模式。 .可以使用中断或者查询方式对发送和接收进行操作。 .发送和接收的中断可以独立使能，几种错误条件也可以独立产生错误中断。 .不归零（NRZ）的数据格式,2. SCI模块的主要部件,在全双工模式下SCI模块主要包括以下部件 .一个发送器TX及其相关的寄存器SCITXBUF和TXSHF。 .一个接收器RX及其相关的寄存器RXSHF和SCIRXBUF。 .一个可编程的波特率发生器SCIHBAUD和SCILBAUD。 .数据存储器映射的控制和状态寄存器。 其中发送器TX和接收器RX可以工作于半双工或者全双工方式。,(1)SCI通信控制寄存器SCICCR地址7050h,(2)SCI控制寄存器1 SCICTL1,包含接收器和发送器使能位，TXWAKE和SLEEP功能，以及软件复位等信息,(3)SCI控制寄存器2（SCICTL2）,控制接收/间断检测中断和发送中断使能，发送准备好标志与发送器空标志等,(4)SCI优先级控制寄存器SCIPRI,规定SCI发送和接收中断的优先级以及SCI模块在仿真挂起时的操作.,四、 SCI操作控制,包括发送、接收、错误和中断处理等方面。 1. SCI发送操作 使TXENA=1，允许发送器发送数据。 CPU将数据写入SCITXBUF，则发送器不再为空（TXEMPTY为0）。同时TXRDY=0，表示SCITXBUF满。,四、 SCI操作控制,1. SCI发送操作 SCI将数据从SCITXBUF加载到TXSHF，则TXRDY变成高电平，并可以产生发送中断请求。 TXSHF中的数据逐一由外部引脚SCITXD上发送出去。,四、 SCI操作控制,1. SCI发送操作 TXRDY变高（时刻3）之后，CPU再将下一帧数据写入SCITXBUF。 当第一帧数据发送完毕后，第二帧数据从SCITXBUF传送到TXSHF，开始发送第二帧数据。,四、 SCI操作控制,1. SCI发送操作 当TXENA=0（时刻6），可以禁止发送器；但是发送过程并不马上停止，而是继续将当前数据帧（第二帧数据）发送完毕后再停止。,四、 SCI操作控制,2. SCI接收操作 令RXENA=1，允许接收器接收数据。 接收器检测到起始位（连续4个以上SCICLK内检测到低电平）之后，随后将数据位、地址位、奇偶校验位及停止位依次移入接收移位寄存器RXSHF。,四、 SCI操作控制,2. SCI接收操作 当一个数据帧接收完毕后，接收器将数据由TXSHF传送到SCIRXBUF，并置位RXRDY标志位，同时产生中断请求。 用户软件程序读取SCIRXBUF内的数据后，RXRDY标志自动消除。,四、 SCI操作控制,2. SCI接收操作 接收器继续接收下一帧数据，检测起始位，重复上述操作。 若第二帧数据尚未接收完毕（时刻6），RXENA=0，则将这一帧数据全部接收完毕后再停止，但RXSHF中的数据并不传送到SCIRXBUF中。,四、 SCI操作控制,3. SCI错误处理操作 四种错误：间断错误、奇偶性错误、溢出错误和帧错误 数据帧错误（Framing error）：若超过一段时间后仍收不到期待的停止位。 发生数据帧错误时，FE（SCIRXST.4）置位。 奇/偶校验错误（Parity error）：检测接收到的数据中1的个数是否正确，用于有限差错检测。 发生奇偶校验错误时，PE（SCIRXST.2）置位。,四、 SCI操作控制,3. SCI错误处理操作 溢出错误（Overrun error）:若SCIRXBUF中的数据未来得及读取，又被新接收到的数据覆盖，则会发生溢出中断，置位OE标志。 间断检测错误：若SCIRXD数据线上超过一段时间（连续低电平10位以上）收不到串行数据。这时会发生间断检测错误，置位BRKDT标志。 发生以上错误时，相应的错误标志置位，同时RX ERROR中断标志也置位。 在开始传输新的数据之前，必须通过将SW RESET清0或者系统复位来清除相应错误标志。,五、波特率设置,SCI波特率高8位选择寄存器SCIHBAUD SCI波特率低8位选择寄存器SCILBAUD 16位波特率的值用BRR表示。 当1BRR65535时， 波特率SYSCLK/(BRR+1)*8 当BRR0时， 波特率 SYSCLK/16,六、 SCI模块应用实例,下面以串行通信接口SCI模块和PC机通过RS232串口进行异步通信交换数据为例，说明SCI模块串行通信过程。其中PC机称为上位机，DSP综合实验系统为下位机。要求下位机以中断方式接收PC机发送的命令。 关键寄存器设置： SPLK #0007H,SCICCR;空闲模式,8位数据;1位停止位,