大学单片机原理与应用-胡辉-PPT文稿资料课件PPT
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第7章 单片机的串行通信,通 信 方 式,7.1 串行通信的概念,7.1.1 异步通信与同步通信,并行通信方式空间上区分各位数据 及联络控制信号。占 用传输线多，速度快。,串行通信方式时间上区分各位数据 及联络控制信号。占 用传输线少，速度慢。,一、串行通信方式,-信息传输在一个方向上只占用一跟通信线，它既作为数据线，又作为联络线。,信息格式上分,异步通信方式按字符传输,同步通信方式按数据块传输,1.异步通信方式,0,1,停止位,起始位,低位,高位,7或8位数据位,奇偶校验,停止位,第N个字符,第N-1个字符,2同步通信SYNC（Synchronous Data Communication）,在同步通信中，数据或字符开始处是用一同步字符来指示（一般约定为12个字符），以实现发送端和接收端同步，一旦检测到约定同步字符，下面就连续按顺序接收数据。,7.1.2 串行通信的波特率,波特率（band rate）是异步通信中数据传送速率的单位，其意义是每秒传送多少位二进制数。 例如：数据传送的速率为120个字符每秒，每个字符由1个起始位、8个数据位和1个停止位组成，则其传送波特率为： 10b120s1200bs1200波特,7.1.3 串行通信的方式,按照数据传送方向，串行通信可分为半双工（half duplex）制式和全双工（full duplex）制式。 1半双工制式 在半双工制式下，甲机和乙机之间只有一个通信回路，接收和发送不能同时进行，只能分时发送和接收。,2全双工制式 在全双工制式下，甲、乙两机之间数据的发送和接收可以同时进行，称为全双工传送。不管哪种形式的串行通信，在两机之间均应有共地线。,7.2 单片机串行的通信原理及工作方式,7.2.1 单片机串行口的结构 主要由两个数据缓冲寄存器SBUF和一个输入移位寄存器，以及一个串行控制寄存器SCON等组成。,7.2.2 单片机串行口的控制,1串行口控制寄存器SCON,（1）SM0、SM1：串行口工作方式选择位。,（2）SM2：在方式2和方式3中主要用于多机通信控制。 （3）REN：串行接收允许位。由软件置位或清除。软件置1时，串行口允许接收，清零后禁止接收。 （4）TB8：发送数据的第9位。双机通信时它可作奇偶校验位；在多机通信中可作为区别地址帧或数据帧的标识位。 （5）RB8：在方式2和方式3中是接收的第9位数据。 （6）TI：发送中断标志位。 （7）RI：接收中断标志位。,2专用寄存器PCON,PCON的各位的定义和功能如下： 当SMODl时，方式1、2、3的波特率加倍，否则不加倍。,7.2.3 单片机串行口的工作方式,1方式0 串行接口工作方式0为同步移位寄存器方式，多用于I/O口的扩展，其波特率是固定的，为fosc/12。TXD引脚输出同步移位脉冲，RXD引脚串行输入/输出。 2方式1 在方式l时，串行口被设置为波特率可变的8位异步通信接口。发送/接收1帧数据为10位，其中1位起始位、8位数据位（先低位后高位）和1位停止位。,3方式2 串行口工作为方式2时，被定义为9位异步通信接口。发送/接收1帧数据为11位，其中1位起始位、8位数据位、1位控制/校验位和1位停止位。控制/校验位为第9位数据。 4方式3 方式3为波特率可变的11位异步通信方式，除了波特率有所区别之外，其余同方式2。,5串行通信的波特率,（1）方式0的波特率 在方式0下，串行口通信的波特率是固定的，其值为fosc/12（fosc为主机频率）。 （2）方式2的波特率 在方式2下，通信波特率为fosc/32或fosc/64，根据特殊功能寄存器PCON中SMOD位的状态来决定串行口在那个波特率下工作。选择公式为：,（3）方式1或方式3的波特率,在这两种方式下，串行口波特率是由定时器的溢出率决定的，因而波特率是可变的。波特率的公式为：,式中：K为定时器T1的位数。,7.3 单片机串行口的应用,7.3.1 串行口扩展显示器 【例7-1】用8位串入并出移位寄存器74HC164扩展显示器。功能：把数据从显示缓冲区送到数码管。,入口：将要显示的数放在以DIS0为首的8个单元中。 出口：把预置的数输出以更新原有的显示。,MOV R2，08H ；显示8个数码管 MOV R0，DIS7 ；显示缓冲区未地址送入R0 DL0：MOV A，R0 ；取要显示数作查表偏移量 MOV DPTR，TAB ；指向字形表首 MOVC A，ADPTR；查表得字形码 MOV SBUF，A ；发送显示 DL1：JNB TI，DL1 ；等待发送完一帧 CLR TI ；清中断标志，准备继续发送 DEC R0 ；更新显示单元 DJNZ R2，DL0 ；重复显示所有数码管 TAB：DB 0C0H，0F9H，0A4H，0B0H，99H；0，1，2，3，4， DB 92H，82H，0F8H，80H，90H；5，6，7，8，9， DB 88H，83H，0C6H，0A1H，86H；A，B，C，D，E， DB 8EH，0BFH，8CH，0FFH；F，P，暗,7.3.2 串行口扩展的键盘,在方式0下，串行口作同步移位寄存器用，以8位数据为一帧，先发送或接收最低位，每个机器周期发送或接收一位，故其波特率是固定的，为fosc12。串行数据由RXD（P3.0）端输入或输出。,ORG 0050H MAIN MOV SCON，#10H；设置串行口为方式0 SETB P1.1 ；启动74LS165的并行输入开关量 CLR P1.1 ；启动74LS165的串行输出 LOOP：JNB RI，LOOP ；等待接收完吗？ CLR RI ；清除接收中断标志位 MOV A，SBUF ；读入键盘号 MOV R2，A JNB ACC.0，TZH1 ；判断如果为1号键 JNB ACC.1，TZH2 ；判断如果为2号键 JNB ACC.2，TZH3 ；判断如果为3号键 JNB ACC.3，TZH4 ；判断如果为4号键 JNB ACC.4，TZH5 ；判断如果为5号键 JNB ACC.5，TZH6 ；判断如果为6号键 JNB ACC.6，TZH7 ；判断如果为7号键 JNB ACC.7，TZH8 ；判断如果为8号键,AJMP MAIN ；没键按下，转起始 TZH1：LCALL CHX1 ；调子程序 AJMP MAIN TZH8：LCALL CHX8 AJMP MAIN CHX1： ；1号子程序 CHX2： ；2号子程序 CHX8： ；8号子程序 END,7.3.3 双机通信,编程使乙机从甲机接收16个字节数据块，并存入片外3000H300FH单元。接收过程中要求判奇偶校验标志RB8。若出错则置F0标志为1，若正确则置F0标志为0，然后返回。,【例7-3】编程把甲机片内RAM50H5FH单元中的数据块从串行口输出。定义在方式3下发送，TB8作奇偶校验位。采用定时器1方式2作波特率发生器，波特率为1200波特，fosc110592MHz，预置值TH10E8H。,发送子程序如下：,MOV TMOD，#20H ；设置定时器1为方式2 MOV TL1，0E8H ；设预置值 MOV TH1，0E8H MOV SCON，0C0H ；设置串行口为方式3 MOV PCON，00H ；SMOD0 SETB TRI ；启动定时器1 MOV R0，#50H ；设数据块指针 MOV R7，10H ；设数据长度10H TRS：MOV A，R0 ；取数据送至A MOV C，P MOV TB8，C ；奇偶位P送至TB8 MOV SBUF，A ；启动发送 WAIT：JNB TI，$ ；判1帧是否发送完 CLR TI INC R0 ；更新数据单元 DJNZ R7，TRS ；循环发送至结束,接收子程序编程如下：,MOV TMOD，20H ；设置定时器1为方式2 MOV TL1，0E8H ；设预置值 MOV TH1，0E8H MOV SCON，0C0H ；设置串行口为方式3 MOV PCON3，00H ；SMOD0 SETB TR1 ；启动定时器1 MOV DPTR，3000H ；设置数据块指针 MOV R7，10H ；设数据块长度 SETB REN ；允许接收 WAIT：JNB RI，$ ；判1帧是否接收完 CLR RI,MOV A，SBUF ；读入1帧数据 JNB PSW.0，PZ ；奇偶位P为0则跳转 JNB RB8，ERR ；Pl，RB80则出错 SJMP YES ；二者全为1则正确 PZ： JB RB8，ERR ；P0，RB8l则出错 YES： MOVX DPTR，A ；正确，存放数据 INC DPTR ；修改地址指针 DJNZ R7，WAIT ；判断数据块接收完否 CLR PSW.5 ；接收正确且接收完清F0标志 RET ；返回 ERR： SETB PSW.5 ；出错则置F0标志为“l” RET ；返回,7.3.4 多机通信,多机通信的实现，主要靠主、从机之间正确地设置与判断多机通信控制位SM2和发送或接收的第9数据位（D8）。以下简述如何实现多机通信。,多机之间的通信过程可归纳如下：,（1）主、从机均初始化为方式2或方式3，置SM21，允许中断。 （2）主机置TB81，发送要寻址的从机地址。 （3）所有从机均接收主机发送的地址，并进行地址比较。 （4）被寻址的从机确认地址后，置本机SM20，向主机返回地址，供主机核对。 （5）核对无误后，主机向被寻址的从机发送命令，通知从机接收或发送数据。（ TB80） （6）通信只能在主、从机之间进行，两个从机之间的通信需通过主机作中介。 （7）本次通信结束后，主、从机重置SM21，主机可再对其他从机寻址。,例：主机向02号从机发送50H5FH中的数据；02号从机将接收到的数据放到内RAM30H 3FH单元中。,主机程序： ORG 0030H MAIN：MOV SCON，98H M1： MOV SBUF，02H L1： JNB TI，$ CLR TI JNB RI，$ MOV A,SUBF XRL A,#02H JZ RHT AJMP M1,RHT ：CLR TB8 MOV R0，50H M1： MOV R7，10H L3： MOV A，R0 MOV SBUF，A JNB TI，$ CLR TI INC R0 DJNZ R7,L3 AJMP MAIN END,从机程序： ORG 0030H MAIN： MOV R0，30H MOV R6，10
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