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01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PCONPCON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。 MOVR2，08H；显示8个数码管 MOVR0，DIS7；显示缓冲区未地址送入R0DL0：MOVA，R0；取要显示数作查表偏移量 MOVDPTR，TAB；指向字形表首 MOVCA，ADPTR；查表得字形码 MOVSBUF，A；发送显示DL1：JNB TI，DL1；等待发送完一帧 CLRTI；清中断标志，准备继续发送 DECR0；更新显示单元 DJNZR2，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。 ORG0050HMAINMOVSCON，#10H；设置串行口为方式0 SETBP1.1；启动74LS165的并行输入开关量CLRP1.1；启动74LS165的串行输出LOOP：JNBRI，LOOP；等待接收完吗？CLRRI；清除接收中断标志位MOVA，SBUF；读入键盘号MOVR2，AJNBACC.0，TZH1；判断如果为1号键 JNBACC.1，TZH2；判断如果为2号键 JNBACC.2，TZH3；判断如果为3号键 JNBACC.3，TZH4；判断如果为4号键 JNBACC.4，TZH5；判断如果为5号键 JNBACC.5，TZH6；判断如果为6号键 JNBACC.6，TZH7 ；判断如果为7号键 JNBACC.7，TZH8；判断如果为8号键 AJMPMAIN；没键按下，转起始TZH1：LCALLCHX1；调子程序AJMPMAINTZH8：LCALLCHX8 AJMPMAINCHX1：；1号子程序CHX2：；2号子程序CHX8：；8号子程序END7.3.3 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： MOVTMOD，#20H；设置定时器1为方式2 MOVTL1，0E8H ；设预置值 MOVTH1，0E8H MOVSCON，0C0H；设置串行口为方式3 MOVPCON，00H ；SMOD0 SETBTRI ；启动定时器1 MOVR0，#50H；设数据块指针 MOVR7，10H；设数据长度10HTRS：MOVA，R0 ；取数据送至A MOVC，P MOVTB8，C；奇偶位P送至TB8 MOVSBUF，A；启动发送WAIT：JNBTI，$ ；判1帧是否发送完 CLRTI INCR0；更新数据单元 DJNZR7，TRS ；循环发送至结束 接收子程序编程如下： MOVTMOD，20H；设置定时器1为方式2 MOVTL1，0E8H；设预置值 MOVTH1，0E8H MOVSCON，0C0H；设置串行口为方式3 MOVPCON3，00H；SMOD0 SETBTR1；启动定时器1 MOVDPTR，3000H；设置数据块指针 MOVR7，10H；设数据块长度 SETBREN；允许接收WAIT：JNBRI，$；判1帧是否接收完 CLRRI MOVA，SBUF；读入1帧数据 JNBPSW.0，PZ；奇偶位P为0则跳转 JNBRB8，ERR；Pl，RB80则出错 SJMPYES；二者全为1则正确PZ： JBRB8，ERR ；P0，RB8l则出错YES： MOVX DPTR，A ；正确，存放数据 INC DPTR；修改地址指针 DJNZ R7，WAIT ；判断数据块接收完否 CLR PSW.5；接收正确且接收完清F0标志 RET；返回ERR： SETB PSW.5；出错则置F0标志为“l” RET；返回 7.3.4 多机通信 多机通信的实现，主要靠主、从机之间正确地设置与判断多机通信控制位SM2和发送或接收的第9数据位（D8）。以下简述如何实现多机通信。 多机之间的通信过程可归纳如下：（1）主、从机均初始化为方式2或方式3，置SM21，允许中断。（2）主机置TB81，发送要寻址的从机地址。（3）所有从机均接收主机发送的地址，并进行地址比较。（4）被寻址的从机确认地址后，置本机SM20，向主机返回地址，供主机核对。（5）核对无误后，主机向被寻址的从机发送命令，通知从机接收或发送数据。（ TB80）（6）通信只能在主、从机之间进行，两个从机之间的通信需通过主机作中介。（7）本次通信结束后，主、从机重置SM21，主机可再对其他从机寻址。例：主机向02号从机发送50H5FH中的数据；02号从机将接收到的数据放到内RAM30H 3FH单元中。主机程序： ORG 0030HMAIN：MOV SCON，98HM1： MOV SBUF，02HL1： JNB TI，$ CLR TI JNB RI，$ MOV A,SUBF XRL A,#02H JZ RHT AJMP M1RHT ：CLR TB8 MOV R0，50HM1： MOV R7，10HL3： MOV A，R0 MOV SBUF，A JNB TI，$ CLR TI INC R0 DJNZ R7,L3 AJMP MAIN END从机程序： ORG 0030HMAIN： MOV R0，30H MOV R6，10HSI：
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