单片机原理及应用课件7.ppt

第7章串行接口与应用 7 1串行通信的基本知识7 2MCS 51单片机串行口的结构与工作方式7 3主从式多机通信 退出 7 1串行通信的基本知识 在MCS 51单片机内部 有一个通用异步接收 发送器 UART 这是一个全双工串行接口 能同时进行发送和接收数据 利用这个串行接口 可以实现单片机之间的单机通信 多机通信 以及与PC机之间的通信 7 1 1数据通信的基本概念1 数据通信2 通信方式有两种通信方式 一种是并行通信 一种是串行通信 7 1 2串行通信方式串行通信有三种方式 单工通信 半双工通信和全双工通信 7 1 3数据同步技术1 异步通信 7 2MCS 51单片机串行口的结构与工作方式 7 2 1串行口的结构MCS 51有一个可编程的全双工串行通信接口 可作为通用异步接收 发送器UART 也可作为同步移位寄存器 它的帧格式有8位 10位和11位 可以设置为固定波特率和可变波特率 给使用者带来很大的灵活性 7 2 2串行口控制寄存器SCON和电源控制寄存器PCON1 串行口控制寄存器SCON串行口控制寄存器SCON决定串行口通信工作方式 控制数据的接收和发送 并标示串行口的工作状态等 其位格式为 SM0 SM1 串行口工作方式控制位 两位对应四种工作方式 如表7 1所示 fosc是晶振频率 2 电源控制寄存器PCON电源控制寄存器PCON中只有一位SMOD与串行口工作有关 它的位格式为 SMOD 波特率倍增位 串行口工作在方式1 方式2 方式3时 若SMOD 1 则波特率提高一倍 若SMOD 0 则波特率不提高一倍 单片机复位时 SMOD 0 7 2 3波特率设计1 方式0的波特率工作方式0时 移位脉冲由机器周期的第6个状态周期S6给出 每个机器周期产生一个移位脉冲 发送或接收一位数据 因此 波特率是固定的 为振荡频率的1 12 不受PCON寄存器中SMOD的影响 用公式表示为 工作方式0的波特率 fosc 12 2 方式2的波特率工作方式2时 移位脉冲由振荡频率fosc的第二节拍P2时钟 即fosc 2 给出 所以 方式2波特率取决于PCON中的SMOD位的值 当SMOD 0时 波特率为fosc的1 64 当SMOD 1时 波特率为fosc的1 32 用公式表示为 工作方式2波特率 2SMOD 64 fosc 3 工作方式1和方式3的波特率 例8 1 8051单片机时钟振荡频率为11 0592MHZ 选用定时器T1 工作在方式2 作波特率发生器 波特率为4800bps 求定时器T1的初值X 解设波特率控制位SMOD 0 则 X 256 11 0592 106 0 1 384 4800 250 FAH所以 TH1 TL1 FAH系统晶振频率选用11 0592MHZ 是为了使初值为整数 从而产生精确的波特率 7 2 4串行口的四种工作方式串行口的四种工作方式中 串行通信只使用方式1 方式2 方式3 方式0主要用于扩展并行输入输出口 1 串行口工作方式0 7 3主从式多机通信 7 3 1主从式多机通信原理7 3 2多机通信协议7 3 3串行通信实例 例7 1 有两台8031单片机相距很近 直接将它们的串行口相连 1 机的TXD接2 机的RXD 2 机的TXD接1 机的RXD 二机的GND相连 二机的晶振频率均为11 0592MHZ 通信的波特率为4800bps 现将第一台8031单片机片内RAM40H 5FH单元内的数据 串行发送到第二台8031单片机片内RAM60H 7FH单元中 发送与接收的参考程序如下 1 单片机发送程序 ORG1000HTX MOVTMOD 02HMOVTH1 0FAHMOVTL1 0FAHMOVSCON 80H 设定工作方式2MOVPCON 00H 波特率为fosc 64SETBTR0 MOVR0 40H 设发送数据的地址指针MOVR2 20H 设发送数据长度LOOP MOVA R0 取发送数据送AMOVC PSW 0MOVTB8 C 奇偶位送TB8MOVSBUF A 启动发送WAIT JBCTI LL1 判发送中断标志SJMPWAIT LL1 INCR0DJNZR2 LOOPRET2 单片机接收程序 ORG1000HRX MOVTMOD 02HMOVTH1 0FAHMOVTL1 0FAHMOVSCON 90H 设定工作方式2 并允许接收 MOVPCON 00HSETBTR0MOVR0 60HMOVR2 20HLOOP JBCRI MM1 等待接收数据SJMPLOOPMM1 MOVA SBUF 读入一帧数据JBPSW 0 PP1 判接收端奇偶JBRB8 ERROR 判发送端奇偶SJMPRIGHT PP1 JNBRB8 ERROR 接收出错RIGHT MOV R0 A 接收正确INCR0DJNZR2 LOOPERROR SETBPSW 5 置出错标志RET 例7 2 甲乙两机进行串行通信 将甲机片外RAM中1000H单元开始的32个数据发送到乙机的片外RAM1000H开始的单元中 二机的晶振频率均为11 0592MHZ 通信的波特率为1200bps 设甲 乙机串行口均工作在方式1 根据发送和接收的波特率 设置定时器T1工作在方式2 当SMOD 0 则计数初值为E8H 甲机发送子程序流程图如图7 7 a 所示 乙机接收子程序流程图如图7 7 b 所示 参考程序如下 1 甲机发送子程序 ORG1000HTTTT MOVTMOD 20HMOVTH1 0E8HMOVTL1 0E8HSETBTR1MOVSCON 50HMOV87H 00H ENTER MOVDPH 10HMOVDPL 00HMOVR4 20HMOVR5 00HTX1 MOVA 04HMOVSBUF AWAIT1 JBCTI RX1SJMPWAIT1RX1 JBCRI NEXT1SJMPRX1 NEXT1 MOVA SBUFCJNEA 00H TX1TX2 MOVA R4MOVSBUF AADDA R5MOVR5 AWAIT2 JBCTI TX3SJMPWAIT2TX3 MOVXA DPTRMOVSBUF AADDA R5MOVR5 AINCDPTR WAIT3 JBCTI NEXT2SJMPWAIT3NEXT2 DJNZR4 TX3MOVA R5MOVSBUF AWAIT4 JBCTI RX 11HSJMPWAIT4RX 11H JBCRI IF 11HSJMPRX 11HIF 11H MOVA SBUFCJNEA 11H ENTERRET 2 乙机接收子程序 ORG1000HRRRR MOVTMOD 20HMOVTH1 0E8HMOVTL1 0E8HSETBTR1MOVSCON 50HMOV87H 00HENTER MOVDPH 10HMOVDPL 00HMOVR5 00H RX1 JBCRI IF 04HSJMPRX1IF 04H MOVA SBUFCJNEA 04H TX FFHMOVA 00HMOVSBUF AWAIT1 JBCTI RX2SJMPWAIT1LJMPRX2TX FFH MOVA 0FFHMOVSBUF A WAIT2 JBCTI LL1SJMPWAIT2LL1 LJMPENTERRX2 JBCRI LL2SJMPRX2LL2 MOVA SBUFMOVR4 AMOVR5 ARX3 JBCRI LL3SJMPRX3 LL3 MOVA SBUFMOVX DPTR AINCDPTRADDA R5MOVR5 ADJNZR4 RX3RX4 JBCRI LL4