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第6章80C51单片机的串行口 串行通信基础 6 1 80C51串行口 6 2 80C51串行口应用 6 3 1 6 1计算机串行通信基础 通信 并行通信与串行通信 并行通信 特点 传送控制简单 速度快 但传输线较多 成本高 2 串行通信 特点 传送控制复杂 速度慢 传输线少 成本低 3 异步通信与同步通信 收 发设备时钟独立 以字符 帧 为单位传输 6 1 1串行通信的基本概念 异步通信 4 异步通信帧格式 起始位 位 数据位 位 奇偶校验位 位 可无校验位 停止位 位 特点易于实现效率不高 同步通信 发 收时钟直接连接 效率高 板内元件间的SPI接口 5 串行通信的传输方向 单工 半双工 全双工 80C51有1个全双工串行口 6 信号的调制与解调 DTE 数据终端设备DCE 数据通信设备 调制解调器调制解调 7 串行通信的错误校验 奇偶校验 发送字符 数据位尾随1位奇偶校验位 1或0 奇校验时 数据中 1 的个数与校验位 1 的个数之和应为奇数 偶校验时 数据中 1 的个数与校验位 1 的个数之和应为偶数 接收字符 对 1 的个数进行校验 若发现不一致 则说明传输数据过程中出现了差错 8 代码和校验 发送方将所发数据块求和 或各字节异或 产生的校验和字节附加到数据块的末尾 接收方在接收数据时要对数据块 除校验字节外 求和 或各字节异或 将所得的结果与收到的 校验和 进行比较 相符则无差错 否则就认为传送过程出现了差错 9 传输速率与传输距离 传输速率 比特率 每秒钟传送的信息量 单位 位 秒 bps 波特率 每秒钟传送码元数目 单位 波特 Baud 基带传输 每个码元带有 1 或 0 这1bit信息 传码率与传信率相同 波特率和比特率是相同的 常用波特率为 2400 4800 9600 14 4K 19 2K等 传输距离与传输速率的关系 传输距离随波特率的增加而减小 10 6 1 2串行通信接口标准 RS 232C定义的是DTE与DCE间的接口标准 机械特性 DB 25连接器 DB 9连接器 11 功能特性 12 电气特性 RS 232C采用负逻辑电平 规定 3 25V 为逻辑 1 3 25V 为逻辑 0 3V 3V是未定义的过渡区 试比较 电平转换电路 如MAX232 13 过程特性 远程通信 需要调制解调器 14 近程通信 不需要调制解调器 无联络线方式联络线短接 伪连接 方式 15 RS 232C电平与TTL电平转换驱动电路 早期常用MC1488 MC1489 近期常用MAXM232 片内带有自升压电路仅需 5V电源内含2个发送器 2个接收器 16 采用RS 232C接口存在的问题 传输距离短 速率低通常不超过15米 速率20Kbps 有电平偏移RS 232收发共地 地电流会使电平偏移出现逻辑错误 抗干扰能力差RS 232常用单端输入 易混入干扰 故用大摆幅 新标准RS 485改善了传输特性 应用广泛 17 6 280C51单片机的串行口 6 2 180C51串行口的结构 1个全双工串口 通信或接口扩展 接收发送缓冲器逻辑同名 物理分开 接收双缓冲 18 6 2 280C51串行口的控制寄存器 串行口控制寄存器SCON SM0和SM1 工作方式选择位 19 SM2 多机通信控制位 SM2 1时 接收机处于地址帧筛选状态 若RB8 1 该地址帧信息可进入SBUF 并使RI为1 进而在中断服务中再进行地址号比较 若RB8 0 该帧不是地址帧 应丢掉 且保持RI 0 SM2 0时 接收机处于地址帧筛选被禁止状态 不论收到的RB8为0或1 均可以使收到的信息进入SBUF 并使RI 1 此时的RB8通常为校验位 REN 串行接收使能位 软件置1时 启动接收过程 20 TB8 多机方式发送的第9位 多机方式的地址 数据帧标志 也可作为奇偶校验位 RB8 多机方式接收的第9位 多机方式的地址 数据帧标志 也可作为奇偶校验位 TI 发送中断标志位 要由软件清0 RI 接收中断标志位 要由软件清0 21 电源控制寄存器PCON SMOD 波特率倍增位 在串行口方式1 方式2 方式3时 波特率与SMOD有关 当SMOD 1时 波特率提高一倍 复位时 SMOD 0 22 6 2 380C51串行口的工作方式 方式0 同步移位寄存器 用于扩展并行口 RXD 输入或输出引脚TXD 移位脉冲输出接收和发送都为8位波特率固定为 fosc 12 23 数据输出 CLR用于对74LS164清0 24 数据输入 S L负脉冲将并行数据装入 高电平时启动单片机进行数据输入 25 方式1 10位帧 用于双机通信 起始位 1位数据位 8位停止位 1位 26 串行发送 写SBUF启动发送过程 串行接收 置REN 1启动接收过程 27 方式2和方式3 11位帧 用于多机通信 起始位 1位数据位 9位停止位 1位 28 串行发送 写SBUF启动发送过程 串行接收 置REN 1启动接收过程 29 6 2 480C51波特率确定与初始化步骤 波特率的确定 波特率的计算 固定波特率 方式0波特率 fosc 12 方式2波特率 2SMOD 64 fosc 可变波特率 方式1波特率 2SMOD 32 T1溢出率 方式3波特率 2SMOD 32 T1溢出率 T1溢出率 fosc 12 256 TH1 30 波特率的选择 波特率要选择标称值 由于TH1的初值是整数 为了减小波特率计算误差 晶振频率要选为11 0592MHz 方式1和方式3波特率与TH1初值的对应关系 31 串行口初始化步骤 确定T1的工作方式 TMOD 计算T1的初值 装载TH1 TL1启动T1 置位TR1 确定串行口工作方式 SCON 串口中断设置 IE IP 32 6 380C51单片机的串行口应用 6 3 1利用单片机串口的并行I O扩展 串口无通信需求时 33 2020 3 30 34 显示子程序 DIR SETBP3 3 允许同步移位脉冲输出MOVR7 02H 送出的段码个数MOVR0 79H 显示数据缓冲区DL0 MOVA R0 待显示数据送AADDA 0DH 加偏移量MOVCA A PC 获得段码值MOVSBUF A 将段码送SBUFDL1 JNBTI DL1 输出段码 查询TI状态CLRTI 1个字节的段码输出完 清TI标志DECR0 指向下一个显示数据单元DJNZR7 DL0 判断2个段码显示完CLRP3 3 2个段码显示完 关闭显示输出RET 返回SEGTAB DB共阳极七段码表 34 2020 3 30 35 键盘扫描子程序 KEYI MOVA 00H 判断有无键按下 使所有列线为0的编码送AMOVSBUF A 扫描键盘输出为00H 使所有列线为0KL0 JNBTI KL0 串行输出完 CLRTI 串行输出完 清TIKL1 JNBP3 4 PK1 第一行有闭合键吗 如有 转PK1JBP3 5 PL1 第二行有闭合键吗 无闭合键跳KL1PK1 ACALLDL10 调10ms延时子程序 放抖动JNBP3 4 PK2 判断是否抖动 否转PK2JBP3 5 KL1 PK2 MOVR7 08H MOVR6 0FEH 判断是哪一个键按下MOVR3 00H R3为列号寄存器MOVA R6 KL5 MOVSBUF A 列扫描码从串行口输出 35 2020 3 30 36 KL2 JNBTI KL2 等待串行口输出CLRTI 串行口发送完 清TIJNBP3 4 PKONE 读第一行线状态 有闭合 转PKONEJBP3 5 NEXT 读第二行线状态 是第二行键 MOVR4 08H 第二行有键按下 行首键号08H送R4AJMPPK3PKONE MOVR4 00H 第一行键中键按下 行首键号00H送R4PK3 MOVSBUF 00H 等按键释放 发送00H使所有列线为低KL3 JNBTI KL3CLRTI 发送完毕 清TIKL4 JNBP3 4 KL4 判行线状态JNBP3 5MOVA R4 两行线均为高 说明键已释放 36 ADDA R3 计算的键码送ARET 列扫描码左移一位 判下一键是否按下NXT MOVA R6RLAMOVR6 A 存列扫描码于R6中INCR3 列号加1DJNZR7 KL5 列计数器R7减1 8列均检查完 AJMPKEYI 8列键扫描完毕 开始下一个键扫描周期DL10 MOVR7 0AH 延时10ms子程序DL NOVR6 0EFHDL6 DJNZR6 DL6DJNZR7 DLRET 37 2020 3 30 38 硬件连接 近程连接 直连 6 3 2单片机与单片机间的通信 远程连接 电平转换 38 电平转换器件与接线 39 通信协议 串口方式1 2400Baud T1定时方式2 晶振选11 0592MHz 查表知 TH1 TL1 F4H SMOD 0 A机发 E1 联络 B机同意接收发 E2 响应A机收到 E2 后 发数据块及校验字节 B机接收数据块及校验字节 判传输是否正确正确时向A机发送 00H 否则发送 FFH A机接收到 00H 则本次传输结束 否则重新传输数据 40 流程图 41 6 3 3单片机与