电子教案单片机原理及应用基于Proteus和Keil C课件

第7章单片机串行通信技术，7.1串行通信概述7.2MCS-51串行控制器7.3串行操作模式0及其应用7.4串行操作模式1及其应用7.5串行操作模式2及其应用7.6串行操作模式3及其应用，1，PPT学习通信，第5章单片机中断系统， 7.1串行通信概述7.2MCS-51串行控制器7.3串行操作模式0及其应用7.4串行操作模式1及其应用7.5串行操作模式2及其应用7.6串行操作模式3及其应用2 PPT学习通信1并行通信和串行通信(两种常见的数据通信形式)、并行通信、并行传输特点：传输速度快，但由于需要多条传输线路，一般仅用于短程通信。 (1)并行地同时发送或接收数据的每个比特。第7章单片机的串行通信技术，3、PPT学习通信、串行通信，(2)串行方式数据逐位发送或接收。串行传输特点：传输速度慢，但由于需要较少的传输线路，所以适合长距离通信。第7章单片机串行通信技术，4。学习交流。根据传输数据的流向，串行通信有三种传输形式：第七章单片机串行通信技术。在单工模式下，通信线路的一端是发射机(TXD)，另一端是接收机(RXD)。数据只能在固定的方向上传输。RXD，TXD，5，PPT学习通信，第7章单片机串行通信技术。在半双工模式下，系统由一个TXD和一个RXD组成，但不能同时双向传输。收发器开关由软件切换。RXD，TXD，6，PPT学习通信，第7章单片机串行通信技术。在全双工系统下，通信系统的每一端都有TXD和RXD，它们可以同时发送和接收，即数据可以在两个方向上同时发送。在实际应用中，虽然大多数串行通信接口电路都具有全双工功能，但它们仍然主要是半双工的(简单实用)。RXD，TXD，7，PPT学习通信，波特率：每秒发送二进制数字的位数，即bps(位/秒)，2，波特率，国际推荐的波特率：110，300，600，1200，2400，4800，9600，19200，38400波特等。串行通信收发器必须使用相同的波特率。第七章单片机串行通信技术串行通信中的数据是通过比特传输的，数据传输速率是通过波特率指标来衡量的。8，PPT学习通信，(1)基于由字符单元组成的字符帧的异步通信数据传输。3.异步通信和同步通信(串行通信的基本通信模式)。一帧数据由起始位、数据位、可编程位和停止位组成。第七章单片机串行通信技术。9.PPT学习交流。起始位：位于数据帧的开头，占用1位，始终处于低电平。用于向接收设备指示发送端开始发送1帧数据。数据位：要传输的数据信息可以是字符或数据，通常为5-8位，从低位到高位依次传输。可编程位：数据位后的1位，用于发送数据验证或发送多台计算机串行通信的联系信息。停止位：位于数据位的末尾，占用1位，始终处于高电平，用于向接收端指示已发送了1帧数据。第七章单片机串行通信技术，10。PPT学习通信，异步通信特性：对发送方和接收方的时钟精度要求低(当发送方和接收方不同步时，它们可以依靠在每帧开始时的连续对齐来自行纠正偏差)；传输速度低(每个字节建立一次同步)。第七章单片机串行通信技术11、PPT学习通信2)同步通信块单元数据传输当发送一组数据时，双方只使用若干个同步字符作为命令，然后整组数据继续发送本章不考虑同步通信，第7章单片机串行通信技术，第12章PPT学习通信，第7章单片机串行通信技术， 7.1串行通信概述7.2MCS-51串行端口控制器7.2.1串行端口内部结构7.2.2串行端口控制寄存器7.3串行操作模式0及其应用7.4串行操作模式1及其应用7.5串行操作模式2及其应用7.6串行操作模式3及其应用13 PPT学习交流第7章单片机串行通信技术MCS-51内部具有可编程全双工串行通信接口，可用作通用异步收发器(UART)或同步移位寄存器通过引脚RXD(3.0)和TXD(3.1)与外界沟通。结构组成：发送SBUF接收SBUF发送控制器接收控制器定时器t1rxdtxd.14，PPT学习通信，第7章单片机串行通信技术，两个数据缓冲器SBUF在物理上相互独立，一个用于发送数据(SBUF发送)，一个用于接收数据(SBUF接收)。两个SBUF共享一个地址(99H)，并通过读取和写入指令来区分操作哪个子进程。第七章单片机串行通信技术发送控制器的功能是在门电路和定时器T1的配合下，将串行总线发送中的并行数据转换成串行数据，并自动添加起始位、可编程位和停止位。该过程完成后，发送中断请求标志位TI自动设置为1，以通知中央处理器SBUF传输中的数据已输出到TXD引脚。接收控制器的功能是将来自RXD引脚的串行数据转换为并行数据，并在输入移位寄存器和定时器T1的配合下，自动滤除起始位、可编程位和停止位。该过程完成后，接收中断请求标志R1自动设置为1，以通知中央处理器接收的数据已存储在SBUF中。第七章单片机串行通信技术定时器T1的作用是在发送和接收过程中产生一个控制节拍的通信时钟。发送数据时，通信时钟的下降沿对应于数据移位输出；接收数据时，通信时钟的上升沿对应于数据位采样。通信时钟频率(波特率)由定时器的控制寄存器管理。第七章单片机串行通信技术RXD(P3.0)和TXD(P3.1)用于发送或接收串行信号或时钟信号。第7章单片机的串行通信技术7.1串行通信概述7.2MCS-51串行控制器7.2.1串行端口的内部结构7.2.2串行端口控制寄存器7.3串行操作模式0及其应用7.4串行操作模式1及其应用7.5串行操作模式2及其应用7.6串行操作模式3及其应用20 PPT学习交换(1)串行数据缓冲区SBUF，物理上有两个SBUF:一个用于发送，另一个用于接收。逻辑上只有一个SBUF(99H)。可以根据用途来区分功能。要发送的存储变量.SBUF=计数器；完成数据传输计数器=SBUF完成一个数据接收，中央处理器，第7章单片机串行通信技术，21，PPT学习通信，(2)串行控制寄存器，SCON(98H)，SM2，TB8，RB8主要用于多机通信，第7章单片机串行通信技术，22，PPT学习通信，(3)电源控制寄存器，PCON(87H)，SMOD可以双定时器产生的通信时钟速率，第7章单片机串行通信技术，23，PPT学习通信，第7章单片机串行通信技术， 51单片机串行通信采用定时器T1作为波特率信号发生器，其溢出脉冲通过分频单元后发送给收发控制器。 分频单元的内部结构如下图所示。24、PPT学习交流，T1溢出脉冲可以有两个分频路径，即16分频或32分频，SMOD是决定分频路径的逻辑开关。分频后通信时钟的波特率为：第七章单片机串行通信技术，其中t为T1的计时时间，以上两个公式可以组合得到波特率。波特率取决于的时序参数，25，PPT学习通信，第7章单片机串行通信技术，7.1串行通信概述7.2MCS-51串行控制器7.3串行操作模式0及其应用7.4串行操作模式1及其应用7.5串行操作模式2及其应用7.6串行操作模式3及其应用，26，PPT学习通信，第7章单片机串行通信技术，SM0和SM1:串行操作模式定义位。通过SM0和SM1的不同值，可以定义四种串行通信模式。27，PPT学习通信，模式08位同步移位寄存器模式，将8位数据作为一帧，不设置起始位和停止位，先发送或接收最低位。第7章单片机串行通信技术，第28章PPT学习通信，数据传输波特率固定为fosc/12，输入或输出数据来自RXD引脚TXD引脚输出fosc/12时钟信号，第7章单片机串行通信技术，第29章PPT学习通信，模式0主要用于串并转换(不用于异步串行通信)，输出端口扩展，输入端口扩展，扩展输出芯片：CD4094，74LS164.扩展输入芯片：CD4014、74LS165和输入/输出当输入/输出端口数量不足时，可以通过串口模式0进行扩展，但需要相应的扩展芯片。第7章单片机串行通信技术，30，PPT学习交换，例1用74LS164扩展并行输出端口，自上而下实现发光二极管循环，第7章单片机串行通信技术，31，PPT学习交换，74LS1648位串行输入输出移位寄存器，工作原理：1)如果清零端(MR)为低电平，输出端为0；2)如果清零端处于高电平，并且在时钟端(CP)出现上升沿脉冲，则输出端Q锁存输入端D的电平；3)前级的Q端和后级的D端连接进行移位，首先接收的数字将进入最高位。第七章单片机串行通信技术，32，PPT学习通信，接线关系：数据输入1(2)RXD；时钟终端8TXD；输出端子Q0 Q7连接到外围设备；清除末端9Vcc或输入/输出端口；33，PPT学习通信，编程分析，第7章单片机串行通信技术，串口初始化：模式0(SM0SM1=00)，中断请求标志位清零(RI=TI=0)和禁止接收数据(REN=0)语句SCON=0。(2)待发送的字节数据只需分配给寄存器SUBF发送，其余工作由硬件自动完成。中断方法或软件查询方法可用于判断TI是否为1。34，PPT学习通信，(3)使74LS164输出11111110B，发送数据应为0111111 b(0x7f)；要从上到下点亮发光二极管，发送端的数据应向右移动，最高位置应为1语句(LED1)| 0 X80；0 x80=10000000B .35，PPT学习通信，例1参考程序，第7章单片机串行通信技术，36，PPT学习通信，例1操作效果，第7章单片机串行通信技术，37，PPT学习通信，第7章单片机串行通信技术，7.1串行通信概述7.2MCS-51串行控制器7.3串行操作模式0及其应用7.4串行操作模式1及其应用7.5串行操作模式2及其应用7.6串行操作模式3及其应用， 38、PPT学习通信，110位数据异步通信，第7章单片机串行通信技术，一帧信息=1起始位(0)，8数据位，1停止位(1)，39、PPT学习交流，T1被指定为波特率时钟发生器，定时方式一般选择2(2，(fosc=11.0592MHz兆赫)，第7章单片机串行通信技术，传输数据由TXD输出(P3.1)，接收数据由RXD输入(P3.0)，初始化(RI，TI，1) 模式1主要用于点对点(双机)通信，连接关系：主机TXD和RXD分别与外围设备RXD和TXD连接； 两台计算机共地，连接关系：用RS-232C进行电平转换 (1:-5 -15v，033365 15v)。第7章单片机串行通信技术，41，PPT学习通信，异步通信编程初始化机器A循环发送数字0 F，机器B接收后返回接收值。如果发送值等于返回值，继续发送下一个号码，否则重复发送当前号码。采用查询方式检查发送和接收是否完成。发送值和接收值分别显示在双方的发光二极管数码管上；带解码电路的数码管(7SEG-BCD)可直接输入0 f数据，不显示字体。第7章单片机串行通信技术，43，PPT学习通信，编程分析，初始化：第7章单片机串行通信技术，2.4k波特率PCON=0，TH1=TL1=0 xf4T1时序模式1，允许TR1控制TMOD=0x 20；串行端口模式2，允许接收，清除中断标志SCON=0 x50。44，PPT学习通信，程序流程图，第7章单片机串行通信技术，45，PPT学习通信，例2参考程序，第7章单片机串行通信技术，46，PPT学习通信，例2参考程序，第7章单片机串行通信技术，例2参考程序，47，PPT学习通信，例2操作效果，第7章单片机串行通信技术，48，PPT学习通信， 第7章单片机串行通信技术，7.1串行通信概述7.2MCS-51串行控制器7.3串行操作模式0及其应用7.4串行操作模式1及其应用7.5串行操作模式2及其应用7.6串行操作模式3及其应用，49，PPT学习通信，模式2335411数据异步通信模式，1帧信息=1起始位(0) 8数据位1可编程位(P) 1停止位(1)。 第7章单片机的串行通信技术，50，PPT学习通信，模式2的波特率是一个固定值：第7章单片机的串行通信技术，即通信时钟初始化只需要设置PCON，独立于T1，51，PPT学习通信，并且当te of为空时ti自动设置为1；当子节点已满时，R1的状态由SM2和RB8决定。如果SM2=1，当RB8为1时，子带满，将R1设为1；如果RB8为0，则子节点已满，并且R1不能设置为1。如果SM2=0，无论RB8如何，当子带满时，R1可以设置为1。第7章单片机串行通信技术，方法1，2，52，PPT学习通信，用于奇偶校验或多机通信识别的可编程位的功能。发送时，硬件将TB8作为可编程位插入数据帧。接受时，数据帧的可编程位由硬件存储在RB8中。第7章单片机串行通信技术，第53章PPT学习通信，第7章单片机串行通信技术，奇偶校验原理：例如，传输的