MCS51串行通信

1、1 10 mcs-51的串行通信 通信的概念 mcs-51的串行通信控制器 通信及其应用 2 基本概念 通信方式 串行与并行 单工、半双工、全双工 波特率 异步通信的字符编码 同步与异步 3 串行与并行 并行通信：字符各位同时传输 串行通信：同一字符的各位依次传输 字符与字符之间总是串行传输 优缺点比较 同等技术条件下的速度 成本（硬件成本、传输协议的兼容性） 4 单工通信 单工（simplex) 特点：仅能进行一个方向的数据传送 设备a 发送器 设备b 接收器 data flow 5 半双工通信 半双工（half duplex） 特点：数据可以在两个方向上进行传送，但 是这种传送绝不能同时进

2、行。 【双向，但不同时】 设备a 发送器/ 接收器 设备b 接收器/ 发送器 data flow 6 全双工通信 全双工（full duplex） 特点：能够在两个方向同时进行数据传送。 设备a 发送器/ 接收器 设备b 接收器/ 发送器 7 通信速率 比特率每秒传输的二进制位数，单位为 bps（bit per second ）。 波特率每秒传输的离散状态数（也称离散 状态）。 在一个信道上，如果只有高、低电平两种离散 状态（分别代表“1”和“0”），则波特率与比 特率刚好一致。 如果在某个信道中可以传输多种不同的离散状 态，则每个状态可以携带两位或两位以上的二 进制数，此时，波特率就不等于比

3、特率。 波特率有标准值 8 异步(asynchronous)通信字符编码 以字符为单位传输 帧的组成： “起止同步式” 效率、时钟的准确性要求 9 例10-1 某异步通信的波特率为4800，8个数据 位，无校验位，一个停止位。试估算每个 字符传输所需要的时间。 解：起始位1位，8位数据位，无校验 位，一个停止位，则一个字符的编码为 1+8+0+1=10位。波特率为4800，即4800位/ 秒，传输10位所需要的时间是 10/48000.002083秒，即2.083毫秒。 10 同步方式（synchronous） 实现原理：数据线、时钟线 具体实现：增加导线、增加信道、锁相环提 取同步时钟、数据

4、与时钟编码（曼切斯特） 面向位的传输（相对于字符） 效率高，成本高 同步字符（syn1)同步字符（syn2)数据（data) 11 异步串行通信的常用物理标准异步串行通信的常用物理标准 异步串行通信控制器仍然是ttl兼容电平 逻辑“1”和逻辑“0”的电压区分度只有 23v，这不适于稍长距离的传输 rs-232电平标准(eia rs-232-c) 信号线为负逻辑。即：逻 辑“1”（-3 -15v）； 逻辑“0”（+3+15v） 波特率9600时，可靠的通信距离15m左右 12 9针接口线的信号说明（db9） 引脚信号名称 符号 流向 功能 1载波检测dcddtedce表示dce接收到远程载波 2

5、接收数据rxddtedcedte接收串行数据 3发送数据txddtedcedte发送串行数据 4数据终端准备好dtrdtedcedte准备好 5信号地gnd信号公共地 6数据设备准备好dsrdtedcedce准备好 7请求发送rtsdtedcedte请求dce将线路切换到发送方式 8允许发送ctsdtedcedce告诉dte线路已接通可以发送数据 9振铃指示ridtedcedce与线路接通，出现振铃 13 串行通信控制器 intel 8250 16c50 16c550 16c552 16c554 intel 8251 z80-pio mcs-51片上串行通信接口 txd rxd 引脚 sbuf

6、 scon pcon寄存器 t1(or t2)波特率发生器 14 mcs-51串行口工作方式 方式0串行移位/ 方式18位异步串行通信（波特率可变） 方式29位异步串行通信（波特率固定） 方式39位异步串行通信（波特率可变） 串行口控制字寄存器 scon（98h），可位寻址。 sm0sm1sm2rentb8rb8tiri 15 sm2多机通信控制位，一般可简单地置0。 ren允许接收控制位。renl/0时，允许/禁止接收数 据。 tb8是9位数据通信（方式2，3）发送时的第9位数据， 是尾随sbuf中的8位数据。tb8作字符发送时的奇偶校 验位，也可作多机通信的地址指示位。 rb8是9位数据通

7、信（方式2，3）时接收到的第9位数据。 ti是发送缓冲器空标志位，也可作中断标志。 ti必须由 软件清0。 ri是接收就绪标志位，也可作中断标志。 ri必须由软 件清0。 sm0sm1sm2rentb8rb8tiri 16 pcon（87h），没有位寻址功能。 当单片机复位时，smod位被清零。 d7d6d5d4d3d2d1d0 smodgf1 gf0 pdidl pcon主要用于控制cmos型mcs51 芯片的低功耗操作。 其中与串行口有关的只有第7位smod。 该位控制串行口方式l、2、3时的波特率。 17 方式0移位寄存器输入输出方式移位寄存器输入输出方式 串行同步方式，多作移位寄存器扩

8、展之用。 rxd作串行数据线i/o（输入或输出）。 txd作串行时钟（输出）。 8位数据输入或输出的顺序是低位在前，高位在后。 下图为方式0的时序图。 18 静态数码显示技术 19 74ls164 20 m_datasegmentdata rsegm_data dispbuf:ds4 dispsegmentcode rsegdisp display:movscon，#00h；串行方式0 clrp3.7 setbp3.7 movb，#4；数据位数 movr0，#dispbuf；取显示缓冲区首址 l:mova，r0；取数 adda，#(table-x)；加一个偏移量 movca，a+pc；查表 x

9、:movsbuf,a；标号用于地址计算 jnbti, $；等待送数结束 clrti；清除发送就绪标志 incr0；调整数据指针 djnzb ， l1；循环显示4个数据 ret table:db 12h，0f6h，4ah，0c2h，0a6h，83h，03h，0f2h db 02h，82h，22h，07h，1bh，16h，0bh，2bh 21 方式方式18位异步串行通信方式位异步串行通信方式 传送8位数据位 按异步编码格式，自动插入起始位、停止位 txd为发送引脚 rxd为接收引脚 cpu写sbuf激活一个字符的发送过程 发送完成后硬件置ti为1，需软件将ti清0 异步接收需设置ren=1。接收到

10、的字符保存在 sbuf ，并置ri=1。ri需软件清0。 22 异步串行通信的编程参考图 fosc/12t1 or t2 pcon.7 0 1 /2 波特率 sbufbustxd sbufrxdbus ti ri 并/串 串/并 23 例例10-4 t1作为波特率发送器作为波特率发送器 取常用波特率9600，cpu时钟为11.0592mhz，试初始化t1。 一般cpu时钟接近于其工作上限，同时兼顾标准的波特率值。允 许差最大为78%， 常用11.0592mhz的时钟频率，12分频以后为0.9216mhz = 921600hz； 波特率为9600时，波特率时钟为960016=153600hz；

11、如果选smod=0，则中间多出一个2分频，所以t1的输出时钟频 率需要达到波特率时钟的2倍，即1536002 = 307200hz。t1的分 频数为 921600hz307200hz = 3； 如果选smod=1，t1的输出时钟频率就是波特率时钟，即 153600hz。t1的分频数为 921600hz153600hz = 6 24 两种初始化方法 ；smod=0的初始化语句 mova，tmod anla，#0fh orla，#20h movtmod，a movth1，#(-3) movtl1，#(-3) mova，pcon anla，#7fh movpcon，a setbtr1 ；smod=1

12、的初始化语句 mova，tmod anla，# 0fh orla，#20h movtmod，a movth1，#(-6) movtl1，#(-6) mova，pcon orla，#80h movpcon，a setbtr1 25 查询方式数据通信举例 串行通信的初始化 查询方式的发送 查询方式的接收 26 初始化子程序 publicinit_sport public_send_char publicget_char sio_group segmentcode rsegsio_group ；串行口初始化子程序，无参数，无返回值 init_sport：mov scon，# 50h ；串行口通信方式

13、1 mov a，tmod anla，#0fh orla，#20h mov tmod，a mov th1，#（-3） mov tl1，#（-3） mov a，pcon anla，#7fh mov pcon，a setb tr1 ret 27 发送数据 ；发送子程序，参数在r7中，为待发字符，无返回值 _send_char： mova，r7 movsbuf，a jnbti，$；等待直到ti=1 clrti；清除ti ret 28 接收数据 ；接收子程序，无参数，有返回值在r7 get_char：jnbri，$ clrri mova，sbuf movr7,a ret end 29 简单应用主程序（首

14、部） extrncode(init_sport，_send_char，get_char) ?stacksegmentidata rseg?stack；相对的段 ds1；保留一个字节占位 csegat0000h ljmpstart m_jobsegmentcode rsegm_job start:movsp，#?stack-1；设置堆栈 callinit_sport ；初始化串行口 ；在间接寻址段定义堆栈，该说明必须放在主模块 30 续 movb,#19；字符串长度；字符串长度 movdptr,#message；字符串首地址；字符串首地址 print:clra；偏移量恒定，修改；偏移量恒定，修改

15、dptr取数，变通用法取数，变通用法 movca，a+dptr；查表指令读字符串；查表指令读字符串 movr7,a；传递参数；传递参数 call_send_char；调用发送子程序；调用发送子程序 incdptr；修改修改dptr djnzb，print；字符串结束判断字符串结束判断 always：；无限循环；无限循环 callget_char；取读串行口数据，返回值在；取读串行口数据，返回值在r7 incr7；对收到的数变化一下；对收到的数变化一下 call_send_char；再发送出去；再发送出去 sjmpalways message: db“hello，mcs-51world！”；字符

16、串定义；字符串定义 end 31 中断方式数据通信举例 初始化 中断服务程序的安排 现场保护与恢复 一些技巧 32 数据段定义 publicinit_sport publicsend_len publicsend_buf publicrecdata publicxflag sio_bufsegmentdata；内部；内部ram的数据段的数据段 rsegsio_buf；说明为可移动段；说明为可移动段 send_len:ds1；发送数据长度；发送数据长度 send_addr:ds1；发送地址；发送地址 send_buf:ds16；发送数据缓冲区；发送数据缓冲区 recdata:ds1；接收；接收1

17、字节缓冲区字节缓冲区 sio_flagsegmentbit；定义一个位寻址段；定义一个位寻址段 rsegsio_flag；说明为相对的段；说明为相对的段 xflagdbit1；接收到新数据标志；接收到新数据标志 33 中断向量及串口初始化代码 csegat4*8+3；串行通信的中断向量地址；串行通信的中断向量地址 ljmpsport_srv；跳转到中断服务程序的实际入口；跳转到中断服务程序的实际入口 sio_groupsegmentcode ；与串口通信相关的代码段；与串口通信相关的代码段 rsegsio_group ；串行口初始化子程序，无参数，无返回值，中断方式通信；串行口初始化子程序，无

18、参数，无返回值，中断方式通信 init_sport：movscon，#50h ；串行口通信方式；串行口通信方式1 movtmod，#20h；t1方式方式2，波特率发生器，波特率发生器 movth1，#(-3)；11.0592mhz时可达时可达9600bps movtl1，#(-3) movpcon，#00h setbtr1;启动波特率定时器启动波特率定时器 setbes；允许串行口中断；允许串行口中断 setbea；允许；允许cpu中断中断 ret 34 串行通信中断服务程序 现场保护与恢复部分代码 using1 sport_srv: pushacc pushpsw setbrs0;选选bank1 clrrs1 re_enter: jbcti,send；重入标号；重入标号 jbcri,receive exit:poppsw popacc reti 35 发送与接收代码