串行接口与应用

1、串行接口与应用第1页，共38页，2022年，5月20日，6点0分，星期日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。第2页，共38页，2022年，5月20日，6点0分，星期日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、 异步通信第3页，共38页，2022年

2、，5月20日，6点0分，星期日第4页，共38页，2022年，5月20日，6点0分，星期日第5页，共38页，2022年，5月20日，6点0分，星期日7.2 MCS-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。第6页，共38页，2022年，5月20日，6点0分，星期日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

3、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：第7页，共38页，2022年，5月20日，6点0分，星期日 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）。第8页，共38页，2022年，5月20日，6点0分，星期日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。第9页，共38页，2022年，5月20日，6点0分，星

4、期日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第10页，共38页，2022年，5月20日，6点0分，星期日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；

5、 工作方式2波特率=（2SMOD/64）fosc第11页，共38页，2022年，5月20日，6点0分，星期日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（11.0592106（0+1）/（3844800）=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。第12页，共38页，2022年，5月20日，6点0分，星期日7.2.4 串行

6、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第13页，共38页，2022年，5月20日，6点0分，星期日第14页，共38页，2022年，5月20日，6点0分，星期日第15页，共38页，2022年，5月20日，6点0分，星期日第16页，共38页，2022年，5月20日，6点0分，星期日第17页，共38页，2022年，5月20日，6点0分，星期日第18页，共38页，2022年，5月20日，6点0分，星期日第19页，共38页，2022年，5月20日，6点0分，星期日第20页，共38页，2022年，5月20日，6点

7、0分，星期日第21页，共38页，2022年，5月20日，6点0分，星期日7.3 主从式多机通信主从式多机通信原理多机通信协议串行通信实例 【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RAM40H5FH单元内的数据，串行发送到第二台8031单片机片内RAM60H7FH单元中。第22页，共38页，2022年，5月20日，6点0分，星期日发送与接收的参考程序如下：1#单片机发送程序：ORG 1000H

8、TX:MOV TMOD , #02HMOV TH1 , #0FAHMOV TL1 , #0FAHMOV SCON , #80H；设定工作方式2MOV PCON, #00H ；波特率为fosc/64SETB TR0第23页，共38页，2022年，5月20日，6点0分，星期日MOV R0 , #40H；设发送数据的地址指针MOV R2 , #20H；设发送数据长度LOOP:MOV A , R0；取发送数据送A MOV C , PSW.0MOV TB8 , C；奇偶位送TB8MOV SBUF , A；启动发送WAIT:JBC TI , LL1；判发送中断标志SJMP WAIT第24页，共38页，20

9、22年，5月20日，6点0分，星期日LL1:INC R0DJNZ R2 , LOOPRET2#单片机接收程序：ORG 1000HRX:MOV TMOD , #02HMOV TH1 , #0FAHMOV TL1 , #0FAHMOV SCON , #90H；设定工作方式2，并允许接收第25页，共38页，2022年，5月20日，6点0分，星期日MOV PCON , #00HSETB TR0MOV R0 , #60HMOV R2 , #20HLOOP:JBC RI , MM1；等待接收数据SJMP LOOPMM1:MOV A , SBUF；读入一帧数据JB PSW.0 , PP1；判接收端奇偶JB

10、RB8 , ERROR；判发送端奇偶SJMP RIGHT第26页，共38页，2022年，5月20日，6点0分，星期日PP1:JNB RB8 , ERROR；接收出错RIGHT:MOV R0 , A；接收正确INC R0DJNZ R2 , LOOPERROR:SETB PSW.5；置出错标志RET第27页，共38页，2022年，5月20日，6点0分，星期日 【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RAM 1000H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

11、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。第28页，共38页，2022年，5月20日，6点0分，星期日第29页，共38页，2022年，5月20日，6点0分，星期日 参考程序如下： (1)甲机发送子程序：ORG 1000HTTTT:MOV TMOD , #20HMOV TH1 , #0E8HMOV TL1 , #0E8HSETB TR1 MOV SCON , #50HMOV 87H , #00H第30页，共38页，2022年，5月20日，6点0分，星期日ENTER:MOV DP

12、H , #10HMOV DPL , #00HMOV R4 , #20HMOV R5 , #00HTX1:MOV A , #04HMOV SBUF , AWAIT1:JBC TI , RX1SJMP WAIT1RX1:JBC RI , NEXT1SJMP RX1第31页，共38页，2022年，5月20日，6点0分，星期日NEXT1:MOV A , SBUFCJNE A , #00H , TX1TX2:MOV A , R4MOV SBUF , AADD A , R5MOV R5 , AWAIT2:JBC TI , TX3SJMP WAIT2TX3:MOVX A , DPTRMOV SBUF , A

13、ADD A , R5MOV R5 , AINC DPTR第32页，共38页，2022年，5月20日，6点0分，星期日WAIT3:JBC TI , NEXT2SJMP WAIT3NEXT2:DJNZ R4 , TX3MOV A , R5MOV SBUF , AWAIT4:JBC TI , RX_11HSJMP WAIT4RX_11H:JBC RI , IF_11HSJMP RX_11HIF_11H:MOV A , SBUFCJNE A , #11H , ENTERRET第33页，共38页，2022年，5月20日，6点0分，星期日 (2)乙机接收子程序：ORG 1000HRRRR:MOV TMOD

14、 , #20HMOV TH1 , #0E8HMOV TL1 , #0E8HSETB TR1 MOV SCON , #50HMOV 87H, #00HENTER:MOV DPH , #10HMOV DPL , #00HMOV R5 , #00H第34页，共38页，2022年，5月20日，6点0分，星期日RX1:JBC RI , IF_04HSJMP RX1IF_04H:MOV A , SBUFCJNE A , #04H , TX_FFHMOV A , #00HMOV SBUF , AWAIT1:JBC TI , RX2SJMP WAIT1LJMP RX2TX_FFH:MOV A , #0FFHM

15、OV SBUF , A第35页，共38页，2022年，5月20日，6点0分，星期日WAIT2:JBC TI , LL1SJMP WAIT2LL1:LJMP ENTERRX2:JBC RI , LL2SJMP RX2LL2:MOV A , SBUFMOV R4 , AMOV R5 , ARX3:JBC RI , LL3SJMP RX3第36页，共38页，2022年，5月20日，6点0分，星期日LL3:MOV A , SBUFMOVX DPTR , AINC DPTRADD A , R5MOV R5 , ADJNZ R4 , RX3RX4:JBC RI , LL4SJMP RX4LL4:MOV A ,