第6章80C51单片机的串行口课件

2023/7/231第6章80C51单片机的串行口计算机串行通信基础6.180C51单片机的串行口6.280C51单片机的串行口应用6.32023/7/2326.1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。2023/7/233

串行通信特点：传送控制复杂、速度慢，传输线少，成本低。2023/7/234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

2023/7/235

异步通信帧格式起始位（１位）；数据位（８位）；奇偶校验位（１位，可无校验位）；停止位（１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）

2023/7/236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

2023/7/237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2023/7/238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。

2023/7/239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。2023/7/2310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。2023/7/23116.1.2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2023/7/2312功能特性插针序号信号名称功能信号方向1

PGND保护接地

2（3）TXD发送数据（串行输出）DTE→DCE

3（2）RXD接收数据（串行输入）DTE←DCE

4（7）RTS请求发送DTE→DCE

5（8）CTS允许发送DTE←DCE

6（6）DSRDCE就绪（数据建立就绪）DTE←DCE

7（5）

SGND信号接地

8（1）DCD载波检测DTE←DCE

20（4）DTRDTE就绪（数据终端准备就绪）DTE→DCE

22（9）RI振铃指示DTE←DCE2023/7/2313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）2023/7/2314过程特性远程通信，需要调制解调器2023/7/2315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

2023/7/2316

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

2023/7/2317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！

2023/7/23186.2

80C51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。

2023/7/23196.2.280C51串行口的控制寄存器串行口控制寄存器SCONSM0和SM1：工作方式选择位76543210SCONSM0SM1SM2RENTB8RB8TIRI字节地址：98HSM0SM1方式说明波特率000移位寄存器fosc/1201110位UART（8位数据）可变10211位UART（9位数据）fosc/64或fosc/3211311位UART（9位数据）可变2023/7/2320SM2：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2023/7/2321TB8：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0RI：接收中断标志位，要由软件清02023/7/2322电源控制寄存器PCONSMOD：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。

76543210PCONSMOD字节地址：97H2023/7/23236.2.380C51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/122023/7/2324数据输出：

CLR用于对74LS164清0

2023/7/2325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。

2023/7/2326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2023/7/2327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)

2023/7/2328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2023/7/2329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)

2023/7/23306.2.480C51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）]}2023/7/2331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：

波特率/（b/s）19.2k9600480024001200TH1初值FDHFDHFAHF4HE8HSMOD100002023/7/2332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）2023/7/23336.3

80C51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！2023/7/2334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2023/7/2335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2023/7/2336KL2: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R4

PK3: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2023/7/2337

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,DL