串行通讯实验长春理工大学

串行通讯实验长春理工大学

生命科学技术学院生物医学工程系串行通讯实验实验目的实验设备实验原理实验内容参考程序一、实验目的

了解MCS-51单片机串行口（UART）的结构、PC及串行通讯的基本要求、串行通讯的原理和数据交换过程；

掌握单片机与单片机间以及单片机与

PC机间进行串行通讯的编程方法；二、实验设备

PC机2台，仿真器2台，+5V电源，电路板2块，示波器1台。三、实验原理

80C51的串行接口是全双工的，它能做通用异步接收器/发送器（UART）用，也能做同步移位寄存器用。在做UART使用时，相关的寄存器要有SBUF、SCON，还要设定PCON中的SMOD位。

SBUF是数据发送缓冲器和接收缓冲器，逻辑上用同一个地址，物理上是分开的。SCON是串行口控制寄存器，其中，SM0和SM1位是工作方式选择位，决定四种工作方式，方式0对应的是移位寄存器输入输出方式，方式

1对应8位的UART，方式2和方式3对应9位的三、实验原理UART，还支持主从方式的多级通讯；SM2

位允许方式2和方式3的多级通讯；REN是串行接收控制位；TB8、RB8是方式2和方式3的第9位数据；TI、RI是发送中断和接收中断的标志位。在串行通讯方式1和方式

3中，通讯的波特率是可设的，满足下式：三、实验原理式中SMOD是PCON中的一位。

四种串行通讯的具体内容请阅读有关的参考手册，在此只简要介绍方式1。在方式1状态

下，串口为8位异步通讯接口，一帧数据为10位：一个起始位（0），8位数据（低位在先）和1位停止位（1），波特率可变，按前所述

公式设计，通讯数据格式如图4.1所示。发送时，一条以SUBF为目的的寄存器的指令可以

启动发送，发送结束后，申请中断。只有

RI=0时接收才能保证数据不丢失。三、实验原理图3.4.1异步串行通讯数据格式三、实验原理

PC机的串行通讯口是借助通用异步接收发送器8250（或16C550等）实现的，在TURBOC等环境下，都提供了相应的函数或

软件接口，使用时只要调用这些软件即可。在本实验中应注意的是，串行通信的方式和波特率应与单片机的有关设置一致。另外，

PC机的串行通讯口是标准的RS232电平，而

80C51使用的是CMOS电平，二者在连接时应有必要的电平转换，在本实验中，电平转换采用MAX232芯片。另外，在距离较远的

应用场合，可采用调制解调器。四、实验内容为计算方便，本节实验中均使11.0592MHz的晶振1.单片机之间串行通讯实验将甲乙两台仿真器串行口的发送端与对方接收端连接，即甲机的TXD与乙机的RXD相连，甲机的RXD与乙机的TXD相连，并实现双机共

地。假设甲机为发送机，乙机为接收机，甲机的一组数据通过串行通讯到乙机，乙机接收数据，并将这组数据存入乙机内部一段连续的空间内，并传回给甲机，甲机也存内RAM的一段空间内。四、实验内容图3.4.2电平转换电路四、实验内容2.单片机与PC机之间串行通讯图3.4.2是单片机串行口电平转换电路，通过此电路使串行接口具有RS232电平，并与PC机的串行口连接。用户通过PC机键盘输入一串数字（小于

255，且数字间以空格隔开），PC机收到结束符（255）后，将数字存入数组，等待发送触发命令（空格键）。每按一下空格键触发一位数据传输，每位数据传输过程为：PC机通过串口将数字传给单片机，单片机收到后回传这个数字，并存入自己内部一段连续的空间中，PC机接到回传数据后显示出来，直接传输完结束符（255），实验结束。五、参考程序1.单片机之间串行通讯实验图3.4.3和图3.4.4分别给出了单片机与单片机通讯中发送端和接收端对应的软件流程五、参考程序4.3单片机-单片机通讯发送端程序流程图4.4单片机-单片机通接收端流程图发送端汇编程序：ORG

0000HLJMPMAINORG0100

HMAIN：MOVTMOD,

#20MOVTH1,

#0F4HMOVTL1,

#0F4HMOVSCON,

#50HMOVPCON,

#00HSETBTR1CLRT1SEND:MOVR3,

#00HMOVR0,

#30HSE1:MOV A,

R3MOVDPTR,

#TABLEMOVCA,@A+DPTR发送端汇编程序MOV SBUF,

ASE5:JBC TI,

SE2SJMP

SE5

JBC RI,

SE3SJMP

SE2

MOV A,

SBUFMOV @R0

AINC

R0INC R

3DJNZ R1,

SE1SE2:SE3:HERE:

SJMPHERE10H,

11H,

12H,

13H,14H,15H,16H,17HTABLE:

DBDB18H,

19H,

1AH,

1BH,

1CH,

1DH,

1EH,

1FH接收端汇编程序ORG

0000HLJMPORGMAIN:MAIN0100HMOV TMOD,

#20HMOV TH1,

#0F4HMOV TL1,

#0F4HMOV SCON,

#50HMOV PCON,

#00HMOV R1,

#10HSETB

TR1CLR

RI接收端汇编程序RECE:RE:MOV R0,

#30HJBC RI,

RE2SJMP

REMOV A,

SBUFMOV @R0,

AMOV

SBUFJBC TI,

RE4SJMP

RE3INC

R0DJNZ R1,

RERE2:RE3:RE4:HERE:SJMP

HERE单片机汇编程序图4.5

PC机－单片机通讯PC机软件流程图4.6

PC机－单片机通讯单片机软件流程单片机汇编程序：ORG

0000HLJMP

MAIN

ORG

0100HMAIN:

MOV

TMOD,

#20HMOVTH1,

#0F4HMOVTL1,

#0F4HMOVSCON,

#050HMOVPCON,

#00HMOVR1,

#10HSETBTR1L2:JBCRI,

L1SJMPL2L1:MOVA,

SBUFJZRECEJNZMAIN单片机汇编程序：RECE:MOV R0,

#20HREX:RE2:RE3:MOV SBUF,

AJBC

TI,

RE1SJMP

REXRE1:

NOPRE:

JBCSJMPMOVMOV

MOVJBCSJ