单片微机原理与接口技术-基于STC15系列单片机（第3版）9 STC15F2K60S2单片机的串行口 例题

PAGEPAGE195第9章STC15F2K60S2单片机的串行口例题例9.1设单片机采用11.059MHz的晶振，串行口工在方式1，波特率为2400位/秒。请编程设置相关寄存器。解：从表9.1可知，当波特率为2400位/秒时，（T1x12）＝0，（SMOD）＝0，（TH1）＝（TL1）＝F4H。单片机复位时，（T1x12）＝0，（SMOD）＝0，故不需对T1x12和SMOD操作。编程如下：MOVTMOD，#20H；T1设置为方式2定时模式MOVTL1，#0F4HMOVTH1，#0F4H；设置定时/计数器T1的初始值SETBTR1；启动T1，产生波特率为2400位/秒的移位脉冲信号STC实用小工具：波特率计算器如图9.20、图9.21分别为单片机采用11.059MHz的晶振，1T，串行口工在方式1，波特率为9600位/秒的设置与自动生成的汇编语言和C语言对应的波特率子程序和波特率子函数。图9.20波特率发生器参数设置与生成的波特率子程序（汇编格式）图9.21波特率发生器参数设置与生成的波特率子程序（C格式）例9.2使用2块74HC595芯片扩展16位并行口，外接16只发光二极管，电路连接图见图9.22所示。利用它的串入并出功能，把发光二极管从右向左依次点亮，并不断循环之（16位流水灯）。图9.22串口方式0扩展输出口解：74595和74164功能相仿，都是8位串行输入转并行输出移位寄存器。74164的驱动电流(25mA)比74595(35mA)的要小。74595的主要优点是具有数据存储寄存器，在移位的过程中，输出端的数据可以保持不变。这在串行速度慢的场合很有用处，数码管没有闪烁感。而且74595具有级联功能，通过级联能扩展更多的输出口。Q0~Q7是并行数据输出口，即存储寄存器的数据输出口，Q7'是串行输出口用于连接级联芯片的串行数据输入端DS，ST_CP是存储寄存器的时钟脉冲输入端（低电平锁存），SH_CP是移位寄存器的时钟脉冲输入端（上升沿移位），/OE是三态输出使能端，/MR是芯片复位端（低电平有效，低电平时移位寄存器复位），DsS是串行数据输入端。设16位流水灯数据存放在R2和R3中，汇编参考程序如下：MOVSCON，#00H；设置串行口1为同步移位寄存器方式CLRES；禁止串口1中断CLRP1.0SETBCMOVR2,#0FFH；设置流水灯初始数据MOVR3，#0FEH；设置最右边的LED灯亮MOVR4,#16LOOP：MOVA,R3MOVSBUF，A；启动串行发送JNBTI，$；等待发送结束信号CLRTI；清除TI标志，为下一字节发送做准备MOVA,R2MOVSBUF，A；启动串行发送JNBTI，$；等待发送结束信号CLRTI；清除TI标志，为下一次发送做准备SETBP1.0；移位寄存器数据送存储锁存器NOPCLRP1.0MOVA,R3；16位流水灯数据RLCAMOVR3,AMOVA,R2RLCAMOVR2,ALCALLDELAY；插入轮显间隔DJNZR4,LOOP1SETBCMOVR2,#0FFH；设置流水灯初始数据MOVR3，#0FEH；设置最右边的LED灯亮MOVR4,#16LOOP1:SJMPLOOP；循环DELAY:…；延时程序，具体由同学自己确定延时时间及编程例9.3编制程序，使甲、乙双方单片机能够进行通信。要求：将甲机内部RAM20H～27H单元的数据依次发送给乙机，并实时显示发送数据；乙机接收后存放在内部RAM70H～77H中，并实时显示接收到的数据。发送、接收双方均采用LED灯显示，低电平驱动。解：设晶振频率为11.0592MHZ，数据传输波特率为2400。甲机发送程序汇编语言参考程序如下：ORG 0000H MOVTMOD，#20H；设置定时器T1，设置串行口的波特率 MOVTL1，#0F4H MOVTH1，#0F4H SETBTR1 MOVSCON，#40H；设置串行口工作在方式1 MOVR0，#20H；设置串行发送缓冲区首址 MOVR7，#08H；设置串行发送的字节数START： MOVA，@R0；取发送数据 MOVSBUF,A；启动串行发送MOVP1，A；实时显示发送数据Check_TI: JBCTI,UART_Byte_Send_End；查询串行发送结束标志 LJMPCheck_TIUART_Byte_Send_End： INCR0；数据指针指向下一个发送数据 MOVR3,#05H；设置串行发送间隔 LCALLDELAY DJNZR7,START；判断串行发送是否结束 SJMP$DELAY: MOVR4,#100；延时子程序，延时时间＝（R3）×10msDELAY1: MOVR5,#200DELAY2: NOP NOP DJNZR5,DELAY2 DJNZR4,DELAY1 DJNZR3,DELAY RET ENDC51参考程序如下：#include<reg52.h>unsignedcharbdatainter_ram[8]={0,1,2,3,4,5,6,7};设置发送数据/*延时子函数*/voiddelay(unsignedchari){ unsignedcharx,y,z; //延时函数，大约1ms for(z=i;z>0;z--) for(y=11;y>0;y--) for(x=195;x>0;x--);}/*串行口中断子函数*/voidserial_initial(void) //串口初始化程序{ TMOD=0x20; //实用8位定时器，自动重装计数值 TH1=0xf4; TL1=0xf4; //设置TH1和TL1为0xf4,波特率是2400 TR1=1; SCON=0x40; //设定串口为方式1}voidSend_Byte(unsignedcharx) //串口发送一个字节的程序{ SBUF=x;//启动串口发送 P1=x;//实时显示发送数据 while(TI==0); TI=0;}/*主函数*/voidmain(void){ unsignedcharcount; serial_initial(); for(count=0;count<8;count++) //把指定片内RAM数值发送到目标单片机 { Send_Byte(inter_ram[count]); delay(200); //发送间隔，以便看清楚数据 } while(1);}乙机接收程序汇编语言参考程序如下：ORG 0000H MOVTMOD，#20H；设置定时器T1，设置串行口的波特率 MOVTL1，#0F4H MOVTH1，#0F4H SETBTR1 MOVSCON，#40H；设置串行口的工作的工作方式 MOVR0，#70H；设置串行接收缓冲区首址 MOVR7，#08H；设置串行接收的字节数 SETBREN；启动串行接收Check_RI: JBCRI,UART_Byte_Receive_End；查询串行接收结束标志 LJMPCheck_RIUART_Byte_Receive_End： MOVA,SBUF；取串行接收数据 MOV@R0,A；存串行接收数据 CPLA MOVP0,A；串行接收数据送显示 INCR0 DJNZR7,Check_RI；判断串行发送是否结束 SJMP$ ENDC51参考程序如下：#include<reg51.h>#include<intrins.h>unsignedcharxdatarecdata[8];//定义接收存储数组unsignedchar*mydata;/*串行口中断子函数*/voidserial_initial(void) //串口初始化程序{ TMOD=0x20; //实用8位定时器，自动重装计数值 TH1=0xf4; TL1=0xf4; //设置TH1和TL1为0xf4,波特率是2400 TR1=1; SCON=0x40; //设定串口为方式1 REN=1; //允许串行接收数据}/*主函数*/voidmain(void){ unsignedchari; serial_initial(); //调用串口初始化函数 mydata=recdata; for(i=0;i<8;i++) { while(RI==0); RI=0; //清空接收标志 *mydata=SBUF;//存储接收数据 P1=SBUF; //送往P1口显示 mydata++//指向下一个存储单元 _nop_(); _nop_(); _nop_(); } while(1);}例9.4编程将甲机片内60H～6FH单元的数据块从串行口发送，在发送之前将数据块长度发送给乙机，当发送完16个字节后，再发送一个累加校验和。乙机接收甲机发送的数据，并存入以0000H开始的扩展RAM数据存储器中，首先接收数据长度，接着接收数据，当接收完16个字节后，接收累加和校验码，进行校验。数据传送结束后，根据校验结果向甲机发送一个状态字，00H表示正确，FFH表示出错，出错则甲机重发。解：定义双机串行口方式1工作，晶振为11.059MHz，波特率2400。定时器T1按方式2工作，经计算或查表得到定时器预置值为0F4H，SMOD=0，T1x12＝0。（1）发送子程序参考如下：ORG 0000HMOVTMOD，#20H；设置定时器1为方式2 MOVTL1，#0F4H；设置预置值 MOVTH1，#0F4H SETBTR1；启动定时器1 MOVSCON，#50H；设置串行口为方式1，允许接收START： MOVR0，#60H；设置数据指针 MOVR5，#10H；设置数据长度 MOVR4，#00H；累加校验和初始化 MOVSBUF，R5；发送数据长度Check_TI_0： BCTI，UART_Send_Data_LOOP；等待发送 LJMPCheck_TI_0UART_Send_Data_LOOP： MOVA，@R0；读取数据 MOVSBUF，A；发送数据 ADDA，R4 MOVR4，A；形成累加和 INCR0；修改数据指针Check_TI_1： JBCTI，UART_Send_Data_Byte_End；等待发送一帧数据 LJMPCheck_TI_1UART_Send_Data_Byte_End：DJNZR5，UART_Send_Data_LOOP；判断数据块是否发送完 MOVSBUF，R4；发送累加校验和Check_TI_2： BCTI，Check_RI；等待发送 LJMPCheck_TI_2Check_RI： BCRI，UART_Receive_End；等待乙机回答 LJMPCheck_RIUART_Receive_End： MOVA，SBUF；接收乙机数据 JZRight；00H，发送正确，返回 AJMPSTART；发送出错，重发Right： RET（2）接收子程序接收采用中断方式。设置两个标志位（7FH，7EH位）来判断接收到的信息是数据块长度、数据还是累加校验和。接收参考程序如下：ORG 0000H LJMP MAIN；转初始化程序 ORG 0023H LJMP Serial_ISR；转串行口中断程序 ORG 0100HMAIN： MOVTMOD，#20H；设置定时器1为方式2 MOVTL1，#0F4H；设置预置值 MOVTH1，#0F4H SETBTR1；启动定时器1 MOVSCON#50H；串行口初始化 SETB7FH；置长度标志位为1 SETB7EH；置数据块标志位为1 MOV31H，#00H；规定扩展RAM的起始地址，31H存高8位 MOV30H，#00H；30H存低8位 MOV40H，#00H；清累加和寄存器 SETBEA；开放串行口1中断 SETBES SJMP$；模拟一个用户程序Serial_ISR:CLREA；关中断 CLRRI；清中断标志 PUSHA；保护现场 PUSHDPH PUSHDPL JB7FH，Data_Length；判断是数据块长度吗？ JB7EH，Data；判断是数据块吗？SUM： MOVA，SBUF；接收校验和 CJNZA，40H，Error_Mark；判断接收是否正确 MOVA，#00H；二者相等，正确，向甲机发送00H MOVSBUF，ACheck_TI_Ok： JNBTI，Check_TI_Ok CLRTI SJMPExit_Serial_ISR；发送完，转到退出中断Error_Mark： MOVA，#0FFH；二者不相等，错误，向甲机发送FFH MOVSBUF，ACheck_TI_Error： JNBTI，Check_TI_Error CLRTI SJMPAgain_Receive；接收有错，转重新开始Data_Length： MOVA，SBUF；接收长度 MOV41H，A；长度存入41H单元 CLR7FH；清长度标志位 SJMPExit_Serial_ISR；退出中断Data： MOVA，SBUF；接收数据 MOVDPH，31H；存入片外RAM MOVDPL，30H MOVX@DPTR，A INCDPTR；修改片外RAM的地址 MOV31H，DPH MOV30H，DPL ADDA，40H；形成累加和，放在40H单元 MOV40H，A DJNZ41H，Exit_Serial_ISR；判断数据块是否接收完CLR7EH；接收完，清数据块标志位 SJMPExit_Serial_ISRAgain_Receive： SETB7FH；接收出错，恢复标志位，重新开始接收 SETB7EH MOV31H，#00H；恢复扩展RAM起始地址 MOV30H，#00H MOV40H，#00H；累加和寄存器清零Exit_Serial_ISR： POPDPL；恢复现场 POPDPH POPA SETBEA；开中断 RETI；返回C51程序由同学自己编程完成。例9.5设系统晶振频率为11.0592MHZ,以4800bit/s的波特率进行通信。主机：向指定从机（如10＃从机）发送指定位置为起始地址（如扩展RAM0000H）的若干个（如10个）数据，发送空格（20H）作为结束；从机：接收主机发来的地址帧信息，并与本机的地址号相比较，若不符合，仍保持SM2=1不变；若相等，则使SM2清零，准备接收后续的数据信息，直至接收完到空格数据信息位置，并置位SM2。解：主机和从机的程序流程图如图9.26所示。图9.26例9.5主机与从机程序流程图主机程序汇编语言参考程序如下：ADDRT EQU 0000HSLAVE EQU 10 ;从机地址号NUMBEREQU10ORG 0000H LJMP Main_Send ;主程序入口地址 ORG 0023H LJMP Serial_ISR ;串行口中断入口地址 ORG 0100HMain_Send：MOVSP,#60H MOVSCON,#0C0H ;串行口方式3 MOVTMOD,#20H ;置T1工作方式2 MOVTH1,#0FAH ;置4800波特率的时间常数 MOVTL1,#0FAH MOVDPTR,#ADDRT ;置数据地址指针 MOVR0,#NUMBER;设置发送数据字节数 MOVR2,#SLAVE ;从机地址号→R2 SETBTR1 ;启动T1 SETBES ;开放串行口1中断 SETBEA SETBTB8 ;置位TB8，作为地址帧信息特征 MOVA,R2 ;发送地址帧信息 MOVSBUF,A SJMP$ ;等待中断;串行口中断服务程序:Serial_ISR： CLR TI ;清发送中断标志 CLR TB8 ;清TB8位，为发送数据帧信息作准备 MOVXA,@DPTR ;发送一个数据字节 MOVSBUF,A INC DPTR ;修改指针 INC R0 DJNZR0,Exit_Serial_ISR ;判数据字节是否发送完 CLR ESJNBTI,$;检测最后一个数据发送结束标志CLRTIMOVSBUF,#20H;数据发送完毕后，发结束代码20HExit_Serial_ISR：RETI ENDC51参考程序如下：#include<REG51.H>//包含8052单片机寄存器定义文件unsignedcharxdataADDRT[10]; //设置保存数据的扩展RAM单元unsignedcharSLAVE=10; //设置从机地址号的变量unsignedcharnum=10,*mypdata;//设置要传送数据的字节数/*发送中断服务子函数*/voidSerial_ISR(void)interrupt4{ TI=0; TB8=0; SBUF=*mypdata; //发送数据 mypdata++; //修改指针 num－－; if(num==0){ES=0;while(!TI==0);TI=0;SBUF=0x20;}}/*主函数*/voidmain(void){ SCON=0xC0; TMOD=0x20; TH1=0xFA; TL1=0xFA; mypdata=ADDRT; TR1=1; ES=1; EA=1; TB8=1; SBUF=SLAVE; //发送从机地址 while(1); //等待中断}从机程序汇编语言参考程序如下：ADDRR EQU 0000HSLAVE EQU 10 ;从机地址号，依各从机的地址号进行设置ORG 0000H LJMP Main_Receive ;从机主程序入口地址 ORG 0023H LJMP Serial_ISR ;串行口中断入口地址 ORG 0100HMain_Receive：MOVSP,#60H MOVSCON,#0F0H ;串行口方式3，SM2=1,REN=1,接收状态 MOVTMOD,#20H ;置T1为工作方式2 MOVTH1,#0FAH ;置4800波特率相应的时间常数 MOVTL1,#0FAH MOVDPTR,#ADDRR ;置数据地址指针 SETBTR1 ;启动T1 SETBES ;开放串行口中断1 SETBEA ; SJMP$ ;等待中断；从机接收中断服务程序Serial_ISR：CLRRI ;清接收中断标志 MOVA,SBUF ;取接收信息 MOVC,RB8 ;取RB8（信息特征位）→C JNC UAR_Receive_Data ;RB8=0为数据帧信息，转UAR_Receive_Data XRLA,#SLAVE ;RB8=1为地址帧信息，与本机地址号SLAVE相异或JZAddress_Ok ;地址相等，则转Address_Ok LJMPExit_Serial_ISR ;地址不相等，则转中断返回Address_Ok：CLRSM2 ;清SM2，为后面接收数据帧信息作准备 LJMPExit_Serial_ISR ;中断返回UAR_Receive_Data：MOVX@DPTR,A ;接收的数据→数据缓冲区 INCDPTR ;修改地址指针 CJNZA,#20H,Exit_Serial_ISR ;判断接收数据是否为结束代码20H，不等继续 SETBSM2 ;全部接收完，置SM2=1Exit_Serial_ISR：RETI ;中断返回 ENDC51参考程序如下：unsignedcharxdataADDRR[10];unsignedcharSLAVE＝10,rdata,*mypdata;/*接收中断服务子函数*/voidSerial_ISR(void)interrupt4{ RI=0; rdata=SBUF; //将接收缓冲区的数据保存到rdata变量中 if(RB8) //RB8为1说明收到的信息是地址 { if(rdata==SLAVE) //如果地址相等，则SM2=0 SM2=0; } else //接收到的信息是数据 { *mypdata=rdata; mypdata++; if(rdata==0x20)//所有数据接收完毕，令SM2=1，为下一次接收地址信息作准备 SM2=1; }}/*主函数*/voidmain(void){ SCON=0xF0; TMOD=0x20; TH1=0xFA; TL1=0xFA; mypdata=ADDRR; TR1=1; ES=1; EA=1; while(1); //等待中断}例9.6将PC机键盘的输入发送给单片机，单片机收到PC机发来的数据后，回送同一数据给PC机，并在屏幕上显示出来。PC端采用串口调试程序进行数据发送与接收数据并显示，请编写单片机通信程序。解：通信双方约定：波特率为2400；信息格式为8个数据位，1个停止位，无奇偶校验位。设系统晶振频率为11.0592MHZ。汇编语言参考程序如下：ORG 0000H LJMP MAIN；转初始化程序ORG 0023HLJMP Sirial