串行接口与应用课件

串行介面與應用7.1串行通信的基本知識

在MCS-51單片機內部，有一個通用非同步接收/發送器（UART）。這是一個全雙工串行介面，能同時進行發送和接收數據。利用這個串行介面，可以實現單片機之間的單機通信、多機通信，以及與PC機之間的通信。 7.1.1數據通信的基本概念

1、數據通信

2、通信方式 有兩種通信方式：一種是並行通信，一種是串行通信。

7.1.2串行通信方式 串行通信有三種方式：單工通信、半雙工通信和全雙工通信。

7.1.3數據同步技術1、非同步通信7.2MCS-51單片機串行口的結構與工作方式 7.2.1串行口的結構

MCS-51有一個可編程的全雙工串行通信介面，可作為通用非同步接收/發送器UART，也可作為同步移位寄存器。它的幀格式有8位、10位和11位，可以設置為固定串列傳輸速率和可變串列傳輸速率，給使用者帶來很大的靈活性。 7.2.2串行口控制寄存器SCON和電源控制寄存器PCON 1、串行口控制寄存器SCON

串行口控制寄存器SCON決定串行口通信工作方式，控制數據的接收和發送，並標示串行口的工作狀態等。其位格式為： SM0、SM1：串行口工作方式控制位，兩位對應四種工作方式，如表7-1所示（fosc是晶振頻率）。 2、電源控制寄存器PCON

電源控制寄存器PCON中只有一位SMOD與串行口工作有關，它的位格式為：

SMOD：串列傳輸速率倍增位。串行口工作在方式1、方式2、方式3時，若SMOD=1，則串列傳輸速率提高一倍；若SMOD=0，則串列傳輸速率不提高一倍。單片機複位時，SMOD=0。 7.2.3串列傳輸速率設計

1、方式0的串列傳輸速率 工作方式0時，移位脈衝由機器週期的第6個狀態週期S6給出，每個機器週期產生一個移位脈衝，發送或接收一位數據。因此，串列傳輸速率是固定的，為振盪頻率的1/12，不受PCON寄存器中SMOD的影響。用公式表示為：工作方式0的串列傳輸速率=fosc/12 2、方式2的串列傳輸速率 工作方式2時，移位脈衝由振盪頻率fosc的第二節拍P2時鐘（即fosc/2）給出，所以，方式2串列傳輸速率取決於PCON中的SMOD位的值，當SMOD=0時，串列傳輸速率為fosc的1/64；當SMOD=1時，串列傳輸速率為fosc的1/32，用公式表示為；工作方式2串列傳輸速率=（2SMOD/64）×fosc 3、工作方式1和方式3的串列傳輸速率 【例8-1】8051單片機時鐘振盪頻率為11.0592MHZ，選用定時器T1（工作在方式2）作串列傳輸速率發生器，串列傳輸速率為4800bps，求定時器T1的初值X。 解設串列傳輸速率控制位SMOD=0，則：

X=256−（11.0592×106×（0+1）/（384×4800）=250=FAH

所以，（TH1）=（TL1）=FAH

系統晶振頻率選用11.0592MHZ，是為了使初值為整數，從而產生精確的串列傳輸速率。 7.2.4串行口的四種工作方式 串行口的四種工作方式中，串行通信只使用方式1、方式2、方式3，方式0主要用於擴展並行輸入輸出口。

1、串行口工作方式07.3

主從式多機通信 7.3.1主從式多機通信原理

7.3.2多機通信協議

7.3.3串行通信實例

【例7-1】有兩臺8031單片機相距很近，直接將它們的串行口相連，1#機的TXD接2#機的RXD，2#機的TXD接1#機的RXD，二機的GND相連。二機的晶振頻率均為11.0592MHZ，通信的串列傳輸速率為4800bps。現將第一臺8031單片機片內RAM40H～5FH單元內的數據，串行發送到第二臺8031單片機片內RAM60H～7FH單元中。

發送與接收的參考程式如下：1#單片機發送程式：

ORG1000H TX:

MOVTMOD,#02H

MOVTH1,#0FAH

MOVTL1,#0FAH MOVSCON,#80H ；設定工作方式2

MOVPCON,#00H； 串列傳輸速率為fosc/64

SETBTR0

MOVR0,#40H ；設發送數據的地址指針

MOVR2,#20H ；設發送數據長度LOOP: MOVA,@R0 ；取發送數據送A

MOVC,PSW.0

MOVTB8,C ；奇偶位送TB8

MOVSBUF,A ；啟動發送WAIT: JBCTI,LL1

；判發送中斷標誌

SJMPWAIT

LL1:

INCR0

DJNZR2,LOOP

RET2#單片機接收程式：

ORG1000HRX:

MOVTMOD,#02H

MOVTH1,#0FAH

MOVTL1,#0FAH

MOVSCON,#90H ；設定工作方式2，並允許接收

MOVPCON,#00H

SETBTR0

MOVR0,#60H

MOVR2,#20H

LOOP: JBCRI,MM1 ；等待接收數據

SJMPLOOP

MM1: MOVA,SBUF ；讀入一幀數據

JBPSW.0,PP1 ；判接收端奇偶

JBRB8,ERROR ；判發送端奇偶

SJMPRIGHT

PP1:

JNBRB8,ERROR ；接收出錯RIGHT: MOV@R0,A ；接收正確

INCR0

DJNZR2,LOOP

ERROR: SETBPSW.5 ；置出錯標誌

RET

【例7-2】甲乙兩機進行串行通信，將甲機片外RAM中1000H單元開始的32個數據發送到乙機的片外RAM1000H開始的單元中。二機的晶振頻率均為11.0592MHZ，通信的串列傳輸速率為1200bps。 設甲、乙機串行口均工作在方式1，根據發送和接收的串列傳輸速率，設置定時器T1工作在方式2，當SMOD=0，則計數初值為E8H。甲機發送副程式流程圖如圖7-7（a）所示，乙機接收副程式流程圖如圖7-7（b）所示。

參考程式如下：

(1)甲機發送副程式：ORG1000HTTTT: MOVTMOD,#20H MOVTH1,#0E8H MOVTL1,#0E8H SETBTR1 MOVSCON,#50H MOV87H,#00HENTER: MOVDPH,#10H MOVDPL,#00H MOVR4,#20H MOVR5,#00HTX1:

MOVA,#04H

MOVSBUF,AWAIT1: JBCTI,RX1

SJMPWAIT1RX1:

JBCRI,NEXT1

SJMPRX1NEXT1: MOVA,SBUF

CJNEA,#00H,TX1TX2:

MOVA,R4

MOVSBUF,A

ADDA,R5

MOVR5,AWAIT2: JBCTI,TX3

SJMPWAIT2TX3

: MOVXA,@DPTR

MOVSBUF,A

ADDA,R5

MOVR5,A

INCDPTRWAIT3: JBCTI,NEXT2

SJMPWAIT3NEXT2: DJNZR4,TX3

MOVA,R5

MOVSBUF,AWAIT4: JBCTI,RX_11H

SJMPWAIT4RX_11H: JBCRI,IF_11H

SJMPRX_11HIF_11H: MOVA,SBUF

CJNEA,#11H,ENTER RET(2)乙機接收副程式：

ORG1000HRRRR:

MOVTMOD,#20H

MOVTH1,#0E8H

MOVTL1,#0E8H

SETBTR1

MOVSCON,#50H

MOV87H,#00HENTER: MOVDPH,#10H

MOVDPL,#00H

MOVR5,#00HRX1:

JBCRI,IF_04H

SJMPRX1IF_04H: MOVA,SBUF

CJNEA,#04H,TX_FFH

MOVA,#00H

MOVSBUF,AWAIT1: JBCTI,RX2

SJMPWAIT1

LJMPRX2TX_FFH: MOVA,#0FFH

MOVSBUF,AWAIT2: JBCTI,LL1

SJMPWAIT2LL1:

LJMPENTERRX2:

JBCRI,LL2

SJMPRX2LL2:

MOVA,SBUF

MOVR4,A

MOVR5,ARX3:

JBCRI,LL3

SJMPRX3LL3:

MOVA,SBUF

MOVX@DPTR,A

INCDPTR

ADDA,R5

MOVR5,A

DJNZR4,RX3RX4:

JBCRI,LL4

SJMPRX4