单片机串行口课件

1、第6章MCS-51串口，6.1串口通信的基本知识，6.2串口的结构，6.3串口的四种工作模式，6.4多机通信的编程和应用，6.5串口，异步通信模式，0，1，停止位，开始位，低位，高位，7位数据位，奇偶校验，停止位，第N个字符，字符N-1，同步数据通信，串行通信的波特率，带速率是每秒传输的二进制码的位数(位)角色：1。反映串行通信的速率；2.反映对传输通道的要求：波特率越高，所需传输通道的带宽就越宽。异步通信：波特率是每秒传输的字符数和每个字符的位数的乘积。6.2、MCS-51串行端口结构，MCS-51具有可编程全双工串行通信接口，可用作通用异步收发器，也可用作同步移位寄存器。它的帧格式是8位、

2、10位和11位，可以设置为固定波特率和可变波特率，因此给用户很大的灵活性。串行端口内部结构示意图显示，只有串行端口控制寄存器SCON、(1)SCON(98H)、(2)PCON(87H)电源控制寄存器PCON中的SMOD位与串行端口的操作相关，如下图所示。电源控制寄存器PCON，6.3串口四种工作模式，模式选择由SM0，SM1完成。四种模式的比较：1 .串行端口模式0-同步移位寄存器模式，模式0将8位数据作为一帧，不设置起始位和停止位，先发送或接收最低位。帧格式如下：串行数据通过RXD输入或输出，而TXD用于输出移位时钟作为外部元件的同步信号。这种方法不适合两个8051之间的串行通信，但单片机的

3、输入输出接口扩展可以通过外部移位寄存器来实现。对于串行端口模式0 (P150、P169)的应用，串行端口扩展显示示例1使用8位串行输入和输出移位寄存器74HC164来扩展显示。功能：将数据从显示缓冲区发送到数码管。入口；要显示的数字放在由DIS0开头的8个单元格中。退出：输出预设号码以更新原始显示。写程序实现：MOV R7，# 08h显示8个谢妮管MOV R0，# dis 0；显示缓冲器未寻址到r0dl0: mova。 r0取要显示的数字作为查表偏移量MOVDPTR，#标签；指着MOVC的字形头像。查表得到字形代码MOV斯堡，一；发送显示DL1: JNBT1，DL1；正在等待发送一帧clrti

4、清除中断标志并准备继续发送DECR0更新显示单元DJNZ R7、dl0重复显示所有电子管rettab: db0c0h、0F9H、0A4H、0B0H、99H。0，1，2，3，4，DB 92H，82H，0F8H，80H，90H5，6，7，8，9，DB 88H，83H，0C6H，0A1H，86Ha、B、C、D、E、DB 8EH、0BFH、8CH、0FFHF，-，p，暗，74LS165，其中A，B，C，D，E，F，G，H并联输入。QH串行输出。时钟：时钟输入。时钟抑制：时钟抑制侧。当时钟抑制CLK2为低电平时，允许时钟输入。换档/加载：换档并设置控制端子。服务：扩展多个74LS165的端到端连接。74

5、LS165是一个移位寄存器，具有并行输入和串行输出。图(b)模式0的接收电路和时序，串行端口模式0 (P150，P169)的应用，带串行端口扩展的键盘，org 0100h start:clrp 1.0；加载数据NOP国家警察；SETB 1.0；数据输出CLR P1.1允许时钟输入rcvi: movscon，# 10hjnbri，$ clrlimova，SBUF；判断键值，分散opr0: ljmpstart，tab : ajmppr 0 ajmppr 1ajmppr 7，2。串行端口模式1-10位UART，模式1每帧10位传输，1个起始位(0)、8个数据位和1个停止位(1)。其帧格式为：模式1实

6、际上用于串行传输或接收，是一个10位通用异步接口。TXD(P3.1)引脚发送数据，RXD(P3.0)引脚接收数据。数据传输的波特率由T1的溢出率决定，可由程序设定。接收时，停止位进入SCON的RB8。串行端口模式1的发送和接收时序如图(a)和(b)所示。模式1发送和接收定时，只有当REN=1时才能检测到RXD。RI=0 .也就是说，当接收到前一帧的数据时，由RI=1发出的中断请求已经被响应，并且SBUF中的数据已经被移除。RI=0由软件设置，以提供“接收SBUF为空”的信息。(2) SM2=0或接收到的停止位为1(在模式1中，停止位进入RB8)。满足以上两个条件，将接收到的数据加载到串口的SB

7、UF和RB8中(RB8加载到停止位)，设置R1通知中央处理器取数据；否则，接收到的数据将无法加载到SBUF中，这意味着帧信息将会丢失。例如，通过MCS-51串行端口传输存储在片内RAM 20H3FH中的数据，传输所需的波特率为1200bps。编写相关的沟通程序。fosc=11.0592MHz。分析：取SMOD=0 (TH1)=232=0E8H，设置串口为模式1，定时器/计数器T1为模式2，作为串口波特率发生器。可以避免在计数溢出后用软件重新加载初始定时值的工作。ORG 0100H MOV TMOD，# 20H让T1成为模式2 MOV TL1，# 0e8hT1时序常数MOV TH1，# 0e8h

8、setbt1启动T1 MOV SCON，# 0100000b将串口设置为模式1 MOV R0，# 20h设置发送数据区报头MOV R7，# 32；发送32个ASCII码数据环LOOP:MOV A. r0获取ASCII数据acalsp _ out调用串口发送子程序incr0如果没有发送出去，继续DJNZ R7，LOOP ，主程序：sp _ out: movsbuf，a；用奇偶校验位发送JNB时间间隔，$；发送等待clrti清除TI标志RET，串口发送子程序：示例：机器B通过串口接收数据块。解决方案：使用查询方法，这个例子对应于上面的例子。接收器以与上述相同的波特率将接收到的32个数据存储在20H

9、-3FH单元中。MOV SCON，# 01010000B设置串口模式1，允许接收MOV TMOD，# 20h将定时器T1设置为模式2 MOV TL1，# 0e8h初始值，波特率1200b/s MOV TH1，# 0e8hsetbt1启动T1运行MOV R0，# 20h数据存储器MOV R7的第一地址，# 32；块长度循环：a调用。调用子程序MOV R0，A接收一帧；存储接收数据INC R0 DJNZ R7，循环.主程序：JNB国际：美元；RI由硬件设置。软件清除国际扶轮MOV协会，美国扶轮基金会，并接收一个帧子程序。串行端口模式2和3-11位UART、模式2和模式3在11位的帧中传输，其中有1

10、个起始位(0)、8个数据位、1个附加的第9位和1个停止位(1)。帧格式为：软件将额外的第9位(D8)设置为1或清0。在传输时，它在TB8中，在接收时，它在RB8中。模式2的波特率是固定的，是振荡器频率的1/32或1/64。模式3的波特率由T1的溢出率决定，可由程序设置。模式2和模式3的发送和接收时序如图所示。其操作类似于模式1。模式2、模式3发送和接收时序，只有当REN=1时才能检测到RXD。发送前，软件根据通信协议设置TB8(如奇偶校验位或地址/数据标志位)，然后将待发送的数据写入SBUF，开始发送过程。串口可以自动取出TB8，加载到第9个数据位位置，并一个一个发送出去。传输后，使TI=1。

11、在发送和接收期间，SCON的REN=1允许接收。当在RXD(P3.0)检测到10转换(起始位)时，接收9位数据并将其发送到移位寄存器(9位)。当满足RI=0和SM2=0，或者接收的第9位数据为1时，前8位数据被发送到SBUF，并且附加的第9位数据被发送到SCON的RB8，将R1设置为1；否则，接收将无效，并且将不会设置RI。接收过程，例如：编译一个发送程序，在片内RAM中串行发送50H5FH数据。串行端口设置为工作模式2，TB8用作奇偶校验位。传输波特率为375 kb/s，晶体振荡器为12 MHz，SMOD=1。解决方案：在将数据写入发送方SBUF之前，将数据的奇偶校验标志P写入TB8。此时，

12、第9位数据可用于奇偶校验。可以使用查询和中断两种方式发送。ORG 0000H AJMP MAIN开机，转到主程序ORG 0100H主程序MAIN: MOV SCON，# 80H设置工作模式2 MOV PCON，# 80H波特率取fosc/32 MOV R0，# 50H第一地址50H至R0 MOV R7，# 10H数值长度发送至R7回路： MOV A . R0；以MOV公司的数据为例；MOV TB8，C；奇数和偶数标记被发送到tb8movesbuf，a；发送数据等待： JBC时间，继续等待；等待中断标志TI=1，循环；该值尚未发出，下一个数据SJMP $ END将继续发出。例如，接收程序将被编程

13、为将接收到的16B数据发送到片上随机存取存储器的50H-5FH单元。将串行端口设置为在模式2下工作，波特率为375bps。源程序如下：MAIN: MOV SCON，# 080H串口在方块2中工作；REN=1，可以接收MOV PCON，# 80H设定SMOD=1 MOV R0，# 50H第一地址50H至R0 MOV R7，# 10H数字长度发送到r7 setbren开始接收等待： JBC RI，PR1在接收到一帧数据后，清除R1并转移到PR1 SJMP等待；否则，等待MOV机场；读入数据JNB P，PNPP=0，PNP JNB RB8，ERRP=1，RB8=0，转到错误处理SJMRIGHT PN

14、P : JBRb8，ERRP=0，RB8=1，转至错误处理权限： MOV R0，A；数据发送到存储器INC R0修改地址指针DJNZ R7，WAIT数据尚未完全接收；继续接收下一个数据CLR F0设置正确的接收完成标志F0=0 SJMP结束时间：设置B0结束时间： SJMP $，4。波特率设置要求串行通信中接收和发送数据的波特率必须一致。通过软件编程MCS-51串口，可以约定四种工作模式。模式0和模式2的波特率是固定的。模式1和模式3的波特率是可变的，由定时器T1的溢出率(T1每秒溢出的次数)决定。串口的四种工作模式对应三种波特率。由于输入移位时钟的来源不同，各种方法的波特率计算公式也不同。(

15、1)从下图可以看出模式0的波特率。在模式0中，为每个机器周期生成一个移位时钟，以发送或接收一位数据。因此，波特率固定为振荡频率的1/12，不受PCON寄存器中SMOD位的影响。串行端口模式0波特率生成，(2)模式2波特率模式2波特率取决于PCON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。即，模式2波特率(2 SMD/64)fos cfsc=12 MhZ，SMOD=0，187.5kbps smod=1，375 kbps，(3)模式1和模式3波特率模式1和模式3移位时钟脉冲由定时器T1产生，如图所示。因此，MCS-51串行端口模式

16、1和模式3的波特率由定时器T1的溢出率和SMOD值决定。即模式1和模式3波特率(2SMOD/32)T1溢出率，产生串口模式1和模式3波特率，其中T1溢出率取决于T1计数率(计数率fosc/12)和T1预置初始值。其中k是定时器T1的位定时器模式0，k=13定时器模式1，k=16定时器模式2，k=8。例如，如果定时器T1以11.059兆赫兹的晶体振荡器在模式1下工作，并且要求定时器1产生1200bps的波特率，那么可以计算SMOD=0作为初始值，那么TH1的初始值是0FFH，而TL1的初始值是0E8H。相关程序如下：MOV TMOD大街：号，# 10h将定时器T1设置为模式1 MOV TL1，# 0e8h加载初始值MOV TH1，# 0f fhfmovpcon，# 00hSMOD=0 SETB EA；打开中央处理器中断设置1；开启定时器T1中断setbt1启动T1运行.如果定时器T1工