第6章80C51单片机的串行口.ppt

1、2020/7/9,1,第6章 80C51单片机的串行口,计算机串行通信基础,6.1,80C51单片机的串行口,6.2,80C51单片机的串行口应用,6.3,2020/7/9,2,6.1 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。,2020/7/9,3,串行通信,特点：传送控制复杂、速度慢，传输线少，成本低,2020/7/9,4,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,2020/7/9,5,异步通信帧格式,起始位（位）； 数据位（位）； 奇偶校验位（位，可无校验位）；

2、 停止位（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）,2020/7/9,6,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,2020/7/9,7,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,2020/7/9,8,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

3、中出现了差错。,2020/7/9,9,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。,2020/7/9,10,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1 bit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

4、.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。,2020/7/9,11,6.1.2 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（阳头）连接器,DB-9（阳头）连接器,阳头通常用于计算机侧，阴头用于连接线侧,2020/7/9,12,功能特性,2020/7/9,13,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）。,2020/7/9,14,过程特性,远程通信，需要调制解调器,2020/7/9,15,近程通

5、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,2020/7/9,16,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,2020/7/9,17,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！,2020/7/9,18,6.2 80C51单片机

6、的串行口,6.2.1 80C51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。,2020/7/9,19,6.2.2 80C51串行口的控制寄存器,串行口控制寄存器SCON,SM0和SM1：工作方式选择位,2020/7/9,20,SM2：多机通信控制位,SM2=1时,接收机处于地址帧筛选状态。若RB81，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RB80，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

7、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,2020/7/9,21,TB8：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0,RI：接收中断标志位，要由软件清0,2020/7/9,22,电源控制寄存器PCON,SMOD：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。,2020/7/9,23,6.2.3 80C51串行口的工作方式,方式0：同步移位寄

8、存器，用于扩展并行口,RXD：输入或输出引脚 TXD：移位脉冲输出 接收和方式都是8位 波特率固定为：fosc/12,2020/7/9,24,数据输出：,CLR用于对74LS164清0,2020/7/9,25,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。,2020/7/9,26,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,2020/7/9,27,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),2020/7/9,28,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,2020/

9、7/9,29,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),2020/7/9,30,6.2.4 80C51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 /12256 （TH1）,2020/7/9,31,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。,

10、方式1和方式3波特率与TH1初值的对应关系：,2020/7/9,32,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）,2020/7/9,33,6.3 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！,2020/7/9,34,硬件连接,近程连接 （直连）,6.3.2 单片机与单片机间的通信,远程连接 (电平转换),2020/7/9,35,电平转换器件与接线,2020/7/9,36,通信协议,串口方式1，2400 Baud，T1定时方式2， 晶振选11.0592MHz，查表知：TH1=TL1=F4H，SMOD=0,A机发“E1”联络，B机同意接收发“E2”响应 A机收到“E2”后，发数据块及校验字节。,B机接收数据块及校验字节，判传输是否正确 正确时向A机发送“00H”，否则发送“FFH”,A机接收到“00H”则本次传输结束。否则重新传输数据,2020/7/9,37,流程图,2020/7/9,38,6.3.3 单片机与PC机间的通信,硬件连接,直