单片机第七章.ppt

1、MCS-51的串行口,MCS-51系列单片机的串行通信接口可以方便地实现与其他单片机之间、与PC机之间的串行通信，也可用通信接口实现键盘输入、LED显示及其他的控制。,MCS51单片机的串行接口,全双工串行接口(UART),数据通信的几个术语： 1.并行：数据各位同时进行传送 2.串行：数据逐位顺序进行传送,3.全双工:(串行通信)收/发可同时进行 4.半双工:(串行通信)收/发不可同时进行,5.异步串行通信:以字符为单位进行传送 6.同步串行通信:以数据块为单位进行传送 7.波特率(bps.):单位时间传送的位数,串行通信概述,（1）并行通信传送的数据的各位同时传送 优点是传送速度快，缺点是

2、传输线多。 通信线路费用较高，并行传送适用于近距离、传送速度高的场合。,（2）串行通信传送数据字节分成一位一位的形式在一条传输线上逐个地传送。优点是传输线少，传送通道费用低，故适合长距离数据传送。缺点是传送速度较低，传送控制复杂,1. 串行通信与并行通信,（1）单工方式通信双方只有一条单向传输线，只允许数据由一方发送，另一方接收。 （2）半双工方式通信双方只有一条双向传输线，允许数据双向传送，但每时刻上只能有一方发送，另一方接收，这是一种能够切换传送方向的单工方式， （3）全双工方式通信双方只有两条传输线，允许数据同时双向传送，其通信设备应具有完全独立的收发功能。,2 通信的数据传送方向（串行

3、通信制式）,串行方式是将传输数据的每个字符一位一位顺序地传送，按位组成字符。为了发送、接收信息，双方必须协调工作。这种协调方法，从原理上可分成两种：同步串行I/O和异步串行I/O。 （1）异步通信方式 异步方式实现简单，在微型计算机中大量使用异步串行I/O方式，为了避免连续传送过程中的误差积累，每个字符都要独立确定起始和结束(即每个字符都要重新同步)，字符和字符间还可能有长度不定的空闲时间。,有约定的帧格式； 发送与接收之间的同步是利用每一帧的起、止信号来建立的； 双方用各自的时钟控制发送与接收,3 串行通信的分类（同步通信和异步通信）,（2）同步通信方式 在同步通信中，在数据或字符开始传送前

4、用同步字符(SYNC)来指示(常约定l一2个)，由时钟来实现发送端和接收端同步，当检测到规定的同步字符后，接下来就连续按顺序传送数据。同步字符是一特定的二进制序列，在传送的数据中不会出现 同步通信方式由于不采用起始和停止位，是在同步字符后可以接较大的数据区，同步字符所占部分很小，因此有较高的传送效率。 4 波特率是每秒钟传送的二进制数码的位数，单位是bps.,一.51单片机的串行接口,1.两个同名的接收/发送缓冲寄存器SBUF 指令 MOV A，SBUF 完成一次数据接收,SBUF可再 接收下一个数 指令 MOV SBUF，A 启动一次数据发送,可向SBUF 再发送下一个数,2.接收/发送数据

5、,无论是否采用中断方式工作, 每接收/发送一个数据都必须用指令对 RI/TI 清0,以备下一次收/发。,3.串行口相关的SFR(SCON,PCON),一.51单片机的串行接口,1.SM0，SM1：串行口4种工作方式的选择位。 0 0 方式0：8位移位寄存器I/O,波特率固定为 fosc/12 0 1 方式1：8位UART(1+8+1位), 波特率可变,按公式计算 1 0 方式2：9位UART(1+8+1+1位), 波特率固定=fosc1/32或1/64 1 1 方式3：9位UART(1+8+1+1位), 波特率可变,按公式计算,2.SM2：串行口多机通信控制位 （作为方式2、方式3的附加控制位

6、）,二.串行口控制寄存器SCON(98H),3.RI,TI:串行口收/发数据申请中断标志位 1 申请中断； 0 不申请中断,5.TB8: 方式2、3中,是要发送的第9位数据。 多机通信中,TB8=0 表示发送的是数据； TB8=1 表示发送的是地址。(奇偶校验),4.RB8: 在方式2、3中,是收到的第9位数据。 在多机通信中,用作区别地址帧/数据帧的标志。 (奇偶校验),6.REN: 串行口接收允许控制位 = 1 表示允许接收; = 0 禁止接收。 由软件实现 置1或清0,三.电源控制寄存器 PCON（97H） 特殊功能寄存器PCON不能按位寻址,1.SMOD：在串行口工作方式 1、2、3

7、中， 是波特率加倍位 =1 时,波特率加倍 =0 时,波特率不加倍。 (在PCON中只有这一个位与串口有关),2.GF1,GF0：用户可自行定义使用的通用标志位,3.PD：掉电方式控制位 =0：常规工作方式。 =1：进入掉电方式: 振荡器停振 片内RAM和SRF的值保持不变 P0P3口维持原状。 程序停止 只有复位能使之退出掉电方式。,SMOD GF1 GF0 PD IDL,PCON,4.IDL：待机方式(空闲方式)控制位 =0：常规工作方式。 =1：进入待机方式： 振荡器继续振荡 中断、定时器、串口功能继续有效 片内RAM和SRF保持不变 CPU状态保持、P0P3口维持原状 程序停顿。 中断

8、和复位能退出待机,继续后面的程序。,SMOD GF1 GF0 PD 1DL,PCON,3.PD：掉电控制位 =0：常规方式。 =1：掉电方式: 振荡器停振 片内RAM和SRF不变 P0P3口维持原状 程序停止 只有复位能退出掉电,4.IDL：待机控制位 =0：常规方式。 =1：待机方式： 振荡器继续振荡 中断,定时器,串口有效 片内RAM和SRF不变 CPU状态,P0P3维持原状 程序停顿。 中断和复位能退出待机,继续后面的程序。,SMOD GF1 GF0 PD 1DL,PCON,四.串行口工作方式,1.工作方式0：8位移位寄存器I/O方式,(1)发送：SBUF中的串行数据由RxD逐位移出；

9、TxD输出移位时钟,频率=fosc1/12； 每送出8位数据 TI 就自动置1； 需要用软件清零 TI。,(2)接收：串行数据由RxD逐位移入SBUF中； TxD输出移位时钟,频率=fosc1/12； 每接收 8位数据RI就自动置1； 需要用软件清零 RI。,(3)经常配合“串入并出”“并入串出”移位 寄存器一起使用扩展接口（第六章）。,1.工作方式0：8位移位寄存器I/O方式(续),串入并出,(4)方式0工作时，多用查询方式编程： 发送：MOV SBUF，A 接收：JNB RI，$ JNB TI，$ CLR RI CLR TI MOV A, SBUF,1.工作方式0：8位移位寄存器I/O方式

10、(续),(5)复位时,SCON 已经被清零,缺省值: 方式0。,(6)接收前,务必先置位 REN=1 允许接收数据。,(7)方式0时,SM2位(多机通信控制位)必须为0。,(1)常用于串行通讯。除发/收8位数据外，还 在位前有一个起始位“0”； 在D7位后有一个停止D0位“1”。,(2)方式1工作时： 发送端自动添加一个起始位和一个停止位； 接收端自动去掉一个起始位和一个停止位。,2.工作方式1:8位UART(1+8+1位)波特率可变,溢出率：T1溢出的频繁程度 即：T1溢出一次所需时间的倒数。,初值 X = 2n -,2SMOD fosc 32 波特率 12,波特率 =,2SMOD fosc

11、 32 12(2n - X),其中：X 是定时器初值,(3)波特率可变 用定时器T1作波特率发生器： 公式：波特率 =（2SMOD/32）T1的溢出率,初值 X = 2n -,2SMOD fosc 32 波特率 12,例中计算波特率的部分： 题目要求用T1工作于方式2来产生波特率2400， 已知晶振频率=11.0592MHz。要求出T1的初值：,初值 X = 28 -,20 11.0592106 32 2400 12,= 256 - = 256 - 12,11.0592106 921600,= 244 = 0F4H,表格有多种, 晶振也不止一种,常用波特率和T1初值查表 (部分),RxD引脚为

12、接收端，TxD引脚为发送端,由波特率 发生器T1控制发送速度,不同于方式0：收/发都 需要由TxD送出移位时钟。,T1作波特率发生器时初始化包括: 选定时器工作方式2(TMOD选8位自动重装); 将计算(或查表)出的初值X赋给TH1,TL1; 启动T1 (SETB TR1);,(4)工作方式1的接收/发送,串行口的初始化包括: 对SCON选工作方式 对PCON设波特率加倍位“SMOD”(缺省值=0) 如果是接收数据,仍要先置“1”REN位,(5)串行通信方式1应用 例:串行口工作于方式1，采用T1工作于方式2，产生波特率2400bps。(fosc=11.0592MHz),例 若fosc=6MH

13、z,波特率为2400bit/s,设SMOD=1，则定时器/计数器T1的计数初值为多少？并编写初始化程序。 解：X=256-2SMOD*fosc/(2400*32*12)=F3H 初始化编程： MOV TMOD,#20H MOV PCON,#80H MOV TH1,#0F3H MOV TL1 ,#0F3H SETB TR1 MOV SCON,#50H, SM0，SM1：串行口工作方式选择位。 0 1 ：方式1，8位UART（1+8+1位）, REN：串行口接收允许位。 REN=1 允许接收,串行口控制寄存器SCON,0 1 0 1 0 0 0 0, TB8，RB8，TI，RI等位由运行中间的情况 决定，可先写成 “0”, SM2：串行口多机通信控制位,作为方式2、3 的附加控制位，此处不用，可写成