串行通信技術實驗報告

1、串行通信技術實驗報告姓名 學號 實驗班號 實驗機位號 50一、 實驗目的1. 了解異步串行通信原理2. 掌握MSP430異步串行通信模塊及其編程方法二、 必做實驗任務1.了解MSP430G2553實驗板USB轉串口的通信功能，掌握串口助手的使用拆下單片機的功能拓展板，將主板上的eZ430-FET板載仿真器的BRXD，BTXD收發(fā)信號端口連接，通過串口調(diào)試助手即可實現(xiàn)串口的自發(fā)自收功能。接線如下圖：思考：異步串行通信接口的收/發(fā)雙方是怎樣建立起通信的？答：異步串行通信的收發(fā)雙方進行通信，在硬件與軟件方面都有要求。1 在硬件方面需要兩條線，分別從一方的發(fā)送端口到另一方的接收端口，從而實現(xiàn)“異步”；

2、2 需要一個通信協(xié)議，確保通信正確；3 在這個實驗中由于是自發(fā)自收，因此收發(fā)兩方均為PC機，所以兩條線其實是同一條線，而且由于是自發(fā)自收所以信號格式也是統(tǒng)一的，因此可以實現(xiàn)自發(fā)自收功能。2.查詢方式控制單片機通過板載USB轉串口與PC機實現(xiàn)串行通信本實驗通過編程實現(xiàn)單片機和PC機之間的通信，信號格式為波特率9600bps，無校驗，8位數(shù)據(jù)，先低后高，1個停止位，字符串以結尾，單片機將接收到的字符保存在RAM中，收到字符之后再將所儲存的字符發(fā)給PC機。連線方式如下圖：實驗程序如下：#include io430.hunsigned char string;int main( void )/ Sto

3、p watchdog timer to prevent time out reset WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD;void USCIA0_int()UCA0CTL1|=UCSWRST; /swrst=1;/置P1.1、P1.2為USCI_A0的收發(fā)引腳P1SEL|=BIT1+BIT2;P1SEL2|=BIT1+BIT2; /時鐘SMCLK選擇為1.0MHzif (CALBC1_1MHz!=0xff)BCSCTL1=CALBC1_1MHZ;DCOCTL=CALDCO_1MHZ;/設置控制寄存器UCA0CTL1|=UCSSEL_2+UCRXEIE;/設置波特率寄存器，采用低頻

4、波特率方式UCA0BR1=0;UCA0BR0=104;UCA0MCTL=UCBRS_1;UCA0CTL1&=UCSWRST; /swrst=0While(1) unsigned int j; for (j=0;stringj!=;j+) while(IFG2&UCA0RXIFG)=0); stringj=UCA0RXBUF; unsigned i=j; for (j=0;j!=i+1;j+) while(IFG2&UCA0TXIFG)=0); UCA0TXBUF=stringj; 思考：如果在兩個單片機之間進行串行通信，如何設計連線和編程？ 答：a. 編程：其中一個單片機可以繼續(xù)采用本實驗中所

5、用的程序，另一個單片機則編程輸出一串以結尾的字符，之后進入接收狀態(tài)，初始化及寄存器的設置部分的程序不變；b. 連線：將一個單片機的P1.1、P1.2接口分別與另一個的P1.2、P1.1接口連接，控制兩個單片機同時運行程序即可完成兩個單片機之間的通信。3.利用PC機RS232通信接口與單片機完成串行通信編程采用下面數(shù)據(jù)格式，完成單片機與PC機之間的字符串傳送。 1） 波特率9600bps，奇校驗，8位數(shù)據(jù)，先低后高，1個停止位；本實驗需要用到MSP430F149，進行PC機與單片機之間的電平信號轉換。連線如下圖：實驗程序如下：#include io430.hunsigned char strin

6、g;int main( void )/ Stop watchdog timer to prevent time out resetWDTCTL = WDTPW + WDTHOLD;void USCIA0_int()UCA0CTL1|=UCSWRST; /swrst=1;/置P1.1、P1.2為USCI_A0的收發(fā)引腳P1SEL|=BIT1+BIT2;P1SEL2|=BIT1+BIT2; /時鐘SMCLK選擇為1.0MHzif (CALBC1_1MHz!=0xff)BCSCTL1=CALBC1_1MHZ;DCOCTL=CALDCO_1MHZ;/設置時鐘源采用SMCLK，1MHz，波特率設置為96

7、00，奇校驗UCA0CTL0|=UCPEN;UCA0CTL1|=UCSSEL_2+UCRXEIE;/設置波特率寄存器，采用低頻波特率方式UCA0BR1=0;UCA0BR0=104;UCA0MCTL=UCBRS_1;UCA0CTL1&=UCSWRST; /swrst=0While(1) unsigned int j; for (j=0;stringj!=;j+) while(IFG2&UCA0RXIFG)=0); stringj=UCA0RXBUF; unsigned i=j; for (j=0;j!=i+1;j+) while(IFG2&UCA0TXIFG)=0); UCA0TXBUF=str

8、ingj; 思考：設計單片機與PC機進行串行通信時，硬件設計有哪些需要注意的事項？答：1 正確的連線；2 統(tǒng)一的通信協(xié)議；3 統(tǒng)一的邏輯電平；4 選取合適的信號輸出方式，如USB、串口、并口等3、 已完成的選做實驗任務2. 查詢方式控制單片機通過板載USB轉串口與PC機實現(xiàn)串行通信 2） (選做) 串口時鐘選用外部晶振32.768KHz 本實驗與1）的實驗的差別有兩點：1 波特率發(fā)生器的時鐘源選擇外部晶振，接線上應注意接入外部晶振2 波特率的設置應隨著時鐘源的改變而改變，計算過程為：時鐘頻率和需要的波特率的比值是32768/9600=3.413，采用低頻波特率方式，置UCOS16=0，所以設U

9、CA0BR1=0，UCA0BR0=3，0.41*83，所以設UCBRS=3。程序如下：#include io430.hunsigned char string;int main( void )/ Stop watchdog timer to prevent time out resetWDTCTL = WDTPW + WDTHOLD;void USCIA0_int()UCA0CTL1|=UCSWRST; /swrst=1;/置P1.1、P1.2為USCI_A0的收發(fā)引腳P1SEL|=BIT1+BIT2;P1SEL2|=BIT1+BIT2;/設置時鐘源采用外部晶振，32768Hz，波特率設置為9

10、600，無校驗UCA0CTL1|=UCSSEL_1+UCRXEIE;/設置波特率寄存器，采用低頻波特率方式UCA0BR1=0;UCA0BR0=3;UCA0MCTL=UCBRS_3;UCA0CTL1&=UCSWRST; /swrst=0While(1) unsigned int j; for (j=0;stringj!=;j+) while(IFG2&UCA0RXIFG)=0); stringj=UCA0RXBUF; unsigned i=j; for (j=0;j!=i+1;j+) while(IFG2&UCA0TXIFG)=0); UCA0TXBUF=stringj; 3. 利用PC機RS2

11、32通信接口與單片機完成串行通信2） (選做) 波特率bps，偶校驗，8位數(shù)據(jù)，先低后高，2個停止位。 本實驗與1）中實驗的差別主要在時鐘源以及寄存器設置上：1 選用時鐘SMCLK；2 相應的波特率設置隨之改變，計算過程：時鐘頻率和需要的波特率的比值是/=104.17，采用過采樣波特率方式，置UCOS16=1，因為104.17/16=6.51所以設UCA0BR1=0，UCA0BR0=6，0.51*168，所以設UCBRF=8。3 USCI_A0串口寄存器中，設置偶校驗，2個停止位程序如下：#include io430.hunsigned char string;int main( void )

12、/ Stop watchdog timer to prevent time out resetWDTCTL = WDTPW + WDTHOLD;void USCIA0_int()UCA0CTL1|=UCSWRST; /swrst=1;/置P1.1、P1.2為USCI_A0的收發(fā)引腳P1SEL|=BIT1+BIT2;P1SEL2|=BIT1+BIT2; /時鐘SMCLK選擇為12.0MHzif (CALBC1_12MHz!=0xff)BCSCTL1=CALBC1_12MHZ;DCOCTL=CALDCO_12MHZ;/設置時鐘源采用SMCLK，12MHz，波特率設置為，偶校驗,2個停止位UCA0C

13、TL0|=UCPEN+UCPAR+UCSPB;UCA0CTL1|=UCSSEL_2+UCRXEIE;/設置波特率寄存器，采用過采樣波特率方式UCA0BR1=0;UCA0BR0=6;UCA0MCTL=UCBRF_8+UCBRS_0+UCOS16;UCA0CTL1&=UCSWRST; /swrst=0While(1) unsigned int j; for (j=0;stringj!=;j+) while(IFG2&UCA0RXIFG)=0); stringj=UCA0RXBUF; unsigned i=j; for (j=0;j!=i+1;j+) while(IFG2&UCA0TXIFG)=0)

14、; UCA0TXBUF=stringj; 4. （選做）中斷方式控制串行通信的收發(fā) 編程：采用中斷方式接收和發(fā)送完成任務2的內(nèi)容。 1） 串口時鐘選用 SMCLK=1.0MHz 2） (選做) 串口時鐘選用外部晶振32.768KHz 答：與實驗2相比，本實驗的不同在于：1 采用中斷方式；2 寄存器相關設置不同；1） 程序如下： #include io430.h #include in430.h void USCIA0_init( ); void Clock_int(); unsigned char string; unsigned int j,i; int main( void ) WDTCT

15、L = WDTPW + WDTHOLD; Clock_int(); /時鐘初始化 USCIA0_init( ); /串口初始化 IE2 |=UCA0RXIE; /開串口接收中斷允許 _EINT(); /開總中斷 while(1); #pragma vector=USCIAB0RX_VECTOR _interrupt void UCA0RX_isr( ) stringj=UCA0RXBUF; /將接收到的數(shù)據(jù)存至存儲器 j+; if (stringj=) IE2 &= UCA0RXIE; /關閉串口0接收中斷允許 IE2|=UCA0TXIE; i=j; #pragma vector=USCIAB

16、0TX_VECTOR _interrupt void UCA0TX_isr() UCA0TXBUF=stringj;/將接收到的數(shù)據(jù)存至存儲器 j+; if (j=i)IE2&= UCA0TXIE; /關閉串口發(fā)送中斷允許 void USCIA0_init( ) UCA0CTL1 |= UCSWRST; /swrst=1 /置P1.1P1.2為USCI_A0的收/發(fā)引腳 P1SEL |= BIT1+BIT2; P1SEL2 |= BIT1+BIT2; /時鐘選擇SMCLK, 不論數(shù)據(jù)對均收 UCA0CTL1|= UCSSEL_2+UCRXEIE ; /設置波特率寄存器 UCA0BR1=0; U

17、CA0BR0=104; UCA0MCTL=UCBRS_1; UCA0CTL1 &=UCSWRST ; /swrst=0 void Clock_int() BCSCTL1=CALBC1_1MHZ; DCOCTL=CALDCO_1MHZ;2） 程序如下： #include io430.h #include in430.h void USCIA0_init( ); unsigned char string; unsigned int j,i; int main( void ) WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD; USCIA0_init( ); /串口初始化 IE2 |=UCA0RXI

18、E; /開串口接收中斷允許 _EINT(); /開總中斷 while(1); #pragma vector=USCIAB0RX_VECTOR _interrupt void UCA0RX_isr( ) stringj=UCA0RXBUF; /將接收到的數(shù)據(jù)存至存儲器 j+; if (stringj=) IE2 &= UCA0RXIE; /關閉串口0接收中斷允許 IE2|=UCA0TXIE; i=j; #pragma vector=USCIAB0TX_VECTOR _interrupt void UCA0TX_isr() UCA0TXBUF=stringj;/將接收到的數(shù)據(jù)存至存儲器 j+; i

19、f (j=i) IE2&= UCA0TXIE; /關閉串口發(fā)送中斷允許 void USCIA0_init( ) UCA0CTL1|=UCSWRST; /swrst=1;/置P1.1、P1.2為USCI_A0的收發(fā)引腳P1SEL|=BIT1+BIT2;P1SEL2|=BIT1+BIT2;/設置時鐘源采用外部晶振，32768Hz，波特率設置為9600，無校驗UCA0CTL1|=UCSSEL_1+UCRXEIE;/設置波特率寄存器，采用低頻波特率方式UCA0BR1=0;UCA0BR0=3;UCA0MCTL=UCBRS_3;UCA0CTL1&=UCSWRST; /swrst=0 2-1#include

20、 io430.hunsigned char string;int main( void )/ Stop watchdog timer to prevent time out resetWDTCTL = WDTPW + WDTHOLD;UCA0CTL1|=UCSWRST; /swrst=1;/置P1.1、P1.2為USCI_A0的收發(fā)引腳P1SEL|=BIT1+BIT2;P1SEL2|=BIT1+BIT2; /時鐘SMCLK選擇為1.0MHzBCSCTL1=CALBC1_1MHZ;DCOCTL=CALDCO_1MHZ;/設置控制寄存器UCA0CTL1|=UCSSEL_2+UCRXEIE;/設置波

21、特率寄存器，采用低頻波特率方式UCA0BR1=0;UCA0BR0=104;UCA0MCTL=UCBRS_1;UCA0CTL1&=UCSWRST; /swrst=0while(1) unsigned int j; for (j=0;stringj!=;j+) while(IFG2&UCA0RXIFG)=0); stringj=UCA0RXBUF; unsigned i=j; for (j=0;j!=i+1;j+) while(IFG2&UCA0TXIFG)=0); UCA0TXBUF=stringj; 2-2#include io430.hunsigned char string;int mai

22、n( void )/ Stop watchdog timer to prevent time out resetWDTCTL = WDTPW + WDTHOLD;/USCI_A0初始化UCA0CTL1|=UCSWRST; /swrst=1;/置P1.1、P1.2為USCI_A0的收發(fā)引腳P1SEL|=BIT1+BIT2;P1SEL2|=BIT1+BIT2;/設置時鐘源采用外部晶振，32768Hz，波特率設置為9600，無校驗UCA0CTL1|=UCSSEL_1+UCRXEIE;/設置波特率寄存器，采用低頻波特率方式UCA0BR1=0;UCA0BR0=3;UCA0MCTL=UCBRS_3;UCA

23、0CTL1&=UCSWRST; /swrst=0/初始化結束while(1) unsigned int j; for (j=0;stringj!=;j+) while(IFG2&UCA0RXIFG)=0); stringj=UCA0RXBUF; unsigned i=j; for (j=0;j!=i+1;j+) while(IFG2&UCA0TXIFG)=0); UCA0TXBUF=stringj; ;3-1#include io430.hunsigned char string;int main( void )/ Stop watchdog timer to prevent time out

24、 resetWDTCTL = WDTPW + WDTHOLD;UCA0CTL1|=UCSWRST; /swrst=1;/置P1.1、P1.2為USCI_A0的收發(fā)引腳P1SEL|=BIT1+BIT2;P1SEL2|=BIT1+BIT2; /時鐘SMCLK選擇為1.0MHzBCSCTL1=CALBC1_1MHZ;DCOCTL=CALDCO_1MHZ;/設置時鐘源采用SMCLK，1MHz，波特率設置為9600，奇校驗UCA0CTL0|=UCPEN;UCA0CTL1|=UCSSEL_2+UCRXEIE;/設置波特率寄存器，采用低頻波特率方式UCA0BR1=0;UCA0BR0=104;UCA0MCTL=UCBRS_1;UCA0CTL1&=UCSWRST; /swrst=0while(1