串口通信原理及操作流程

1、串行口通訊原理及操作流程串行口通訊原理及操作流程并行與串行通信方式比較并行與串行通信方式比較8位數(shù)據(jù)同時(shí)傳送數(shù)據(jù)傳輸速度快傳輸線多長(zhǎng)距離傳輸成本高8位數(shù)據(jù)順位傳送數(shù)據(jù)傳輸速度相對(duì)較慢傳輸線少長(zhǎng)距離傳輸成本低數(shù)據(jù)傳輸控制較為復(fù)雜數(shù)據(jù)傳輸較為簡(jiǎn)單 異步與同步串行通信方式異步與同步串行通信方式不要求收發(fā)雙方時(shí)鐘嚴(yán)格一致每個(gè)字符要附加23位（起始位、校驗(yàn)位、停止位）各幀之間有任意間隔，位之間間隔一定用于單片機(jī)和單片機(jī)，單片機(jī)與計(jì)算機(jī)之間通信發(fā)送方時(shí)鐘對(duì)接收方時(shí)鐘的直接控制，使雙方完全同步每個(gè)字符之間不留空隙，既保持位同步關(guān)系也保持字符同步關(guān)系以特定的位組合01111110作為幀的開(kāi)始和結(jié)束標(biāo)志實(shí)現(xiàn)的硬

2、件設(shè)備較為復(fù)雜單片機(jī)串口單片機(jī)串口測(cè)控系統(tǒng)中，計(jì)算機(jī)通信主要采用異步串行通信方式，常用的異測(cè)控系統(tǒng)中，計(jì)算機(jī)通信主要采用異步串行通信方式，常用的異步總線標(biāo)準(zhǔn)有三種：步總線標(biāo)準(zhǔn)有三種：RS-232RS-232（RS-232A RS-232B RS-232CRS-232A RS-232B RS-232C）RS-449 RS-449 （RS422 RS423 RS485RS422 RS423 RS485）20mA20mA電流環(huán)電流環(huán) 這里重點(diǎn)介紹這里重點(diǎn)介紹RS-232 RS-232 RS-232C RS-232C：速率：速率：20Kbit/S20Kbit/S， 最大通信距離：最大通信距離： 15m

3、15m RS422 RS422： 10Mbit/s 10Mbit/s： 300m 300m 90Kbit/s 90Kbit/s： 1200m1200mRS-232RS-232電平與電平與TTLTTL電平的轉(zhuǎn)換電平的轉(zhuǎn)換計(jì)算機(jī)為 RS-232電平信號(hào) ，單片機(jī)為T(mén)TL電平信號(hào)（TXD P3.1口 發(fā)送 RXD P3.0口 接收）計(jì)算機(jī)與單片機(jī)的通信根本在于不同電平信號(hào)之間的轉(zhuǎn)換和傳輸 單片機(jī)串口原理圖單片機(jī)串口原理圖波特率和定時(shí)器初值的設(shè)定波特率和定時(shí)器初值的設(shè)定波特率：每秒傳輸二進(jìn)制代碼的位數(shù)。（1波特=1位/秒，單位bps(位/秒)）串行口4種工作方式對(duì)應(yīng)波特率： (見(jiàn)P131) （串口常用

4、工作方式1）電源管理寄存器PCON SMOD-串口通信波特率有關(guān) SMOD=0:串口方式1,2,3時(shí)，波特率正常 SMOD=1:串口方式1,2,3時(shí)，波特率加倍TI溢出率： T1定時(shí)器溢出的頻率，即 TI定時(shí)器每次溢出所需時(shí)間T的倒數(shù)1/T。常用波特率初值表常用波特率初值表注： 串口方式1定時(shí)器1方式2 常用晶振11.0592（MHZ） 波特率9600 SMOD=0 初值: TL0=0 xfd TH0=0 xfd 十進(jìn)制數(shù)：(253) RXD TXD GNDRXDTXDGNDRXDTXDGND電電平平轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換換RXDTXDGNDRXDTXDGND電電平平轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換換RXDTXDGND微機(jī)微機(jī)微機(jī)其他

5、微機(jī)其他設(shè)備設(shè)備較遠(yuǎn)距離傳送電較遠(yuǎn)距離傳送電路路近距離傳送電路近距離傳送電路微機(jī)接口調(diào)制解調(diào)器調(diào)制解調(diào)器接口微機(jī)電話分機(jī)電話分機(jī)遠(yuǎn)距離傳送電路遠(yuǎn)距離傳送電路 數(shù)字信號(hào)通過(guò)調(diào)制器變成模擬信號(hào)通過(guò)電話線傳送到對(duì)方，接收方通過(guò)解調(diào)器將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)接收。 RXD TXD GNDTXDGND8xx518xx518xx518xx51RXDVCCEAC1C2RSTXTAL1XTAL2TXDRXD89C51C1C2T1INR1OUTC2R1INT1OUTV-V+VCCC1C3C4C5GNDGNDC1=C2=C3=C4=C5=1FMAX23215PC機(jī)機(jī)COM1或或COM212346789+5V+5V

6、5151單片機(jī)與計(jì)算機(jī)的通信單片機(jī)與計(jì)算機(jī)的通信5151單片機(jī)串行口結(jié)構(gòu)單片機(jī)串行口結(jié)構(gòu)51單片機(jī)串行口是可編程全雙工的通信接口，能同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收，也可作為同步移位寄存器使用。51單片機(jī)串行口組成： 1. 兩個(gè)獨(dú)立的串行數(shù)據(jù)緩沖寄存器SBUF（一個(gè)發(fā)送緩沖寄存器，一個(gè)接收緩沖寄存器 2.發(fā)送控制器 3.接受控制器 4.輸入移位寄存器 5.若干控制門(mén)電路單片機(jī)通過(guò)特殊功能寄存器SBUF對(duì)串行接收或串行發(fā)送寄存器進(jìn)行訪問(wèn)，兩個(gè)寄存器共用一個(gè)地址，但在物理意義上是兩個(gè)獨(dú)立的寄存器。發(fā)送發(fā)送SBUF（99H）控制門(mén)控制門(mén)RXD(P3.0)TXD(P3.1)中斷中斷接收接收SBUF（99H）定

7、定時(shí)時(shí)器器T1發(fā)送控制器發(fā)送控制器接收控制器接收控制器輸入移位寄存器輸入移位寄存器TIRI串行口基本結(jié)構(gòu)串行口基本結(jié)構(gòu)A串行口控制寄存器串行口控制寄存器SCON SCON SM0.SM1:SM0.SM1:串行口工作方式控制位。串行口工作方式控制位。 0 0-0 0-方式方式0, 0 1-0, 0 1-方式方式1 1 1 0- 1 0-方式方式2, 1 1-2, 1 1-方式方式3 3RENREN：串行接收允許位。：串行接收允許位。 0-0-禁止接收禁止接收, 1-, 1-允許接收允許接收TB8: TB8: 在方式在方式2,32,3中中,TB8,TB8是發(fā)送機(jī)要發(fā)送的第是發(fā)送機(jī)要發(fā)送的第9 9位

8、數(shù)據(jù)。位數(shù)據(jù)。RB8:在方式2,3中,RB8是接受機(jī)收到的第9位數(shù)據(jù), 該數(shù)據(jù)來(lái)自發(fā)送機(jī)的TB8。TI:發(fā)送中斷標(biāo)志位。發(fā)送前必須用軟件清零，發(fā) 送過(guò)程中TI保持零電平,發(fā)送完一幀數(shù)據(jù)后，由 硬件置 “1”，如果再發(fā)送,必須用軟件再清零。RI:接收中斷標(biāo)志位。接收前,必須用軟件清零,接 收過(guò)程中RI保持零電平，接收完一幀數(shù)據(jù)后由 片內(nèi)硬件自動(dòng)置“1”。如果再接收必須用軟件清 零。SM2:多機(jī)通信控制位多機(jī)通信控制位 主要用于方式2、3。在不同串口工作方式下，通過(guò)控制SM2，可以實(shí)現(xiàn)多機(jī)通信。SM2作用:在方式2,3中，發(fā)送機(jī)SM2=1(程序設(shè)置). 接收機(jī)SM2=1,若RB8=1,激活RI,引

9、起接收中斷RB8=0,不激活RI,不引起接斷。SM2=0,無(wú)論RB8=1還是RB8=0均激活RI引起接收中斷。在方式 0 中, SM2應(yīng)置為0。在方式1中, 當(dāng)接收時(shí)當(dāng)接收時(shí)SM2=1, SM2=1, 則只有收到有效停止位則只有收到有效停止位才激活才激活RIRI。串行口方式串行口方式1 1編程與實(shí)現(xiàn)編程與實(shí)現(xiàn)串行口工作方式1數(shù)據(jù)形式： 10位數(shù)據(jù)，1位起始位（0），8位數(shù)據(jù)位（最低位在前，最高位在后），1位停止位（1）。幀之間可有空閑也可無(wú)空閑。數(shù)據(jù)輸出時(shí)序圖：數(shù)據(jù)輸出時(shí)序圖：數(shù)據(jù)輸入時(shí)序圖：數(shù)據(jù)輸入時(shí)序圖：串口初始化設(shè)置：串口初始化設(shè)置：確定T1的工作方式（編程TMOD寄存器）計(jì)算T1的初值

10、，裝載TH1，TL1；啟動(dòng)T1（編程TCON中的TR1位）確定串行口工作方式（編程SCON寄存器）串行口工作在中斷方式時(shí)，進(jìn)行中斷設(shè)置（編程IE，IP寄存器）#include#define uchar unsigned charuchar a,flag;void init() TMOD=0 x20; /設(shè)置定時(shí)器 1 為模式 2 TH1=0 xfd; /裝初值設(shè)定波特率 TL1=0 xfd; TR1=1; /啟動(dòng)定時(shí)器 SM0=0; /串口通信模式設(shè)置 SM1=1; REN=1; /串口允許接收數(shù)據(jù) EA=1; /開(kāi)總中斷 ES=1; /開(kāi)串行中斷串口初始化程序分析串口初始化程序分析void main() init(); while(1) if(flag=1) /如果有數(shù)據(jù)則進(jìn)入這個(gè)語(yǔ)句 ES=0; /進(jìn)入發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)先關(guān)閉串行中斷 flag=0; SBUF=a; /將數(shù)據(jù)原樣發(fā)回 wh