機(jī)串口工作方式0和1-文檔資料

1、1 串口工作方式串口工作方式5.1 5.1 方式方式0 0 同步移位寄存器方式，同步移位寄存器方式，比比特率固定為特率固定為fosc/12fosc/12。 常用于外接移位寄存器，以擴(kuò)展并行常用于外接移位寄存器，以擴(kuò)展并行I/OI/O口，口，SM2SM2位必須為位必須為0 0 。 1 1方式方式0 0發(fā)送：發(fā)送： 當(dāng)當(dāng)CPUCPU執(zhí)行執(zhí)行寫入發(fā)送緩沖器寫入發(fā)送緩沖器SBUFSBUF的指令時(shí)，串行口即把的指令時(shí)，串行口即把SBUFSBUF中的中的8 8位數(shù)據(jù)以位數(shù)據(jù)以fosc/12fosc/12的固定的固定比比特率從特率從RXDRXD引腳串行輸出，低引腳串行輸出，低位在先位在先, ,TXDTXD引

2、腳輸出同步移位脈沖，發(fā)送完引腳輸出同步移位脈沖，發(fā)送完8 8位位數(shù)據(jù)置數(shù)據(jù)置“1”“1”中斷標(biāo)志位中斷標(biāo)志位TITI 圖圖5 5- -1 1CPUCPU響應(yīng)中斷后：響應(yīng)中斷后：CLR TICLR TI請(qǐng)求中斷請(qǐng)求中斷寫入寫入SBUFSBUF后自動(dòng)開始發(fā)送后自動(dòng)開始發(fā)送25 5. .2 2.2 .2 用用74LS16474LS164擴(kuò)展并行輸出口擴(kuò)展并行輸出口74LS16474LS164：8 8位位串入并出串入并出移位寄存器。移位寄存器。圖是圖是利用利用74LS16474LS164擴(kuò)展擴(kuò)展二個(gè)二個(gè)8 8位并行輸出口位并行輸出口的接口電路。的接口電路。. .圖圖5-2-15.25.2 用用AT89

3、C51AT89C51的串行口擴(kuò)展并行口的串行口擴(kuò)展并行口RXD/RXD/TXD/TXD/74HC595:74HC595: 8 8位串入并出移位寄存器位串入并出移位寄存器, ,帶鎖存及三態(tài)輸出功能。帶鎖存及三態(tài)輸出功能。 （相當(dāng)于（相當(dāng)于74LS164+273+24474LS164+273+244）清清0 0串行口工作于方式串行口工作于方式0 0：同步移位寄存器方式同步移位寄存器方式發(fā)送發(fā)送fosc/12fosc/12每當(dāng)新數(shù)據(jù)寫入每當(dāng)新數(shù)據(jù)寫入SBUF,SBUF,即把即把SBUFSBUF中的中的8 8位數(shù)據(jù)以串行移出位數(shù)據(jù)以串行移出32 2方式方式0 0接收接收 向串口的向串口的SCONSCO

4、N寫入控制字（置為方式寫入控制字（置為方式0 0，并，并置置“1”REN“1”REN位位，同時(shí)同時(shí)RI=0RI=0）時(shí)，串行口即開始接收數(shù)據(jù)。）時(shí)，串行口即開始接收數(shù)據(jù)。RXDRXD為數(shù)據(jù)輸入端，為數(shù)據(jù)輸入端，TXDTXD為移位脈沖信號(hào)輸出端，為移位脈沖信號(hào)輸出端，也以也以fosc/12fosc/12的固定的固定比比特率，當(dāng)特率，當(dāng)收到收到8 8位數(shù)據(jù)時(shí)位數(shù)據(jù)時(shí)置置“1” RI“1” RI。表示一幀數(shù)據(jù)接收完，時(shí)序如下：。表示一幀數(shù)據(jù)接收完，時(shí)序如下：圖圖5 5- -2 2CPUCPU響應(yīng)中斷后：響應(yīng)中斷后：CLR RICLR RIRI=0RI=0時(shí)時(shí)其中其中REN=1REN=1請(qǐng)求中斷請(qǐng)求中

5、斷寫入寫入SBUFSBUF后自動(dòng)開始發(fā)送后自動(dòng)開始發(fā)送45 5. .2 2.1 .1 用用74LS16574LS165擴(kuò)展并行輸入口擴(kuò)展并行輸入口圖圖9-21P.159-160P.159-16074LS16574LS165：8 8位位并入串出并入串出移位寄存器。移位寄存器。圖圖9-229-22是是利用利用74LS16474LS164擴(kuò)展擴(kuò)展二個(gè)二個(gè)8 8位并行輸入口位并行輸入口的接口電路。的接口電路。并行鎖存并行鎖存串行口工作于方式串行口工作于方式0 0：同步移位寄存器方式同步移位寄存器方式接收接收fosc/12fosc/12 每當(dāng)向每當(dāng)向SCONSCON寫入控制字為方式寫入控制字為方式0 0

6、且且REN=REN=“1 1” ，即串行移入即串行移入8 8位數(shù)據(jù)到位數(shù)據(jù)到SBUFSBUF55.2.2 5.2.2 方式方式1 1 ：8 8位異步收發(fā)，位異步收發(fā)，比比特率可變（由定時(shí)器控制）特率可變（由定時(shí)器控制）SM0SM0、SM1=01SM1=01方式方式1 1一幀數(shù)據(jù)一幀數(shù)據(jù)為為1010位，位，1 1個(gè)起始位（個(gè)起始位（0 0），），8 8個(gè)數(shù)據(jù)位，個(gè)數(shù)據(jù)位，1 1個(gè)停止個(gè)停止位（位（1 1），先發(fā)送或接收最低位。幀格式如），先發(fā)送或接收最低位。幀格式如圖圖7-77-7：方式方式1 1比比特率特率= =（2 2SMODSMOD/32/32）定時(shí)器定時(shí)器T1T1的溢出率的溢出率 SMO

7、D SMOD為為PCONPCON寄存器的最高位的值（寄存器的最高位的值（0 0或或1 1）。）。圖圖7-77-76 1 1方式方式1 1發(fā)送發(fā)送 2 2方式方式1 1接收接收 圖圖7-87-8圖圖7-97-9P.105P.105請(qǐng)求中斷請(qǐng)求中斷請(qǐng)求中斷請(qǐng)求中斷可寫下一個(gè)要發(fā)送的數(shù)據(jù)可寫下一個(gè)要發(fā)送的數(shù)據(jù)可從可從SBUFSBUF讀取新接收的數(shù)據(jù)讀取新接收的數(shù)據(jù)寫入寫入SBUFSBUF后自動(dòng)開始發(fā)送后自動(dòng)開始發(fā)送75.3.1 5.3.1 比比特率的制定方法特率的制定方法 方式方式0 0、方式、方式2 2的的比比特率是固定的；方式特率是固定的；方式1 1、方式、方式3 3比比特率由定時(shí)器特率由定時(shí)器

8、T1T1的的溢出率來確定。溢出率來確定。5.3.2 5.3.2 定時(shí)器定時(shí)器T1T1產(chǎn)生產(chǎn)生比比特率的計(jì)算特率的計(jì)算（1 1）方式方式0 0波特率波特率= =時(shí)鐘頻率時(shí)鐘頻率foscfosc1/121/12，不受，不受SMODSMOD位的值的影響。若位的值的影響。若fosc=12MHzfosc=12MHz，比比特率為特率為fosc/12fosc/12即即1Mb/s1Mb/s。（2 2）方式方式2 2波特率波特率= =（2 2SMODSMOD/64/64）foscfosc 若若fosc=12MHzfosc=12MHz: : SMOD=0 SMOD=0 比比特率特率=187.5kb/s=187.5

9、kb/s； SMOD=1 SMOD=1 比比特率特率=375kb/s=375kb/s （3 3）方式方式1 1或方式或方式3 3時(shí)時(shí)，比比特率為：特率為：比比特率特率= = （2 2SMODSMOD/32/32）T1T1的溢出率的溢出率 = = fosc/12/(T1fosc/12/(T1計(jì)數(shù)次數(shù)計(jì)數(shù)次數(shù)) ) （2 2SMODSMOD/32/32）實(shí)際設(shè)定實(shí)際設(shè)定比比特率時(shí)，特率時(shí)，T1T1常設(shè)置為常設(shè)置為方式方式2 2定時(shí)定時(shí)（自動(dòng)裝初值）（自動(dòng)裝初值）這種方式不僅操這種方式不僅操作方便，也可避免因軟件重裝初值而帶來的作方便，也可避免因軟件重裝初值而帶來的定時(shí)誤差定時(shí)誤差。 P.109P.

10、1098P.110P.110 時(shí)鐘振蕩頻率為時(shí)鐘振蕩頻率為6MHz6MHz或或12 MHz12 MHz時(shí)，產(chǎn)生的時(shí)，產(chǎn)生的比比特率偏差較大，特率偏差較大，故用到串口通信時(shí)通常選用故用到串口通信時(shí)通常選用11.0592MHZ11.0592MHZ晶體振蕩器。晶體振蕩器。= /12= /12= /32= /32= /12/= /12/計(jì)次計(jì)次/16/169.6kbit/s 9.6kbit/s 實(shí)際實(shí)際10.41610.416 6MHz 1 0 2 FDH 6MHz 1 0 2 FDH1.2kbit/s 1.2kbit/s 實(shí)際實(shí)際1.3021.302 6MHz 0 0 2 F4H 6MHz 0 0

11、2 F4H= /12/= /12/計(jì)次計(jì)次/16/16= /12/= /12/計(jì)次計(jì)次/32/321200bps1200bps9600bps9600bps計(jì)計(jì)1 1次次計(jì)計(jì)3 3次次計(jì)計(jì)2424次次計(jì)計(jì)3 3次次計(jì)計(jì)6 6次次計(jì)計(jì)1212次次比特率比特率比特率比特率9 MCS-51 單片機(jī)串行接口的硬件單片機(jī)串行接口的硬件 MCS-51 單片機(jī)串行接口的控制單片機(jī)串行接口的控制 MCS-51 單片機(jī)串行接口工作方式單片機(jī)串行接口工作方式 P3.0 位的第二功能位的第二功能 收端收端 RXD P3.1 位的第二功能位的第二功能 發(fā)端發(fā)端 TXD 寄存器寄存器 SCON、PCON、SBUF 寄存器

12、寄存器 IE、IP 方式方式 0 方式方式 2 方式方式 1 方式方式 310CPU波特率發(fā)生器SBUF門TXDRXD串行口中斷接收控制器發(fā)送控制器移位寄存器TIRISBUFT1 有兩個(gè)數(shù)據(jù)緩沖寄存器有兩個(gè)數(shù)據(jù)緩沖寄存器SBUF，一個(gè)輸入移位寄存器，一個(gè)，一個(gè)輸入移位寄存器，一個(gè)串行控制寄存器串行控制寄存器SCON和一個(gè)特殊功能寄存器和一個(gè)特殊功能寄存器PCON等組成。等組成。 8 位位SBUF是全雙工串行接口寄存器，是全雙工串行接口寄存器， 它是特殊功能寄存器，它是特殊功能寄存器，地址為地址為 99H，不可位尋址；串行輸出時(shí)為發(fā)送數(shù)據(jù)緩沖器，發(fā)送，不可位尋址；串行輸出時(shí)為發(fā)送數(shù)據(jù)緩沖器，發(fā)送

13、寄存器只寫不讀，數(shù)據(jù)從寄存器只寫不讀，數(shù)據(jù)從發(fā)送端發(fā)送端TXD（P3.1）輸出；）輸出；串行輸入時(shí)為接收數(shù)串行輸入時(shí)為接收數(shù)據(jù)緩沖器，接收寄存據(jù)緩沖器，接收寄存器只讀不寫，數(shù)據(jù)從器只讀不寫，數(shù)據(jù)從接收端接收端 RXD（P3.0）輸入；由指令確定是對(duì)發(fā)輸入；由指令確定是對(duì)發(fā)送寄存器或接收寄存器作用。送寄存器或接收寄存器作用。11 SM0、SM1 串行接口工作方式定義位串行接口工作方式定義位 SM0、SM1 = 00 方式方式 0，8位同步移位寄存器位同步移位寄存器 SM0、SM1 = 01 方式方式 1，10 位異步接收發(fā)送位異步接收發(fā)送 SM0、SM1 = 10 方式方式 2，11 位異步接收

14、發(fā)送位異步接收發(fā)送 SM0、SM1 = 11 方式方式 3，11 位異步接收發(fā)送位異步接收發(fā)送7.1.1 串行口控制寄存器串行口控制寄存器SCON注意注意: 方式方式 0 的特點(diǎn)，方式的特點(diǎn)，方式 2、方式、方式 3 的差異的差異12 SM2 = 0，無多機(jī)通信，無多機(jī)通信 SM2 = 1，允許多機(jī)通信，允許多機(jī)通信 串行口控制寄存器串行口控制寄存器SCON REN = 1，允許串行口接收數(shù)據(jù)，允許串行口接收數(shù)據(jù) REN = 0，禁止串行口接收數(shù)據(jù)，禁止串行口接收數(shù)據(jù)由軟件置位或清除由軟件置位或清除137.1.2 特殊功能寄存器特殊功能寄存器PCON 串行數(shù)據(jù)傳送速率控制寄存器串行數(shù)據(jù)傳送速率

15、控制寄存器 PCON SMOD = 0，定義波特率不變，定義波特率不變 SMOD = 1，定義波特率加倍，定義波特率加倍注：注：PCON 寄存器的地址為寄存器的地址為87H， 僅僅 b7 位有用，不可位尋址。位有用，不可位尋址。 地址：地址：87HTDL:等待方式位等待方式位PD:掉電方式掉電方式GF1、 GF2通用標(biāo)志位通用標(biāo)志位ANL PCON，7FH：對(duì)：對(duì)SMOD位清零位清零ORL PCON，80H：對(duì)：對(duì)SMOD位置位位置位14SM0SM100100111方式方式0123功功 能能同步移位寄存器同步移位寄存器10位異步收發(fā)位異步收發(fā)11位異步收發(fā)位異步收發(fā)11位異步收發(fā)位異步收發(fā)波特

16、率波特率fosc/12fosc/64或或fosc/32可變可變SM0SM1串行口工作方式選擇位串行口工作方式選擇位可變可變15 5.3.1 方式方式 0 移位寄存器輸入移位寄存器輸入/輸出方式輸出方式 非串行通信用方式擴(kuò)展并行非串行通信用方式擴(kuò)展并行I/O RXD、TXD 線的作用線的作用 用并入串出移位寄存器擴(kuò)展并行輸入口用并入串出移位寄存器擴(kuò)展并行輸入口 用串入并出移位寄存器擴(kuò)展并行輸出口用串入并出移位寄存器擴(kuò)展并行輸出口 RXD 串串 并、并并、并 串串 數(shù)據(jù)傳送線數(shù)據(jù)傳送線 TXD 同步時(shí)鐘線，同步時(shí)鐘為同步時(shí)鐘線，同步時(shí)鐘為 fosc/12(固定波特率固定波特率)注：為應(yīng)用串行接口擴(kuò)

17、展并行接口的方式。注：為應(yīng)用串行接口擴(kuò)展并行接口的方式。 串行口為同步移位寄存器方式串行口為同步移位寄存器方式16 17 18 P1.0DATACLKTBSCD40948031TXDRXD19 20 21 P/SCD40148031P1.0RXDTXDDATACLKP1.122 23 方式方式 1 10 位異步接收位異步接收/發(fā)送（波特率可變）發(fā)送（波特率可變） 方式方式 1 的數(shù)位的數(shù)位 1 位起始位位起始位 值值 0 8 位數(shù)據(jù)位位數(shù)據(jù)位 為有用信息（低位在前，可含為有用信息（低位在前，可含 1 位校驗(yàn)位）位校驗(yàn)位） 1 位停止位位停止位 值值 1 異步傳送時(shí)的速率設(shè)置異步傳送時(shí)的速率設(shè)置

18、 速率設(shè)置的方法速率設(shè)置的方法 設(shè)置定時(shí)器設(shè)置定時(shí)器 T1 的初值的初值 常用波特率：常用波特率： 用用T1作為波特率發(fā)生器，作為波特率發(fā)生器，B=(2SMOD/32)T1溢出率。溢出率。串行口為串行口為8位異步通信接口位異步通信接口24 方式方式 1（續(xù)）（續(xù)） 異步發(fā)送時(shí)的工作過程異步發(fā)送時(shí)的工作過程 發(fā)送條件發(fā)送條件 清清 SCON 中發(fā)送中斷標(biāo)志中發(fā)送中斷標(biāo)志 TI = 0 發(fā)送指令發(fā)送指令 MOV SBUF，A注注: 需發(fā)送的需發(fā)送的 8 位字節(jié)數(shù)據(jù)送串行數(shù)據(jù)緩沖器位字節(jié)數(shù)據(jù)送串行數(shù)據(jù)緩沖器 SBUF 后將啟動(dòng)異步發(fā)送開始。后將啟動(dòng)異步發(fā)送開始。 起始位起始位 0、停止位、停止位 1

19、 在執(zhí)行發(fā)送指令時(shí)自動(dòng)加入在執(zhí)行發(fā)送指令時(shí)自動(dòng)加入 發(fā)送傳輸線發(fā)送傳輸線 TXD、GND 發(fā)送發(fā)送 10 位數(shù)據(jù)結(jié)束位數(shù)據(jù)結(jié)束 發(fā)送中斷標(biāo)志發(fā)送中斷標(biāo)志 TI = 1注注: 若需繼續(xù)發(fā)送，置若需繼續(xù)發(fā)送，置TI = 0，送數(shù)據(jù)到，送數(shù)據(jù)到 SBUF25 方式方式 1（續(xù)）（續(xù)） 異步接收時(shí)的工作過程異步接收時(shí)的工作過程 接收條件接收條件 清清 SCON 中接收中斷標(biāo)志中接收中斷標(biāo)志 RI = 0 置置 SCON 中接收控制標(biāo)志中接收控制標(biāo)志 REN = 1 接收傳輸線接收傳輸線 RXD、GND 接收同步位接收同步位 接收傳輸線接收傳輸線 RXD 有從有從 1 到到 0 的信號(hào)的信號(hào) 接收數(shù)據(jù)接

20、收數(shù)據(jù) 9 位數(shù)據(jù)送數(shù)據(jù)接收器位數(shù)據(jù)送數(shù)據(jù)接收器8 位字節(jié)數(shù)據(jù)送串行數(shù)據(jù)緩沖器位字節(jié)數(shù)據(jù)送串行數(shù)據(jù)緩沖器 SBUF1 位停止位送入位停止位送入 SCON 中的中的 RB8 = 1 接收接收 10 位數(shù)據(jù)結(jié)束位數(shù)據(jù)結(jié)束 接收中斷標(biāo)志接收中斷標(biāo)志 RI = 1注注: 若需繼續(xù)接收，置若需繼續(xù)接收，置RI = 0 26 27 28 29 30 31 327.3 單片機(jī)串行口的應(yīng)用 7.3.1 串行口擴(kuò)展顯示器 【例7-1】用8位串入并出移位寄存器74HC164擴(kuò)展顯示器。 8051TXDRXD+5V74HC164Q7 Q1Q0D74HC164Q7 Q1Q0D74HC164Q7 Q1Q0D(0)(0)(1)(1)(7)(7)33功能：把數(shù)據(jù)從顯示緩沖區(qū)送到數(shù)碼管。入口；將要顯示的數(shù)放在以DIS0為首的8個(gè)單元中。出口：把預(yù)置的數(shù)輸出以更新原有的顯示。 MOVR2，08H；顯示8個(gè)數(shù)碼管 MOVR0，DIS7；顯示緩沖區(qū)未地址送入R0DL0：MOVA，R0；取要