第七章MCS-51單片機(jī)串行通訊

1、第七章第七章 MCS-51單片機(jī)串行通信部件單片機(jī)串行通信部件 串行通信的概念MCS-51單片機(jī)串行通信的結(jié)構(gòu)原理7.3 單片機(jī)串行通信的工作方式和原理1并行通信和串行通信 通信是指計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)或外設(shè)之間的數(shù)據(jù)傳送，因此，這里的通信是指計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)或外設(shè)之間的數(shù)據(jù)傳送，因此，這里的“信信”是一種信息，是由數(shù)字是一種信息，是由數(shù)字1和和0構(gòu)成的具有一定規(guī)則并反映確定信息的一個(gè)數(shù)構(gòu)成的具有一定規(guī)則并反映確定信息的一個(gè)數(shù)據(jù)或一批數(shù)據(jù)。這種數(shù)據(jù)傳輸有兩種基本方式，即并行通信和串行通信。據(jù)或一批數(shù)據(jù)。這種數(shù)據(jù)傳輸有兩種基本方式，即并行通信和串行通信。 并行通信并行通信是數(shù)據(jù)的每位被同時(shí)傳輸出去或接收

2、進(jìn)來(lái)。是數(shù)據(jù)的每位被同時(shí)傳輸出去或接收進(jìn)來(lái)。 串行通信串行通信其數(shù)據(jù)傳輸是逐位傳輸?shù)?，因而在相同條件下，比并行通信其數(shù)據(jù)傳輸是逐位傳輸?shù)?，因而在相同條件下，比并行通信傳輸速度慢。傳輸速度慢。-基本概念基本概念 異步串行通信異步串行通信:簡(jiǎn)稱(chēng)為簡(jiǎn)稱(chēng)為異步通信異步通信，異步通信的實(shí)質(zhì)是，異步通信的實(shí)質(zhì)是指通信雙方采用獨(dú)立的時(shí)鐘，每個(gè)數(shù)據(jù)均以起始位開(kāi)始，指通信雙方采用獨(dú)立的時(shí)鐘，每個(gè)數(shù)據(jù)均以起始位開(kāi)始，停止位結(jié)束，起始位觸發(fā)甲乙雙方同步時(shí)鐘。每個(gè)異步停止位結(jié)束，起始位觸發(fā)甲乙雙方同步時(shí)鐘。每個(gè)異步串行幀中的串行幀中的1位彼此嚴(yán)格同步，位周期相同。所謂異步是位彼此嚴(yán)格同步，位周期相同。所謂異步是指發(fā)送

3、、接收雙方的數(shù)據(jù)幀與幀之間不要求同步，也不指發(fā)送、接收雙方的數(shù)據(jù)幀與幀之間不要求同步，也不必同步。必同步。-基本概念基本概念2異步串行通信和同步串行通信2異步串行通信和同步串行通信 異步通信異步通信，所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)格式（也稱(chēng)為串行幀）由，所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)格式（也稱(chēng)為串行幀）由1個(gè)起個(gè)起始位、始位、7個(gè)或個(gè)或8個(gè)數(shù)據(jù)位、個(gè)數(shù)據(jù)位、12個(gè)停止位（含個(gè)停止位（含1.5個(gè)停止位）和個(gè)停止位）和1個(gè)校驗(yàn)位組成。起始位約定為個(gè)校驗(yàn)位組成。起始位約定為0，空閑位約定為，空閑位約定為1。在異步通信。在異步通信方式中，接收器和發(fā)送器有各自的時(shí)鐘，它們的工作是非同步方式中，接收器和發(fā)送器有各自的時(shí)鐘，它們的工作是非同步

4、的。的。-基本概念基本概念 同步串行通信同步串行通信:簡(jiǎn)稱(chēng)為簡(jiǎn)稱(chēng)為同步通信同步通信，發(fā)送器和接收器由同一個(gè)時(shí)鐘，發(fā)送器和接收器由同一個(gè)時(shí)鐘源控制。在異步通信中，每傳輸一幀字符都必須加上起始位和停止位，源控制。在異步通信中，每傳輸一幀字符都必須加上起始位和停止位，占用了傳輸時(shí)間，在要求傳送數(shù)據(jù)量較大的場(chǎng)合，速度就會(huì)慢得多。占用了傳輸時(shí)間，在要求傳送數(shù)據(jù)量較大的場(chǎng)合，速度就會(huì)慢得多。同步傳輸方式去掉了這些起始位和停止位，只在傳輸數(shù)據(jù)塊時(shí)先送出同步傳輸方式去掉了這些起始位和停止位，只在傳輸數(shù)據(jù)塊時(shí)先送出一個(gè)同步頭（字符）標(biāo)志即可。一個(gè)同步頭（字符）標(biāo)志即可。 同步傳輸方式比異步傳輸方式速度快，這是它

5、的優(yōu)勢(shì)。但同步傳同步傳輸方式比異步傳輸方式速度快，這是它的優(yōu)勢(shì)。但同步傳輸方式也有其缺點(diǎn)，即它必須要用一個(gè)時(shí)鐘來(lái)協(xié)調(diào)收發(fā)器的工作，所輸方式也有其缺點(diǎn)，即它必須要用一個(gè)時(shí)鐘來(lái)協(xié)調(diào)收發(fā)器的工作，所以它的設(shè)備也較復(fù)雜。以它的設(shè)備也較復(fù)雜。-基本概念基本概念2異步串行通信和同步串行通信數(shù)據(jù)通信的傳輸方式有單工、半雙工和全雙工方式。數(shù)據(jù)通信的傳輸方式有單工、半雙工和全雙工方式。3數(shù)據(jù)通信的傳輸類(lèi)型-傳輸方式傳輸方式單工方式：?jiǎn)喂し绞剑簲?shù)據(jù)僅按一個(gè)固定方向傳送。數(shù)據(jù)僅按一個(gè)固定方向傳送。半雙工方式：半雙工方式：數(shù)據(jù)可實(shí)現(xiàn)雙向傳送，但不能同時(shí)進(jìn)行。數(shù)據(jù)可實(shí)現(xiàn)雙向傳送，但不能同時(shí)進(jìn)行。全雙工方式：全雙工方式：

6、允許雙方同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)雙向傳送。允許雙方同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)雙向傳送。 根據(jù)串行通信的不同工作方式，可將發(fā)送接收線(xiàn)合二為一，成根據(jù)串行通信的不同工作方式，可將發(fā)送接收線(xiàn)合二為一，成為發(fā)送為發(fā)送/接收復(fù)用線(xiàn)（如半雙工）。即便在實(shí)際應(yīng)用中可能還要附加接收復(fù)用線(xiàn)（如半雙工）。即便在實(shí)際應(yīng)用中可能還要附加一些信號(hào)線(xiàn)，如應(yīng)答信號(hào)線(xiàn)、準(zhǔn)備好信號(hào)線(xiàn)等，但在多字節(jié)數(shù)據(jù)通一些信號(hào)線(xiàn)，如應(yīng)答信號(hào)線(xiàn)、準(zhǔn)備好信號(hào)線(xiàn)等，但在多字節(jié)數(shù)據(jù)通信中，串行通信與并行通信相比，其工程實(shí)現(xiàn)上造價(jià)要低得多。信中，串行通信與并行通信相比，其工程實(shí)現(xiàn)上造價(jià)要低得多。 因此，串行通信已被越來(lái)越廣泛地采用，尤其是，串行通信通因此，串行通信已被越來(lái)越廣泛

7、地采用，尤其是，串行通信通過(guò)在信道中設(shè)立調(diào)制過(guò)在信道中設(shè)立調(diào)制/解調(diào)器中繼站等，可使數(shù)據(jù)傳輸?shù)降厍虻拿總€(gè)解調(diào)器中繼站等，可使數(shù)據(jù)傳輸?shù)降厍虻拿總€(gè)角落。目前，飛速發(fā)展的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（互聯(lián)網(wǎng)、廣域網(wǎng)、局域角落。目前，飛速發(fā)展的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（互聯(lián)網(wǎng)、廣域網(wǎng)、局域網(wǎng)）均為串行通信。網(wǎng)）均為串行通信。-基本概念基本概念3數(shù)據(jù)通信的傳輸類(lèi)型4波特率及時(shí)鐘頻率發(fā)送發(fā)送/接收時(shí)鐘頻率與波特率有關(guān)，即接收時(shí)鐘頻率與波特率有關(guān)，即fT/R=nBRT/R式中，式中，fT/R為發(fā)為發(fā)/收時(shí)鐘頻率，單位：收時(shí)鐘頻率，單位：Hz；BRT/R為發(fā)為發(fā)/收波收波特率，單位：特率，單位：bps；n為波特率因子。為波特率因子

8、。同步通信同步通信n=1。異步通信。異步通信n可取可取1、16或或64。也就是說(shuō)，。也就是說(shuō)，同步通信中數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟ㄌ芈始礊橥綍r(shí)鐘頻率；而異步通同步通信中數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟ㄌ芈始礊橥綍r(shí)鐘頻率；而異步通信中，時(shí)鐘頻率可為波特率的整數(shù)倍。信中，時(shí)鐘頻率可為波特率的整數(shù)倍。-基本概念基本概念5串行通信的校驗(yàn) 異步通信時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)幀格式錯(cuò)、超時(shí)錯(cuò)等傳輸錯(cuò)誤。異步通信時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)幀格式錯(cuò)、超時(shí)錯(cuò)等傳輸錯(cuò)誤。在具有串行口應(yīng)用的單片機(jī)開(kāi)發(fā)中，應(yīng)考慮在通信過(guò)程中對(duì)在具有串行口應(yīng)用的單片機(jī)開(kāi)發(fā)中，應(yīng)考慮在通信過(guò)程中對(duì)數(shù)據(jù)差錯(cuò)進(jìn)行校驗(yàn)，因?yàn)椴铄e(cuò)校驗(yàn)是保證準(zhǔn)確無(wú)誤通信的關(guān)數(shù)據(jù)差錯(cuò)進(jìn)行校驗(yàn)，因?yàn)椴铄e(cuò)校驗(yàn)是保證準(zhǔn)確無(wú)誤通

9、信的關(guān)鍵。鍵。 常用差錯(cuò)校驗(yàn)方法有奇偶校驗(yàn)（常用差錯(cuò)校驗(yàn)方法有奇偶校驗(yàn)（MCS-51系列單片機(jī)編系列單片機(jī)編程采用此法）、和校驗(yàn)及循環(huán)冗余碼校驗(yàn)。程采用此法）、和校驗(yàn)及循環(huán)冗余碼校驗(yàn)。-傳輸?shù)臏?zhǔn)確性傳輸?shù)臏?zhǔn)確性 在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，數(shù)據(jù)位尾隨的一位數(shù)據(jù)為奇偶校驗(yàn)位在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，數(shù)據(jù)位尾隨的一位數(shù)據(jù)為奇偶校驗(yàn)位（1或或0）。）。 當(dāng)設(shè)置為奇校驗(yàn)時(shí)，數(shù)據(jù)中當(dāng)設(shè)置為奇校驗(yàn)時(shí)，數(shù)據(jù)中1的個(gè)數(shù)與校驗(yàn)位的個(gè)數(shù)與校驗(yàn)位1的個(gè)數(shù)之的個(gè)數(shù)之和應(yīng)為奇數(shù)；和應(yīng)為奇數(shù)； 當(dāng)設(shè)置為偶校驗(yàn)時(shí)，數(shù)據(jù)中當(dāng)設(shè)置為偶校驗(yàn)時(shí)，數(shù)據(jù)中1的個(gè)數(shù)與校驗(yàn)位中的個(gè)數(shù)與校驗(yàn)位中1的個(gè)的個(gè)數(shù)之和應(yīng)為偶數(shù)。數(shù)之和應(yīng)為偶數(shù)。 接收時(shí)，接收方應(yīng)具有與發(fā)送方

10、一致的差錯(cuò)檢驗(yàn)設(shè)置，接收時(shí)，接收方應(yīng)具有與發(fā)送方一致的差錯(cuò)檢驗(yàn)設(shè)置，當(dāng)接收一個(gè)字符時(shí)，對(duì)當(dāng)接收一個(gè)字符時(shí)，對(duì)1的個(gè)數(shù)進(jìn)行校驗(yàn)，若二者不一致，的個(gè)數(shù)進(jìn)行校驗(yàn)，若二者不一致，則說(shuō)明數(shù)據(jù)傳送出現(xiàn)了差錯(cuò)。則說(shuō)明數(shù)據(jù)傳送出現(xiàn)了差錯(cuò)。 奇偶校驗(yàn)是按字符校驗(yàn)，數(shù)據(jù)傳輸速度將受到影響。奇偶校驗(yàn)是按字符校驗(yàn)，數(shù)據(jù)傳輸速度將受到影響。這種特點(diǎn)使得它一般只用于異步串行通信中。這種特點(diǎn)使得它一般只用于異步串行通信中。-奇偶校驗(yàn)奇偶校驗(yàn)5串行通信的校驗(yàn) 所謂和校驗(yàn)是指發(fā)送方將所發(fā)送的數(shù)據(jù)塊求所謂和校驗(yàn)是指發(fā)送方將所發(fā)送的數(shù)據(jù)塊求和（字節(jié)數(shù)求和），并產(chǎn)生一個(gè)字節(jié)的校驗(yàn)字符和（字節(jié)數(shù)求和），并產(chǎn)生一個(gè)字節(jié)的校驗(yàn)字符（校驗(yàn)和

11、）附加到數(shù)據(jù)塊末尾。接收方接收數(shù)據(jù)（校驗(yàn)和）附加到數(shù)據(jù)塊末尾。接收方接收數(shù)據(jù)時(shí)也是先對(duì)數(shù)據(jù)塊求和，將所得結(jié)果與發(fā)送方的時(shí)也是先對(duì)數(shù)據(jù)塊求和，將所得結(jié)果與發(fā)送方的校驗(yàn)和進(jìn)行比較，相符則無(wú)差錯(cuò)，否則即出現(xiàn)了校驗(yàn)和進(jìn)行比較，相符則無(wú)差錯(cuò)，否則即出現(xiàn)了差錯(cuò)。這種和校驗(yàn)的特點(diǎn)是無(wú)法檢驗(yàn)出字節(jié)位序差錯(cuò)。這種和校驗(yàn)的特點(diǎn)是無(wú)法檢驗(yàn)出字節(jié)位序的錯(cuò)誤。的錯(cuò)誤。-和校驗(yàn)和校驗(yàn)5串行通信的校驗(yàn) 這種校驗(yàn)是對(duì)一個(gè)數(shù)據(jù)塊校驗(yàn)一次。循環(huán)冗余編碼又名這種校驗(yàn)是對(duì)一個(gè)數(shù)據(jù)塊校驗(yàn)一次。循環(huán)冗余編碼又名多項(xiàng)式編碼（多項(xiàng)式編碼（polynomial code),也稱(chēng)也稱(chēng)CRC(Cyclic Redundancy Check)。CR

12、C的工作方法是在發(fā)送端產(chǎn)生一的工作方法是在發(fā)送端產(chǎn)生一個(gè)循環(huán)冗余碼，附加在信息位后面一起發(fā)送到接收端，接收個(gè)循環(huán)冗余碼，附加在信息位后面一起發(fā)送到接收端，接收端收到的信息按發(fā)送端形成循環(huán)冗余碼同樣的算法進(jìn)行校驗(yàn)，端收到的信息按發(fā)送端形成循環(huán)冗余碼同樣的算法進(jìn)行校驗(yàn)，若有錯(cuò)，需重發(fā)。若有錯(cuò)，需重發(fā)。CRC校驗(yàn)碼的編碼方法是用待發(fā)送的二進(jìn)校驗(yàn)碼的編碼方法是用待發(fā)送的二進(jìn)制數(shù)據(jù)制數(shù)據(jù)t（x）除以生成多項(xiàng)式）除以生成多項(xiàng)式g（x），將最后的余數(shù)作為），將最后的余數(shù)作為CRC校驗(yàn)碼。這種方法廣泛應(yīng)用于串行通信方式。校驗(yàn)碼。這種方法廣泛應(yīng)用于串行通信方式。-循環(huán)冗余碼校驗(yàn)循環(huán)冗余碼校驗(yàn)5串行通信的校驗(yàn) 5

13、1系列單片機(jī)配置了一個(gè)系列單片機(jī)配置了一個(gè)UART(Universal asynchronous Receiver/Transmitter)的串行接口的串行接口 。MCS-51單片機(jī)串行口是單片機(jī)串行口是由以下部分構(gòu)成：發(fā)送緩沖寄存器（由以下部分構(gòu)成：發(fā)送緩沖寄存器（SBUF），發(fā)送控制器，），發(fā)送控制器，發(fā)送控制門(mén)，接收緩沖寄存器（發(fā)送控制門(mén)，接收緩沖寄存器（SBUF），接收控制寄存器，），接收控制寄存器，移位寄存器，中斷等部分組成。移位寄存器，中斷等部分組成。7.2 單片機(jī)串行接口的結(jié)構(gòu)原理單片機(jī)串行接口的結(jié)構(gòu)原理 -串行口結(jié)構(gòu)串行口結(jié)構(gòu) MCS-51單片機(jī)內(nèi)部是一個(gè)全雙工的異步串行通信口

14、，與串行通信有關(guān)的控制寄存器共有4個(gè)：SBUF、SCON、PCON和IE。-SBUF7.2 單片機(jī)串行接口的結(jié)構(gòu)原理單片機(jī)串行接口的結(jié)構(gòu)原理 該串行接口的特性如下：該串行接口的特性如下： 通訊格式：異步通訊。 通訊類(lèi)型：完全雙工，可以同時(shí)接收和發(fā)送串行數(shù)據(jù)。 工作方式：4種工作方式，1種方式用于I/O接口擴(kuò)展，3種方式用于串行通訊。 在邏輯上，SBUF只有一個(gè)，既表示發(fā)送寄存器，又表示接收寄存器，具有同一個(gè)單元地址99H。在物理上，SBUF有兩個(gè)，一個(gè)是發(fā)送寄存器，另一個(gè)是接收寄存器。訪(fǎng)問(wèn)緩沖器時(shí)，通過(guò)采用不同的指令來(lái)區(qū)分訪(fǎng)問(wèn)不同的緩沖器，比如： 寫(xiě)入發(fā)送緩沖器時(shí)，用指令“MOV SBUF,

15、A”； 讀取接收緩沖器時(shí)，用指令“MOV A, SBUF”。-接收接收/發(fā)送緩沖器（發(fā)送緩沖器（SBUF）7.2 單片機(jī)串行接口的結(jié)構(gòu)原理單片機(jī)串行接口的結(jié)構(gòu)原理 發(fā)送控制器：發(fā)送控制器： 用于將發(fā)送緩沖器的數(shù)據(jù)按異步通訊的數(shù)據(jù)格式通過(guò)輸出控制門(mén)一位一位地從TXD引腳上發(fā)出。接收控制器：接收控制器： 用于將引腳RXD上輸入的串行信息通過(guò)輸入移位寄存器轉(zhuǎn)換成并行信息，然后送入接收緩沖器。串行控制寄存器串行控制寄存器SCON(Serial Control)： 用于確定串行口工作方式，使串行口按確定的工作方式工作。7.2 單片機(jī)串行接口的結(jié)構(gòu)原理單片機(jī)串行接口的結(jié)構(gòu)原理 串行口中斷申請(qǐng)信號(hào)串行口中斷

16、申請(qǐng)信號(hào)TI、RI： 串行口有兩個(gè)中斷申請(qǐng)信號(hào)，一個(gè)是TI，當(dāng)串行口將1幀數(shù)據(jù)發(fā)送完畢后，TI被置1，向CPU申請(qǐng)中斷；一個(gè)是RI，當(dāng)串行口接收完1個(gè)數(shù)據(jù)后，RI被置1，向CPU申請(qǐng)中斷。波特率發(fā)生器波特率發(fā)生器T1/T2： 用于產(chǎn)生串行口傳輸信息時(shí)的移位時(shí)鐘信號(hào)，控制串行信息傳輸?shù)乃俾?。通過(guò)對(duì)T1或T2以及特殊功能寄存器PCON的設(shè)置，可以選擇T1或T2產(chǎn)生串行口傳輸信息時(shí)的移位時(shí)鐘信號(hào)，并設(shè)置符合要求的波特率。由于該部件不屬于串行口內(nèi)的電路，故放在虛線(xiàn)以外。7.2 單片機(jī)串行接口的結(jié)構(gòu)原理單片機(jī)串行接口的結(jié)構(gòu)原理接收器接受數(shù)據(jù)原理接收器接受數(shù)據(jù)原理 SCON是是MCS-51的一個(gè)可位尋址的

17、專(zhuān)用寄存器，用于的一個(gè)可位尋址的專(zhuān)用寄存器，用于串行數(shù)據(jù)通信的控制。單元地址串行數(shù)據(jù)通信的控制。單元地址98H，位地址，位地址9FH98H。SCON各位的定義如表各位的定義如表7-4所示。所示。 -串行控制寄存器（串行控制寄存器（SCON）7.3 單片機(jī)串行通信的工作方式和原理單片機(jī)串行通信的工作方式和原理 SM11)串行口工作方式選擇位串行口工作方式選擇位SM0、SM1 SM0、SM1由軟件置1或清0，用于選擇串行口的4種工作方式。-串行控制寄存器（串行控制寄存器（SCON）7.3 單片機(jī)串行接口的工作方式和原理 2) 多機(jī)通信控制位多機(jī)通信控制位SM2 SM2=1時(shí)，接收到一幀信息，如果接

18、收到的第9位數(shù)據(jù)為1，硬件將RI置1，申請(qǐng)中斷；如果第九位數(shù)據(jù)為0，則RI不置1，且所接收的數(shù)據(jù)無(wú)效。SM2=0時(shí)，只要接收到一幀信息，不管第九位數(shù)據(jù)是0還是1，硬件都置RI=1，并申請(qǐng)中斷。RI由軟件清0，SM2由軟件置1或清0。多機(jī)通信時(shí)，各從機(jī)先將SM2置l。接收并識(shí)別主機(jī)發(fā)來(lái)的地址，當(dāng)?shù)刂放c本機(jī)相同時(shí)，將SM2清0，與主機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞。各機(jī)所發(fā)送的數(shù)據(jù)第9位必須為0。-串行控制寄存器（串行控制寄存器（SCON）7.3 單片機(jī)串行接口的工作方式和原理 3) 允許接收控制位允許接收控制位RENREN=1時(shí)允許并啟動(dòng)接收，REN=0時(shí)禁止接收。REN由軟件置1或清0。4) 發(fā)送數(shù)據(jù)發(fā)送數(shù)據(jù)D

19、8位位TB8TB8是方式2、方式3中要發(fā)送的第九位數(shù)據(jù)，事先用軟件寫(xiě)入1或0。方式0、方式1不用。-串行控制寄存器（串行控制寄存器（SCON）7.3 單片機(jī)串行接口的工作方式和原理 5) 接收數(shù)據(jù)接收數(shù)據(jù)D8位位RB8方式2、方式3中，由硬件將接收到的第九位數(shù)據(jù)存入RB8。方式1中，停止位存入RB8。6) 發(fā)送中斷標(biāo)志位發(fā)送中斷標(biāo)志位TI發(fā)送完一幀信息，由硬件使TI置1，TI必須由軟件清0。7) 接收中斷標(biāo)志位接收中斷標(biāo)志位RI接收完一幀有效信息，由硬件使RI置1，RI必須由軟件清0。-串行控制寄存器（串行控制寄存器（SCON）7.3 單片機(jī)串行接口的工作方式和原理 IE的地址是A8H，其內(nèi)容

20、第6章已介紹。其中串行口允許中斷的控制位為ES，當(dāng)ES=1，允許串行口中斷；當(dāng)ES=0，禁止串行中斷。-PCON與與IE7.3 單片機(jī)串行接口的工作方式和原理 -工作方式工作方式7.3 單片機(jī)串行接口的工作方式和原理 在方式在方式0下，串行口作為同步移位寄存器使用。這時(shí)用下，串行口作為同步移位寄存器使用。這時(shí)用RXD（P3.0）引腳作為數(shù)據(jù)移位的入口和出口，而由）引腳作為數(shù)據(jù)移位的入口和出口，而由TXD（P3.1）引腳提供移位脈沖。移位數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收以）引腳提供移位脈沖。移位數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收以8位位為一幀，不設(shè)起始位和停止位，低位在前高位在后，其幀格為一幀，不設(shè)起始位和停止位，低位在前高位在

21、后，其幀格式如圖所示。式如圖所示。-工作方式工作方式7.3 單片機(jī)串行接口的工作方式和原理 1）擴(kuò)展輸出口）擴(kuò)展輸出口 該擴(kuò)展輸出功能實(shí)際是將串行輸出變?yōu)椴⑿休敵鲈摂U(kuò)展輸出功能實(shí)際是將串行輸出變?yōu)椴⑿休敵?工作方式工作方式7.3 單片機(jī)串行接口的工作方式和原理 圖7-10 方式0擴(kuò)展輸出口1）擴(kuò)展輸出口）擴(kuò)展輸出口-工作方式工作方式7.3 單片機(jī)串行接口的工作方式和原理 圖7-11 方式0輸出時(shí)序CPU執(zhí)行“MOVSBUF,A” 后串口方式串口方式0的輸出擴(kuò)展應(yīng)用的輸出擴(kuò)展應(yīng)用例：例：使用使用74HC164的并行輸出引腳接的并行輸出引腳接8支發(fā)光二極管，利用它的串入并出支發(fā)光二極管，利用它的串

22、入并出功能，把發(fā)光二極管從左向右輪流點(diǎn)亮，并反復(fù)循環(huán)。發(fā)光二極管為共功能，把發(fā)光二極管從左向右輪流點(diǎn)亮，并反復(fù)循環(huán)。發(fā)光二極管為共陰極型，電路連接如圖所示。陰極型，電路連接如圖所示。-串行移位輸出串行移位輸出7.3 單片機(jī)串行接口的工作方式和原理 匯編語(yǔ)言編程匯編語(yǔ)言編程 ORG 1000HSTART: MOV SCON, #00H;置串行口工作方式置串行口工作方式0 MOV A, #80H;最高位燈先亮最高位燈先亮 CLR P1.0;關(guān)閉并行輸出關(guān)閉并行輸出OUT0: MOV SBUF, A;開(kāi)始串行輸出開(kāi)始串行輸出OUT1: JNB TI, OUT1 ;輸出完否輸出完否?未完未完,等待完了

23、等待完了,繼續(xù)執(zhí)行繼續(xù)執(zhí)行 CLR TI ;完了完了,清零清零TI標(biāo)志位標(biāo)志位,以備下次發(fā)送以備下次發(fā)送 SETB P1.0 ;打開(kāi)并行口輸出打開(kāi)并行口輸出 ACALL DELAY ;延時(shí)一段時(shí)間延時(shí)一段時(shí)間 RRA ;循環(huán)右移循環(huán)右移 CLR P1.0 ;關(guān)閉并行輸出關(guān)閉并行輸出 SJMP OUT0 ;循環(huán)循環(huán)-串行移位輸出串行移位輸出7.3 單片機(jī)串行接口的工作方式和原理 ;延時(shí)子程序延時(shí)子程序DELAY: MOVR7, #250D1: MOVR6, #250D2: DJNZR6, D2 DJNZR7, D1 RET END-串行移位輸出串行移位輸出7.3 單片機(jī)串行接口的工作方式和原理

24、-串行移位輸入串行移位輸入7.3 單片機(jī)串行接口的工作方式和原理 2）擴(kuò)展輸入口）擴(kuò)展輸入口 該擴(kuò)展輸出功能實(shí)際是將并行輸入變?yōu)榇休斎朐摂U(kuò)展輸出功能實(shí)際是將并行輸入變?yōu)榇休斎雸D7-12 方式0擴(kuò)展輸入口 -串行移位輸入串行移位輸入7.3 單片機(jī)串行接口的工作方式和原理 2）擴(kuò)展輸入口）擴(kuò)展輸入口 圖7-13 方式0輸入時(shí)序 CPU執(zhí)行“SETBREN”后 -串行移位輸入串行移位輸入7.3 單片機(jī)串行接口的工作方式和原理 例：若有某單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)，其串行口的電路如圖例：若有某單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)，其串行口的電路如圖7-12所示。所示。要求編一程序段先將外部數(shù)據(jù)裝入外部移位寄存器（要求編一程序段先將

25、外部數(shù)據(jù)裝入外部移位寄存器（1）和）和（2），然后把它們輸入至單片機(jī)，并把它們分別存放在內(nèi)），然后把它們輸入至單片機(jī)，并把它們分別存放在內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器30H、31H單元。單元。-串行移位輸入串行移位輸入7.3 單片機(jī)串行接口的工作方式和原理 解：根據(jù)題意，程序編制如下： START:MOVR0, #30H;設(shè)置內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器指針。MOVR7, #02H;設(shè)置接收數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)計(jì)數(shù)器。MOVSCON, #00H;將串行口設(shè)置在方式0，并清RI。LOOP:CLRP1.0;將外部數(shù)據(jù)裝入外部移位寄存器。SETBP1.0; 將外部移位寄存器控制在移位狀態(tài)。SETBREN;啟動(dòng)串行口輸入數(shù)據(jù)。WA

26、IT:JB RI,NEXT: 如串行口接收到數(shù)據(jù)，則轉(zhuǎn)入NEXT。SJMPWAIT; 如串行口位接收到數(shù)據(jù)，則繼續(xù)等待查詢(xún)。NEXT:MOVA,SBUF;將接收到的數(shù)據(jù)暫存ACC。MOVR0,A; 將接收到的數(shù)據(jù)存放在內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。 INCR0;數(shù)據(jù)區(qū)指針加1。 CLRREN;清REN，準(zhǔn)備再一次啟動(dòng)串行口接收數(shù)據(jù)。 CLRRI;清RI，準(zhǔn)備再一次啟動(dòng)串行口接收數(shù)據(jù)。DJNZR7,LOOP;判斷是否還有未接收的數(shù)據(jù)。STOP:SJMPSTOP;程序在此 -串行工作方式串行工作方式17.3 單片機(jī)串行接口的工作方式和原理 串行口在方式1下為8位異步通訊接口，一幀信息為10位，其中1位起始位、8

27、位數(shù)據(jù)位、1位停止位，TXD為發(fā)送端，RXD為接收端，波特率可調(diào)，波特率信號(hào)來(lái)自T1或T2。串行口方式1的數(shù)據(jù)一幀格式-串行工作方式串行工作方式17.3 單片機(jī)串行接口的工作方式和原理 1）串行口方式）串行口方式1發(fā)送原理發(fā)送原理 圖7-14 方式1發(fā)送時(shí)序CPU執(zhí)行MOV SBUF，A后-串行工作方式串行工作方式17.3 單片機(jī)串行接口的工作方式和原理 2）串行口方式）串行口方式1接受原理接受原理 圖7-15 方式1接收時(shí)序CPU執(zhí)行SETB REN后-串行工作方式串行工作方式2、37.3 單片機(jī)串行接口的工作方式和原理 串行口工作方式串行口工作方式2、3都是作為都是作為9位位UART接口，

28、是加了控接口，是加了控制位的制位的UART。發(fā)送和接收的一幀信息是由。發(fā)送和接收的一幀信息是由11位組成，即起始位組成，即起始位位1位，數(shù)據(jù)位位，數(shù)據(jù)位8位，控制位位，控制位1位和停止位位和停止位1位。發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，位。發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，控制位是控制位是TB8；接收數(shù)據(jù)時(shí)，控制位是；接收數(shù)據(jù)時(shí)，控制位是RB8。在通訊中，發(fā)送。在通訊中，發(fā)送方的方的TB8送至接收方的送至接收方的RB8。 方式方式2和方式和方式3的區(qū)別在于：方式的區(qū)別在于：方式2的波特率是的波特率是fosc/32或或fosc/64，不需要，不需要T1或或T2充當(dāng)波特率發(fā)生器，有利于節(jié)省單片充當(dāng)波特率發(fā)生器，有利于節(jié)省單片機(jī)機(jī)CTC資源。

29、而方式資源。而方式3的波特率是可調(diào)的，需要的波特率是可調(diào)的，需要T1或或T2充當(dāng)波充當(dāng)波特率發(fā)生器。特率發(fā)生器。串行口方式2、3的數(shù)據(jù)一幀格式-串行工作方式串行工作方式2、37.3 單片機(jī)串行接口的工作方式和原理 1）串行口方式）串行口方式2、3發(fā)送原理發(fā)送原理 圖7-16 方式2、3發(fā)送時(shí)序CPU執(zhí)行“MOV SBUF，A”后-串行工作方式串行工作方式2、37.3 單片機(jī)串行接口的工作方式和原理 2）串行口方式）串行口方式2、3接受原理接受原理 圖7-17 方式2、3接收時(shí)序CPU執(zhí)行“SETB REN”后-串行口數(shù)據(jù)傳送的波特率串行口數(shù)據(jù)傳送的波特率 7.3 單片機(jī)串行接口的工作方式和原理

30、 51系列單片機(jī)串行口的波特率是根據(jù)串行口的工作方式系列單片機(jī)串行口的波特率是根據(jù)串行口的工作方式來(lái)確定的，不同的方式對(duì)應(yīng)不同的波特率，以下具體說(shuō)明串來(lái)確定的，不同的方式對(duì)應(yīng)不同的波特率，以下具體說(shuō)明串行口波特率的確定方法：行口波特率的確定方法：當(dāng)串行口工作于方式當(dāng)串行口工作于方式0時(shí)，時(shí)，其波特率或移位信號(hào)的頻率是固定其波特率或移位信號(hào)的頻率是固定的，的，BR=fosc/12。當(dāng)串行口工作于方式當(dāng)串行口工作于方式2時(shí)，時(shí)，波特率的計(jì)算公式為：波特率的計(jì)算公式為：BR=2SMODfosc/64。當(dāng)串行口工作于方式當(dāng)串行口工作于方式1、3時(shí)，時(shí)，T1和和T2都可以作為波特率發(fā)生都可以作為波特率發(fā)

31、生器，波特率的計(jì)算方法也各有不同。器，波特率的計(jì)算方法也各有不同。-串行口數(shù)據(jù)傳送的波特率串行口數(shù)據(jù)傳送的波特率 7.3 單片機(jī)串行接口的工作方式和原理 T1作為波特率發(fā)生器，一般它被設(shè)置在工作模式作為波特率發(fā)生器，一般它被設(shè)置在工作模式2，則，則)a2(384f2BR8oscSMOD)a2(384f2BR8oscSMOD T2作為波特率發(fā)生器，則作為波特率發(fā)生器，則)a2(32fBR16osc 由特殊功能寄存器由特殊功能寄存器T2CON的的TCLK、RCLK二位取值決定：二位取值決定：如果選擇如果選擇T1作為波特率發(fā)生器，則將作為波特率發(fā)生器，則將TCLK、RCLK位都清零；位都清零；如果選

32、擇如果選擇T2作為波特率發(fā)生器，則將作為波特率發(fā)生器，則將TCLK、RCLK位都置位都置1。 為能獲得準(zhǔn)確的波特率可選用為能獲得準(zhǔn)確的波特率可選用11.0592Mhz作為系統(tǒng)時(shí)鐘頻作為系統(tǒng)時(shí)鐘頻率。率。 -串行口應(yīng)用舉例串行口應(yīng)用舉例 7.3 單片機(jī)串行接口的工作方式和原理單片機(jī)串行接口的工作方式和原理 例：某例：某89C52單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的系統(tǒng)工作頻率單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的系統(tǒng)工作頻率fosc為為11.0592MHZ，要，要求其串行口工作在方式求其串行口工作在方式3進(jìn)行發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，用進(jìn)行發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，用T1作為波特率發(fā)生器，作為波特率發(fā)生器，波特率為波特率為1200b/s、SMOD=0，求在

33、進(jìn)行串行口初始化過(guò)程中，求在進(jìn)行串行口初始化過(guò)程中T1的初值的初值為多少？并編寫(xiě)串行口初始化程序。為多少？并編寫(xiě)串行口初始化程序。 解：解：根據(jù)題意，根據(jù)題意，T1初值按式（初值按式（7-1）計(jì)算如下：）計(jì)算如下：按題意串行口初始化程序編制如下：按題意串行口初始化程序編制如下：CLRTCLK; 擇擇T1作為波特率發(fā)生器。作為波特率發(fā)生器。CLRRCLK; 選擇選擇T1作為波特率發(fā)生器。作為波特率發(fā)生器。MOVTMOD, #20H; 把把T1設(shè)置為工作模式設(shè)置為工作模式2定時(shí)器方式。定時(shí)器方式。 MOVTH1,#0E8H; 設(shè)置定時(shí)器初值。設(shè)置定時(shí)器初值。 MOVTL1,#0E8H; 設(shè)置定時(shí)器

34、初值。設(shè)置定時(shí)器初值。 ANLPCON, #7FH; 將將SMOD控制位清控制位清0。 SETBTR1; 啟動(dòng)啟動(dòng)T1波特率發(fā)生器。波特率發(fā)生器。 MOVSCON, #0D0H; 把串行口設(shè)置為方式把串行口設(shè)置為方式3， ；并啟動(dòng)串行口接收數(shù)據(jù)。；并啟動(dòng)串行口接收數(shù)據(jù)。 H8E232242561200384100592.112256BR384f22a60oscSMOD81-串行口應(yīng)用舉例串行口應(yīng)用舉例 7.3 單片機(jī)串行接口的工作方式和原理 例例7-6：某：某89C52單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的系統(tǒng)工作頻率單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的系統(tǒng)工作頻率fosc為為11.0592MHZ，要求其串行口工作在方式要求其串行口工

35、作在方式1進(jìn)行發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，用進(jìn)行發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，用T2作為波特率發(fā)生作為波特率發(fā)生器，波特率為器，波特率為9600b/s，求在進(jìn)行串行口初始化過(guò)程中，求在進(jìn)行串行口初始化過(guò)程中T2的初值為多少？的初值為多少？并編寫(xiě)串行口初始化程序。并編寫(xiě)串行口初始化程序。解：解：根據(jù)題意，根據(jù)題意，T2初值按式（初值按式（7-2）計(jì)算如下：）計(jì)算如下：按題意串行口初始化程序編制如下：按題意串行口初始化程序編制如下： MOVT2MOD, #00H; 把把T2設(shè)置為波特率發(fā)生器工作模式。設(shè)置為波特率發(fā)生器工作模式。MOVT2CON,#30H;把把T2設(shè)置為波特率發(fā)生器工作模式。設(shè)置為波特率發(fā)生器工作模式。 M

36、OVTH2, #0FFH;設(shè)置定時(shí)器初值。設(shè)置定時(shí)器初值。 MOVTL2, #0DCH;設(shè)置定時(shí)器初值。設(shè)置定時(shí)器初值。 MOVRCAPH,#0FFH;設(shè)置定時(shí)器重裝的初值。設(shè)置定時(shí)器重裝的初值。 MOVRCAPL,#0DCH;設(shè)置定時(shí)器重裝的初值。設(shè)置定時(shí)器重裝的初值。 SETBTR2;啟動(dòng)啟動(dòng)T2波特率發(fā)生器。波特率發(fā)生器。 MOVSCON, #50H; 把串行口設(shè)置為方式把串行口設(shè)置為方式1， ；并啟動(dòng)串行口接收數(shù)據(jù)。；并啟動(dòng)串行口接收數(shù)據(jù)。 FFDCH655003665536960032100592.1165536BR32f2a6osc162-串行口應(yīng)用舉例串行口應(yīng)用舉例 7.3 單片

37、機(jī)串行接口的工作方式和原理 例例7-7：在某：在某89C52單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中有兩片單片機(jī)（甲、單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中有兩片單片機(jī)（甲、乙），如圖乙），如圖7-18所示。試編一甲機(jī)串行口發(fā)送子程序。串行所示。試編一甲機(jī)串行口發(fā)送子程序。串行口采用方式口采用方式3、偶校驗(yàn)、偶校驗(yàn)、T1為波特率發(fā)生器、波特率為為波特率發(fā)生器、波特率為9600、附加的第附加的第9位數(shù)據(jù)作為奇偶校驗(yàn)位。設(shè)位數(shù)據(jù)作為奇偶校驗(yàn)位。設(shè)fosc為為11.0592MHZ，SMOD為為0。程序采用查詢(xún)方式將內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。程序采用查詢(xún)方式將內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器50H5FH單元的數(shù)據(jù)一一從串行口發(fā)送出去。單元的數(shù)據(jù)一一從串行口發(fā)送出去。 解：根據(jù)題意，波特率發(fā)生器T1的初值計(jì)算如下：FDH25332569600384100592.112256BR384f22a60oscSMOD81-串行口應(yīng)用舉例串行口應(yīng)用舉例 7.3 單片機(jī)串行接口的工作方式和原理 M3T: PUSHPSW ;保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)。保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)。 PUSHACC ;保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)。保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)。 MOVPSW, #08H ;將工作寄存器區(qū)設(shè)置在將工作寄存器區(qū)設(shè)置在1區(qū)。區(qū)。 CLR TCLK ;選擇選