微控制器原理及應(yīng)用：第06章 串行異步通信

1、第六章 串行異步通信串行通信基本知識(shí)RS-232C串行接口SCI的寄存器初始化與收發(fā)的基本編程方法第六章 串行異步通信串行通信基本知識(shí)RS-232C串行接口SCI的寄存器初始化與收發(fā)的基本編程方法串行通信基本知識(shí)_并行和串行并行傳送將數(shù)據(jù)字節(jié)的各位用多條數(shù)據(jù)線同時(shí)進(jìn)行傳送。將數(shù)據(jù)字節(jié)分成一位一位的形式在一條傳輸線上逐個(gè)地傳送。串行傳送0 0 1 0 1 0 1 10 0 1 0 1 0 1 1并行通信控制簡單、傳輸速度快；由于傳輸線較多，長距離傳送時(shí)成本高且接收方的各位同時(shí)接收存在困難。 串行傳送傳輸線少，長距離傳送時(shí)成本低，且可以利用電話網(wǎng)等現(xiàn)成的設(shè)備；但數(shù)據(jù)的傳送控制比并行通信復(fù)雜。 串行

2、通信傳輸方向_單工、半雙工、雙工單工方式數(shù)據(jù)單向傳送半雙工方式允許數(shù)據(jù)雙向傳送，但不能同時(shí)傳送，只能交替進(jìn)行?？衫靡桓€完成雙向傳送，但通信雙方須對(duì)數(shù)據(jù)傳送方向進(jìn)行協(xié)調(diào)(軟件或硬件)。全雙工方式數(shù)據(jù)可以同時(shí)雙向傳送，須兩條獨(dú)立的數(shù)據(jù)通路分別傳送兩個(gè)相反方向的數(shù)據(jù)接收器發(fā)送器發(fā)送器接收器接收器發(fā)送器甲站乙站發(fā)送器接收器接收器發(fā)送器甲站乙站數(shù)據(jù)流數(shù)據(jù)流數(shù)據(jù)流串行通信基本知識(shí)_異步和同步0 0 1 0 1 0 1 10 0 1 0 1 0 1 10 0 1 0 1 0 1 10 0 1 0 1 0 1 1異步串行傳送同步串行傳送異步傳送是指通信的發(fā)送與接收設(shè)備使用各自的時(shí)鐘控制數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收過程

3、。為使雙方的收發(fā)協(xié)調(diào)，要求發(fā)送和接收設(shè)備的時(shí)鐘盡可能一致。 同步傳送時(shí)要建立發(fā)送方時(shí)鐘對(duì)接收方時(shí)鐘的直接控制，使雙方達(dá)到完全同步。同時(shí)傳送的字符間不留間隙，即保持位同步關(guān)系，也保持字符同步關(guān)系。串行通信的異步方式異步通信的數(shù)據(jù)格式 ：異步通信的特點(diǎn)：不要求收發(fā)雙方時(shí)鐘的嚴(yán)格一致，實(shí)現(xiàn)容易，設(shè)備開銷較??；但每個(gè)字符要附加23位用于起止位，各幀之間還有間隔，因此傳輸效率不高。用一個(gè)起始位表示一個(gè)字符的開始，用停止位表示字符的結(jié)束，數(shù)據(jù)位則在起始位之后、停止位之前，構(gòu)成一幀數(shù)據(jù)。異步方式的同步機(jī)制異步串行通信時(shí)，每個(gè)字符為一幀，可以隨機(jī)出現(xiàn)在數(shù)據(jù)流中，即每個(gè)字符出現(xiàn)在數(shù)據(jù)流中的相對(duì)時(shí)間是任意的。然而

4、一個(gè)字符一旦開始出現(xiàn)后，字符中各位則是以預(yù)先固定的時(shí)鐘頻率傳送的。即字符與字符之間異步，字符內(nèi)位與位還是同步的，為此需設(shè)置起始位和停止位。起始位通知接收器開始傳送一個(gè)字符以便和發(fā)送器取得同步；停止位標(biāo)志一幀結(jié)束。由于這種同步只須在一個(gè)字符期間保持，下一字符又將包括新的起始位和停止位，所以發(fā)送器和接收器不必用同一時(shí)鐘，只須分別使用兩個(gè)頻率相同的局部時(shí)鐘，在一個(gè)字符時(shí)間內(nèi)收發(fā)同步。關(guān)鍵是必須準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)字符的開始時(shí)刻。為此起始位和停止位極性必須相反，起始位為0，停止位為1。方向負(fù)跳變接收器就知道這是一個(gè)字符的開始，以此作為新字符內(nèi)位檢測(cè)和采樣的標(biāo)準(zhǔn)。為保證字符到字符的轉(zhuǎn)換以負(fù)跳變開始，協(xié)議規(guī)定在字符

5、與字符之間出現(xiàn)空閑狀態(tài)時(shí)，空閑位也一律用停止位的“1”填充。第六章 串行異步通信串行通信基本知識(shí)RS-232C串行接口SCI的寄存器初始化與收發(fā)的基本編程方法RS232C串行接口RS232C是美國電氣工業(yè)協(xié)會(huì)推廣使用的一種串行通信總線標(biāo)準(zhǔn)。RS232接口是DCE(數(shù)據(jù)通信設(shè)備，如微機(jī))和DTE(數(shù)據(jù)終端設(shè)備)間傳輸串行數(shù)據(jù)的接口總線。RS232C接口有兩種形式的接口，一種是25芯，一種是9芯。在單片機(jī)的串行通信中，由于只有發(fā)送線、接收線、地線三根連線，基本使用9芯插頭。RS232C接口電平負(fù)邏輯，邏輯1為-5-15V，邏輯0為+ 5+15V。如與TTL電平接口，須外接電路進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換。第六章

6、串行異步通信串行通信基本知識(shí)RS-232C串行接口SCI的寄存器初始化與收發(fā)的基本編程方法SCI接口VDDAD/VREFH(ADC)MC68HC908GP32 VDDA(PLL) VSSA(PLL)CGMXFC(PLL) OSC2 OSC1 RST PTC0 PTC1 PTC2 PTC3 PTC4 PTE0/TXD PTE1/RXD IRQ PTD0/SS PTD1/MISO PTD2/MOSI PTD3/SPSCK VSS VDDPTA7/KBD7PTA6/KBD6PTA5/KBD5PTA4/KBD4PTA3/KBD3PTA2/KBD2PTA1/KBD1PTA0/KBD0VSSAD/VREF

7、L(ADC)MC68HC908GP32 40 39 38 37 36 35 34 33 32 3111 3012 2913 2814 2715 2616 2517 2418 2319 2220 21PTB7/AD7PTB6/AD6PTB5/AD5PTB4/AD4PTB3/AD3PTB2/AD2PTB1/AD1PTB0/AD0PTD5/T1CH1PTD4/T1CH0SCI寄存器地址寄存器說明$0014SCC2SCI 控制寄存器2$0015SCC3SCI 控制寄存器3 $0016SCS1SCI 狀態(tài)寄存器1$0013SCC1SCI 控制寄存器1$0018 SCDR SCI 數(shù)據(jù)寄存器$0019 S

8、CBR SCI 波特率寄存器$0017SCS2SCI 狀態(tài)寄存器2SCI控制寄存器1_SCC1LOOPSENSCITXINVMWAKEILTYPENPTY讀：寫：SCI控制寄存器1 SCC1 地址：$0013循環(huán)模式選擇位：1 =循環(huán)模式 0 =正常功能SCI允許位：1 = 允許SCI 0 =禁止復(fù)位： 0 0 0 0 0 0 0 0 喚醒條件位：1地址喚醒 0=空閑線喚醒 （用于多處理器系統(tǒng)模式字符長度選擇位1 = 9位 0 = 8位奇偶位：1奇檢驗(yàn) 0=偶校驗(yàn)奇偶檢驗(yàn)允許位：1允許 0=不允許空閑線類型位：1從停止位計(jì)數(shù) 0=從起始位計(jì)數(shù)發(fā)送反轉(zhuǎn)標(biāo)志位：1 = 發(fā)送反碼 0 =發(fā)送原碼SC

9、S2SCC1SCC2SCC3SCS1SCDRSCBRSCI控制寄存器2_SCC2SCTIETCIESCRIEILIETERERWUSBK讀：寫：SCI控制寄存器2 SCC2 地址：$0014發(fā)送中斷允許位：1 =允許中斷 0 =禁止中斷發(fā)送完成中斷允許位： 1 = 允許 0 =禁止復(fù)位： 0 0 0 0 0 0 0 0 發(fā)送允許位：1允許 0=禁止空閑線中斷允許位：1 = 允許 0 = 禁止發(fā)送終止位：1發(fā)送終止碼 0=未發(fā)送接收喚醒位：1等待 0=正常操作接收允許位：1允許 0=接收接收中斷允許位：1 = 允許 0 =禁止SCS2SCC1SCC2SCC3SCS1SCDRSCBRSCI控制寄存

10、器3_SCC3R8T8DMAREDMATEORIENEIEFEIEPEIE讀：寫：SCI控制寄存器3 SCC3 地址：$0015R8位：接收位8T8位：發(fā)送位8復(fù)位： 0 0 0 0 0 0 0 0 接收溢出中斷允許位：1允許 0=禁止DMATE發(fā)送允許位：本CPU無此功能，=0 接收奇偶錯(cuò)誤中斷允許位1允許 0=禁止接收器幀錯(cuò)誤中斷允許位：1允許 0=禁止接收噪聲中斷允許位位：1允許 0=禁止DMA接收允許位：本CPU無此功能，=0SCS2SCC1SCC2SCC3SCS1SCDRSCBR每當(dāng)接收輸入一個(gè)字符后應(yīng)該是停止位，如果數(shù)據(jù)恢復(fù)邏輯未檢測(cè)到作為停止位的邏輯1，則發(fā)生幀錯(cuò)誤。SCI狀態(tài)寄

11、存器1_SCS1SCTETCSCRFIDLEORNFFEPE讀：寫：SCI狀態(tài)寄存器1 SCS1 地址：$0016發(fā)送緩沖器空標(biāo)志位：1 =要發(fā)送的數(shù)據(jù)已移入發(fā)送移位寄存器，可發(fā)送新數(shù)據(jù)。發(fā)送完成標(biāo)志位：1 =發(fā)送完成 0 =正在發(fā)送復(fù)位： 1 1 0 0 0 0 0 0 接收器溢出標(biāo)志位：1接收器溢出 0=接收器空閑標(biāo)志位：1 = 接收器空閑 0 =接收器忙接收器奇偶錯(cuò)誤標(biāo)志位：1出現(xiàn)奇偶檢驗(yàn)錯(cuò)誤接收器幀錯(cuò)誤標(biāo)志位：1接收器出現(xiàn)幀錯(cuò)誤接收器噪聲標(biāo)志位：1接收器出現(xiàn)噪聲錯(cuò)誤時(shí)置位接收器滿標(biāo)志位：1 = 接收器數(shù)據(jù)就緒，可以從SCDR讀取收到的數(shù)據(jù)。SCS2SCC1SCC2SCC3SCS1SCD

12、RSCBRBKFRPF讀：寫：SCI狀態(tài)寄存器2 SCS2 地址：$0017復(fù)位： 1 1 0 0 0 0 0 0 接收進(jìn)行標(biāo)志位：檢測(cè)到起始位后置1，檢測(cè)到錯(cuò)誤的起始位或檢測(cè)到空閑碼時(shí)清01正在接收 0不在接收終止碼標(biāo)志位：檢測(cè)到RXD引腳有終止碼時(shí)置位1檢測(cè)到終止碼 0未檢測(cè)到終止碼7 6 5 4 3 2 1 0SCS2SCC1SCC2SCC3SCS1SCDRSCBRSCI數(shù)據(jù)寄存器_SCDRR7R6R5R4R3R2R1R0T7T6T5T4T3T2T1T0讀：寫：SCI數(shù)據(jù)寄存器 SCDR 地址：$0018復(fù)位： 不 受 影 響 7 6 5 4 3 2 1 0 R7/T7 - R0/T0

13、接收/發(fā)送數(shù)據(jù)位對(duì)SCDR讀操作：讀取只讀接收數(shù)據(jù)位, R7:R0對(duì)SCDR寫操作：寫入數(shù)據(jù)是發(fā)送數(shù)據(jù)位, T7:T0SCS2SCC1SCC2SCC3SCS1SCDRSCBRSCI波特率寄存器_SCBRSCP1SCP0SCR2SCR1SCR0SCP1SCP0PD0010131041113讀：寫：SCI波特率寄存器 SCBR 地址：$0019復(fù)位： 0 0 0 0 0 0 0 0 波特率選擇位確定分頻值BD波特率預(yù)分頻位確定預(yù)分頻值PDSCR2SCR0BD000100120104011810016101327 6 5 4 3 2 1 0SCS2SCC1SCC2SCC3SCS1SCDRSCBR波特

14、率 = f bus 64 X PD X BD 2.4576 MHzSCR2 - SCR0000001波特率因子 (BD)1201040118100161013211064111128SCP1 - SCP00001預(yù)分頻 (PD)131041113001010401256= 9600SCBR $0019時(shí)鐘2.4576MHz，設(shè)置波特率9600:SCI波特率定義公式04比特率和波特率比特率是每秒傳輸二進(jìn)制代碼的位數(shù)，單位是：位秒（bps）。如每秒鐘傳送240個(gè)字符，而每個(gè)字符格式包含10位(1個(gè)起始位、1個(gè)停止位、8個(gè)數(shù)據(jù)位)，這時(shí)的比特率為： 10位240個(gè)/秒 = 2400 bps波特率表示每秒調(diào)制信號(hào)變化的次數(shù)，單位是：波特（Baud）。波特率和比特率不總是相同的，對(duì)于將數(shù)字信號(hào)1或0直接用兩種不同電壓表示的所謂基帶傳輸，比特率和波特率是相同的。所以，我們也經(jīng)常用波特率表示數(shù)據(jù)的傳輸速率。第六章 串行異步通信串行通信基本知識(shí)RS-232C串行接口SCI的寄存器初始化與收發(fā)的基本編程方法初始化的基本編程方法（1）定義波特率，設(shè)置為9600 LDA #%00000010 ;PD=1，BD=4 STA SCBR ;送入寄存器SCBR（2）寫控制字到SCC1 LDA #%01000000 ;正常碼輸出，允許SCI，8位數(shù)據(jù)，無校驗(yàn) ST