80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用市公開課一等獎(jiǎng)省賽課獲獎(jiǎng)?wù)n件

普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材

單片微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)（第二版）高鋒編著科學(xué)出版社北京80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用第1頁(yè)第七章

80C51單片微機(jī)串行口

原理及應(yīng)用

80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用第2頁(yè)

通信：計(jì)算機(jī)與外界數(shù)據(jù)傳送。單臺(tái)儀器儀表或控制器往往會(huì)帶有不止一個(gè)單片微機(jī)，多個(gè)智能儀器儀表或控制器在單片微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中又經(jīng)常會(huì)組成一個(gè)分布式采集、控制系統(tǒng)，上層由PC進(jìn)行集中管理等。80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用第3頁(yè)7.1串行數(shù)據(jù)通信概述

⒈傳送方式

⑴并行傳送方式

在數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，一個(gè)數(shù)據(jù)編碼字符全部各位都同時(shí)發(fā)送、并排傳輸，又同時(shí)被接收。并行傳送方式要求物理信道為并行內(nèi)總線或者并行外總線。

80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用第4頁(yè)

⑵串行傳送方式

在數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，一個(gè)數(shù)據(jù)編碼字符全部各位按一定次序，一位接著一位在信道中被發(fā)送和接收。 ◆串行傳送方式物理信道為串行總線。

計(jì)算機(jī)與外界數(shù)據(jù)傳送大多是串行，其傳送距離能夠從幾米直到幾千公里。

80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用第5頁(yè)⒉單工方式、半雙工方式、全雙工方式

⑴單工方式

信號(hào)(不包含聯(lián)絡(luò)信號(hào))在信道中只能沿一個(gè)方向傳送。

⑵半雙工方式

通信雙方均含有發(fā)送和接收信息能力，信道也含有雙向傳輸性能，通信任何一方在指定時(shí)刻，只能沿某一個(gè)方向傳送信息。⑶全雙工方式

若信號(hào)在通信雙方之間沿兩個(gè)方向同時(shí)傳送，任何一方在同一時(shí)刻既能發(fā)送又能接收信息。

80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用第6頁(yè)

⒊異步傳輸和同時(shí)傳輸 在數(shù)據(jù)通信中，要確保發(fā)送信號(hào)在接收端能被正確地接收，必須采取同時(shí)技術(shù)。 慣用同時(shí)技術(shù)有兩種方式，一個(gè)稱為異步傳輸也稱起止同時(shí)方式，另一個(gè)稱為同時(shí)傳輸也稱同時(shí)字符同時(shí)方式。

80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用第7頁(yè)⑴異步傳輸

以字符為單位進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，每個(gè)字符都用起始位、停頓位包裝起來，在字符間允許有長(zhǎng)短不一間隙。

⑵同時(shí)傳輸

對(duì)數(shù)據(jù)塊進(jìn)行傳輸，一個(gè)數(shù)據(jù)塊中包含著許多連續(xù)字符，在字符之間沒有空閑。同時(shí)傳輸能夠方便地實(shí)現(xiàn)某一通信協(xié)議要求幀格式。

80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用第8頁(yè)

⒋波特率(BAUDRATE)

串行通信傳送速率用于說明數(shù)據(jù)傳送快慢，“波特率”表示每秒種傳輸離散信號(hào)事件個(gè)數(shù)，或每秒信號(hào)電平改變次數(shù)，單位為band（波特）?！氨忍芈省笔侵该棵雮魉投M(jìn)制數(shù)據(jù)位數(shù)，單位為比特/秒，記作bits/s或b/s或bps。 在二進(jìn)制情況下，波特率與比特率數(shù)值相等。

80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用第9頁(yè)串行通信慣用標(biāo)準(zhǔn)波特率在RS-232C標(biāo)準(zhǔn)中已經(jīng)有要求，如波特率為600、1200、2400、4800、9600、19200等等。 假若數(shù)據(jù)傳送速率為120字符/s，而每一個(gè)字符幀已要求為10個(gè)數(shù)據(jù)位，則傳輸速率為120×10＝1200bit/s，即波特率為1200，每一位數(shù)據(jù)傳送時(shí)間為波特率倒數(shù)：T＝1÷1200＝0.833ms80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用第10頁(yè)

7.280C51串行口及控制

7.2.180C51串行口結(jié)構(gòu)

串行數(shù)據(jù)通信主要有兩個(gè)技術(shù)問題，一個(gè)是數(shù)據(jù)傳送，另一個(gè)是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。 數(shù)據(jù)傳送主要處理傳送中標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)幀格式及工作方式等。 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換要處理把數(shù)據(jù)進(jìn)行串、并行轉(zhuǎn)換，這種轉(zhuǎn)換通常由通用異步接收發(fā)送器(UART)電路來完成。數(shù)據(jù)發(fā)送端，要把并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串行數(shù)據(jù)，而在數(shù)據(jù)接收端，要把串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為并行數(shù)據(jù)。 80C51中已集成有UART。8XC552中就增加了含有I2C總線功效串行口。80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用第11頁(yè)

80C51中串行口是一個(gè)全雙工異步串行通信接口，它可作UART（通用異步接收和發(fā)送器）用，也可作同時(shí)移位存放器用。 口內(nèi)接收緩沖器和發(fā)送緩沖器在物理上是隔離。 能夠經(jīng)過訪問特殊功效存放器SBUF，來訪問接收緩沖器和發(fā)送緩沖器。接收緩沖器含有雙緩沖功效，即它在接收第一個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)后，能接收笫二個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)。不過在接收完第二個(gè)字節(jié)后，若笫一個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)還未取走，那么該數(shù)據(jù)字節(jié)將丟失。 80C51串行口基本結(jié)構(gòu)如圖7–1所表示。

80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用第12頁(yè) ⒈波特率發(fā)生器

由T1、T2及內(nèi)部一些控制開關(guān)和分頻器所組成。它提供串行口時(shí)鐘信號(hào)為TXCLOCK和RXCLOCK。

◆控制波特率發(fā)生器特殊功效存放器：TMOD、TCON、T2CON、PCON、TL1、TH1、TL2、TH2等。

80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用第13頁(yè)

⒉串行口內(nèi)部

⑴串行數(shù)據(jù)緩沖存放器SBUF 有接收緩沖器SBUF和發(fā)送緩沖器SBUF，占用同一個(gè)地址(99H)。 ⑵串行口控制存放器SCON

80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用第14頁(yè)⑶串行數(shù)據(jù)輸入／輸出引腳 接收方式下，串行數(shù)據(jù)從RXD引腳輸入，串行口內(nèi)部在接收緩沖器之前還有移位存放器，從而組成了串行接收雙緩沖結(jié)構(gòu)，能夠防止在數(shù)據(jù)接收過程中出現(xiàn)幀重合錯(cuò)誤。 在發(fā)送方式下，串行數(shù)據(jù)經(jīng)過TXD引腳輸出。80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用第15頁(yè)

⑷串行口控制邏輯 ·接收來自波特率發(fā)生器時(shí)鐘信號(hào)TXCLOCK和RXCLOCK； ·控制內(nèi)部輸入移位存放器將外部串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為并行數(shù)據(jù)； ·控制內(nèi)部輸出移位存放器將內(nèi)部并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串行數(shù)據(jù)輸出； ·控制串行中止（RI和TI）。

80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用第16頁(yè)7.2.280C51串行口控制

⒈串行口狀態(tài)控制存放器SCON

控制串行通信方式選擇、接收，指示串行口中止?fàn)顟B(tài)。位地址

9FH

9EH9DH9CH

9BH9AH99H

98H位功效SM0SM1SM2REN

TB8

RB8

TI

RI80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用第17頁(yè)⑴SM0、SM1：串行口工作方式選擇位。其功效見表7–1。⑵SM2：允許方式2、3中多處理機(jī)通信位。 方式0時(shí)，SM2＝0。 方式1時(shí)，若SM2＝l，只有接收到有效停頓位，接收中止RI才置1。 方式2和方式3時(shí)， ●SM2＝1，則只有當(dāng)接收到第9位數(shù)據(jù)RB8為1時(shí)，才將接收到前8位數(shù)據(jù)送入緩沖器SBUF中，并把RI置1、同時(shí)向CPU申請(qǐng)中止；假如接收到第9位數(shù)據(jù)RB8為0，RI置0，將接收到前8位數(shù)據(jù)丟棄。 ●SM2＝0時(shí)，則不論接收到笫9位數(shù)據(jù)是0或1，都將前8位數(shù)據(jù)裝入SBUF中，并申請(qǐng)中止。

80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用第18頁(yè)⑶REN：允許串行接收位。REN＝1時(shí)，允許串行接收；REN＝0時(shí)，禁止串行接收。⑷TB8：方式2和方式3中要發(fā)送第9位數(shù)據(jù)。

在通信協(xié)議中，常要求TB8作為奇偶校驗(yàn)位。在80C51多機(jī)通信中，TB8=0用來表示數(shù)據(jù)幀；TB8=1表示是地址幀。 ⑸RB8：方式2和方式3中接收到第9位數(shù)據(jù)。

方式1中接收到是停頓位。方式0中不使用這一位。

80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用第19頁(yè)

⑹TI：發(fā)送中止標(biāo)志位。 方式0中，在發(fā)送第8位末尾置位；在其它方式時(shí)，在發(fā)送停頓位開始時(shí)設(shè)置。 由硬件置位，用軟件去除。 ⑺RI：接收中止標(biāo)志位。 方式0中，在接收第8位末尾置位；在其它方式時(shí)，在接收停頓位中間設(shè)置。 由硬件置位，用軟件去除。

80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用第20頁(yè)

⒉電源控制及波特率選擇存放器PCON

最高位SMOD與串行口控制相關(guān)，其它位與低功耗工作方式相關(guān)。

D7

D6

D5

D4

D3

D2

D1

D0SMOD——WLF

GF1

GF0

PDIDLSMOD：串行通信波特率系數(shù)控制位。

當(dāng)SMOD＝1時(shí)，使波特率加倍。復(fù)位后，SMOD＝0。

80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用第21頁(yè)

⒊串行數(shù)據(jù)存放器SBUF

包含在物理上是隔離兩個(gè)8位存放器：發(fā)送數(shù)據(jù)存放器和接收數(shù)據(jù)存放器，它們共用一個(gè)地址99H。

D7

D6

D5

D4

D3

D2

D1

D0SD7

SD6

SD5

SD4

SD3

SD2

SD1

SD0★讀SBUF（MOV A，SBUF），則訪問接收數(shù)據(jù)存放器； ★寫SBUF（MOVSBUF，A），則訪問發(fā)送數(shù)據(jù)存放器。

80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用第22頁(yè)7.3串行口工作方式

在串行口控制存放器SCON中，SM0和SM1位決定串行口工作方式。80C51串行口共有4種工作方式。

80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用第23頁(yè)

7.3.1串行口方式0同時(shí)移位存放器方式

SM0＝0、SM1＝0。同時(shí)移位寄器方式。 ·數(shù)據(jù)傳輸波特率固定為（1／12）fosc。 ·由RXD引腳輸入或輸出數(shù)據(jù)， ·由TXD引腳輸出同時(shí)移位時(shí)鐘。 ·接收／發(fā)送是8位數(shù)據(jù)，傳輸時(shí)低位在前。幀格式如圖7－2所表示。

方式0時(shí)工作原理圖如圖7－3所表示。

80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用第24頁(yè)

⑴發(fā)送 當(dāng)執(zhí)行任何一條寫SBUF指令（MOVSBUF，A）時(shí)，就開啟串行數(shù)據(jù)發(fā)送。 在執(zhí)行寫入SBUF指令時(shí)，選通內(nèi)部D觸發(fā)器置1，組成發(fā)送移位存放器第9位， 并使發(fā)送控制器開始發(fā)送。當(dāng)發(fā)送脈沖有效之后，移位存放器內(nèi)容由RXD引腳串行移位輸出；移位脈沖由TXD引腳輸出。

在發(fā)送有效期間，每個(gè)機(jī)器周期，發(fā)送移位存放器右移一位，在其左邊補(bǔ)0。當(dāng)數(shù)據(jù)最高位移到移位存放器輸出位時(shí)，原寫入第9位l恰好移到最高位左邊一位，由此向左全部位均為0，零檢測(cè)器通知發(fā)送控制器要進(jìn)行最終一次移位，并撤消發(fā)送有效，同時(shí)使發(fā)送中止標(biāo)志TI置位，若CPU響應(yīng)中止，則執(zhí)行從0023H開始串行口發(fā)送中止服務(wù)程序。

80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用第25頁(yè)

⑵接收

當(dāng)REN＝1且RI位去除時(shí)，就會(huì)開啟一次接收過程。 在下一機(jī)器周期S6P2時(shí)刻，接收控制器將11111110寫入接收移位存放器，并在下一時(shí)鐘周期S1P1使接收控制器接收有效，打開“與非門”，同時(shí)由TXD引腳輸出移位脈沖。在移位脈沖控制下，接收移位存放器內(nèi)容每一個(gè)機(jī)器周期左移一位，同時(shí)由RXD引腳接收一位輸入信號(hào)。 每當(dāng)接收移位存放器左移一位，原寫入11111110也左移一位。當(dāng)最右邊0移到最左邊時(shí)，標(biāo)志著接收控制器要進(jìn)行最終一次移位。在最終一次移位即將結(jié)束時(shí)，接收移位存放器內(nèi)容送入接收數(shù)據(jù)緩沖存放器SBUF，然后在開啟接收第10個(gè)機(jī)器周期S1P1時(shí)，去除接收信號(hào)，置位SCON中RI，發(fā)出中止申請(qǐng)。完成一幀數(shù)據(jù)接收過程。若CPU響應(yīng)中止，則執(zhí)行從0023H開始串行口接收中止服務(wù)程序80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用第26頁(yè)7.3.2串行口方式1 8位UART

SM0＝0、SM1＝l。 ·數(shù)據(jù)傳輸波特率由T1和T2溢出決定，可用程序設(shè)定。當(dāng)T2CON存放器中RCLK和TCLK置位時(shí)，采取T2作為串行口接收和發(fā)送波特率發(fā)生器。而當(dāng)RCLK和TCLK都為零時(shí)，采取T1作為串行口接收和發(fā)送波特率發(fā)生器。 ·由TXD引腳發(fā)送數(shù)據(jù)。 ·由RXD引腳接收數(shù)據(jù)。

80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用第27頁(yè)·發(fā)送或接收一幀信息為10位：1位起始位（0）、8位數(shù)據(jù)位(低位在前)和l位停頓位（1）。幀格式如圖7－4所表示。

80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用第28頁(yè)⑴發(fā)送：方式1時(shí)，發(fā)送工作原理圖如圖7－5所表示。

當(dāng)執(zhí)行任何一條寫SBUF指令時(shí)，就開啟串行數(shù)據(jù)發(fā)送。在執(zhí)行寫入SBUF指令時(shí)，也將1寫入發(fā)送移位存放器第9位(由SBUF和1個(gè)獨(dú)立D觸發(fā)器組成)，并通知發(fā)送控制器有發(fā)送請(qǐng)求。80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用第29頁(yè)

開始發(fā)送后一個(gè)位周期，發(fā)送信號(hào)有效，開始將起始位送TXD引腳。一位時(shí)間后，數(shù)據(jù)信號(hào)有效。發(fā)送移位存放器將數(shù)據(jù)由低位到高位次序輸出至TXD引腳。一位時(shí)間后，第一個(gè)移位脈沖出現(xiàn)將最低數(shù)據(jù)位從右邊移出，同時(shí)0從左邊擠入。當(dāng)最高數(shù)據(jù)位移至發(fā)送移位存放器出端時(shí)，先前裝入第9位l，恰好在最高數(shù)據(jù)位左邊，而它右邊全部為0。這種狀態(tài)被零檢測(cè)器檢測(cè)到，在第10個(gè)位周期（16分頻計(jì)數(shù)器回0時(shí)），發(fā)送控制器進(jìn)行最終一次移位，去除發(fā)送信號(hào)，同時(shí)使SCON存放器中TI置位，完成了一幀數(shù)據(jù)發(fā)送全過程。若CPU響應(yīng)中止，則執(zhí)行從0023H開始串行口發(fā)送中止服務(wù)程序。80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用第30頁(yè)

⑵接收方式1時(shí)，接收工作原理圖如圖7－6所表示。

當(dāng)REN＝1且去除RI后，若在RXD引腳上檢測(cè)到一個(gè)1到0跳變，馬上開啟一次接收。同時(shí)，復(fù)位16分頻計(jì)數(shù)器，使輸入位邊緣與時(shí)鐘對(duì)齊，并將1FFH（即9個(gè)l）寫入接收移位存放器。接收控制器以波特率16倍速率繼續(xù)對(duì)RXD引腳進(jìn)行檢測(cè)，

計(jì)數(shù)器16個(gè)狀態(tài)把每一位時(shí)間分為16份，對(duì)每一位時(shí)間第7、8、9個(gè)計(jì)數(shù)狀態(tài)，位檢測(cè)器對(duì)RXD端值采樣，這3個(gè)狀態(tài)理論上對(duì)應(yīng)于每一位中央值。若發(fā)送端與接收端波特率有差異，就會(huì)發(fā)生偏移，只要這種差異在允許范圍內(nèi)，就不至于發(fā)生錯(cuò)位或漏碼。在上述3個(gè)狀態(tài)下，取得3個(gè)采樣值，其中最少有兩個(gè)值是一致，即采取3取2多數(shù)表決法，，可抑制噪聲。

80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用第31頁(yè)

假如在第1個(gè)時(shí)鐘周期中接收到不是0，說明它不是一幀數(shù)據(jù)起始位，則復(fù)位接收電路，繼續(xù)檢測(cè)RXD引腳上l到0跳變。假如接收到是起始位，就將其移入接收移位存放器，然后接收該幀其它位。接收到位從右邊移入，原來寫入1，從左邊移出，當(dāng)起始位移到最左邊時(shí)，接收控制器將控制進(jìn)行最終一次移位，把接收到9位數(shù)據(jù)送入接收數(shù)據(jù)緩沖器SBUF和RB8，而且置位RI。 在進(jìn)行最終一次移位時(shí)，能將數(shù)據(jù)送入接收數(shù)據(jù)緩沖器SBUF和RB8，而且置位RI條件是： ·RI＝0即上一幀數(shù)據(jù)接收完成時(shí)發(fā)出中止請(qǐng)求已被響應(yīng)，SBUF中數(shù)據(jù)已被取走。 ·SM2＝0或接收到停頓位＝1。

若以上兩個(gè)條件中有一個(gè)不滿足，將不可恢復(fù)地丟失接收到這一幀信息。

80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用第32頁(yè)7.3.3

串行口方式2和3

9位UART

SM0＝1、SM1＝0，選擇方式2； SM1＝1、SM0＝1，選擇方式3。 ·由TXD引腳發(fā)送數(shù)據(jù)。 ·由RXD引腳接收數(shù)據(jù)。 ·發(fā)送或接收一幀信息為11位：1位起始位（0）、8位數(shù)據(jù)位(低位在前)、1位可編程位和1位停頓位（l）。發(fā)送時(shí)可編程位TB8可設(shè)置為1或0，接收時(shí)可編程位進(jìn)入SCON存放器RB8位?！し绞?波特率是固定，為振蕩器頻率1/32或1/64。.方式3波特率則由T1和T2溢出決定，可用程序設(shè)定。

80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用第33頁(yè)幀格式如如圖7-7所表示。方式2時(shí)工作原理圖如圖7-8所表示。80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用第34頁(yè)

在進(jìn)行最終一次移位時(shí)，能將數(shù)據(jù)送入接收數(shù)據(jù)緩沖器SBUF和RB8，而且置位RI條件是： ·RI＝0； ·SM2＝0或接收到停頓位＝1。

若以上兩個(gè)條件中有一個(gè)不滿足，將不可恢復(fù)地丟失接收到這一幀信息。

80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用第35頁(yè)7.4

多處理機(jī)通信方式

SM2：多處理機(jī)通信位。 當(dāng)串行口以方式2或方式3接收時(shí)，若SM2＝1，只有當(dāng)接收到第9位數(shù)據(jù)RB8為1時(shí)，才將數(shù)據(jù)送入接收緩沖器SBUF，并使RI置1，申請(qǐng)中止，不然數(shù)據(jù)將丟失；若SM2＝0，則不論第9位數(shù)據(jù)RB8是1還是0，都能將數(shù)據(jù)裝入SBUF，而且發(fā)中止。 利用這一特征，便可實(shí)現(xiàn)主機(jī)與多個(gè)從機(jī)之間串行通信。圖7－9為多機(jī)通信連線示意圖，系統(tǒng)中左邊80C51為主機(jī)，其余為1～n號(hào)從機(jī)，并確保每臺(tái)從機(jī)在系統(tǒng)中編號(hào)是惟一。80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用第36頁(yè)

系統(tǒng)初始化時(shí)，將全部從機(jī)中SM2位均設(shè)置為1，并處于允許串行口中止接收狀態(tài)。 主機(jī)欲與某從機(jī)通信，先向全部從機(jī)發(fā)出所選從機(jī)地址，從機(jī)地址符合后，接著才發(fā)送命令或數(shù)據(jù)。

·在主機(jī)發(fā)地址時(shí)，置第9位數(shù)據(jù)（RB8）為1，表示主機(jī)發(fā)送是地址幀； ·當(dāng)主機(jī)呼叫某從機(jī)聯(lián)絡(luò)正確后，主機(jī)發(fā)送命令或數(shù)據(jù)幀時(shí)，將第9位數(shù)據(jù)（RB8）清0。

80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用第37頁(yè)各從機(jī)因?yàn)镾M2置1，將響應(yīng)主機(jī)發(fā)來第9位數(shù)據(jù)（RB8）為1地址信息。從機(jī)響應(yīng)中止后，有兩種不一樣操作：

·若從機(jī)地址與主機(jī)點(diǎn)名地址不相同，則該從機(jī)將繼續(xù)維持SM2為l，從而拒絕接收主機(jī)后面發(fā)來命令或數(shù)據(jù)信息，等候主機(jī)下一次點(diǎn)名。 ·若從機(jī)地址與主機(jī)點(diǎn)名地址相同，該從機(jī)將本機(jī)SM2清0，繼續(xù)接收主機(jī)發(fā)來命令或數(shù)據(jù)，響應(yīng)中止。

80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用第38頁(yè)7.5串行口應(yīng)用

7.5.1串行口波特率發(fā)生器及波特率計(jì)算

串行口波特率發(fā)生器如圖7-10所表示。 ·方式0時(shí)波特率由振蕩器頻率（fosc）所確定：波特率為fosc/12?！し绞?時(shí)波特率由振蕩器頻率（fosc）和SMOD位確定：

當(dāng)SMOD位＝1時(shí)，波特率＝fosc/32；當(dāng)SMOD＝0時(shí)，波特率＝fosc/64。

·方式1和3時(shí)波特率由定時(shí)器T1和T2溢出率和SMOD確定。

80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用第39頁(yè)

（1）用定時(shí)器T1（＝0）產(chǎn)生波特率

·定時(shí)器T1工作于方式0：T1為13位計(jì)數(shù)器。

式中：TC——13位計(jì)數(shù)器初值； X——中止服務(wù)程序機(jī)器周期數(shù)，在中止服務(wù)程序中重新對(duì)定時(shí)器置數(shù)。

80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用第40頁(yè)·定時(shí)器T1工作于方式1：T1為16位計(jì)數(shù)器。式中：TC——16位計(jì)數(shù)器初值； X——中止服務(wù)程序機(jī)器周期數(shù)，在中止服務(wù)程序中重新對(duì)定時(shí)器置數(shù)。 ·定時(shí)器Tl工作于方式2：T1為8位可重裝方式，用TL1計(jì)數(shù)，用TH1裝初值。

80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用第41頁(yè)7.5.2方式0編程和應(yīng)用

例：

使用74LS164并行輸出端接8只發(fā)光二極管，利用它串入并出功效，把發(fā)光二極管從左向右依次點(diǎn)亮，并不停循環(huán)之。發(fā)光二極管擴(kuò)展連接路如圖7-11所表示。

80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用第42頁(yè)

MOV SCON，#00H ；設(shè)串行口為方式0， CLR ES ；禁止串行口中止 MOV A，#80H ；先顯示最左邊發(fā)光二極管LED: MOV SBUF，A ；串行輸出 JNB TI，$ ；輸出等候 CLR TI ；軟件清中止標(biāo)志 ACALL DELAY ；輪顯間隔 RR A ；發(fā)光右移 AJMP LED ；循環(huán)DELAY：…… ；延時(shí)子程序 RET80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用第43頁(yè)7.5.3方式1編程和應(yīng)用

例：試編寫雙機(jī)通信程序。甲、乙雙機(jī)均為串行口方式1，并以定時(shí)器T1方式2為波特率發(fā)生器，波特率為2400。波特率計(jì)算：這里使用6MHz晶振，以T1方式2制訂波特率。計(jì)算定時(shí)器T1計(jì)數(shù)初值：

波特率=2smod×fosc×1 3212

28

－TH1TH1=28－(2SMOD×fosc)÷(波特率×32×12) =256－(20×6×106)÷(2400×32×12) =256－6.5=249.5=FAH

80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用第44頁(yè) ⑴甲機(jī)發(fā)送： 將以片內(nèi)RAM78H及77H內(nèi)容為首地址、以76H及75H內(nèi)容減1為末地址數(shù)據(jù)塊內(nèi)容，經(jīng)過串行口傳至乙機(jī)。 例：(78H)＝20H ；首地址高位 （77H）＝00H （76H）＝20H ；末地址高位 （75H）＝20H

即要求程序?qū)⑵釸AMH～20lFH中內(nèi)容輸出到串行口。對(duì)數(shù)據(jù)塊首、末地址傳送以查詢方式進(jìn)行，而數(shù)據(jù)傳送以中止方式進(jìn)行。

80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用第45頁(yè) ORG 0000H SJMP TRANS ORG 0023H ；串行口中止入口 AJMPSINT

ORG 0030HTRANS：MOVTMOD，＃20H ；置T1為定時(shí)器方式2 MOV TL1，＃0FAH ；置T1定時(shí)常數(shù)(波特率為 ；2400) MOVTH1，＃0FAH SETBEA ；允許中止 CLRES ；關(guān)串行口中止

80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用第46頁(yè)

MOV PCON，#00H ；波特率不倍增 CLRTI ；清發(fā)送中止 MOVSCON，＃40H ；置串行口方式1 MOVSBUF，78H ；輸出首地址WAIT1：JNBTI，WAITI；查詢等候發(fā)送結(jié)束 CLR TI MOV SBUF，77HWAIT2：JNBTI，WAIT2；查詢等候發(fā)送結(jié)束 CLRTI

80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用第47頁(yè) MOVSBUF，76H ；輸出末地址WAIT3：JNBTI，WAIT3 CLRTI MOVSBUF，75HWAIT4：JNBTI，WAIT4 CLRTI SETBES ；允許串行口中止

80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用第48頁(yè) MOVDPH，78H ；輸出數(shù)據(jù)塊中第1個(gè)數(shù)據(jù) MOVDPL，77H MOVXA，＠DPTR CLRTI MOVSBUF，A SJMP $ ；中止等候

80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用第49頁(yè) ORG 0200H ；串行口中止服務(wù)程序SINT：PUSH DPL ；保護(hù)現(xiàn)場(chǎng) PUSH DPH PUSH A INC 77H ；地址加1 MOV A，77H JNZ JP1 INC 78H

80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用第50頁(yè)JP1：MOV A，78H CJNEA，76H，END1 ；判數(shù)據(jù)傳送是否結(jié)束，未 ；結(jié)束則轉(zhuǎn)END1 MOVA，77H CJNEA，75H，END1 CLRES ；結(jié)束，關(guān)串行口中止80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用第51頁(yè)ESCOM：POPA ；恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng) POPDPH POPDPL RETI

END1：MOVDPH，78H；數(shù)據(jù)輸出未結(jié)束，則繼續(xù)發(fā)送 MOVDPL，77H MOVXA，＠DPTR CLRTI MOVSBUF，A RETI80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用第52頁(yè) ⑵乙機(jī)接收

乙機(jī)經(jīng)過RXD引腳接收甲機(jī)發(fā)來數(shù)據(jù)，接收波特率與甲機(jī)一樣。接收第1、2字節(jié)是數(shù)據(jù)塊首地址，第3、4字節(jié)是數(shù)據(jù)塊末地址減1，第5字節(jié)開始是數(shù)據(jù)，接收到數(shù)據(jù)依次存入數(shù)據(jù)塊首地址開始存放器中。

ORG 0000H SJMP RECEIVE ；乙機(jī)接收 ORG 0023H AJMP RSINT ；串行口中止入口 80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用第53頁(yè)

ORG 0030HRECEIVE：MOVTMOD，#20H

；設(shè)T1為定時(shí)器方式2

MOV TL1，＃0FAH ；置T1定時(shí)常數(shù)MOVTH1，＃0FAH SETBEA ；允許中止 SETBES ；允許串行口中止 CLRTI ；清發(fā)送中止 MOVSCON，＃50H ；置串行口方式1、接收 CLR20H ；置地址標(biāo)志(20H＝0，為 ；地址；20H＝1，為數(shù)據(jù))

80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用第54頁(yè) MOV70H，＃78H SJMP $ ；中止等候

ORG 0200HRSINT：PUSHDPL；保護(hù)現(xiàn)場(chǎng) PUSHDPH PUSHACC MOVA，R0 PUSHACC JB20H，DATA；判別接收是地址還是數(shù)據(jù)， ；是數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)移

80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用第55頁(yè) MOVR0，70H ；是地址，分別送入78H～75H中去 MOVA，SBUFMOV＠R0，A DEC70H CLRRI MOVA，＃74H CJNEA，70H，RETURN；是地址，轉(zhuǎn)結(jié)束 SETB20H ；地址已接收完，置接收數(shù)據(jù)標(biāo)志

80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用第56頁(yè)RETURN：POPACC；恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng) MOVR0，A POPACC POPDPH POPDPL RETIDATA：MOVDPH，78H ；接收數(shù)據(jù) MOVDPL，77H

80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用第57頁(yè) MOVA，SBUF MOVX＠DPTR，A ；將數(shù)據(jù)送入片外RAM CLRRI INC77H ；地址加1 MOVA，77H JNZDATA1 INC78H

80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用第58頁(yè)DATA1∶MOVA，76H CJNZA，78H，RETURN MOV A，75H CJNEA，77H，RETURN CLRES ；結(jié)束，關(guān)串行口中止 AJMPRETURN80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用第59頁(yè) ASCII碼由7位組成，其最高位可作為奇偶校驗(yàn)位用。數(shù)據(jù)塊經(jīng)過串行口發(fā)送和接收，采取8位異步通信，波特率為1200，已知fosc＝11.0592MHz。 從內(nèi)部RAM單元20H～3FH中取出ASCII碼加上奇偶校驗(yàn)位之后發(fā)出。設(shè)串行口為方式1，T1為方式2作為串行口波特率發(fā)生器?！逽MOD＝0 ∴TH1＝232＝E8H例經(jīng)過串行口發(fā)送帶奇偶校驗(yàn)位數(shù)據(jù)塊80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用第60頁(yè) ORG 0000H MOV TMOD，#20H ；設(shè)T1為方式2 MOV TL1，#0E8H ；T1定時(shí)常數(shù) MOV TH1，#0E8H MOV SCON，#01000000B ；設(shè)串行口為方式1 MOV R0，#20H ；設(shè)發(fā)送數(shù)據(jù)區(qū)首址 MOV R7，#32 ；發(fā)送32個(gè)ASCII碼數(shù)據(jù)80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用第61頁(yè)LOOP：MOVA，@R0 ；取ASCII碼數(shù)據(jù) ACALLSP-OUT ；調(diào)用串行口發(fā)送子程序 INC R0 ；未發(fā)送完，則繼續(xù) DJNZ R7，LOOP

…

80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用第62頁(yè)串行口發(fā)送子程序SP-OUT：MOVC，P ；設(shè)奇校驗(yàn)位 CPL C MOV ACC.7，C MOV SBUF，A ；帶校驗(yàn)位發(fā)送 JNB TI，$ ；發(fā)送等候 CLR TI RET

80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用第63頁(yè)

把接收到32個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)存放到20H～3FH中，波特率為1200，若奇校驗(yàn)犯錯(cuò)，將進(jìn)位標(biāo)志C置1。 ORG 0000H MOV TMOD，#20H ；設(shè)T1為定時(shí)器方式2 MOV TL1，#0E8H ；設(shè)T1時(shí)間常數(shù) MOV TH1，#0E8H MOV R0，#20H ；接收緩沖區(qū)首址 MOV R7，#32 ；接收字節(jié)計(jì)數(shù)器例經(jīng)過串行口接收帶奇偶校驗(yàn)位數(shù)據(jù)塊80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用第64頁(yè)LOOP：ACALL SP-IN ；調(diào)用帶奇校驗(yàn)串行口接 ；收子程序

JC ERROR ；校驗(yàn)錯(cuò)，轉(zhuǎn)犯錯(cuò)處理 MOV @R0，A ；存入 INC R0 DJNZ R7，LOOP ；未接收完，則繼續(xù)ERROR：… ；校驗(yàn)錯(cuò)，處理80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用第65頁(yè)SP-IN：MOVSCON，#01010000B ；設(shè)串行口為方式 ；1，開啟接收 JNB RI，$ CLR RI MOV A，SBUF ；接收一個(gè)字節(jié) MOV C，P ；檢驗(yàn)奇校驗(yàn)位，若犯錯(cuò)，C=1 CPL C ANL A，#7FH ；去掉校驗(yàn)位后ASCII碼數(shù)據(jù) RET80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用第66頁(yè)7.5.4方式2和3編程和應(yīng)用

方式2接收／發(fā)送一幀信息是11位：第0位是起始位（0）；第1～8位是數(shù)據(jù)位；第9位是程控位，可由用戶置TB8決定；第10位是停頓位?！?方式2波特率為： 波特率＝振蕩器頻率/n其中：當(dāng)SMOD＝0時(shí)，n＝64； 當(dāng)SMOD＝l時(shí)，n＝32。方式2和方式3基本一樣，僅波特率設(shè)置不一樣。80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用第67頁(yè)工作方式2發(fā)送一幀信息為11位：1位起始位，8位數(shù)據(jù)位，1位可編程為1或0第9位（可用作奇偶校驗(yàn)位或數(shù)據(jù)／地址標(biāo)志位）和1位停頓位。奇偶校驗(yàn)位發(fā)送是在將發(fā)送數(shù)據(jù)寫入發(fā)送緩沖器SBUF之前，先將奇偶標(biāo)志寫入SCONTB8位。例：試編寫串行接口以工作方式2發(fā)送數(shù)據(jù)中止服務(wù)程序80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用第68頁(yè)

ORG 0023H AJMP SPINT

SPINT：CLREA ；關(guān)中止 PUSHPSW ；保護(hù)現(xiàn)場(chǎng) PUSHACC SETBEA ；開中止 SETBPSW.4 ；切換存放器工作組 CLRTI ；去除發(fā)送中止請(qǐng)求標(biāo)志 MOVA，＠R0 ；取數(shù)據(jù)，置奇偶標(biāo)志位

80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用第69頁(yè) MOVC，P ；奇偶標(biāo)志位P送TB8 MOVTB8，C MOVSBUF，A ；數(shù)據(jù)寫入發(fā)送緩沖器，開啟發(fā)送 INCR0 ；數(shù)據(jù)地址指針加1 CLR 0AFH ；恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng) POP ACC POP PSW SETB0AFH CLRPSW.4 ；切換存放器工作組 RETI ；中止返回

80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用第70頁(yè)例：方式3和方式1不一樣在于接收／發(fā)送信息位數(shù)不一樣，而與方式2不一樣僅在于波特率設(shè)置不一樣。 這里以雙機(jī)通信為例。串行口以方式3進(jìn)行接收和發(fā)送，以T1為波特率發(fā)生器，選擇定時(shí)器方式2。

程序首先發(fā)送數(shù)據(jù)存放地址，而地址高位存放在78H中，地址低位存放在77H中；然后發(fā)送00H，01H，02H，…，F(xiàn)EH，共255個(gè)數(shù)據(jù)以后結(jié)束。

80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用第71頁(yè) 甲機(jī)發(fā)送程序：

ORG 0023H CLRTI RETITRANSFER：MOVTMOD，＃20H ；置T1為定時(shí)方式2 MOVTL1，＃0F0H ；置T1定時(shí)常數(shù) MOVTH1，＃0F0H SETBEA ；允許中止 CLRES ；禁止串行口中止 CLRET1 ；禁止定時(shí)器T1中止

80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用第72頁(yè)

MOVSCON，＃0E0H ；置串行口方式3 SETBTB8 ；表示發(fā)送是地址 MOVSBUF，78H ；發(fā)送地址 JNBTI，＄

CLRTI MOVSBUF，77H JNB TI，$ CLR TI MOVIE，＃90H ；允許串行口中止 CLRSM2 ；以后發(fā)送是數(shù)據(jù)

80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用第73頁(yè)

MOVA，＃00H ；發(fā)送數(shù)據(jù)

LOOP：MOV SBUF，A INC A JNB TI，$ CLR TI CJNZA，＃0FFH，LOOP ；判是否結(jié)束 CLRES ；禁止串行口中止 CLREA ；