串行通信方式第九章

串行通信方式第九章第一頁(yè)，共七十五頁(yè)，2022年，8月28日什么是通信兩個(gè)設(shè)備之間交換數(shù)據(jù)的過程我們稱之為通信單工雙工AB第二頁(yè)，共七十五頁(yè)，2022年，8月28日通信的方式從同時(shí)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)位數(shù)來分為：1、并行通信(Parrel)2、串行通信(Serial)第三頁(yè)，共七十五頁(yè)，2022年，8月28日串并行方式各自特點(diǎn)速度價(jià)格距離并行串行相對(duì)快相對(duì)慢短遠(yuǎn)貴廉價(jià)第四頁(yè)，共七十五頁(yè)，2022年，8月28日串行通信幀格式幀的概念：起始位，數(shù)據(jù)位，速率(波特率)，應(yīng)答位或停止位。第五頁(yè)，共七十五頁(yè)，2022年，8月28日常見的串行通信協(xié)議

名稱特點(diǎn)USARTUSBI2CSPI用途PC與MCUPC與MCUMCU之間MCU之間特點(diǎn)簡(jiǎn)單快，

可靠簡(jiǎn)單復(fù)雜，可靠USARTPC與MCU簡(jiǎn)單第六頁(yè)，共七十五頁(yè)，2022年，8月28日串行輸出原理第七頁(yè)，共七十五頁(yè)，2022年，8月28日串行輸入原理第八頁(yè)，共七十五頁(yè)，2022年，8月28日F877單片機(jī)主要配置有2種形式的串行通信模塊：主控同步串行通信MSSP

（MasterSynchronousSerialPort）通用同步/異步收發(fā)器USART

（UniversalSynchronous/AsynchronousReceiverTransmitter）。

MSSP模塊主要應(yīng)用于系統(tǒng)內(nèi)部近距離的串行通信擴(kuò)展，如SPI、I2C模式。USART模塊主要應(yīng)用于系統(tǒng)之間的遠(yuǎn)距離串行通信，在外圍接口電路及計(jì)算機(jī)通信中應(yīng)用相當(dāng)廣泛。

第九頁(yè)，共七十五頁(yè)，2022年，8月28日9.1SPI串行通信模塊

SPI（SerialPeripheralInterface）是一種單片機(jī)外設(shè)芯片同步串行擴(kuò)展接口，由摩托羅拉公司推出。采用SPI接口外圍器件的特點(diǎn)是引腳性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)，因而在市場(chǎng)上得到了廣泛的應(yīng)用。

第十頁(yè)，共七十五頁(yè)，2022年，8月28日

10.1.1SPI模式下相關(guān)寄存器

在SPI模式下，有關(guān)的寄存器共有10個(gè)，其中無編址的只有一個(gè)SSPSR。這10個(gè)寄存器中有6個(gè)寄存器是與其它模塊共用的。另外有4個(gè)寄存器與MSSP模塊相關(guān)，它們是與I2C模式共用的。

第十一頁(yè)，共七十五頁(yè)，2022年，8月28日1．SSPBUF（收/發(fā)數(shù)據(jù)緩沖器）

2．SSPSTAT（同步串口狀態(tài)寄存器）第十二頁(yè)，共七十五頁(yè)，2022年，8月28日Bit0/BF:緩沖器滿標(biāo)志位，被動(dòng)參數(shù)。僅僅用于SPI接收狀態(tài)下：

0：緩沖器空；

1：緩沖器滿。Bit6/CKE：SPI時(shí)鐘沿選擇和I2C總線輸入電平選擇位。在CKP=0，靜態(tài)電平為低時(shí)：

0：SCK的下降沿發(fā)送數(shù)據(jù)；

1：SCK的上升沿發(fā)送數(shù)據(jù)。在CKP=1,靜態(tài)電平為高時(shí)：

0：SCK的上升沿發(fā)送數(shù)據(jù)；

1：SCK的下降沿發(fā)送數(shù)據(jù)。Bit7/SMP：SPI采樣控制位兼I2C總線轉(zhuǎn)換率控制位。在SPI主控方式下：

0：在輸出數(shù)據(jù)的中間采樣輸入數(shù)據(jù)；

1：在輸出數(shù)據(jù)的末尾采樣輸入數(shù)據(jù)。注意：在SPI從動(dòng)方式下，SMP位必須置位。第十三頁(yè)，共七十五頁(yè)，2022年，8月28日3．SSPCON（同步串口控制寄存器）

Bit3-Bit0/SSPM3-SSPM0：同步串行口MSSP方式選擇位。

第十四頁(yè)，共七十五頁(yè)，2022年，8月28日Bit4/CPK：時(shí)鐘極性選擇位。

0：表示空閑時(shí)時(shí)鐘停留在低電平；

1：表示空閑時(shí)時(shí)鐘停留在高電平。Bit5/SSPEN：同步串口MSSP使能位。

在SPI模式下時(shí)，有關(guān)引腳必須正確的設(shè)定為輸入或輸出狀態(tài)。

0：關(guān)閉串行端口功能，且設(shè)定SCK、SOD、SDI和SS為普通數(shù)字I/O腳；1：允許串行端口工作，且設(shè)定SCK、SOD、SDI和SS為SPI接口專用。第十五頁(yè)，共七十五頁(yè)，2022年，8月28日Bit6/SSPOV：接收溢出標(biāo)志位，被動(dòng)參數(shù)。

0：未發(fā)生接收溢出；

1：發(fā)生接收溢出。注意：所指的接收溢出是緩沖器SSPBUF中數(shù)據(jù)還未取出時(shí)，移位寄存器SSPSR中又收到新的數(shù)據(jù)，原SSPSR中的數(shù)據(jù)丟失。Bit7/WCOL：寫操作沖突檢測(cè)位，被動(dòng)參數(shù)。在SPI從動(dòng)方式下：

0：未發(fā)生沖突；

1：發(fā)生沖突。注意：當(dāng)WCOL=1,正在發(fā)送前一個(gè)數(shù)據(jù)時(shí)，又有新數(shù)據(jù)寫入SSPBUF，必須用軟件予以清零。

第十六頁(yè)，共七十五頁(yè)，2022年，8月28日4．SSPSR移位寄存器

直接從端口引腳接收或發(fā)送數(shù)據(jù)，將已經(jīng)成功接收到的數(shù)據(jù)送到緩沖器SSPBUF中，或者從緩沖器SSPBUF讀取將發(fā)送的數(shù)據(jù)。第十七頁(yè)，共七十五頁(yè)，2022年，8月28日9.1.2SPI模式工作原理

要發(fā)送的數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)總線送入發(fā)送緩沖器，然后自動(dòng)傳送到移位寄存器中；移位寄存器接收到數(shù)據(jù)自動(dòng)傳送到接收緩沖器，然后由程序讀取收到的數(shù)據(jù)；移位寄存器有移入和移出兩個(gè)端口，分別與收和發(fā)兩條通信線路連接，負(fù)責(zé)收發(fā)數(shù)據(jù)。

第十八頁(yè)，共七十五頁(yè)，2022年，8月28日SPI模式電路的基本結(jié)構(gòu)

第十九頁(yè)，共七十五頁(yè)，2022年，8月28日SPI工作原理示意圖

第二十頁(yè)，共七十五頁(yè)，2022年，8月28日【例題9-1】如圖9-5為8位數(shù)碼顯示和16個(gè)鍵盤電路，利用F877的SPI同步串行功能實(shí)現(xiàn)數(shù)碼管數(shù)據(jù)串行傳送，并通過8個(gè)74LS164組成的移位電路，達(dá)到數(shù)碼數(shù)據(jù)的靜態(tài)顯示。而16個(gè)鍵盤組成矩陣電路，采用RD口高低四復(fù)合選通。請(qǐng)編寫相應(yīng)的應(yīng)用程序，要求：在系統(tǒng)復(fù)位后8位數(shù)碼管全暗，接著1、2、3…7分別從數(shù)碼管的最高位到最低位依次點(diǎn)亮，最后直接進(jìn)入系統(tǒng)的監(jiān)控狀態(tài)，以在最高位出現(xiàn)“-”為標(biāo)志。

第二十一頁(yè)，共七十五頁(yè)，2022年，8月28日【例題9-2】在電路原理圖8-5基礎(chǔ)上，對(duì)其電路結(jié)構(gòu)稍作調(diào)整，以便外擴(kuò)展一個(gè)靜態(tài)128KEPROM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。利用RC3、RC4、RC5引腳組成一個(gè)SPI同步串行方式，通過164移位產(chǎn)生17位尋址功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)HM628128的并行數(shù)據(jù)傳送（RD端口）。編程要求：首先將256個(gè)數(shù)據(jù)00H-FFH存入EPROM單元0000H-00FFH中，然后再將這些單元中的數(shù)據(jù)逐個(gè)取出，送往數(shù)碼顯示區(qū)的最后兩位顯示數(shù)據(jù)內(nèi)容，每個(gè)數(shù)顯示停留1秒種。第二十二頁(yè)，共七十五頁(yè)，2022年，8月28日

9.2I2C串行通信模式

1980年P(guān)HILIPS公司首創(chuàng)I2C（InterIntegratedCircuitBus）總線規(guī)范，已成為一種串行總線事實(shí)上的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。I2C總線是一種高性能芯片間串行同步傳輸總線，被大量的用作系統(tǒng)內(nèi)部的電路板級(jí)總線。它定義了兩根信號(hào)線，串行數(shù)據(jù)線SDA和串形時(shí)鐘線SCL，可實(shí)現(xiàn)雙工同步數(shù)據(jù)傳輸，能夠極其方便的構(gòu)成多機(jī)系統(tǒng)和外圍器件擴(kuò)展系統(tǒng)。

第二十三頁(yè)，共七十五頁(yè)，2022年，8月28日

9.2.1I2C串行通信模式

I2C總線的數(shù)據(jù)傳輸過程，在一次通信過程中，如主控器為發(fā)送器則稱主控發(fā)送器，而被控器為接收器則稱被控接收器；如主控器為接收器則稱主控接收器，而被控器為發(fā)送器則被控發(fā)送器。

第二十四頁(yè)，共七十五頁(yè)，2022年，8月28日

1．I2C數(shù)據(jù)格式

I2C數(shù)據(jù)格式有五部分組成：?jiǎn)?dòng)信號(hào)（SCL=1，SDA從高到低）；被控器地址（可7位或10位）；R/W信號(hào)；若干個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)；停止信號(hào)（SCL=1，SDA從低到高）。第二十五頁(yè)，共七十五頁(yè)，2022年，8月28日

主控器向被控器寫數(shù)據(jù)

第二十六頁(yè)，共七十五頁(yè)，2022年，8月28日主控器向被控器讀數(shù)據(jù)

第二十七頁(yè)，共七十五頁(yè)，2022年，8月28日10位地址格式

其中A9、A8是10位地址的高2位。

第二十八頁(yè)，共七十五頁(yè)，2022年，8月28日2．I2C地址設(shè)定

在I2C總線系統(tǒng)中的器件，一般都有一個(gè)專用的7位從器件地址碼。地址碼分為兩部分，A6、A5、A4、A3為器件類型碼。如存貯器為：1010，LCD點(diǎn)陣顯示器啟動(dòng)器為：0111等等，不可更改統(tǒng)一規(guī)定。A2、A1、A0可由器件改變，所以同一類器件在I2C總線系統(tǒng)中最多能接8個(gè)。

第二十九頁(yè)，共七十五頁(yè)，2022年，8月28日3．?dāng)?shù)據(jù)傳遞

主控器發(fā)送數(shù)據(jù)，被控器接收數(shù)據(jù)的通信過程如下：

主控器在檢測(cè)到總線空閑的狀況下，首先發(fā)送一個(gè)啟動(dòng)S信號(hào)；接著發(fā)送一個(gè)地址字節(jié)（包含著7位地址碼和一位讀/寫位，假設(shè)=0）；在被控器收到地址字節(jié)后回送一個(gè)應(yīng)答信號(hào)ACK=0；在主控器收到該應(yīng)答位后開始發(fā)送第一個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)；在被控器收到第一個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)后又回送一個(gè)應(yīng)答位ACK=0；在主控器收到應(yīng)答位后開始發(fā)送第二個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)；被控器收到第二個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)后再返送一個(gè)（非）應(yīng)答位（NACK=1）ACK=0；在主控器將所需發(fā)送的全部數(shù)據(jù)（在此假設(shè)是兩個(gè)字節(jié)）發(fā)送完畢后，就發(fā)送一個(gè)停止P信號(hào)時(shí)序，結(jié)束整個(gè)通信過程，并且釋放總線，使總線返回空閑狀態(tài)。

第三十頁(yè)，共七十五頁(yè)，2022年，8月28日9.2.2I2C總線模式下相關(guān)的寄存器

與I2C總線有關(guān)的寄存器共有12個(gè)。其中，有6個(gè)寄存器（INTCON、PIR1、PIE1、PRI2、PIE2、TRISC）是與單片機(jī)其他模塊共用。屬于I2C總線專用的兩個(gè)寄存器SSPCON2和SSPADD。

第三十一頁(yè)，共七十五頁(yè)，2022年，8月28日1．SSPSTAT同步串口寄存器

SSPSTAT用來記錄MSSP模塊的各種工作狀態(tài)：

第三十二頁(yè)，共七十五頁(yè)，2022年，8月28日Bit0/BF：緩沖器已滿標(biāo)志位，被動(dòng)參數(shù)。在I2C總線方式下接收時(shí)：

0：緩沖器SSPBUF還為空；

1：緩沖器SSPBUF已經(jīng)滿。在I2C總線方式下發(fā)送時(shí)：

0：數(shù)據(jù)發(fā)送已完成（不含應(yīng)答和停止位），緩沖器SSPBUF已經(jīng)空；

1：數(shù)據(jù)正在發(fā)送（不含應(yīng)答和停止位），緩沖器SSPBUF還是滿的。

Bit1/UA：地址更新標(biāo)志位（I2C總線10位尋址方式），由硬件自動(dòng)設(shè)置。

0：不需要更新SSPADD寄存器中的地址；

1：需要更新SSPADD寄存器中的地址。

第三十三頁(yè)，共七十五頁(yè)，2022年，8月28日

Bit2/R/W：讀寫信息位（僅用于I2C總線方式）。該位記錄最近一次地址匹配后，從地址字節(jié)中獲取的讀/寫狀態(tài)信息。它與SEN、RSEN、PEN、RCEN或ACKEN位一起，將用于顯示MSSP是否處于空閑狀態(tài)。該位僅僅從地址匹配到下一個(gè)啟動(dòng)位或停止位或非應(yīng)答位被檢測(cè)到的期間有效。在I2C被控方式下：

0：寫操作；

1：讀操作。在I2C主控方式下：

0：不在進(jìn)行發(fā)送；

1：正在進(jìn)行發(fā)送。

第三十四頁(yè)，共七十五頁(yè)，2022年，8月28日Bit3/S：?jiǎn)?dòng)位，用于I2C總線方式，當(dāng)SSPEN=0,MSSP被關(guān)閉，該位被自動(dòng)清零。

0：當(dāng)前沒有檢測(cè)到啟動(dòng)位；

1：當(dāng)前檢測(cè)到了啟動(dòng)位（單片機(jī)復(fù)位時(shí)改為位0）。

Bit4/P：停止位，僅用于I2C總線方式，當(dāng)SSPEN=0，MSSP被關(guān)閉時(shí)，該位被自動(dòng)清零。

0：表示當(dāng)前沒有檢測(cè)到停止位；

1：表示當(dāng)前檢測(cè)到了停止位（單片機(jī)復(fù)位時(shí)改為位0）。Bit5/D/A：數(shù)據(jù)/地址標(biāo)志位（I2C總線規(guī)范有效）。

0：當(dāng)前接收或發(fā)送的字節(jié)是地址；

1：當(dāng)前接收或發(fā)送的字節(jié)是數(shù)據(jù)。

第三十五頁(yè)，共七十五頁(yè)，2022年，8月28日

Bit6/CKE：I2C總線輸入電平規(guī)范選擇位或SPI時(shí)鐘沿選擇位。 在I2C主控和被控方式下：

0：輸入電平遵循I2C總線規(guī)范；

1：輸入電平遵循SMBus總線規(guī)范。

Bit7/SMP：I2C總線傳送率控制位或SPI采樣控制位，主動(dòng)參數(shù)。在I2C主控和被控方式下：

0：傳送率為快速速度模式（400kHz）；

1：傳送率為標(biāo)準(zhǔn)速度模式（100kHz）。

第三十六頁(yè)，共七十五頁(yè)，2022年，8月28日2．SSPCON同步串口控制寄存器SSPCON用來對(duì)MSSP模塊的多種功能和指標(biāo)進(jìn)行控制:

第三十七頁(yè)，共七十五頁(yè)，2022年，8月28日

Bit3-Bit0/SSPM3-SSPM0：同步串口MSSP方式選擇位第三十八頁(yè)，共七十五頁(yè)，2022年，8月28日

Bit4/CKP：時(shí)鐘極性選擇位（對(duì)于SPI模式而言）。在I2C被控方式下，SCL時(shí)鐘使能位（I2C主控下沒有用）：

0：將時(shí)鐘線拉低并保持，以延長(zhǎng)時(shí)鐘周期，來確保數(shù)據(jù)建立時(shí)間；

1：時(shí)鐘正常工作。Bit5/SSPEN：同步串口MSSP使能位。

0：不允許關(guān)閉串行端口工作，設(shè)定SDA和SCL為普通數(shù)字I/O引腳；

1：允許串行端口工作，設(shè)定SDA和SCL為I2C總線專用引腳。

Bit6/SSPOV：接收溢出標(biāo)志位。當(dāng)接收溢出時(shí)，SSPBUF前一個(gè)數(shù)據(jù)還沒被取走，又收到了新數(shù)據(jù)；在發(fā)送方式下此位無效，必須用軟件清零。

0：未發(fā)生接收溢出；

1：發(fā)生接收溢出。 Bit7/WCOL：寫操作沖突檢測(cè)位。當(dāng)發(fā)生沖突時(shí)，I2C總線的狀態(tài)還沒有準(zhǔn)備好時(shí)，試圖向SSPBUF緩沖器寫入數(shù)據(jù)，WCOL=1，必須用軟件清零。

0：未發(fā)生沖突；

1：發(fā)生沖突。

第三十九頁(yè)，共七十五頁(yè)，2022年，8月28日3．SSPADD從地址/波特率寄存器

在I2C主控工作方式下，該寄存器被用作波特率發(fā)生器的定時(shí)常數(shù)裝載寄存器。在I2C被控器工作方式下。第四十頁(yè)，共七十五頁(yè)，2022年，8月28日4．同步串口控制寄存器2-SSPCON2

主要是為增強(qiáng)MSSP模塊I2C總線模式的主控器功能而新增加的。

第四十一頁(yè)，共七十五頁(yè)，2022年，8月28日Bit0/SEN：?jiǎn)?dòng)信號(hào)時(shí)序發(fā)送使能位。

0：不在SDA和SCL引腳上建立和發(fā)送啟動(dòng)信號(hào)時(shí)序；

1：在SDA和SCL上建立并發(fā)送一個(gè)啟動(dòng)信號(hào)（被硬件自動(dòng)清零）。Bit1/RSEN：重啟動(dòng)信號(hào)時(shí)序發(fā)送使能位。

0：不在SDA和SCL引腳上建立和發(fā)送重啟動(dòng)信號(hào)時(shí)序；

1：在SDA和SCL上建立并發(fā)送一個(gè)重啟動(dòng)信號(hào)（被硬件自動(dòng)清零）。Bit2/PEN：停止信號(hào)時(shí)序發(fā)送使能位。

0：不在SDA和SCL引腳上建立和發(fā)送停止信號(hào)時(shí)序；

1：在SDA和SCL上建立并發(fā)送一個(gè)停止信號(hào)（被硬件自動(dòng)清零）。Bit3/RCEN：接收使能位。

0：禁止接收模式工作；

1：使能接收模式。

Bit4/ACKEN：應(yīng)答信號(hào)時(shí)序發(fā)送使能位，在I2C主控接收方式下：

0：表示不在SDA和SCL引腳上建立和發(fā)送應(yīng)答信號(hào)時(shí)序；

1：表示在SDA和SCL上建立和發(fā)送一個(gè)帶ACKDT的應(yīng)答信號(hào)（被硬件自動(dòng)清零）。

第四十二頁(yè)，共七十五頁(yè)，2022年，8月28日Bit5/ACKDT：應(yīng)答信息位。在I2C主控接收方式下，在一個(gè)字節(jié)收完之后，主控器軟件應(yīng)返送一個(gè)應(yīng)答信號(hào)，該位就是用戶軟件寫入的將被返送的值：

0：將發(fā)送有效應(yīng)答位（ACK）；1：將發(fā)送非應(yīng)答位（NACK）。Bit6/ACKSTAT：應(yīng)答狀態(tài)位。在I2C主控方式下，硬件自動(dòng)接收來自被控器的應(yīng)答信號(hào)

0：收到來自被控接收器的有效應(yīng)答位（或表示位）；

1：沒有收到來自被控接收器的有效應(yīng)答位（或表示為NACK）。Bit7/GCEN：通用呼叫地址尋址使能位，主動(dòng)參數(shù)。

0：禁止以通用呼叫地址尋址；1：當(dāng)SSPSTAT中收到通用呼叫地址（00H）時(shí)允許中斷。

第四十三頁(yè)，共七十五頁(yè)，2022年，8月28日9.2.3I2C從動(dòng)模式

當(dāng)I2C工作在從動(dòng)方式時(shí)，SDA和SCL引腳必須設(shè)置為輸入，如果需要發(fā)送時(shí)，MSSP模塊強(qiáng)行將輸入狀態(tài)改為輸出狀態(tài)。在地址匹配后，收到傳送的數(shù)據(jù)后，將自動(dòng)產(chǎn)生ACK,并將SSPSR中的數(shù)據(jù)傳入SSPBUF。

第四十四頁(yè)，共七十五頁(yè)，2022年，8月28日I2C從動(dòng)方式電路模塊結(jié)構(gòu)

第四十五頁(yè)，共七十五頁(yè)，2022年，8月28日9.2.4I2C主控模式

對(duì)SSPCON寄存器中的相應(yīng)SSPM置位和清零，對(duì)SSPEN置位即可使能主控工作方式，控制工作方式使能后，用戶有以下六種選擇：送啟動(dòng)信號(hào)到SDA和SCL（將SEN置位）；送重復(fù)啟動(dòng)信號(hào)到SDA和SCL（將RSEN置位）；寫SSPBUF寄存器啟動(dòng)數(shù)據(jù)或地址的傳送；送結(jié)束信號(hào)到SDA和SCL（將PEN置位）；設(shè)置I2C端口以接收數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)字節(jié)接收完成后，發(fā)出應(yīng)答信號(hào)。

第四十六頁(yè)，共七十五頁(yè)，2022年，8月28日

I2C在主控基本結(jié)構(gòu)模塊

第四十七頁(yè)，共七十五頁(yè)，2022年，8月28日【例題9-3】 本例題電路原理圖和圖9-5相同，除連接有8位數(shù)碼顯示和16個(gè)鍵盤電路以外，還利用RC6和RC7引腳組成一個(gè)I2C同步串行功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)24LC515EEPROM的串行數(shù)據(jù)傳送。編程要求：首先將64個(gè)數(shù)據(jù)00H-3FH存入EEPROM單元0000H-003FH中，然后再將00010H-0001FH單元中的數(shù)據(jù)取出，存入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器單元40H-4FH，最后逐個(gè)送往數(shù)碼顯示區(qū)的最后兩位顯示，每個(gè)數(shù)顯示停留1秒種。

第四十八頁(yè)，共七十五頁(yè)，2022年，8月28日9.3USART串行通信模塊PIC系列芯片中，片內(nèi)除了含有同步串行口SSP（SPI，I2C）外，還有一個(gè)串行通信接口SCI。這是一個(gè)通用同步／異步收發(fā)器，簡(jiǎn)稱USART，它是計(jì)算機(jī)最常用的通信接口之一。

USART可工作于如下三種方式：全雙工異步方式；半雙工同步主控方式；半雙工同步從動(dòng)方式。

第四十九頁(yè)，共七十五頁(yè)，2022年，8月28日

與USART模塊相關(guān)的寄存器1．發(fā)送狀態(tài)兼控制寄存器：TXSTA2．接收狀態(tài)兼控制寄存器：RCSTA3．USART發(fā)送緩沖寄存器：TXREG4．USART接收緩沖寄存器：RCREG5．PIE寄存器6．PIR寄存器第五十頁(yè)，共七十五頁(yè)，2022年，8月28日1．發(fā)送狀態(tài)兼控制寄存器TXSTA第五十一頁(yè)，共七十五頁(yè)，2022年，8月28日Bit0/TX9D：發(fā)送數(shù)據(jù)的第9位（9位數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)）。

0：不發(fā)送9位數(shù)據(jù)；

1：發(fā)送9位數(shù)據(jù)幀。Bit1/TRMT：發(fā)送移位寄存器（TSR）“空”標(biāo)志位。

0：發(fā)送移位寄存器滿；

1：發(fā)送移位寄存器空。Bit2/BRGH：高波特率選擇位。異步模式下：0：低速；

1：高速。同步方式下，未用。Bit4/SYNC：USART同步/異步模式選擇位。

0：選擇異步模式（USAT）；

1：選擇同步模式（USRT）。

第五十二頁(yè)，共七十五頁(yè)，2022年，8月28日Bit5/TXEN：發(fā)送使能位。

0：關(guān)閉發(fā)送功能；

1：使能發(fā)送功能。

Bit6/TX9：發(fā)送數(shù)據(jù)長(zhǎng)度選擇位。8位數(shù)據(jù)加1位校驗(yàn)或標(biāo)識(shí)位。

0：8位數(shù)據(jù)位發(fā)送；

1：9位數(shù)據(jù)發(fā)送。Bit7/CSRC：時(shí)鐘源選擇位。同步模式下：

0：選擇被控（從屬）模式（時(shí)鐘來自外部輸入信號(hào)）；

1：選擇主控模式（時(shí)鐘來自內(nèi)部波特率發(fā)生器）。異步模式下，未用。

第五十三頁(yè)，共七十五頁(yè)，2022年，8月28日2.接收狀態(tài)兼控制寄存器RCSTABit0/RX9D：所接收數(shù)據(jù)的第9位，可作校驗(yàn)位或標(biāo)識(shí)位等。Bit1/OERR：溢出標(biāo)志位（overruanerrorbit）。

0：未發(fā)生溢出錯(cuò)誤；

1：發(fā)生了溢出錯(cuò)誤。Bit2/FERR：幀格式錯(cuò)誤標(biāo)志位，被動(dòng)參數(shù)。

0：無幀格式錯(cuò)誤；

1：有幀格式錯(cuò)誤。第五十四頁(yè)，共七十五頁(yè)，2022年，8月28日

Bit3/ADDEN：地址匹配檢測(cè)使能位;

接收數(shù)據(jù)選擇9位時(shí)，該位才起作用。0：取消地址匹配檢測(cè)功能；

1：?jiǎn)⒂玫刂菲ヅ錂z測(cè)功能。Bit4/CREN：連續(xù)接收使能位。異步模式下：0：禁止連續(xù)接收功能；1：使能連續(xù)接收功能。同步模式下：0：關(guān)閉連續(xù)接收；1：使能連續(xù)接收，直到該未被清0為止。優(yōu)先于SREN位。

第五十五頁(yè)，共七十五頁(yè)，2022年，8月28日

Bit5/SREN：?jiǎn)巫止?jié)接收使能位。同步方式下：

0：禁止單字節(jié)接收功能；

1：使能單字節(jié)接收功能。

異步方式下未用，并且在同步從屬接收方式下該位也無用。接收完成后該位即被清零。Bit6/RX9：接收數(shù)據(jù)長(zhǎng)度選擇位。

0：選擇接收8位數(shù)據(jù)；

1：選擇接收9位數(shù)據(jù)。Bit7/SPEN：串行端口使能位。

0：禁止串行端口工作；

1：允許串行端口工作。此時(shí)，RC7和RC6作為USART的接收發(fā)送引腳。

第五十六頁(yè)，共七十五頁(yè)，2022年，8月28日3．TXREG，USART發(fā)送緩沖寄存器

每次發(fā)送的數(shù)據(jù)都是通過寫入該緩沖器來實(shí)現(xiàn)的。

第五十七頁(yè)，共七十五頁(yè)，2022年，8月28日4．RCREG，USART接收緩沖寄存器

每次接收到的數(shù)據(jù)都可從該緩沖器讀取出來的。

第五十八頁(yè)，共七十五頁(yè)，2022年，8月28日5．SPBRG波特率寄存器

SPBRG寄存器的設(shè)定值（0-255）與波特率成反比關(guān)系。在同步方式下，波特率僅由該寄存器來決定；而在異步方式下，則由BRGH位（TXSTA寄存器的bit2）和該寄存器共同確定。

第五十九頁(yè)，共七十五頁(yè)，2022年，8月28日9.3.2USART波特率發(fā)生器USART模塊帶有一個(gè)波特率發(fā)生器BRG（baudrategenerator），用以產(chǎn)生串行傳送所需的時(shí)鐘，它支持USART的同步方式和異步方式。在異步方式下，BRGH位用來控制波特率。在同步方式下，BRGH位不起作用。

波特率發(fā)生器的邏輯結(jié)構(gòu)如圖10-24。其核心實(shí)際是一個(gè)遞減的８位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器，其計(jì)數(shù)初始值是由寄存器SPBRG裝入，在每次遞減計(jì)數(shù)器到達(dá)00H之后的下一個(gè)計(jì)數(shù)脈沖到來時(shí)進(jìn)行裝入。系統(tǒng)時(shí)鐘經(jīng)過６位分頻器后作為傳遞計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)脈沖，其分頻比可以由BRGH位和SYNC位設(shè)定為１:４、１:16、或１:６４。

第六十頁(yè)，共七十五頁(yè)，2022年，8月28日波特率時(shí)鐘發(fā)生器示意圖

第六十一頁(yè)，共七十五頁(yè)，2022年，8月28日其波特率計(jì)算方式如下：1．同步方式波特率＝fosc/［4（N+1）］

N＝fosc/（4×波特率）-１注意，N為SPBRG寄存器的初始值；BRGH必須設(shè)置為0，BRGH為1無用。

2．異步方式

BRGH=0時(shí)：波特率＝fosc/［64（N+1）］

N＝fosc/（64×波特率）-１

BRGH=1時(shí)：波特率＝fosc/［16（N+1）］

N＝fosc/（16×波特率）-１

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9.3.3USART異步通信模式

USART在異步模式下采用的數(shù)據(jù)格式為l位起始位、8位或9位數(shù)據(jù)位和1位停止位，無奇偶校驗(yàn)碼位（硬件不支持），常用的數(shù)據(jù)為8位。片內(nèi)提供的8位波特率發(fā)生器BRG，可以利用系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)的波特率頻率。

第六十三頁(yè)，共七十五頁(yè)，2022年，8月28日1.USART異步發(fā)送模式

USART發(fā)送器主要是由發(fā)送移位寄存器(TSR)、發(fā)送緩沖器TXREG構(gòu)成。USART異步發(fā)送過程如下：要發(fā)送的數(shù)據(jù)送入TXREG中，寄存器TXREG中的數(shù)據(jù)就被裝入TSR。一旦把TXREG中的數(shù)據(jù)送入TSR，就將中斷標(biāo)志位TXIF置位。TXIF置位后，不能用軟件清除，只有在下一個(gè)要發(fā)送的數(shù)據(jù)送入TXREG后TXIF才能復(fù)位。

第六十四頁(yè)，共七十五頁(yè)，2022年，8月28日USART異步發(fā)送其結(jié)構(gòu)示意圖第六十五頁(yè)，共七十五頁(yè)，2022年，8月28日2.USART異步接收模式

主要是由接收移位寄存器RSR和接收寄存器RCREG構(gòu)成，串行信號(hào)從RC7／RX／DT引腳接收，送入移位寄存器RSR。一旦收到停止位，RSR就將收到的8位數(shù)據(jù)裝載到RCREG中。同時(shí)，RCIF置1，表示收到一個(gè)數(shù)據(jù)，當(dāng)RCREG被讀出時(shí)RCIF被清零。從圖中看出，RCREG是一個(gè)雙緩沖寄存器，具有FIFO性質(zhì)，因此RS可連續(xù)接收2個(gè)數(shù)據(jù)送入RCREG。

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特別注意以下幾點(diǎn)：

如RSR將數(shù)據(jù)裝載到RCREG時(shí)，RCREG內(nèi)已有2個(gè)數(shù)據(jù)，則產(chǎn)生數(shù)據(jù)傳送溢出錯(cuò)誤。OERR置位。RSR中數(shù)據(jù)將不能裝入RCREG；

OERR置位后,RSR不會(huì)接收新的數(shù)據(jù)。只有將OERR清0后才能接收新數(shù)據(jù)。OERR清零的方法是將CREN清零再置位；如收到停止位為0，則FERR置位；讀RCREG時(shí)，會(huì)將FERR和RXD9值丟失。所以為讀取FERR和RXD9，必須在讀RCREG之前讀取。第六十七頁(yè)，共七十五頁(yè)，