第6章單片機(jī)課件

第6章MCS-51串行接口6.1 串行通信的根本知識(shí)6.2 串行接口的控制6.3 串行口的波特率6.4 串行口的工作方式及應(yīng)用并行通信是指數(shù)據(jù)的各位同時(shí)進(jìn)行傳送其優(yōu)點(diǎn)是傳送速度快，其缺點(diǎn)是數(shù)據(jù)有多少位，就要有多少根數(shù)據(jù)傳送線，同時(shí)還必須有必要的控制線。并行通信協(xié)議有SPP、EPP、ECP等1.并行通信和串行通信

6.1 串行通信的根本知識(shí)

串行通信指數(shù)據(jù)是一位一位的按順序傳送的通信方式，它的優(yōu)點(diǎn)是只需要很少的傳輸線,是一種低本錢遠(yuǎn)距離的通信方式。缺點(diǎn)是傳送速度較慢。串行通信協(xié)議有USB、I2C、RS-232、SPI等2.串行通信兩種根本方式異步傳送方式的特點(diǎn)是數(shù)據(jù)在線路上傳送是不連續(xù)的。它是以字符為單位來(lái)傳送的，數(shù)據(jù)分為一幀一幀地傳送。一個(gè)字符由四局部組成：起始位、數(shù)據(jù)位、奇偶校驗(yàn)位和停止位。同步傳送方式的特點(diǎn)是數(shù)據(jù)是連續(xù)傳送的，數(shù)據(jù)以數(shù)據(jù)塊為單位傳送的。在每個(gè)數(shù)據(jù)塊發(fā)送之前，先發(fā)送1~2個(gè)同步字符。然后緊接著發(fā)送數(shù)據(jù)，要求接收端和發(fā)送端必須有同步時(shí)鐘進(jìn)行同步。單工通信：任意時(shí)刻，A端為發(fā)送端、B端為接收端，數(shù)據(jù)僅能從A端發(fā)至B端。半雙工通信：數(shù)據(jù)可以從A端發(fā)至B端，也可以從B端發(fā)至A端，但是在同一時(shí)間只能作一個(gè)方向的傳送。全雙工通信：如果在通信過(guò)程的任意時(shí)刻，同時(shí)存在A到B和B到A的雙向數(shù)據(jù)傳輸。3.數(shù)據(jù)傳輸方向4.波特率什么是波特率？每秒鐘傳送二進(jìn)制數(shù)碼的位數(shù)。單位：位/秒。1波特＝1位/秒＝1bit/s＝1bps。例：在異步串行通信中每秒鐘傳送速度為240字符/秒，而每個(gè)字符又包含10位(包括起始位、停止位及八位數(shù)據(jù))，那么波特率為：240字符/秒×10位/字符=2400位/秒=2400波特接收和發(fā)送方必須使用相同的波特率和數(shù)據(jù)格式才能正確傳輸數(shù)據(jù)

6.2串行通信接口的控制概述：MCS-51的串行通信接口是通過(guò)引腳RXD(P3.0))和TXD(P3.1)與外界進(jìn)行串行通信。由三個(gè)特殊功能存放器，即串行口緩沖存放器SBUF，串行口控制存放器SCON，電源控制存放器PCON，對(duì)串行口的接收和發(fā)送進(jìn)行控制。一、串行口緩沖存放器SBUF功能：進(jìn)行數(shù)據(jù)的串/并轉(zhuǎn)換并存放將要發(fā)送或接收到的數(shù)據(jù)。注意：發(fā)送存放器和接收存放器占用同一個(gè)地址。CPU通過(guò)讀或?qū)懖僮鱽?lái)進(jìn)行區(qū)別。例：串行數(shù)據(jù)的發(fā)送(寫(xiě)操作)MOVSBUF，Rn串行數(shù)據(jù)的接收(讀操作)MOVA，SBUF二、串行口控制存放器SCON

功能：用于串行通信的方式選擇、控制串行口的發(fā)送、接收以及保存串行口的狀態(tài)信息，SCON的地址為98H可位尋址。

圖7-3SCON控制字格式SM0、SM1：串行口方式選擇位。SM2:在方式2和3中用作多機(jī)通信控制位。REN：允許接收控制位，軟件置1允許接收，軟件清0禁止接收。TB8：發(fā)送數(shù)據(jù)第九位。在方式2和方式3中存放發(fā)送數(shù)據(jù)第九位。RB8：接收數(shù)據(jù)第九位。在方式2和方式3中存放接收到的第九位數(shù)據(jù)。TI：發(fā)送中斷標(biāo)志。TI置位表示一幀信息發(fā)送結(jié)束。RI：接收中斷標(biāo)志。RI置位表示一幀數(shù)據(jù)接收結(jié)束。SM0SM1模式功能波特率000110110123同步移位寄存器8位UART

9位UART9位UART波特率為fosc/12波特率可變（T1溢出率*2SMOD/32）

波特率為2SMOD*fosc/64波特率可變（T1溢出率*2SMOD/32）

SM0SM1:串行口方式選擇位

三、電源控制存放器PCON當(dāng)SMOD＝1時(shí)，波特率提高一倍。復(fù)位時(shí)，SMOD＝0。

6.3 串行口的波特率串行口有四種工作方式，對(duì)應(yīng)三種波特率。1.方式0:波特率fsoc/12,不受SMOD位影響。2.方式2:波特率=2SMOD*

fosc/64,受SMOD位影響。3.方式1和方式3

波特率=T1溢出率*2SMOD/32(1)T1溢出率即為一次定時(shí)時(shí)間的倒數(shù)T1溢出率=1/[(2M-x)·12/fsoc](2)其中x為定時(shí)初值，M由T1的工作方式?jīng)Q定。(2)代入〔1〕得：波特率=例6.1設(shè)兩機(jī)通信的波特率為2400波特，假設(shè)晶振為6MHz，串行口工作在方式1，試計(jì)算定時(shí)器T1的初值。

解：設(shè)定時(shí)器工作在方式2，M=8，那么x為：2SMOD(6×106)282400×384假設(shè)取SMOD=0,x=249.49≈250SMOD=1,x=242.98≈243=0F3H，舍入誤差較小。實(shí)際的波特率為2403.85波特。6.4 串行口的工作方式及應(yīng)用1.方式0應(yīng)用同步移位存放器方式，TXD輸出移位脈沖，RXD輸入/輸出數(shù)據(jù)。方式0應(yīng)用：利用移位存放器擴(kuò)展輸入/輸出口。例6.2

：用8031串行口和74LS164擴(kuò)展8位并行輸出口，在8位并行輸出口每位各接一個(gè)發(fā)光二極管，要求發(fā)光二極管從右到左以一定的延遲輪流循環(huán)顯示。ORG1000HMOVSCON,#0;設(shè)置串行口方式0MOVA,#0FEH;最右一位發(fā)光二極管先亮MOVSBUF,A；開(kāi)始串行輸出LOOP：JNBTI,LOOP;一幀數(shù)據(jù)未發(fā)送完等待CLRTIACALLDALAYRLA；準(zhǔn)備顯示下一位MOVSBUF，A；再一次串行輸出SJMPLOOP其中DALAY為延時(shí)程序，延時(shí)時(shí)間可取為40ms，例：用串行口，工作方式1，波特率2400，晶振fosc=6MHz，編寫(xiě)初始化程序。由例6.1可知:當(dāng)SMOD=1,x=242.98≈243=0F3H方式1為8位數(shù)據(jù),方式2,3為9位數(shù)據(jù),方式1,3波特率均為:波特率=T1的溢出率*2SMOD方式2波特率為:波特率=2SMOD*fosc/642、

方式1,2,3及應(yīng)用初始化程序：INITION：MOVTMOD，#20HMOVTL1，#0F3HMOVTH1，#0F3HSETBTR1；啟動(dòng)T1MOVPCON，#80HMOVSCON，#40HSETBREN使用串行口方式1,3時(shí),還要對(duì)定時(shí)器T1初始化例6.3現(xiàn)有二臺(tái)單片機(jī)進(jìn)行異步串行通信。

A機(jī)作為發(fā)送方，將片內(nèi)RAM60H~6FH中

的數(shù)據(jù)從串行口輸出，定義為方式2發(fā)送。TB8作為奇偶校驗(yàn)位。B機(jī)作為接收方，將A機(jī)發(fā)送來(lái)的數(shù)據(jù)存入片內(nèi)RAM60H~6FH中，定義為方式2接收，并判奇偶校驗(yàn)RB8標(biāo)志，假設(shè)出錯(cuò)，那么置出錯(cuò)標(biāo)志。3.二臺(tái)單片機(jī)進(jìn)行異步串行通信TRS：

MOVSCON，#80H;定義方式2

MOVPCON，#00H;波特率為fsoc/64

MOVR0,#60H;設(shè)置數(shù)據(jù)地址指針

MOVR7,#10H;設(shè)置數(shù)據(jù)長(zhǎng)度

LOOP：MOVA，@R0;取數(shù)據(jù)

MOVC，PSW.0；取奇偶校驗(yàn)位

MOVTB8,C

MOVSBUF,A；啟動(dòng)發(fā)送

WAIT：JBCTI，NEXT；一幀數(shù)據(jù)發(fā)完否

AJMPWAIT；未完等待

NEXT：INCR0;修改地址指針

DJNZR7，LOOP；未結(jié)束循環(huán)

RETA機(jī)發(fā)送程序如下：B機(jī)接收程序RECE：MOVSCON，#80HMOVPCON,#00HMOVR0,#60HMOVR7,#10HSETBREN;允許接收LOOP：JBCRI，READ；一幀數(shù)據(jù)收齊跳轉(zhuǎn)AJMPLOOP；未收齊，等待READ：MOVA，SBUF；讀數(shù)據(jù)JNBPSW.0，JUDG；PSW.0=0跳轉(zhuǎn)JNBRB8,ERR;PSW.0=1,RB8=0，出錯(cuò)SJMPGOOD；兩者均為1，正確JUDG：JBRB8，ERR；PSW.0=0而RB8=1，出錯(cuò)GOOD：MOV@R0,A;存放接收到數(shù)據(jù)INCR0；修改地址指針DJNZR7,LOOP;未結(jié)束，循環(huán)CLRPSW.5；置正確標(biāo)志RETERR：SETBPSW.5；置出錯(cuò)標(biāo)志RET3.多機(jī)通信原理多機(jī)通信要解決的問(wèn)題主機(jī)發(fā)地址幀時(shí)，所有的從機(jī)都應(yīng)收到；主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)幀時(shí)，只有與本機(jī)地址相符的一臺(tái)從機(jī)能接收到。串行口定義為方式2(或方式3)，即九位數(shù)據(jù)傳送方式。

第九位作為地址幀、數(shù)據(jù)幀識(shí)別控制位。即當(dāng)?shù)刂穾诰盼蝗?，數(shù)據(jù)幀第九位取0?？紤]數(shù)據(jù)接受有效條件：(1)RI=0;(2)SM2=0或者收到的第九位數(shù)據(jù)等于1。在方式1中是把停止位作為第九位數(shù)據(jù)的，數(shù)據(jù)接受有效條件總是滿足的。而方式2(方式3)存在著真正的第九位數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)接受有效條件可由SM2和第九位控制的。

解決的思路解決的方法1.先使所有從機(jī)的SM2置1。由于地址幀第九位為1，所有的從機(jī)都能收到主機(jī)發(fā)來(lái)的地址。2.將主機(jī)發(fā)來(lái)的地址與本機(jī)比較，假設(shè)于本機(jī)相符，那么該從機(jī)SM2置0，否那么，保持SM2=1不變。3.主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)，由于發(fā)數(shù)據(jù)幀時(shí)第九位等于0，此時(shí)只有SM2=0的那臺(tái)從機(jī)能接收到數(shù)據(jù)，其它從機(jī)均不能收到數(shù)據(jù)，直至發(fā)送新的地址幀。4.單片機(jī)與PC機(jī)的串行接口單片機(jī)與PC機(jī)通信要解決的問(wèn)題PC機(jī)具有標(biāo)準(zhǔn)的RS-232通信接口，為了提高串行通信的可靠性，RS-232通信接口采用較高的傳輸電壓，并規(guī)定邏輯0電平為+5V~+15V，邏輯1電平為-5V~-15V之間，因此當(dāng)PC機(jī)和單片機(jī)進(jìn)行串行通信時(shí)，需要進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換。

習(xí)題：6.3，6.4，6.5本實(shí)驗(yàn)板局部數(shù)據(jù)空間已固定分配：0000--7FFF：32KRAM〔62256〕空間地址。