單片機第五章串行口

單片機第五章串行口第1頁，課件共16頁，創(chuàng)作于2023年2月串行口通訊方式

單工通訊：通訊接口只能發(fā)送或接受的單向通訊方式

半雙工通訊：通訊接口既可發(fā)送又可接受，但不能同 時進行

全雙工通訊：通訊接口能同時發(fā)送接受的通訊方式異步傳送方式與同步傳送

異步通訊：利用起始位表示字符的開始，用停止位 表示字符結束D0D1D2D3D4D5D6D7D010P0起始位數據位D0~D7校驗位結束位第n個字符（幀）第2頁，課件共16頁，創(chuàng)作于2023年2月2.

同步通訊：在同步通訊中，每個字符要用起始位和停止位作為字符開始和結束的標志，占用了時間；所以在數據塊傳遞時，為了提高速度，常去掉這些標志，采用同步傳送。由于數據塊傳遞開始要用同步字符來指示，同時要求由時鐘來實現發(fā)送端與接收端之間的同步，故硬件較復雜。第3頁，課件共16頁，創(chuàng)作于2023年2月串行通信的數據傳送率

傳送率：數據傳送速度

波特率（baudrate）：異步通信中數據傳輸速率的單 位，其含義每秒傳送多少位二進制數。例：數據傳送的速率為120個字符每秒，每個字符有1個起始位、8個數據位和一個停止位組成，則其傳送波特率為：

每一位的傳送時間為波特率的倒數：第4頁，課件共16頁，創(chuàng)作于2023年2月5.2.2MCS-51串行口結構發(fā)送控制器發(fā)送SBUF(99H)接受SBUF(99H)門接受控制器+串行口中斷串行控制寄存器(98H)輸入移位寄存器定時器T1內部總線T1R1TXD(P3.1)RXD(P3.0)888物理空間上各自獨立的發(fā)送寄存器和接收寄存器，有相同名字和地址空間，但不會出現沖突，因為發(fā)送寄存器只讀不寫，接受寄存器只寫不讀。第5頁，課件共16頁，創(chuàng)作于2023年2月串行口控制寄存器SCOND7D6D5D4D3D2D1D0SM0SM1SM2RENTB8RB8TIRISM0SM1：串行口方式選擇位SM0SM1方式

功能說明0008位同步移位寄存器方式(用于I/O擴展)01110位UART,波特率可變(T1溢出率/n)10211位UART,波特率fosc/64或fosc/3211311位UART,波特率可變(T1溢出率/n)SM2：允許方式2和方式3多機通訊位第6頁，課件共16頁，創(chuàng)作于2023年2月REN：接收允許控制位。由軟件置位以允許接收，又由軟件清 0來禁止接收。TB8:

是要發(fā)送數據的第9位。在方式2或方式3中，要發(fā)送的第 9位數據，根據需要由軟件置1或清0。例如，可約定作為 奇偶校驗位，或在多機通訊中作為區(qū)別地址幀或數據幀 的標志位。RB8：接收到的數據的第9位。在方式0中不使用RB8。在方式1 中，若（SM2）=0，RB8為接收到的停止位。在方式2或 方，式3中，RB8為接收到的第9位數據。TI：發(fā)送中斷標志。在方式0中，第8位發(fā)送結束時，由硬件 置位。在其它方式的發(fā)送停止位前，由硬件置位。TI置 位既表示一幀信息發(fā)送結束，同時也是申請中斷，也可 用軟件查詢的方法獲得數據已發(fā)送完畢的信息，或用中 斷的方式來發(fā)送下一個數據。TI必須用軟件清0。第7頁，課件共16頁，創(chuàng)作于2023年2月RI：

接收中斷標志位。在方式0，當接收完第8位數據后，由 硬件置位。在其它方式中，在接收到停止位的中間時 刻由硬件置位（例外情況見于SM2的說明）。RI置位 表示一幀數據接收完畢，可用查詢的方法獲知或者用 中斷的方法獲知。RI也必須用軟件清0。特殊功能寄存器PCON：是為了在CHMOS的80C51單片機上實現電源控制而附加的。其中最高位是SMOD。第8頁，課件共16頁，創(chuàng)作于2023年2月5.2.3串行口工作方式一、方式0

方式0為移位寄存器輸入/輸出方式。可外接移位寄存器以擴展I/O口，也可以外接同步輸入/輸出設備。8位串行數據都是從RXD(P3.0)輸入或輸出，TXD(P3.1)用來輸出同步脈沖。

1、方式0發(fā)送串行數據從RXD引腳輸出，TXD引腳輸出移位脈沖。CPU將數據寫入發(fā)送寄存器時，立即啟動發(fā)送，將8位數據以fosc/12的固定波特率從RXD輸出，低位在前，高位在后。發(fā)送完一幀數據后，發(fā)送中斷標志TI由硬件置位。第9頁，課件共16頁，創(chuàng)作于2023年2月2、方式0接收

當串行口以方式0接收時，先置位允許接收控制位REN。此時，RXD(P3.0)為串行數據輸入端，TXDP3.1仍為同步脈沖移位輸出端。當（RI）=0和（REN）=1同時滿足時，開始接收。當接收到第8位數據時，將數據移入接收寄存器，并由硬件置位RI。

？第10頁，課件共16頁，創(chuàng)作于2023年2月二、方式1

方式1為波特率可變的10位異步通訊接口方式。發(fā)送或接收一幀信息，包括1個起始位0，8個數據位和1個停止位1。1.

方式1發(fā)送

當CPU執(zhí)行一條指令將數據寫入發(fā)送緩沖SBUF時，就啟動發(fā)送。串行數據從TXD引腳輸出，發(fā)送完一幀數據后，就由硬件置位TI。2.

方式1接受

在(REN)=1時，串行口采樣RXD引腳，當采樣到1至0的跳變時，確認是開始位0，就開始接收一幀數據。只有當（RI）=0且停止位為1或者（SM2）=0時，停止位才進入RB8，8位數據才能進入接收寄存器，并由硬件置位中斷標志RI；否則信息丟失。所以在方式1接收時，應先用軟件清零RI和SM2標志。第11頁，課件共16頁，創(chuàng)作于2023年2月

在串行通訊中，收發(fā)雙方的數據傳送率（波特率）要有一定的約定。在8051串行口的四種工作方式中，方式0和2的波特率是固定的，而方式1和3的波特率是可變的，由定時器T1的溢出率控制。

方式0和方式2的波特率：

在方式0，每個及其周期發(fā)送或接受一位數據，波特率的數值固定為時鐘頻率(fosc)的1/12，且不受SMOD的影響。在方式2中，波特率由PCON中的選擇位SMOD來決定，當SMOD=0時，波特率為1/64fosc

當SMOD=1時，波特率為1/32fosc，

第12頁，課件共16頁，創(chuàng)作于2023年2月

方式1和方式3的波特率：

其中，T1的溢出率取決于計數速率和定時器的預制值。T1計數率取決于它工作在定時器狀態(tài)還是計數器狀態(tài)，當工作于定時器狀態(tài)時，T1計數脈沖為fosc/12;當工作于計數器狀態(tài)時，T1計數脈沖取決于外部輸入時鐘頻率。

第13頁，課件共16頁，創(chuàng)作于2023年2月

[例5_3]

應用串行口方式0輸出,在串行口外接移位寄存器,構成顯示器接口.如圖所示,三片(理論上可以為n片,為舉例方便而用三片)74LS164串接成24位并行輸出移位寄存器,每片74LS164接一個共陽極8段LED顯示器,構成三維數據顯示,這里P1.0作串行輸出選擇信號(只有P1.0為高時,串行同步信號TXD才能輸出),這種顯示器稱為靜態(tài)顯示,CPU不必為顯示服務而頻繁執(zhí)行掃描任務.

設顯示緩沖區(qū)設在DISBUF開始的區(qū)域中.解：1.確定工作方式

(1）送方式控制字

（SCON）＝00000000B＝00H；串行口以方式0輸出5.2.4串行口應用第14頁，課件共16頁，創(chuàng)作于2023年2月P1.0RXDTXD8051e74LS16434g5f610d11c12b13aLED0e74LS16434g5f610d11c12b13aLED1e74LS16434g5f610d11c12b13aLED2&8989895V5V1.21.21.2第15頁，課件共16頁，創(chuàng)作于2023年2月DISPLY：MOVSCON，#00H ；選擇串行口為方式0發(fā)送

MOVR7，#3H ；字節(jié)計數

MOVR0，DISBUF ；R0指向顯示緩沖區(qū)

SETBP1.0 ;選通TXD同步移位時鐘L1:MOVA,@R0；區(qū)要顯示的數

MOVSBUF,A;開始發(fā)送

JNBT1,$;等待一幀發(fā)送完

CLRTI;清發(fā)送中斷標志

INCR0;修改顯示緩沖區(qū)指針

DJNZR7,L1;三個LED實現完了否?