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1、MC9S12XS单片机原理及嵌入式系统开发 MC9S12XS单片机原理 及嵌入式系统开发 合肥工业大学 张 阳，吴 晔，滕 勤 Email：yzhang0615， wuye， tengqin7348 TEL：13966717615，13505612773 MC9S12XS单片机原理及嵌入式系统开发 第11章 MC9S12XS系列串行通信接口模块及 其应用实例 SCI模块概述 SCI 模块结构组成和特点 SCI模块寄存器 SCI模块应用实例 智能车系统中SCI模块的应用 MC9S12XS单片机原理及嵌入式系统开发 11.1 SCI模块概述 串行通信是微控制器与外界进行信息交换的常用 手段，MC9
2、S12XS系列MCU内部有2个全双工串行通 信接口（Serial Communication Interface，SCI）。 串行通信是指数据一位一位地按顺序传送的通信 方式，其突出优点是只需一根传输线，可大大降低硬 件成本，特别适合远距离通信。其缺点是传输速度较 低，每秒内能发送或接收的二进制位数称为波特率。 若发送一位时间为t，则波特率为1/t。 MC9S12XS128内置的SCI模块是全双工、波特率 可编程设置、可编程选择8位数据或9位数据格式的串 行通信接口（简称串口）。本章着重介绍SCI模块的 特性、寄存器功能及设置，并通过一些应用实例和 SCI模块在自主寻迹智能车上的应用，让读者掌
3、握 SCI模块的应用及编程方法。 MC9S12XS单片机原理及嵌入式系统开发 11.2 SCI模块结构组成和特点 MC9S12XS128内置的SCI模块如图11.1所示。 MC9S12XS单片机原理及嵌入式系统开发 11.2 SCI模块结构组成和特点 SCI模块具有以下基本特征： 全双工或单线操作； 标准不归零（NRZ）传号/空号格式； 具有可编程脉冲宽度的可选择的IrDA 1.4归 零反转（RZI）格式； 13位波特率； 可编程8位或9位数据格式； 独立使能发送器和接收器； 可编程的发送器和接收器极性； 可编程的发送器奇偶校验； 两种接收器唤醒模式： 线路空闲唤醒； 地址标志唤醒； 8个驱动
4、中断的标志位： 发送器空； 传送完成； 接收器满； 空闲接收器输入； 接收器溢出错误； 噪声错误； 帧错误； 奇偶校验错误； 支持LIN发送冲突检测； 支持LIN间隔检测； 接收器帧错误检测； 奇偶校验检测； 1/16位时间噪声检测。 MC9S12XS单片机原理及嵌入式系统开发 11.3 SCI模块寄存器 MC9S12XS128的SCI模块共有11个寄存器，详见表11-1。对于 112引脚的MC9S12XS128，内部有2个SCI模块，分别是SCI0和SCI1 ，表11-1中分别列出了SCI0和SCI1两个模块中各寄存器地址。 MC9S12XS单片机原理及嵌入式系统开发 11.3 SCI模块寄
5、存器 11.3.1 SCI波特率寄存器（SCIBDH，SCIBDL） SCI波特率寄存器（SCI Baud Rate Registers）用来设置SCI波特率，同 时还用于控制红外调制/解调子模块，由SCI波特率高字节寄存器（SCIBDH） 和SCI波特率低字节寄存器（SCIBDL）组成。该寄存器如图11.2和图11.3所示 。波特率计算公式为 SCI波特率=SCI模块时钟/ (16BR) 式中，BR是SCI波特率寄存器中SBR12到SBR0的13位数值。波特率寄存 器中的13位数值从18 191。 MC9S12XS单片机原理及嵌入式系统开发 11.3 SCI模块寄存器 11.3.1 SCI波
6、特率寄存器（SCIBDH，SCIBDL） 如果SCISR2寄存器中的AMAP=0时，读：任何时刻。如果只对SCIBDH 寄存器赋值，而没有赋值SCIBDL寄存器，然后进行读取波特率寄存器操作， 将无法返回波特率寄存器中的正确数值。 如果SCISR2寄存器中的AMAP=0时，写：任何时刻。 IREN：红外使能控制位。该位允许或者禁止红外调制/解调子模块。 0表示禁止红外功能； 1表示允许红外功能。 TNP10：发送器窄脉冲宽度发送选择位。这2位组合选择红外SCI发送 1/4、1/16、3/16、1/32的窄脉冲宽度。具体窄脉冲宽度选择设置详见表11-2。 MC9S12XS单片机原理及嵌入式系统开
7、发 11.3 SCI模块寄存器 11.3.1 SCI波特率寄存器（SCIBDH，SCIBDL） SBR12SBR0：SCI波特率选择位，SCI波特率由这13位确定。根据 IREN位的设定值，有以下2种方法计算波特率。 波特率计算公式如下，当IREN=0时： SCI波特率=SCI总线时钟/ (16SBR12:0) 当IREN=1时： SCI波特率=SCI总线时钟/ (32SBR12:1) 注意1：复位后，直到TE位或RE位置位，波特率发生器才能正常工作。 当SBR12:0=0且IREN=0或者SBR12:1=0且IREN=1时，禁止波特率发生器工 作。 注意2：如果只对SCIBDH寄存器赋值而没
8、有赋值SCIBDL寄存器，则波特 率寄存器的写操作是无效的，因为写入SCIBDH的数值只是放在一个临时寄存 器中，直到赋值SCIBDL寄存器时才能将数值写入SCIBDH寄存器。 MC9S12XS单片机原理及嵌入式系统开发 11.3 SCI模块寄存器 11.3.2 SCI控制寄存器1（SCICR1） SCI控制寄存器1（SCI Control Register 1，SCICR1）如图11.4所示。 如果AMAP=0时，读：任何时刻；如果AMAP=0时，写：任何时刻。 LOOPS：SCI环路使能控制位。SCI在环路工作模式下，RSRC=0，RXD 引脚和SCI模块断开，SCI发送器输出在内部和接收
9、器输入相连。当SCI发送器 和接收器均被使能情况下，才能够实现SCI环路功能。环路工作模式如图11.5 所示。 0表示使能SCI正常工作模式； 1表示使能SCI环路工作模式。 MC9S12XS单片机原理及嵌入式系统开发 11.3 SCI模块寄存器 11.3.2 SCI控制寄存器1（SCICR1） SCISWAI：MCU等待工作模式下SCI停止位。 0表示在等待模式下允许SCI停止位； 1表示在等待模式下禁止SCI停止位。 RSRC：SCI接收器输入源选择位。当LOOPS=1时，RSRC位决定SCI接 收器移位寄存器的输入方式。 0表示接收器输入连接到内部发送器输出； 1表示接收器输入连接到外部
10、发送器。 当LOOPS=1，RSRC=1时，SCI为单线工作模式，如图11.6所示。 MC9S12XS单片机原理及嵌入式系统开发 11.3 SCI模块寄存器 11.3.2 SCI控制寄存器1（SCICR1） 设置LOOPS位和RSRC位，可以设定SCI为环路模式或单线模式，参见表 11-3。 M：数据格式选择位，该位决定数据长度是8位还是9位。 0表示1位起始位，8位数据位，1位停止位； 1表示1位起始位，9位数据位，1位停止位。 WAKE：唤醒条件位。该位决定了何种条件唤醒SCI，接收数据字符的最 高位为1（地址码）或者RXD上的空闲条件。 0表示空闲线唤醒； 1表示地址码唤醒。 MC9S1
11、2XS单片机原理及嵌入式系统开发 11.3 SCI模块寄存器 11.3.2 SCI控制寄存器1（SCICR1） ILT：空闲线类型位。该位决定了何时接收器开始计数逻辑1作为空闲字符位。计数 开始于起始位之后或者停止位之后。如果计数开始于起始位之后，停止位之前的一串逻 辑1会导致一个空闲字符的错误识别。开始于停止位之后的计数避免了错误空闲字符的识 别，但是需要适当的同步传输。 0表示空闲字符开始于起始位之后； 1表示空闲字符开始于停止位之后。 PE：奇偶校验使能位，该位使能奇偶校验功能。当奇偶校验功能使能时，会在传 输字符的最高位插入一个奇偶校验位。 0表示禁止奇偶校验功能； 1表示允许奇偶校验
12、功能。 PT：奇偶校验类型选择位，该位决定了使用奇校验还是偶校验。如果采用偶校验 ，当传输数据中1的个数为奇数时，奇偶校验位为1；当传输数据中1的个数为偶数时，奇 偶校验位为0。如果采用奇校验，当传输数据中1的个数为奇数时，奇偶校验位为0；当传 输数据中1的个数为偶数时，奇偶校验位为1。 0表示偶校验； 1表示奇校验。 MC9S12XS单片机原理及嵌入式系统开发 11.3 SCI模块寄存器 11.3.3 SCI可选状态寄存器1（SCIASR1） SCI可选状态寄存器1（SCI Alternative Status Register 1，SCIASR1） 如图11.7所示。 如果AMAP=1时，
13、读：任何时刻；如果AMAP=1时，写：任何时刻。 RXEDGIF：RXD输入边沿有效中断标志位。如果RXD输入的边沿有效（ 如果SCI状态寄存器2SCISR2中的RXPOL=0则下降沿有效，如果RXPOL=1则 上升沿有效）时，则置位RXEDGIF。该位通过写“1”清零。 0表示RXD输入无边沿有效发生； 1表示RXD输入有边沿有效发生。 MC9S12XS单片机原理及嵌入式系统开发 11.3 SCI模块寄存器 11.3.3 SCI可选状态寄存器1（SCIASR1） BERRV：位错误值。当位错误探测电路使能且检测到和期望值不同时， 则设定BERRV位为“1”或“0”，该位反应RXD输入状态，该
14、位数值仅在 BERRIF=1时有效。 0表示期望RXD输入高电平，却采样到低电平； 1表示期望RXD输入低电平，却采样到高电平。 BERRIF：位错误中断标志位。当位错误探测电路使能且RXD输入采样值 和发送数值不同时，则BERRIF置位。如果SCIACR1寄存器中的BERRIE位使 能，将产生中断。该位通过写“1”清零。 0表示未检测到RXD输入与发送数值不同； 1表示已检测到RXD输入与发送数值不同。 BKDIF：间隔探测中断标志位。如果间隔探测电路使能且接收到一个间隔 信号时，则BKDIF置位。如果SCIACR1寄存器中的BKDIE位使能，将产生中断 。该位通过写“1”清零。 0表示没有
15、接收到间隔信号； 1表示接收到一个间隔信号。 MC9S12XS单片机原理及嵌入式系统开发 11.3 SCI模块寄存器 11.3.4 SCI可选控制寄存器1（SCIACR1） SCI可选控制寄存器1（SCI Alternative Control Register 1，SCIACR1） ，如图11.8所示。 MC9S12XS单片机原理及嵌入式系统开发 11.3 SCI模块寄存器 11.3.4 SCI可选控制寄存器1（SCIACR1） 如果AMAP=1时，读：任何时刻；如果AMAP=1时，写：任何时刻。 RXEDGIE：RXD输入边沿有效中断使能位，该位使能允许RXD输入边沿 有效中断标志位RXE
16、DGIF产生中断请求。 0表示禁止RXEDGI中断请求； 1表示允许RXEDGIF中断请求。 BERRIE：位错误中断使能位，该位使能允许位错误中断标志位BERRIF 产生中断请求。 0表示禁止BERRI中断请求； 1表示允许BERRIF中断请求。 BKDIE：间隔探测中断使能位，该位使能允许间隔探测中断标志位BKDIF 产生中断请求。 0表示禁止BKDI中断请求； 1表示允许BKDIF中断请求。 MC9S12XS单片机原理及嵌入式系统开发 11.3 SCI模块寄存器 11.3.5 SCI可选控制寄存器2（SCIACR2） SCI可选控制寄存器2（SCI Alternative Control Register 2，SCIACR2）
