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1、第八章 串行通信接口SCI与串行外设接口SPI,主要内容 串行通信基本知识概要 SCI的外围硬件电路与基本编程原理 SCI模块的编程结构 串行通信编程实例 SPI模块的编程结构及应用实例 SPI应用实例高位A/D扩展接口,嵌入式应用技术基础教程课件,8.1 串行通信基本知识概要,8.1 串行通信基本知识概要,8.1.1 基本概念 （）异步串行通信的格式 SCI通常采用NRZ数据格式，即：standard non-return-zero mark/space data format，译为：“标准不归零传号/空号数据格式”。“不归零”的最初含义是：用正、负电平表示二进制值，不使用零电平。“mark
2、/space”即“传号/空号”分别是表示两种状态的物理名称，逻辑名称记为“1/0”。下图给出了 8位数据、无校验情况的传送格式。,嵌入式应用技术基础教程课件,8.1 串行通信基本知识概要,（2）串行通信的波特率,波特率（baud rate）：每秒内传送的位数。 波特率单位是位/秒，记为bps。通常情况下，波特率的单位可以省略。通常使用的波特率有300、600、900、1200、1800、2400、4800、9600、19200、38400。,嵌入式应用技术基础教程课件,8.1 串行通信基本知识概要,字符奇偶校验检查（character parity checking）称为垂直冗余检查（ ver
3、tical redundancy checking，VRC），它是每个字符增加一个额外位使字符中“1”的个数为奇数或偶数。 奇校验：如果字符数据位中“1”的数目是偶数，校验位应为“1”，如果“1”的数目是奇数，校验位应为“0”。 偶校验：如果字符数据位中“1”的数目是偶数，则校验位应为“0”，如果是奇数则为“1”。,（3）奇偶校验,嵌入式应用技术基础教程课件,8.1 串行通信基本知识概要,MCU引脚一般输入/输出使用TTL电平，而TTL电平的“1”和“0”的特征电压分别为2.4V和0.4V，适用于板内数据传输。为了使信号传输得更远，美国电子工业协会EIA（Electronic Industry
4、 Association） 制订了串行物理接口标准RS-232C。RS-232C采用负逻辑，-3V-15V为逻辑“1”，+3V+15V为逻辑“0”。RS-232C最大的传输距离是30m，通信速率一般低于20Kbps。,8.1.2 RS-232C总线标准,嵌入式应用技术基础教程课件,8.1 串行通信基本知识概要,8.1.2 RS-232C总线标准,RS-232接口，简称“串口”，它主要用于连接具有同样接口的室内设备。目前几乎所有计算机上的串行口都是9芯接口。右图给出了9芯串行接口的排列位置，相应引脚含义见表8-1。,嵌入式应用技术基础教程课件,返回,8.2 SCI的外围硬件电路与基本编程原理,8
5、.2 SCI的外围硬件电路与基本编程原理,8.2.1 SCI的外围硬件电路 （1）电源供给与滤波 （2）晶振电路 （3）复位电路 （4）SCI电平转换电路,嵌入式应用技术基础教程课件,8.2 SCI的外围硬件电路与基本编程原理,具有串行通信功能的MC68HC908G932最小系统电路原理图,嵌入式应用技术基础教程课件,8.2 SCI的外围硬件电路与基本编程原理,8.2.2 SCI的基本编程原理,嵌入式应用技术基础教程课件,返回,8.3 SCI模块的编程结构,8.3 SCI模块的编程结构,8.3.1 SCI的寄存器 MC68HC908GP32的SCI有7个寄存器，地址为$0013$0019 。
6、（1）SCI波特率寄存器(SCI Baud Rate Register，SCBR) SCBR的作用是设置串行通信的波特率 ，其地址是$0019。 D7、D6、D3：未定义； D5D4 SCP：波特率预分频位(SCI Baud Rate Prescaler Bits) SCP1、SCP0=00 01 10 11 PD= 1 3 4 13,嵌入式应用技术基础教程课件,8.3 SCI模块的编程结构,D2D0 SCR：波特率选择位（SCI Baud Rate Select Bits），定义波特率另一分频值，记为：BD，定义如下: SCR2、1、0 =000 001 010 011 100 101 11
7、0 111 BD = 1 2 4 8 16 32 64 128 设fSCI为串行通信时钟源频率，fSCI= fBUS或CGMXCLK，取决于CONFIG2的SCIBDSRC，一般设定SCIBDSRC=1，SCI用内部总线时钟，则fSCI= fBUS，则波特率的定义公式为： BtfBUS /（64PDBD）,（1）SCI波特率寄存器(SCI Baud Rate Register，SCBR),嵌入式应用技术基础教程课件,8.3 SCI模块的编程结构,（2） SCI控制寄存器1(SCI Control Register 1，SCC1),SCC1的地址是：$0013 ,定义为：,嵌入式应用技术基础教程
8、课件,循环模式选择位,SCI允许位,奇偶校验类型选择位,奇偶校验允许位,空闲线类型位,唤醒条件位,模式-字符长度选择位,发送反转标志位,8.3 SCI模块的编程结构,（3） SCI控制寄存器2(SCI Control Register 2，SCC2),SCC2的地址是：$0014 ,定义为：,嵌入式应用技术基础教程课件,发送中断允许位,发送完成中断允许位,发送终止位,接收器唤醒位,接收器允许位,发送器允许位,空闲线中断允许位,接收中断允许位,8.3 SCI模块的编程结构,（4） SCI控制寄存器3(SCI Control Register 3，SCC3),SCC3的地址是：$0015 ,定义为
9、：,嵌入式应用技术基础教程课件,接收位8,发送位8,接收器奇偶错误中断允许位,接收器帧错误中断允许位,接收器噪声错误中断允许位,接收器溢出中断允许位,DMA发送允许位,DMA接收允许位,8.3 SCI模块的编程结构,（5） SCI状态寄存器1(SCI Status Register 1，SCS1 ),SCS1的地址是：$0016 ,定义为：,嵌入式应用技术基础教程课件,发送缓冲区空标志位,发送完成标志位,接收器奇偶错误标志位,接收器帧错误标志位,接收器噪声标志位,接收器溢出标志位,接收器空闲标志位,接收器满标志位,8.3 SCI模块的编程结构,（6） SCI状态寄存器2(SCI Status
10、Register 2，SCS2 ),SCS2的地址是：$0017 ,定义为：,嵌入式应用技术基础教程课件,未定义,接收进行标志位,终止码标志位,8.3 SCI模块的编程结构,（7） SCI数据寄存器(SCI Data Register ，SCDR ),SCDR为SCI系统最常用的寄存器，它的地址是：$0018。写入时，为要发送的8位数据，记为：T7T0；读出时，为接收的8位数据，记为：R7R0。不受复位影响。,嵌入式应用技术基础教程课件,8.3 SCI模块的编程结构,（1）SCI初始化 对SCI进行初始化，最少由以下三步构成： 第一步：定义波特率。 LDA #%00000010 STA SCB
11、R ;总线频率fBUS2.4576MHz，定义波特率Bt=9600 第二步：写控制字到SCI控制寄存器1（SCC1）。 LDA #%01000000 STA SCC1 ;设置允许SCI，正常码输出、8位数据、无校验 第三步：写控制字到SCI控制寄存器2（SCC2）。 LDA #%00001100 STA SCC2 ;设置允许发送、允许接收，查询方式收发,8.3.2 串行口初始化与收发编程的基本方法,嵌入式应用技术基础教程课件,8.3 SCI模块的编程结构,（2）发送一个数据与接收一个数据,发送数据是通过判断状态寄存器SCS1的第7位（SCTE）进行的，而接收数据是通过判断状态寄存器SCS1的第
12、5位（SCRF）进行的。不论是发送还是接收，均使用SCI数据寄存器SCDR。发送时，将要发送的数据送入SCDR即可，接收时，从SCDR中取出的即是收到的数据。 ;串行发送A中的数 BRCLR 7,SCS1,* ;SCS1.7=0? 为0则等待 STA SCDR ;SCS1.7=1,可以发送数据 ;查询方式接收一个串行数据，接收的数据放入寄存器A中 BRCLR 5,SCS1,* ;SCS1.5=0? 为0则等待 LDA SCDR ;SCS1.5=1,可以取出数据,嵌入式应用技术基础教程课件,返回,8.4 串行通信编程实例,8.4 串行通信编程实例,8.4.1 08汇编语言串行通信子程序 （）SC
13、I初始化汇编子程序 对串行口的初始化一般在主循环之前进行，即使以中断方式接收或发送，在初始化子程序中只定义查询方式收发。允许中断的设置，在进入主循环之前进行。 （2）串行发送与接收汇编通用子程序 发送与接收使用同一个寄存器的不同位作为测试标志，发送与接收的数据寄存器地址相同。,嵌入式应用技术基础教程课件,8.4 串行通信编程实例,（1）查询方式MCU方主程序 MCU方的程序功能是：把通过串行口收到的数据发送回去。 （2）PC机方VB程序 PC机方VB程序的功能是：在“发送窗口”的文本框输入字符，单击“发送”按钮，其文本框中的字符被发送出去。任何时候，只要PC机串行口收到数据，则显示在“接收窗口
14、”。 （3）中断方式MCU方主程序,8.4.2 08汇编语言串行通信测试实例,嵌入式应用技术基础教程课件,8.4 串行通信编程实例,（1）SCI初始化08C语言子程序 （2）串行发送与接收08C语言通用子程序 （3）查询方式08C语言主程序 （4）中断方式08C语言主程序 （5）08C语言的串行中断方式的矢量表文件,8.4.3 08C语言串行通信子程序与测试实例,嵌入式应用技术基础教程课件,返回,8.5 SPI模块的编程结构及应用实例,8.5 SPI模块的编程结构及应用实例,8.5.1 SPI的基本工作原理 MC68HC908GP32单片机D口的PTD0PTD3引脚与SPI模块共用。作为SPI
15、的引脚时，名称分别为：SS、MISO、MOSI、SPSCK。 （1）从机选择引脚SS(Slave select) 若MCU的SPI工作于主机方式，置SS为高电平；若SPI工作于从机方式，当SS=0时，表示主机选中了该从机，反之则未选中该从机。 （2）主出从入引脚MOSI(Master out/slave in) MOSI是主机输出、从机输入数据线。 （3）主入从出引脚MISO(Master in/slave out) MISO是主机输入、从机输出数据线。 （4）SPI串行时钟引脚SPSCK(SPI serial clock) SPSCK用于控制主机与从机之间的数据传输。,嵌入式应用技术基础教程
16、课件,8.5 SPI模块的编程结构及应用实例,主MCU和从MCU的连接,下图是一个主MCU和一个从MCU的连接，也可以一个主MCU与多个MCU进行连接形成一个主机多个从机的系统；还可以多个MCU互联构成多主机系统；另外也可以一个MCU挂接多个从属外设。,嵌入式应用技术基础教程课件,8.5 SPI模块的编程结构及应用实例,MC68HC908GP32的SPI模块有3个寄存器，它们对应的存储器地址为$0010$0012 。 （1）SPI数据寄存器（SPI Data Register，SPDR） SPDR的地址是$0012。写入时，为要发送的8位数据，记为：T7T0；读出时，为接收的8位数据，记为：R7R0。它们的特点与SCI数据寄存器相似。在实际内部结构上，SPDR由两
