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1、第七章 串行通信及其接口,7-1 概 述,7-2 MCS-51的串行口,7-3 串行口的控制,7.1 概 述,1、串行通信数据传送方向 1）单工方式数据只能向一个方向传输。 2）半双工方式允许数据分时两个方向传输。,3）全双工方式数据可以同时往两个相反的方向传输。,2）同步方式：每个数据位占用的时间都相等，发送机每一个基本的时间单位发送一位，接收机与发送机的时钟必须严格同步。其格式如图。,2、异步和同步通信方式 1）异步方式：用一个起始位表示字符的开始，停止位表示字符的结束。数据位则在起始位之后，停止位之前，这样构成一帧，其格式如图。,3特殊功能寄存器PCON 其字节地址为87H，没有位寻址功
2、能，其中与串行接口有关的只有D7位。 SMOD (PCON.7) ：波特率倍增位。当SMOD=1时，波特率加倍；当SMOD=0时，波特率不加倍。,3、串行口的工作方式,(1) 方式0：同步移位寄存器方式。用于扩展并行I/O接口。 1.一帧8位，无起始位和停止位。 2.RXD：数据输入/输出端。 TXD：同步脉冲输出端，每个脉冲对应一个数据位。 3.波特率B = fosc/12 如： fosc=12MHz，B=1MHz，每位数据占1s。 4.发送过程：写入SBUF，启动发送，一帧发送结束，TI=1。 接收过程：REN=1且RI=0，启动接收，一帧接收完毕，RI=1。,(2) 方式1：8位数据异步
3、通讯方式。,1.一帧10位：8位数据位，1个起始位(0)，1个停止位(1)。 2.RXD：接收数据端。 TXD：发送数据端。 3.波特率：用T1作为波特率发生器，B=(2SMOD/32)T1溢出率。 4.发送：写入SBUF，同时启动发送，一帧发送结束，TI=1。 接收：REN=1，允许接收。接收完一帧，若RI=0且停止位为1 (或SM2=0)，将接收数据装入SBUF，停止位装入RB8，并使RI=1；否则丢弃接收数据，不置位RI。,当REN=1，CPU开始采样RXD引脚负跳变信号，若出现负跳变，才进入数据接收状态，先检测起始位，若第一位为0，继续接收其余位；否则，停止接收，重新采样负跳变。 数据
4、采样速率为波特率16倍频，在数据位中间，用第7、8、9个脉冲采样3次数据位，并3中取2保留采样值。,方式1串行发送接收时序图,(3) 方式2和方式3 9位数据异步通讯方式。,1.一帧为11位：9位数据位，1个起始位(0)，1个停止位(1)。第9位数据位在TB8/RB8中，常用作校验位和多机通讯标识位。 2.RXD：接收数据端，TXD：发送数据端。 3.波特率：方式2：BR=(2SMOD/64)fosc 。 方式3：BR=(2SMOD/32)T1溢出率 。 4.发送：先装入TB8，写入SBUF并启动发送，发送结束，TI=1。 接收：REN=1，允许接收。接收完一帧，若RI=0且第9位为1 (或S
5、M2=0)，将接收数据装入接收SBUF，第9位装入RB8，使RI=1；否则丢弃接收数据，不置位RI。,（4）计算波特率,方式0为固定波特率：BR=fosc/12 方式2可选两种波特率： BR=(2SMOD /64)fosc 方式1、3为可变波特率，用T1作波特率发生器。 BR=(2SMOD/32)T1溢出率 串行口方式1、3，根据波特率选择T1工作方式，计算时间常数。 T1选方式2： TH1=X= 28-(2SMOD fosc)/(1232BR) T1选方式1用于低波特率，需考虑T1重装时间常数时间。,.3 串行口的控制,7-3-1 主从机间的通信 1 双机串行异步通信 （1）单片机与单片机间
6、的串行异步通信接口设计 两台8031直接通信如图:,两台8031采用RS232C总线通信如图:,例 如图8751-1的工作是检查接在P1口上的 SW开关，当检测到开关的状态有变化时，就将变化后的状态读入，通过串行口将这个开关状态传送给8751-2。当8751-2接收到这个字节后就将它输出到P1口上显示，并且也将它接收到的数据回传给8751-1以通知8751-1已经接收到数据。当8751-1接收到这个响应数据后与刚才传出去的数据比较，若不相同再发送一次，以确保将正确的数据传递给8751-2。,通信约定：双方都采用串行通信方式，波特率为9600（晶振为11.059M），采用中断方式进行发送和接收数
7、据。 8751-1程序： BUFFEREQU30H；发送数据缓冲区 ECHOFLAGBIT00H；当发送与接收到的数据相同时此标志置1 ERRFLAGBIT01H；当发送与接收到的数据不同时此标志置1 ORG0000H SJMPSTART ORG0023H；串行口中断输入口 SJMPUART1 ORG0030H START：MOV TMOD，#20H；定时器1设置为方式2，作波特率发生器 ANL PCON，#7FH MOV TH1， #0FDH；波特率为9600 MOV TL1，#0FDH SETB TR1 MOV SCON，#50H；设置为串行方式1允许接收 MOV IE,#90H；允许串行
8、口中断 MOV BUFFER，#00H；缓冲区清零 WAIT： MOVA，P1 CJNEA，BUFFER，SWCH,SJMPWAIT SWCH：MOVBUFER，A TRAGIN：MOVSBUF，A；发送数据 CLRECHOFLAG CLRERRFLAG WAITEO：JBERRFLAG，TRAGIN JNBECHOFLAG，WAITEO SJMPWAIT UART1：PUSHPSW PUSHACC SETBRS0 CLRRS1 JBCRI,RCV1；判断是否为接收中断 CLRTI SJMPRETURN RCV1：MOVA，SBUF CJNEA，BUFFER，DATAER SETBECHOFL
9、AG SJMPRETURN DATAER：SETBERRFLAG RETURN：POPACC POPPSW RETI END,（）单片机与PC系列微机间的异步串行通信接口设计,8031单片机与PC系列微机是两种不同类型的机种，它们的硬件结构不同，具有的电气特性也不一样，因此它们之间不能用导线直接连接，而要通过电平转换电路。 8031单片机和PC机通过RS232C总线通信接口图如下:,7-3-2 多机通信接口,1多机通信原理 串行口控制寄存器SCON中的SM2为多机通信接口控制位。串行口以方式2或3接收时，若SM2为1，则仅当接收到的第9位数据RB8为1时，数据才装入SBUF，置位RI，请求CP
10、U对数据进行处理；如果接收到的第9位数据RB8为0，则不产生中断标志RI，信息丢失，CPU不做任何处理。当SM2为0时，则接收到一个数据后，不管第9位数据RB8是0还是1，都将数据装入接收缓冲器SBUF并置位中断标志RI，请求CPU处理。MCS-51的主从多机通信正是利用了这个特性。,2多机通信程序设计,MCS-51多机通信程序设计 以典型的PC机和MCS-51构成的主从式多机系统（PC机为主机MCS-51单片机为从机或前沿机）为例，如图:,设MCS-51晶振为6MHz设置波特率为2400，以方式3进行多机串行通信为例，编程方法如下：,MOV TMOD，#20H MOV TH1， #0F9H；
11、设置波特率为2400 MOV TL1， #0F9H MOV SCON，#0F0H；设置串行口为方式3， ; SM2=1,允许接收 ANLPCON，#7FH SETBTR1 SETBES；允许串行口中断 SETBEA WAIT：SJMPWAIT；听号,当接收到地址帧“呼号”且地址帧与本机地址相符时，要置SM2为0以便准备接收数据帧，同时需要将本机地址发回作为应答，建立与主机的联络。编程如下： SIO：CLRRI PUSH PSW PUSH ACC MOV A，SBUF；接收串行数据 XRLA，#ADDR；判断是否与本机地址 相符 JNZBACK；不相符则返回 CLRSM2；相符则SM2为0且发回本机地址 MOVSBUF，A WAIT：JNBTI，WAIT CLRTI BACK：POP ACC POP PSW RETI,
