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1、第一讲 80C51的串行接口串行口,第一讲 80C51的串行接口,第一讲 80C51的串行接口串行口,学习目标,单片机串行通信I/O接口的结构 串行通信控制寄存器 单片机串行通信的工作方式 以及串行通信应用,第一讲 80C51的串行接口串行口,一、 串行通信基本概念,通讯：信息交换,计算机 计算机,计算机 外设,应用：多机系统、计算机网络,方 式,并行通信,串行通信,异步通信方式按字符传输,同步通信方式按数据块传输,单工 半双工 全双工,第一讲 80C51的串行接口串行口,并行通信：数据多位同时传送,控制简单，传输速度快，传输线较多,第一讲 80C51的串行接口串行口,串行通信：数据字节一位一
2、位在一条传输线上逐个传送,传输线少，可利用电话网，但传送控制复杂,第一讲 80C51的串行接口串行口,异步通信:收、发设备使用各自时钟,字符之间是异步的,但同一字符内是同步的(各位间距均为”位间隔”的整数倍,第一讲 80C51的串行接口串行口,同步通信:发送方时钟与接收方时钟同步。既保持位同步，也保持字符同步,外同步 自同步,保持位同步,也保持字符同步,第一讲 80C51的串行接口串行口,单工 半双工 全双工 例如:广播 大哥大 手机,串行通信的传输方向,第一讲 80C51的串行接口串行口,传输速率 比特率:每秒钟传输二进制代码的位数bps 波特率:每秒钟调制信号变化的次数。 单位是：波特（B
3、aud）。 例如：数据传送的速率为120个字符每秒，每个字符由1个起始位、8个数据位和1个停止位组成，则其传送波特率为： 10b120s1200bs1200波特 传输距离与传输速率的关系: 传输距离随传输速率的增加而减小,传输速率与传输距离,第一讲 80C51的串行接口串行口,1、RS-232C接口 EIA（美国电子工业协会）1969年修订RS-232C标准，它定义了DTE与DCE间的物理接口标准,二、串行通信接口标准,第一讲 80C51的串行接口串行口,过程特性 规定了信号间的时序关系,机械特性 使用25针连接器，连接器的尺寸及每个插针的排列位置都有明确的定义。（阳头,功能特性,电气特性 ：
4、 负逻辑，DC（-3-15v）为1。 DC（+3+15v）为0， DC（-3+3v）为过渡区,第一讲 80C51的串行接口串行口,近程通信连接,远程通信连接,第一讲 80C51的串行接口串行口,2、PC与外设的RS-232直接连接,第一讲 80C51的串行接口串行口,PC机与单片机串行通信接口示意图,第一讲 80C51的串行接口串行口,三、串行接口的结构,主要由两个数据缓冲寄存器SBUF和一个输入移位寄存器，以及一个串行控制寄存器SCON(TIRI)等组成,A,SCON,第一讲 80C51的串行接口串行口,设定工作方式、接收/发送控制以及设置状态标志,1、80C51串行口的控制寄存器-SC0N
5、,SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI,SCON (98H,SM0、SM1：工作方式设置位,0 0：移位寄存器 ，fosc/12 0 1：10位异步收发器（8位数据），波特率可变 1 0：11位异步收发器（9位数据），fosc/64或fosc/32 1 1：11位异步收发器（9位数据），波特率可变,第一讲 80C51的串行接口串行口,SM2，多机通信控制位。 主要用于方式2和方式3。对于接收机 SM2=0，收到RB8（0或1）既可使收到的数据进入SBUF，并激活RI。 SM2=1，收到的RB80时，收到的信息丢弃，不激活RI ；若收到的RB81时，收到的数据进入SBUF，
6、并激活RI，进而在中断服务中将数据从SBUF读走。 方式0时，SM2必须是0。 方式1时，SM2=1时，只有接收到有效停止位时，RI才激活,REN，允许串行接收位。 置REN=1，启动串口接收过程 置REN=0，则禁止串口接收,第一讲 80C51的串行接口串行口,TB8，在方式2、3中，是发送数据的第9位 数据的奇偶校验位 地址帧/数据帧的标志位,RB8，在方式2、3中，是接收到数据的第9位 奇偶校验位 地址帧/数据帧的标志位。 方式1时，若SM2=0，则RB8是接收到的停止位,第一讲 80C51的串行接口串行口,TI，发送中断标志位。 方式0时，串行发送第8位数据结束时 其它方式，串行发送停
7、止位的开始时 硬件使TI置1，发中断申请。必须在中断服务程序中用软件将其清0,RI，接收中断标志位。 方式0时，串行接收第8位数据结束时 其它方式，串行接收停止位的中间时 硬件使RI置1，发中断申请。必须在中断服务程序中用软件将其清0,第一讲 80C51的串行接口串行口,2、PCON,SMOD， 波特率倍增位。 在方式1、2、3时，波特率与SMOD有关： SMOD=1时，波特率提高一倍。复位时SMOD=0,SMOD,PCON (97H,第一讲 80C51的串行接口串行口,四、80C51串行口的工作方式,1方式0_ 8位数据 串行接口工作方式0为同步移位寄存器方式，多用于I/O口的扩展，其波特率
8、是固定的，为fosc/12。TXD引脚输出同步移位脉冲，RXD引脚串行输入/输出,方式0接收和发送电路,第一讲 80C51的串行接口串行口,方式0掌握,1、8位数据，波特率为F0SC/12 2、低位在前，高位在后 3、TI，再发送数据，软件清0，CLR TI 4、RI，再接收数据，软件清0，CLR RI 5、同步通信，无起始位和停止位,第一讲 80C51的串行接口串行口,2方式1_ 10位数据 在方式l时，串行口被设置为波特率可变的8位异步通信接口。发送/接收1帧数据为10位，其中1位起始位、8位数据位（先低位后高位）和,10位数据的异步通信。帧格式如图所示,第一讲 80C51的串行接口串行口
9、,方式1掌握,1、一帧为10位信息，1位起始(0)，8位数据，1位停止(1) 2、波特率=P127 3、异步通信 4、接收时，RB8里是停止位，数据位在SBUF（SM2=0,第一讲 80C51的串行接口串行口,3方式2_ 11位数据 串行口工作为方式2时，被定义为9位异步通信接口。发送/接收1帧数据为11位，其中1位起始位、8位数据位、1位控制/校验位和1位停止位。控制/校验位为第9位数据。 4方式3_ 11位数据 方式3为波特率可变的11位异步通信方式，除了波特率有所区别之外，其余同方式2,11位数据的异步通信,第一讲 80C51的串行接口串行口,工作方式掌握,1、几中工作方式波特率不同 2
10、、传送的位数不同，方式0是8位（数据位），方式1是10（8位数据SBUF，1个起始、1位停止RB8），方式2和方式3都是11位（8位数据，1位控制/校验位RB8、TB8，1位起始和1位停止位） 3、方式0是同步，方式1、2、3是异步,第一讲 80C51的串行接口串行口,5、波特率的计算 方式0、2的波特率是固定的，而方式1、3的波特率是可变的，由定时器T1的溢出率来决定,方式0波特率 = fosc/12 方式2波特率 =（2SMOD/64） fosc 方式1波特率 =（2SMOD/32）（T1溢出率） 方式3波特率 =（2SMOD/32）（T1溢出率,K为定时器T1的位数,第一讲 80C51的
11、串行接口串行口,1、 单片机与单片机的通信,点对点的通信 硬件连接,五、单片机串行口应用举例,第一讲 80C51的串行接口串行口,串行口初始化具体步骤： 确定T1的工作方式（编程TMOD寄存器）； 计算T1的初值，装载TH1、TL1； 启动T1（编程TCON中的TR1位）； 确定串行口控制（编程SCON寄存器,串行口在中断方式工作时，还要进行中断设置（编程IE、IP寄存器,第一讲 80C51的串行接口串行口,2、多机通信 硬件连接 主从系统 在实际系统中，常采用RS-485标准进行数据传输,第一讲 80C51的串行接口串行口,六、单片机与PC机的通信,应用系统设计中，单片机与PC机可以方便地组
12、合成分布式控制系统。主计算机监督管理各子系统分机的运行状况。其特点是灵活性好、可靠性高,第一讲 80C51的串行接口串行口,DOS环境下，要实现通信只要直接对微机接口芯片8250进行口地址操作即可,WINDOWS环境下，不允许用户直接操作串口地址。可以调用API函数，但较为复杂。使用 VB通信控件（Mscomm）很容易完成通信任务,VB简明易用，实用性强。它具备基本的串行通信能力：即通过串行口发送和接收数据,第一讲 80C51的串行接口串行口,MSComm控件主要属性如下： CommPort：设置并返回通信端口号； Settings： 以字符串的方式设置并返回波特率、奇偶校验、数据位、停止位；
13、 PortOpen：设置并返回端口的状态，也可以打开和关闭端口； Input： 从接收缓冲区返回字符和删除字符； Output： 向传输缓冲区写一个字符,第一讲 80C51的串行接口串行口,单片机程序清单如下,ORG 3000H MAIN：MOV TMOD，#20H ；在11.0592MHz下，串行口波特率 MOV TH1，#0FDH ；9600bps，方式3 MOV TL1，#0FDH MOV PCON，#00H SETB TR1 MOV SCON，#0D8H LOOP：JBC RI，RECEIVE ；接收到数据后立即发出去 SJMP LOOP RECEIVE：MOV A，SBUF MOV
14、SBUF，A SEND：JBC TI，SENDEND SJMP SEND SENDEND：SJMP LOOP,第一讲 80C51的串行接口串行口,七、 单片机串行口的应用,1、 串行口扩展显示器 【例1】用8位串入并出移位寄存器74HC164扩展显示器,第一讲 80C51的串行接口串行口,例2】 ：把数据从显示缓冲区送到数码管。入口；将要显示的数放在以DIS0为首的8个单元中。出口：把预置的数输出以更新原有的显示,MOVR2，08H；显示8个数码管 MOVR0，DIS7；显示缓冲区未地址送入R0 DL0：MOVA，R0；取要显示数作查表偏移量 MOVDPTR，TAB；指向字形表首 MOVCA，
15、ADPTR；查表得字形码 MOVSBUF，A；发送显示 DL1： JNBT1，DL1；等待发送完一帧 CLRT1；清中断标志，准备继续发送 DECR0；更新显示单元 DJNZR2，DL0；重复显示所有数码管 TAB：DB 0C0H，0F9H，0A4H，0B0H，99H；0，1，2，3，4， DB 92H，82H，0F8H，80H，90H；5，6，7，8，9， DB 88H，83H，0C6H，0A1H，86H；A，B，C，D，E， DB 8EH，0BFH，8CH，0FFH；F，P，暗,第一讲 80C51的串行接口串行口,2、 串行口扩展的键盘,在方式0下，串行口作同步移位寄存器用，以8位数据为一
16、帧，先发送或接收最低位，每个机器周期发送或接收一位，故其波特率是固定的，为fosc12。串行数据由RXD（P3.0）端输入或输出,第一讲 80C51的串行接口串行口,CJNER1，08，LP1 SJMPRCVIN1:MOVA，R0 ADDA，A JMPADPTRTAB:AJMPOPR0 AJMPOPR1 AJMPOPR7OPR0： LJMPSTARTOPR7： LJMPSTART END,ORG0100H START：MOVR7，20 MOV R0，50H MOV DPTR，#TAB RCVI：MOV SCON，10H JNB RI，$ CLR RI MOV A，SBUF MOV R0，#0 MOV R1，#0 LP1：RRCA JNC N1 INC R0 INC R1,第一讲 80C51的串行接口串行口,3 双机通信,编程使乙机从甲机接收16个字节数据块，并存入片外3000H300FH单元。接收过程中要求判奇偶校验标志RB8。若出错则置F0标志为1，若正确则置F0标志为0，然后返回,例3】编程把甲机片内RAM50H5FH单元中的数据块从串行口输出。定义在方式3下发送，TB8作奇偶校验
