关于单片机工作方式等

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1、MCS-51系列单片机内部定时/计数器、中断系统及串行口I/O口的应用 工程背景下的单片机原理及系统设计Powerpoint 制作：五邑大学信息学院课程主讲：王洪涛MCS-51系列单片机内部定时/计数器、中断系统及串行口I/O口的应用 工程背景下的单片机原理及系统设计MCS-51系列单片机内部定时/计数器、中断系统及串行口I/O口的应用第十一讲内容提示 5.8串行口及串行通信(续) 5.9 RS-232C接口标准 5.11 多个中断源同时开放时应注意的问题 MCS-51系列单片机内部定时/计数器、中断系统及串行口I/O口的应用 工程背景下的单片机原理及系统设计（2）方式1、2、3当设置SCON

2、中的SM0、SM1为01、10、11时 ，串行口工作在方式1、2、3。串口均为异步串行通 信口，其中TXD是发送端，RXD是接收端。发送或接 收帧信息包括1位起始位（固定为0）、8（方式1） 或9位（方式2、3）串行数据（低位在前，高位在后 ）和一位停止位（固定为1）共10或11位，这是他们 的共性。MCS-51系列单片机内部定时/计数器、中断系统及串行口I/O口的应用 工程背景下的单片机原理及系统设计方式1、3的波特率是可变的。波特率与定时器T1 或T2的溢出率、SMOD位有关。注意：51机的T0不 能作为波特率发生器用。方式2的波特率固定为：（5-4）方式1、方式3波特率与定时器T1溢出率

3、、SMOD 位关系如下：（5-5）MCS-51系列单片机内部定时/计数器、中断系统及串行口I/O口的应用 工程背景下的单片机原理及系统设计5-5式分子中的SMOD是PCON的SMOD位。当 SMOD位为1时，波特率是SMOD为0时的两倍。因 此，PCON寄存器中的SMOD位被称为波特率倍增位 。对方式1、2、3都成立。如前所述，波特率（这里等同于比特率）是每秒钟 传输数据的倍数。在异步串行数据传输时，表面上看 来双方的同步是靠波特率实现（移位）的。 MCS-51系列单片机内部定时/计数器、中断系统及串行口I/O口的应用 工程背景下的单片机原理及系统设计但为了降低误码率，提高通信的靠性，接收方若

4、在 每个数据位时间间隔中点（信号畸变最小处），将数 据移位并锁存，可以克服因信号的畸变导致的通信错 误。实现的上述目的一种方法是进行时间细分，如图 5-34所示，在每传输1位的时间段内，插入16个等 宽时钟脉冲。当接收方收检测到发送方的起始信号后 ，以延迟8个时钟脉冲后的时刻为同步参考点。之后 每16个时钟脉冲移位并锁存数据，如图所示，这些作 用点正好是每位信号的中点。我们将每传输一位数据 的时钟脉冲个数称为波特率因子，图5-34的波特率因 子 = 16。MCS-51系列单片机内部定时/计数器、中断系统及串行口I/O口的应用 工程背景下的单片机原理及系统设计MCS-51系列单片机内部定时/计数

5、器、中断系统及串行口I/O口的应用 工程背景下的单片机原理及系统设计 方式1的发送在TI为0情况下（表示串行口发送控制电路处于空 闲状态），任何写缓冲器SBUF指令（如MOV SBUF，A）均会触发串行发送过程：51 串行口自动在8个数 据位的前、后分别插入一个起始位和一个停止位，构 成10位信息帧，按设定的波特率依次输出起始位、8 个数据位（顺序为b0b7）和停止位。当8位数据发 送结束后（即开始发送停止位）时，串行口自动将发 送中断标志TI置1。TI标志可用来查询发送过程是否 完成。在中断处于开放状态下，TI有效时，将导致串 行中断。 MCS-51系列单片机内部定时/计数器、中断系统及串行

6、口I/O口的应用 工程背景下的单片机原理及系统设计 方式1的接收过程在接收中断标志RI为0（串行接收缓冲寄存器SBUF 处于空闲）情况下，当REN位为1时，串行口处于接 收状态。此时，串行口不断检测RXD引脚的电平状态 （检测频率是移位脉冲的波特率因子倍），当发现 RXD引脚由高电平变为低电平后，表明发送端开始发 送起始位，便自动启动接收过程。按设定波特率顺序 读出数据位和停止位。 MCS-51系列单片机内部定时/计数器、中断系统及串行口I/O口的应用 工程背景下的单片机原理及系统设计当接收完一帧信息（即接收到停止位）后，如果RI 位为0，便将接收到的内容装入串行数据输入缓冲寄 存器SBUF中

7、，并将串行接收中断标志RI置1。因此 RI可作为接收过程是否已完成查询标志用。在串口中 断及总中断处于开放状态下，RI有效时将触发串行中 断。值得注意是CPU响应串行中断后，不会自动清除RI 或TI标志位，需要用指令如“CLR”等清除RI或TI标 志。以便继续进行串口的收/发工作。 MCS-51系列单片机内部定时/计数器、中断系统及串行口I/O口的应用 工程背景下的单片机原理及系统设计 方式2和方式3的帧数据格式与方式1的区别串行口方式2与方式3都是9位异步串行通信口，唯 一区别是方式2的波特率固定为时钟频率的32或64分 频，不可变。由于他的波特率与通用串行通信设备对 不上，因此只用于51机

8、之间的通信，方式2的波特率 是所有方式中最高的，这是他的优点。方式3与方式1在波特率方面没有区别。区别在于帧 格式上：方式2、方式3是9位数据格式。一帧信息为 11位，由一位起始位、9位串行数据、一位停止位。MCS-51系列单片机内部定时/计数器、中断系统及串行口I/O口的应用 工程背景下的单片机原理及系统设计发送方在方式2、方式3时，9位数据的构成与写入 顺序为：必须先将第9位（用b8）表示，写入SCON 的TB8位，他通常用于表示同帧中的字节数据（ b0b7）的性质如：数据或命令等辨识信息。在双机 通信（多机通信不适用）中，第9位数据也可作为帧 数据的奇偶校验信息；第2步，将8位数据写入S

9、BUF ，注意：一但执行写SBUF命令，发送过程便被启动 ，除非TI为“1”。这就是为什么先写第9位数据的原 因。由于方式3波特率可变，因此，串行口方式3比方 式2应用范围更广。 MCS-51系列单片机内部定时/计数器、中断系统及串行口I/O口的应用 工程背景下的单片机原理及系统设计方式2、方式3中，接收的信息的第9位在SCON寄 存器的RB8位中。8位数据仍在SBUF中。方式2、方式3是多机通信方式，在应用时要留意多 机通信控制位SM2的含义。MCS-51系列单片机内部定时/计数器、中断系统及串行口I/O口的应用 工程背景下的单片机原理及系统设计5.8.5双机通信及编程举例 1.最简单的双机

10、通信例子双机通信也称为点对点通信。是通信中最基本的形 式。顾名思义，双机通信就是两台机的信息交换过程 。本节我们只讨论单片机之间的双机通信问题，至于 单片机与PC机之间的通信问题，将在本章的后续部分 讨论。MCS-51系列单片机内部定时/计数器、中断系统及串行口I/O口的应用 工程背景下的单片机原理及系统设计若两片51机相距很近，可以不需任何调制与电平转 换而直接互联，其通信电路如图5-35所示。我们可将 这种联接方式与打电话（双方耳朵与听筒的交叉）进 行对比，更容易理解。就象打电话双方必须用双方都 能懂的语言交流一样。注意：图中的地线是用于统一 双方的“0”参考电位的。方式1、2、3都能进行

11、双机通信，但要注意：在点 对点通信时，为避免复杂操作，双方都要将SM2置 “0”。MCS-51系列单片机内部定时/计数器、中断系统及串行口I/O口的应用 工程背景下的单片机原理及系统设计MCS-51系列单片机内部定时/计数器、中断系统及串行口I/O口的应用 工程背景下的单片机原理及系统设计【例5-16】 两个8031系统进行最高速率通信。 要求使用串口方式2，8031A作为发送方，不使用串 口中断；B机接收，使用串口中断。设两机的focs相 同，发送方只将一个字节数据，如0AAH发向B机便 结束。分析：本例是最简单、最基本的一个通信程序了。 编写通信程序要全盘考虑双方的硬件设置（主要是工 作方

12、式、focs等），以实现波特率匹配；还要制定通 信协议（发送信息的识别方法、数据有含义的解释方 法、通信数据的个数、一次通信过程的结束条件、要 不要校验、用什么校验方式等）。MCS-51系列单片机内部定时/计数器、中断系统及串行口I/O口的应用 工程背景下的单片机原理及系统设计本例中硬件条件：方式2、focs相等；协议简单： 收/发一个数据，不要求校验和解释。解 根据题目要求，发送方参考程序如下：ORG0000HAJMPSTARTORG0040HMCS-51系列单片机内部定时/计数器、中断系统及串行口I/O口的应用 工程背景下的单片机原理及系统设计START：MOVSP，#5FH MOV SC

13、ON，#90H；方式2，允许接收SM2=0 MOVPCON，#80H；波特率加倍，最高速率 SETPSW.4 CLRPSW.3；工作区用2区 MOV SBUF，#0AAH WAIT2：JBCTI，STOP SJMP WAIT2 STOP：SJMPSTOP END MCS-51系列单片机内部定时/计数器、中断系统及串行口I/O口的应用 工程背景下的单片机原理及系统设计接收方参考程序如下：ORG0000HAJMPSTARTORG0023HLJMPSINT ； 串行中断入口ORG0040HSTART：MOV SCON，#90H；方式2，允许接收SM2=0 MOV PCON，#80H ；波特率加倍MO

14、VIE，#90H；串口及总中断开放CLRF0MCS-51系列单片机内部定时/计数器、中断系统及串行口I/O口的应用 工程背景下的单片机原理及系统设计SETBPSW.4CLRPSW.3；工作区用2区WAIT1：JBCF0，TRDATA ； F0由中断服务程序置位SJMPWAIT1； 置位或清零TRDATA：CLRES；关串口中断，此为甲机的程序MOV A，SBUF SJMP $SINT：CLRRISETBF0；置成功接收标志MCS-51系列单片机内部定时/计数器、中断系统及串行口I/O口的应用 工程背景下的单片机原理及系统设计RETI；中断返回END 训练题5-28 教材中【例5-15】中若fo

15、cs= 6MHz，通 信的波特率为多少？又串口方式2对通信双方的focs 有何要求？MCS-51系列单片机内部定时/计数器、中断系统及串行口I/O口的应用 工程背景下的单片机原理及系统设计2.串行通信数据校验方法之一：奇偶校验受串行通信的距离、通信速率、信息量、通信线路 、环境条件等因素的影响，可能会出现数据传输错误 问题。 为保证通信的正确性，计算机中采用对通信数据的 校对方法，确认数据传输的正确性。称为校验。实际 上，校验是手段，纠错是目的。我们将这种利用数据的奇偶性查错的方法称为奇偶 校验法。这是本书讨论的第一种校验法。 MCS-51系列单片机内部定时/计数器、中断系统及串行口I/O口的

16、应用 工程背景下的单片机原理及系统设计奇偶校验的实现方法如下：发送方将所发送的每一帧数据的奇偶状态位，作为 发送数据的第九位数据写入SCON的TB8位，将字节 数据写入发送缓冲器SBUF中后，帧数据开始发出。接收方接收的每一帧数据，第九位数据存在SCON 的RB8位中，字节数据在缓冲器SBUF中，接收方将 SBUF中数据的奇偶性与RB8进行比较，两者相等则 确定此帧数据通信正确无误，否则，这帧数据必然有 错误。对于校验的结果，通信双方根据通信协议进行相应 的处理，这里没有通用方法。MCS-51系列单片机内部定时/计数器、中断系统及串行口I/O口的应用 工程背景下的单片机原理及系统设计使用奇偶校验应注意的问题：（1）51机只有在串口方式2、3时（9位数据）且 SM2位必须为“0” 才有条件进行奇偶校验；（2）为测得数据的奇偶状态，用MOV A，SUBF 指令最方便；（3）并不是所有的通信都要使用校验，更不是都 要用奇偶校验，校验与否通信双方要在通信协议中确 定。反映在习题中，要认真审题，要求校验，才能写 校验的程序部分，避免犯画蛇添足的错误。MCS-51系列单片机