微机原理及第五章

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1、第五章 MCS-51单片机串行接口一、串行通信概述1、什么叫串行通信？ 0010001001P0.0 P0.1 P0.2 P0.3RXDTXD单片机外设1外设2111111 0 1 01 0 0 0并行串行DateDate1 1串行通信的优势：串行通信的优势： （1 1）用于通信的线路少，因而在远距离通信时）用于通信的线路少，因而在远距离通信时 可以极大地降低成本；可以极大地降低成本； （2 2）常用于速度要求不高的近距离数据传送。）常用于速度要求不高的近距离数据传送。 串行通信的缺点：通信速度较慢。串行通信的缺点：通信速度较慢。串行通信：串行通信：将数据分解成二进制位用一将数据分解成二进制位

2、用一 条信号线，一位一位顺序传送的方式。条信号线，一位一位顺序传送的方式。DateDate2 22、同步通信、异步通信 同步发送设备时钟与接收设备时钟严格一致。发送设备接收设备DateDate3 3同步字符数据数据数据校验字符一帧同步通信：同步通信：以一个数据块（帧）为传输单以一个数据块（帧）为传输单 位，每个数据块附加位，每个数据块附加1 1个或个或2 2个同步字符，个同步字符， 最后以校验字符结束。最后以校验字符结束。DateDate4 4异步通信：起始位每个字符开始传送的标志，起始位采用逻辑0 电平数据位数据位紧跟着起始位传送。 由58个二进制位组成，低位先传送校验位用于校验是否传送正确

3、；可 选择奇校验、偶校验或不传送校验位停止位表示该字符传送结束。停止 位采用逻辑1电平，可选择1、1.5或2位空闲位传送字符之间的逻辑1电平， 表示没有进行传送起始位校验位停止位空闲位数据位低位高位字符0/1 0/10/10/110111发送时钟与接收时钟不一定相等。DateDate5 5串行异步通信：把一个字符看作一个独立 的信息单元，并且字符出现在数据流中的 相对时间是任意的，而每个字符中的各位 是以固定的时间传送。即：字符内同步， 字符间异步。串行异步通信的通信协议是起止式异步通信协议DateDate6 63、串行通信的方向单工 A发B收半双工A发收B收发例如：广播电台收音机例如： 对讲

4、机 DateDate7 7全双工A发收B收发例如： 电话机DateDate8 8举例:设有一帧信息，1个起始位、8个数据位、1个停止位，传输速率为每秒240个字符。求波特率。解：（181）240 = 2400 b/s = 2400波特。 4、波特率即串行通信速率。 b/s 、 bps 在异步通信中，单位时间内所传送的有效二 进制位数波特率。DateDate9 95、串行通信接口发送 ：CPUD7D6D5D4D3D2D1D0发送寄存器 SBUF0 1D0D1D2D3D4D5D6D7发送时钟:串出，TI=1并出,MOV SBUF,ADateDate1010接收 :D0D1D2D3D4D5D6D7

5、1 0D7D6D5D4D3D2D1D0CPU接收时钟接收数据 寄存器 SBUF串入,RI=1并入,MOV A,SBUFDateDate1111二、MCS-51机串行接口单片机内有通用异步接收/发送器 UART。全双工，4种工作方式，波特率可编程设置，可中断。 1、串口的组成从编程角度讲来看主要由以下寄存器组成。 SBUF 串行发送 / 接收数据缓冲器是两个物理单元，共用一个地址（99H）DateDate1212PCON 电源管理寄存器SMODSMOD位用于决定波特率的倍数。 0 20 = 1倍1 21 = 2倍DateDate1313SCON 串行口控制寄存器TI / RI ：中断请求标志位（

6、前面已讲过）RB8：接收的第九位数TB8：发送的第九位数REN：允许接收控制位SM2：多机通信控制位（常与RB8配合，决定是否激活RI）SM0、SM1：工作方式选择位（四种工作方式）SM0SM1SM2RENTB8RB8 TI RIDateDate1414波特率的设置方式0波特率= fosc / 12方式2的波特率 方式2波特率取决于PCON中SMOD位的值：SMOD=0时，波特率为fosc的1/64；SMOD=1时，波特率为fosc的1/32。即方式2波特率=2SMOD/64foscDateDate1515波特率的设置此时一般选T1工作在模式2（8位自动重装初值）。方式1，方式3可变。波特率

7、= 2SMOD （T1的溢出率）32T1溢出率 = 单位时间内溢出次数 = 1 /（T1的定时时间）DateDate1616N 为计数初值 t = （28N）T =（28N）12 / foscT1溢出率 = 1/t = fosc / 12（28N）若已知波特率，则可求出T1 的计数初值： y = 2562SMODfosc 波特率 3212DateDate1717例、若fosc = 6MHz，波特率为2400波特，设SMOD = 1， 则定时/计数器T1的计数初值为多少? 解：Y= 2562SMODfosc / （24003212）= 242.98243 = F3Hy = 2562SMODfos

8、c 波特率 3212DateDate18182、串行口的工作方式（1）方式0：同步移位寄存器方式 波特率固定为fosc / 12RXD 接收发送数据TXD 产生同步移位脉冲接收/发送完，置位RI / TI ，（要求SM2 = 0） D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7发送接收无起始位，无停止位 。可用于将串行口转换为并行口DateDate191974LS164串入并出移位寄存器，D1,D2为数据端,CP 为时钟端,CLR为选通端MOV SCON,#0 ；选方式0AGA: SETB P1.0 ；选通74164MOV A,#data ；准备数

9、据MOV SUBF,A ；写入SUBFWAIT:JNB TI,WAIT ；发送完毕？CLR TI ；清除TICLR P1.0 ；关闭74164AJMP AGA1）方式0的发送DateDate20201）方式0的发送org 0000HMOV SCON,#00HCLR P1.0MOV A,#80H START: MOV SBUF,A LOOP: JNB TI,LOOPSETB P1.0ACALL DELAYCLR TIRR ACLR P1.0SJMP STARTDateDate2121软件清TI,写入下一 数据发送数据过程MOV SCON,#0 ；选方式0AGA: SETB P1.0 ；选通741

10、64MOV A,#data ；准备数据MOV SUBF,A ；写入SUBFWAIT:JNB TI,WAIT ；发送完毕？CLR TI ；清除TICLR P1.0 ；关闭74164AJMP AGA自动 置1内部数据并行写 入SUBF发数据串行送出中断标志位TI置1DateDate22222）方式0的接收74LS165并入串出移位寄存器，, Q为数据端,2为时钟端S/L为控制端=0时，允许置入并行数据；=1时，允许输出串行数据DateDate2323MOV R0,#50H ；地址指针初值MOV R7,#2 ；接收字节计数RQ: CLR P1.0 ；允许并入数据SETB P1.0 ；允许串入数据MO

11、V SCON,#10H ；方式0,开放RIJNB RI,$ ；接收完毕？CLR RI ；清除RIMOV A,SUBF ；读SUBFMOV R0,A ；存入片内RAMINC R0DJNZ R7,RQ ；接收循环控制DateDate2424CPUCPU响应中断响应中断 软件清软件清RI,RI,读读 走数据走数据接收数据接收数据的过程的过程MOV R0,#50H ；地址指针初值MOV R7,#2 ；接收字节计数RQ: CLR P1.0 ；允许并入数据SETB P1.0 ；允许串入数据MOV SCON,#10H ；方式0,开放RIJNB RI,$ ；接收完毕？CLR RI ；清除RIMOV A,SUB

12、F ；读SUBFMOV R0,A ；存入片内RAMINC R0DJNZ R7,RQ ；接收循环控制自动 置1外界数据串行送外界数据串行送 入移位寄存器入移位寄存器数据并行送入数据并行送入 SUBFSUBF收收 中断标志位中断标志位RIRI置置1 1 DateDate2525课本例子5.1org 0000HMOV SCON,#00HCLR P1.0MOV A,#80H START: MOV SBUF,A LOOP: JNB TI,LOOPSETB P1.0ACALL DELAYCLR TIRR ACLR P1.0SJMP STARTDateDate2626DELAY: MOV R3,#06HMO

13、V TH0, #0FCHMOV TL0, #0F0HSETB TR0 LP1: JBC TF0,LP2SJMP LP1 LP2: MOV TH0,#0FCHMOV TL0,#00HDJNZ R3,LP1RETEND DateDate2727课本例子5.2org 0000Hjmp mainorg 30h main: SETB P1.1JB P1.1,MAINSETB P1.0CLR P1.0MOV SCON,#10H LOOP: JNB RI,LOOPCLR RIMOV A,SBUFACALL PPLJMP MAIN PP: MOV P1,#00HMOV P1,ARETENDDateDate28

14、28（2）方式1：8位UART 波特率为（2SMODT1的溢出率）/ 32 ，可变。一帧信息10位。D0D1D2D3D4D5D6D7停止位1起始位0发送D7D6D5D4D3D2D1D0起始位0停止位1接收发送完置位TI。当接收到数据后，置位RI是有条件的。即：REN = 1，RI = 0 DateDate2929上例中fosc = 6MHz，波特率为2400波特，设SMOD = 1， 试对其进行初始化编程。 初始化编程： MOV TMOD，#20HMOV TH1，#0F3HMOV TL1，#0F3HSETB TR1T1工作在模式2（8位自动重装初值）。DateDate3030初始化编程： MOV PCON，#80HMOV SCON，#50H SMODSCON 串行口控制寄存器SM0SM1SM2RENTB8RB8 TI RIDateDate3131方式1用法点对点的异步通信连接微机ATxDRxD GND微机B TxD RxDDateDate3232例:A向B发送00H,B若收到00H,则回送05H,否 则回送00H 。A收到05结束程序，否则重新发 00H。A机编程：初始化编程： MOV TMOD，#20HMOV TH1，#0F3HMOV TL1，#0F3HSETB TR1 MOV PCON，#80H MOV