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1、第5章 80C51基本功能单元结构 与操作原理,5.2 中断系统基本结构与操作方式,5.1 定时器/计数器基本结构与操作方式,5.3 MCS-51单片机外部中断源的扩展,5.5 定时器/计数器与中断综合应用举例,5.4 串行口基本结构与操作方式,本章要求,2.了解掌握MCS-51单片机中断系统,1.了解掌握MCS-51单片机的定时/计数器,4.掌握定时器/计数器与中断和串行口综合应用,3.了解掌握MCS-51单片机串行口基本结构与操作方式,5.4串行口基础结构与操作方式基本结构,一.串行通信基本原理,串行通信通信又分为异步和同步两种方式。在单片机中使用是异步方式。,串行传送的特点：数据按位顺序
2、传送，最少只需一根传输线，成本低。但速度慢。传送的距离远(可达几千公里）。,并行传送的特点：各数据位同时传送，速度快、效率高。传送线多,成本高。传送距离30米。,计算机数据传送方式：并行和串行数据传送。,一.串行通信基本原理,1.异步串行通信的字符格式,异步串行通信以字符为单位，一个字符一个字符地传送。对异步串行通信的字符格式如下：,5.4串行口基础结构与操作方式基本结构,标号“Mark” 对应逻辑“1”状态。空格“Space”对应逻辑“0”状态。,一.串行通信基本原理,1.异步串行通信的字符格式,5.4串行口基础结构与操作方式基本结构,起始位,起始位:使数据线处于Space状态。,数据位：低
3、位在前，高位在后。字符编码的不同,数据位有5、6、7或8位。,数据位(0),数据位(n-1),一.串行通信基本原理,1.异步串行通信的字符格式,5.4串行口基础结构与操作方式基本结构,停止位,奇偶位,校验位：检查字符传送作正确性。有奇校验、偶校验和无校验由用户选定。,停止位：标志一个字符传送的结束。对应Mark状态。停止位有1、1.5或2位。由用户选定。,1.异步串行通信的字符格式,5.4串行口基础结构与操作方式基本结构,帧：从起始位到停止位的全部内容称之为一帧。,位时间（T）：一个格式位的时间宽度。,一.串行通信基本原理,近程串行通信和远程串行通信在信号形式上不同。,2.异步串行通信的信号形
4、式,近程通信是不改变原数据代码的波形和频率直接采用数字信号形式传送。,近程通信,5.4串行口基础结构与操作方式基本结构,2.异步串行通信的信号形式,在远程通信中，应用通信电缆或电话线。为防止信号发生畸变，把数字信号转变为模拟信号后再传送。,远程通信,5.4串行口基础结构与操作方式基本结构,调制器-把数字信号转变为模拟信号。,解调器-把接收的模拟信号还原为数字信号。,调制解调器(Modem)-调制器和解调器一起。,2.异步串行通信的信号形式,以1070Hz或2025Hz的频率信号代表Space电平。,远程通信,以1270Hz或2225Hz信号代表RS232标准的Mark电平,5.4串行口基础结构
5、与操作方式基本结构,甲方发送1-1270Hz，0-1070Hz 接收1-2225Hz，0-2025Hz 乙方接收1-1270Hz，0-1070Hz 发送1-2225Hz，0-2025Hz,一. 串行通信基本原理,数据传送是单向的。通信双方一方固定为发送端,另一方则为收端。只需一条数据线。,3.串行通信的数据通路形式,单工形式,数据传送是双向的。可以同时发送和接收数据。 因此全双工形式串行通信需要两条数据线。,全双工形式,半双工形式,数据传送是双向的。但任何时刻只能由其中的一 方发送，另一方接收。可以使用一条数据线。,5.4串行口基础结构与操作方式基本结构,一.串行通信基本原理,每秒钟传送格式位
6、的数目称之为波特率(baud rate)。,4.串行通信的传送速率,1波特=1bps(位秒) =1bit,常用通信波特率: 50、75、110、150、300、600、1200、2400、 4800、9600、19200,5.4串行口基础结构与操作方式基本结构,一.串行通信基本原理,表决取数据是”1”或”0”,5.串行接口接收数据的处理,5.4串行口基础结构与操作方式基本结构,串行接口电路产生接收时钟(16倍的接收波特率)。,在第7、8、9个接收时钟脉冲判别接收端电平。,二.RS-232C 总线标准,串行通信使用RS-232C标准。它是美国电子工业协会(EIectronic Industry
7、Asciation)的推荐标准。,5.4串行口基础结构与操作方式基本结构,数据传送信号：发送数据(TXD)，接收数据(RXD),1.RS-232C主要串行通信信号,2.RS-232C总线电压型标准,信号地(SG)和保护地(PG),-3V-25V 表示逻辑 “1” (mark) +3V+25V 表示逻辑 “0” (space),3.RS-232C信号引脚定义,三. 串行接口电路,在计算机中使用的数据都是并行数据，发送端要把并行数据转换为串行数据；而在接收竭，却要把接收到的串行数转换为并行数据。 转换换由串行接口电路实现,称为异步接收发送器(UART)。,把并行数据格式变换为串行数据格式，即按帧格
8、式要求把格 式信息(起始位、奇偶位和停止位)插入，和数据位一起构成串行数据的位串。然后串行数据传送。 UART发送器。,数据的串行化,把帧中的格式信息滤掉，只保留数据位。,数据的反串行化把串行数据格式变换为并行数据格式,错误检验奇偶错和帧错等。,5.4串行口基础结构与操作方式基本结构,四. 串行寄存器结构,5.4串行口基础结构与操作方式基本结构,五.串行通信控制寄存器,1.串行口控制寄存器SCON,SM2多机通信控制位,SM0、SM1串行口工作方式选择位,5.4串行口基础结构与操作方式基本结构,RB8接收接收到的第9位数据,在双机通信时：TB8-作为奇偶校验位使用； 在多机通信中：TB8-表示
9、主机发送的是地址还数据。(TB8=0为数据帧)。,REN允许接收位 REN=0禁止接收,REN=1允许接收,由软件置位或复位。,TB8发送的第9位数据,TI一发送中断标志,RI一接收中断标志,5.4串行口基础结构与操作方式SFR,1.串行口控制寄存器SCON,五.串行通信控制寄存器,2.电源控制寄存器PCON,SMOD串行口波特率的倍增位。当SMOD=l时波特率加倍。,ES 为串行中断允许位： ES=0 禁止串行中断ES=1 允许串行中断 。,5.4串行口基础结构与操作方式SFR,3.中断允许控制寄存器（IE）,一.串行工作方式0,移位操作(串入或串出)的波特率是fOSC/12。,串行口作为同
10、步移位寄存器使用时RXD(P3.0)为数据输入和输出口，TXD(P3.1)端提供移位时钟脉冲。,5.4串行口基础结构与操作方式工作方式,1.数据的发送,输出数据写入SBUF,在移位脉冲的控制下，输出数据从低位到高位从RXD端依次移出。,8位数据全输出后,标志位TI被自动置“1”。,2.数据发送应用举例,(1)8位串入并出移位寄存器（74LS164）,74LS164简介,DA、DB串行数据输入端,Q0Q7并行数据输出端,CP移位脉冲,CLR清零低电平有效,VCC-5V电源,5.4串行口基础结构与操作方式工作方式,一.串行工作方式0,2.数据发送应用举例,74LS164与89C51的接口电路,(1
11、)8位串入并出移位寄存器（74LS164）,5.4串行口基础结构与操作方式工作方式,一.串行工作方式0,2. 数据发送应用举例,例1：用串入并出74LS164驱动8只发光二极管,使发光二极管从左向右依次循环点亮。,5.4串行口基础结构与操作方式工作方式,2.数据发送应用举例,SM2必须为0；TI 必须软件复位。,MOV SCON,#00H ；串行口方式O工作CLR ES ；禁止串行中断MOV A,#7FH ；发光管从左边亮起 AX: MOV SBUF,A ; 串行输出JNB TI,$ ；状态查询CLR TI ；清发送中断标志ACALL DELAY ；状态维持RR A ；右移AJMP AX ；继
12、续,程序,5.4串行口基础结构与操作方式工作方式,2.数据发送应用举例,例2：用串入并出74LS164驱动一位LED显示器。,5.4串行口基础结构与操作方式工作方式,2.数据发送应用举例,LED显示器代码段。,字形代码段。,5.4串行口基础结构与操作方式工作方式,2.数据发送应用举例,MOV SCON,#00H ；串行口方式O工作CLR ES ；禁止串行中断MOV DPTR,#TAB ; 取字形表地址 AX: MOV A,R0 ；取发送显示数据MOVC A,A+DPTR ; 取显示数据的字形 MOV SBUF,A ; 串行输出JNB TI,$ ；状态查询CLR TI ；清发送中断标志;INC
13、R0/DJNZ XX，AX ；多字节显示时RET TAB:DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H ;04DB 92H,82H,0F8H,80H,90H ;59,程序,5.4串行口基础结构与操作方式工作方式,2.数据发送应用举例,MOV SCON,#00H ；串行口方式O工作CLR ES ；禁止串行中断 BY: MOV A,R0 ；取发送显示数据ADD A,#0DH ; 加字形地址偏移量MOVC A,A+PC ; 取显示数据的字形MOV SBUF,A ; 串行输出JNB TI,$ ；状态查询CLR TI ；清发送中断标志;INC R0 / DJNZ XX，BY ；多字节显示时RET
14、 TAB:DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H ;04DB 92H,82H,0F8H,80H,90H ;59,程序,5.4串行口基础结构与操作方式工作方式,2.数据发送应用举例,例3：用串入并出74LS164检测按键。,74LS164检测按键与89C51的接口电路,5.4串行口基础结构与操作方式工作方式,2.数据发送应用举例,ORG 0000HLJMP MAINORG 0003HLJMP KEY MAIN: MOV SP,#60HMOV SCON,#00H ;串行口方式O工作CLR ES ;禁止串行中断SETB EASETB EX0 ;开放外中断INT0 LOP1: MOV A
15、,#00H ;使164输出全0,有按键时中断MOV SBUF,A ;串行输出JNB TI,$ ;状态查询CLR TI ;清发送中断标志NOP ;放主程序LJMP LOP1 ;继续,主程序,5.4串行口基础结构与操作方式工作方式,2.数据发送应用举例,KEY: PUSH ACCCLR EX0 ;关外中断INT0MOV A,#0FEH ;使164最低位为0,其他为1MOV R7,#08HMOV R0,#00H KEY0: MOV SBUF,A ; 串行输出循环检查JNB TI,$ ；状态查询CLR TI ；清发送中断标志SETB P3.2JNB P3.2,KEY1 ;INC R0RL ACCDJNZ R7,KEY0LJMP KEY99 ；无键按下是干扰,中断程序,5.4串行口基础结构与操作方式工作方式,
