《单片机原理与应用-基于汇编、c51及混合编程第8章串行口通信》由会员分享，可在线阅读，更多相关《单片机原理与应用-基于汇编、c51及混合编程第8章串行口通信（96页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1,第8章 串行口通信,2,主要内容,8.1 串行通信的概念 8.2 串行口1的相关寄存器 8.3 串行口1的工作方式 8.4串行口1通信中波特率的设置 8.5 串行口2的相关寄存器 8.6串行口2的工作方式 8.7 串行口的应用 8.8 RS-232串行标准 8.9 RS485串行接口 8.10 SPI串行接口概述 8.11 SPI串行数据通信 8.12 SPI接口的应用,3,8.1 串行通信的概念,串行通信是按一位一位的顺序传送数据，串行通信方式又分为同步通信和异步通信两种。,同步通信:发送方和接收方用同一个时钟控制信号,4,8.1 串行通信的概念,异步通信是一种将数据以一个字符为单位进行
2、传送的通信方式,传送一个字符又称为一帧信息,发送与接收之间无时钟信号控制，发送和接收的速率要求相同,起始位：位于一帧数据的开头，逻辑“0”电平信号，用来通知接收设备开始接收一帧信息,数据位：紧跟起始位之后的是数据位，对51内核单片机来说，低位在前，高位在后,第9位：常用于对串行通信数据进行奇偶校验,停止位：逻辑“1”电平信号，应大于或等于一个位数据的时间。在发送完一帧信息后，用于发送的数据线一直处于高电平状态，等待再次发送,5,8.1 串行通信的概念,串行通信可分为单工、半双工和全双工3种方式,单工方式只有一根数据线，数据只能按照一个固定的方向传送,半双工方式的数据可以由甲向乙传送，也可以由乙
3、向甲传送，但是不能在两个方向上同时传送,全双工方式可以在同一时刻实现双向传送。,在串行通信中，用波特率衡量通信速度的快慢。波特率是指每秒钟传送的二进制数的位数,单位：位/秒（bps） 字节/秒（Bps）,波特率（bps）=1个字符的二进制位数 Bps,6,8.1 串行通信的概念,STC12C5A60S2单片机具有2个UART工作方式的串行口,接收缓冲器SBUF 地址：99H,发送缓冲器SBUF 地址：99H,串行口1,接收缓冲器S2BUF 地址：9BH,发送缓冲器S2BUF 地址：9BH,串行口2,7,8.2 串行口1的相关寄存器,STC12C5A60S2单片机的串行口1 与8个特殊功能寄存器
4、相关,串行控制寄存器SCON 电源控制寄存器PCON 辅助寄存器AUXR 独立波特率发生器寄存器BRT 唤醒控制寄存器WAKE_CLKO 中断寄存器IE、IP、IPH。,8,8.2 串行口1的相关寄存器,1.串行控制寄存器SCON，地址为98H，可进行位寻址,SM0/FE：寄存器PCON中的SMOD0位为1时，该位用于帧错误检测(FE)。当检测到停止位无效时，硬件会将该位置1，必须由软件清零,SMOD0位为0时，SM0、SM1两位一起确定串行口1的工作方式,SM2：在方式0中，该位必须为0；在方式2和方式3中，该位为1时，只有接收到的第9位数据RB8位为1时，接收才能有效。在方式1中，该位为1
5、时，只有正确接收到停止位时，接收才能有效,REN：允许串行接收控制位。当该位为1时，允许接收信息；当该位为0时，禁止接收信息。,TB8：发送数据的第9位,RB8：接收数据的第9位,TI：串行口1发送中断请求标志位,RI：串行口1接收中断请求标志位,9,8.2 串行口1的相关寄存器,2.电源控制寄存器PCON，地址为87H,SMOD：波特率倍频选择位。该位置1，串行口1工作在方式1、2、3时波特率加倍； 该位为0，各工作方式的波特率不加倍,SMOD0：帧错误检测有效控制位。 该位置1，SCON寄存器中的SM0/FE位用于FE功能； 该位为0，SCON寄存器中的SM0/FE位用于方式选择。,10,
6、8.2 串行口1的相关寄存器,3.辅助寄存器AUXR，地址为8EH,UART_M0x6：串行口1方式0的通信速度控制位。 UART_M0x6=0，方式0的波特率为系统时钟频率的12分频； UART_M0x6=1，方式0的波特率为fosc/2。,BRTR：独立波特率发生器运行控制位。 BRTR=0时，不允许独立波特率发生器工作； BRTR=1时,允许独立波特率发生器工作,BRTx12：独立波特率发生器计数控制位。 BRTx12=0时，独立波特率发生器的计数时钟源为系统时钟频率fosc的12分频； BRTx12=1，独立波特率发生器的计数时钟源为系统时钟频率。,S1BRS：串行口1的波特率发生器选
7、择位。 S1BRS=0时，选择定时/计数器T1作为串行口1的波特率发生器； S1BRS=1时，选择独立波特率发生器作为串行口1的波特率发生器,11,8.2 串行口1的相关寄存器,4.独立波特率发生器寄存器BRT，地址为9CH,独立波特率发生器是专门用于控制串行通信速度的定时器，与定时/计数器T1工作于方式2的情况相似。BRT用于保存重装时间常数的一个8位寄存器,注意： 串行口2：只能使用独立波特率发生器控制发送与接收， 串行口1：既可以选择T1作为波特率发生器，也可以选择独立波特率发生器。 串行口1和串行口2不能同时使用独立波特率发生器，,12,8.2 串行口1的相关寄存器,5. 唤醒控制寄存
8、器WAKE_CLKO，地址为8FH,RXD_PIN_IE=0时，禁止P3.0/RxD引脚的下降沿置位RI，也禁止RxD引脚唤醒掉电模式； RXD_PIN_IE=1时，允许P3.0/RxD引脚的下降沿将RI置1，并且RxD引脚的下降沿能够唤醒掉电模式,13,8.3 串行口1的工作方式,8.3.1方式0,串行口1工作在方式0，作同步移位寄存器使用,UART_M0x6：串行口1方式0的通信速度控制位。 UART_M0x6=0，方式0的波特率为系统时钟频率的12分频； UART_M0x6=1，方式0的波特率为fosc/2。,14,8.3 串行口1的工作方式,8.3.1方式0,串行口数据由RxD引脚输入
9、或输出， 同步移位脉冲通过TxD引脚输出， 发送、接收均为8位数据,发送过程：,在TI=0的条件下， 执行MOV SBUF,A指令，启动发送,注意： 发送顺序：低位在前，高位在后 发送完一帧数据后，由硬件将发送中断标志位TI置1，向CPU发出中断请求。 若要再次发送数据，必须先通过程序将TI位清0。,15,8.3 串行口1的工作方式,8.3.1方式0,串行口数据由RxD引脚输入或输出， 同步移位脉冲通过TxD引脚输出， 发送、接收均为8位数据,接收过程：,在RI=0的条件下， 接收允许控制位REN置1时，处于接收状态 接收完一帧数据后，硬件将接收到的数据存入接收缓冲器SBUF，并将中断标志位R
10、I置1，向CPU发出中断请求,注意： 接收顺序：先收到的是低位，后收到的是高位 若要继续接收数据，必须先通过程序将RI位清0。,16,8.3 串行口1的工作方式,8.3.2方式1,8位数据，低位在前高位在后,发送过程：,在TI为0的条件下，执行将数据写入SBUF的指令时，启动发送过程。在内部移位脉冲的控制下，TxD引脚首先发送起始位、8位数据、停止位，发送完毕后TI置1，向CPU发出中断请求,17,8.3 串行口1的工作方式,8.3.2方式1,接收过程：,在RI为0、接收允许控制位REN被置1的条件下，CPU处于接收状态。当硬件检测到RxD引脚由高电平变为低电平时，开始接收一帧数据，并同步波特
11、率发生器。,18,8.3 串行口1的工作方式,8.3.2方式1,接收过程：,（1）RI=0 （2）SM2=0或接收到的停止位为1时 硬件自动将接收到的数据装入接收缓冲器SBUF，同时将停止位写入RB8，置中断标志位RI为1，向CPU提出中断请求。,若不满足两个条件，接收到的数据无法装入接收缓冲器SBUF，数据丢失。,注意：无论满足这两个条件与否，接收控制器将继续检测RxD引脚，接收下一帧数据，所以在接收的过程中，应及时清接收中断标志位RI，以免数据丢失,19,8.3 串行口1的工作方式,8.3.3方式2 、方式3,方式2 与方式3唯一的区别在于方式2的波特率是固定的，而方式3的波特率与波特率发
12、生器有关,方式1与方式3的区别是：方式1是8位的串行异步通信、 方式3是9位串行异步通信,20,8.3 串行口1的工作方式,8.3.3方式2 、方式3,发送过程：,将发送中断标志位TI清0，并通过位传送指令将第9位数据写入TB8中，然后执行MOV SBUF,A指令，启动发送过程。一帧数据发送完毕，硬件将发送中断标志位TI置1,21,8.3 串行口1的工作方式,8.3.3方式2 、方式3,接收过程：,允许控制位REN被置1后处于接收状态。接收到的第9位（而不是停止位）装入到RB8位中,注意：在方式2和方式3中，SM2为1时，只有接收到的第9位数据RB8位为1时，接收才能有效,22,8.3 串行口
13、1的工作方式,8.3.4 多机通信,在多机通信中方式2和方式3更适合主从通信,主机的SM2位清0,从机的SM2位置1,通信过程举例,(1) 主机向从机发送某一从机的地址，发送前将TB8位置1，然后进入接收状态,(2) 各从机接收到主机送出的地址信息后， 与本机地址相符时，表示被选中，将本机地址回发给主机（TB8位为0），执行CLR SM2指令。 未被选中的从机，SM2位依然为1，接收不到TB8位为0的数据信息。,23,8.3 串行口1的工作方式,8.3.4 多机通信,在多机通信中方式2和方式3更适合主从通信,主机的SM2位清0,从机的SM2位置1,通信过程举例,（3）主机收到从机回发的地址后，
14、检验是否与主机先前发送的地址一致，若不同，说明发送过程出现错误，再回到第（1）步，若相同，可以发出指令或数据信息(TB8位为0)。,（4）从机正确地接收到主机所发送到的指令或数据信息后，回发先前约定好的应答信号给主机，同时将SM2位重新置1，以便从机能够接收主机再次发送地址信息，本次主机与从机通信过程结束。,理论上，一个主机可以与256个从机通信，但由于每个单片机引脚的输入阻抗及总线上阻抗的存在，总线上所允许并联从机的数量要受到限制。如果主机与过多的从机连接时，波特率应设置的低一些以减少通信错误,24,8.4串行口1通信中波特率的设置,（1）方式0,辅助寄存器AUXR,UART_M0x6=0时
15、，波特率是fosc/12,UART_M0x6=1时，波特率是fosc/2,25,8.4串行口1通信中波特率的设置,（2）方式2,电源控制寄存器PCON,波特率=（2SMOD/64） fosc,SMOD=0时， 波特率= fosc/64,当SMOD=1时， 波特率=fosc/32,26,8.4串行口1通信中波特率的设置,（3）方式1和方式3,波特率=2SMOD (定时/计数器T1的溢出率 /32),SMOD=0时， 波特率= T1的溢出率/32,当SMOD=1时， 波特率= T1的溢出率/16,T1x12=0时， T1的溢出率= (fosc/12)/( 256 - THl),T1x12=1时，
16、T1的溢出率= fosc/( 256 - TH1),27,8.4串行口1通信中波特率的设置,（3）方式1和方式3,波特率=2SMOD (独立波特率发生器的溢出率 /32),BRTx12 = 0时，独立波特率发生器的溢出率=(fosc/12)/( 256-BRT ),BRTx12 = 1时，独立波特率发生器的溢出率=fosc/( 256-BRT),28,8.4串行口1通信中波特率的设置,（3）方式1和方式3,T1x12=0，T1工作在方式2时，几种波特率所对应T1的重装初值,29,8.5 串行口2的相关寄存器,与串行口2相关的寄存器有：,1.串行口2的控制寄存器S2CON,地址为9AH，不能位寻址,2.辅助寄存器AUXR波特率加倍控制位S2SMOD,S2SMOD位为0时， 串行口2的波特率不加倍,S2SMOD位为1时， 串行口2的波特率加倍,30,8.5 串行口2的相关寄存器,与串行口2相关的寄存器有：,3.辅助寄存器AUXR1,4.独立波特率发生器寄存器BRT,5.中断寄存器IE、IE2、IP2、IP2H,S2_P4位为0时， TxD2为P1.3，RxD2为P1.
