單片機串口通信實驗報告

1、信息工程學(xué)院實驗報告成績:課程名稱：單片機原理及接口實驗工程名稱：串口通信實驗實驗時間：2017.5指導(dǎo)教師（簽名）:一、實驗?zāi)康模?了解什么是串口，串口的作用等。2、了解串口通信的相關(guān)概念3、利用keil軟件，熟悉并掌握中串口通信的使用4、通過實驗，熟悉串口通信程序的格式，串口通信的應(yīng)用等 二、實驗原理1、串口通信概念：單片機應(yīng)用與數(shù)據(jù)采集或工業(yè)控制時，往往作為前端機安裝在工業(yè)現(xiàn)場，遠離主機，現(xiàn)場數(shù)據(jù)采用串行通信方式發(fā)往 主機進展處理，以降低通信本錢，提高通信可靠性。如下列圖所示。9 / 72、串口數(shù)據(jù)通信方式及特點數(shù)據(jù)通信方式有兩種：并行通信與串行通信并行通信：所傳送數(shù)據(jù)的各位同時發(fā)送或接

2、收，數(shù)據(jù)有多少位就需要多少根數(shù)據(jù)線。特點：速度快，本錢高，適合近距離傳輸如計算機并口，打印機，8255 串行通信：所傳送數(shù)據(jù)的各位按順序一位一位地發(fā)送或接收。只需一根數(shù)據(jù)，一根地線，共 2根 特點：本錢低，硬件方便，適合遠距離通信， 傳輸速度低。串行通信與并行通信示意圖如下：3、串行通信根本格式 單工通信：數(shù)據(jù)只能單向傳送。 半雙工通信：通信是雙向的，但每一時刻，數(shù)據(jù)流通的方向是單向的。 全雙工通信：允許數(shù)據(jù)同時在兩個方向流動，即通信雙方的數(shù)據(jù)發(fā)送和接收是同時進展的4、異步串行通信/同步串行通信 異步串行通信：異步串行通信采用如下的幀構(gòu)造：起始位+ 8位數(shù)據(jù)位+停頓位 或 起始位+ 9位數(shù)據(jù)位

3、+停頓位其中：起始位為低電平，停頓位為高電平。優(yōu)點：硬件構(gòu)造簡單缺點：傳輸速度慢 同步串行通信：在同步通信中，發(fā)送方在數(shù)據(jù)或字符開場處就用同步字符（常約定12個字節(jié)）指示一幀的開場，由時鐘來實現(xiàn)發(fā)送端和接收端同步，接收方一旦檢測到與規(guī)定的同步字符符合，下面就連續(xù)按順序傳送假設(shè)干個數(shù)據(jù)，最后發(fā)校驗字節(jié)。見下列圖:數(shù)據(jù)1數(shù)據(jù)2一*SYN字符*1 ： S¥N字符X連續(xù)傳送口個數(shù)抿校驗5、串行通信過程與 UART根本的計算機異步串行通信系統(tǒng)中，兩臺計算機之間通過三根信號線TxD RxD和GND連接起來，TxD與GND構(gòu)成發(fā)送線路，RxD與GND構(gòu)成接收線路。一臺計算機的 TxD RxD線分別

4、與另一臺計算機的 RxD TxD線相連。由于在串行通信過程中的并串轉(zhuǎn)換、 串并轉(zhuǎn)換、線路檢測、采樣判決、組幀、 拆幀、發(fā)送和接收等操作需消耗 CPU大量時間，以至 CPU無法處理其它工UART通用異步串行通信接收發(fā)送器作，因而開發(fā)岀專用于處理異步串行通信發(fā)送和接收工作的芯片UART傳騙結(jié)拘CPU只需將要發(fā)送的一個字節(jié)數(shù)據(jù)交給UART,其它發(fā)送工作由UART自動完成，當(dāng)UART將一幀數(shù)據(jù)發(fā)送完畢，會通知CPU已發(fā)送完，可提交下一個字節(jié)。UART自動監(jiān)測線路狀態(tài)并完成數(shù)據(jù)接收工作，當(dāng)接收到一個字節(jié)數(shù)據(jù)后，UART會通知CPU來讀取。采用UART后,CPU的負擔(dān)大大減輕了。6、MCS 51的串行通信

5、接口MCS 51單片機部集成有一個 收、發(fā)送緩沖器，這兩個緩沖器同名發(fā)送SBUF:只能寫，不能讀；接收SBUF:只能讀，不能寫。UART用于全雙工方式的串行通信，可以同時發(fā)送、接收數(shù)據(jù)。它有兩個互相獨立的接SBUF共用一個地址號99H。SBUF = a a = SBUF串行接口有四種工作方式，有的工作方式時其波特率是可變的。用戶可以用軟件編程的方法在串行控制存放器SCON中寫入相應(yīng)的控制字就可改變串行口的工作方式。串行口構(gòu)造圖如下:8定時器T1TI I串存控制SCON(98H)串行通信的傳送過程說明：甲方發(fā)送時，CPU執(zhí)行指令SBUF =A啟動了發(fā)送過程，數(shù)據(jù)并行送入SBUF，在發(fā)送時鐘shi

6、ft的控制下由低位到高位一位一位發(fā)送，乙方在接收時鐘shift的控制下由低位到高位順序進入移位存放器 SBUF，甲方一幀數(shù)據(jù)發(fā)送完畢，置位發(fā)送中斷標(biāo)志TI,該位可作為查詢標(biāo)志或引起中斷，CPU可再發(fā)送下一幀數(shù)據(jù) 。乙方一幀數(shù)據(jù)到齊即接收緩沖器滿， 置位接收中斷標(biāo)志 RI，該位可作為查詢標(biāo)志或引起接收中斷，通過A=SBUF CPU將這幀數(shù)據(jù)并行讀入。由上述可知：1. 甲、乙方的移位時鐘頻率應(yīng)一樣，即應(yīng)具有一樣的波特率，否那么會造成數(shù)據(jù)喪失。2. 發(fā)送方是先發(fā)數(shù)據(jù)再查標(biāo)志，接收方是先查標(biāo)志再收數(shù)據(jù)。通信過程圖如下:甲方（發(fā)送）乙方£接收）SBL1shiftWIJ-弄1T數(shù)據(jù)MOV A ,

7、 SRUF RI串行數(shù)據(jù)SBL1shiftSCON和能改變波特率的特殊功能存放器PCONo其作用如下:7、串行接口的控制存放器：串行接口的控制存放器有兩個，串行控制存放器1SCON字節(jié)地址98H，可位尋址SCON用于確定串行通道的操作方式和控制串行通道的某些功能。也可用于發(fā)送和接收第九個數(shù)據(jù)位 TB& RB8,并有接收和發(fā)送中斷標(biāo)志RI及TI位。SCON各位的意義如下：SM0SM1SM2RENTB8RB8TIRI方式選擇多機 控制審行接收 允許/禁止欲發(fā)的 第九位收到的 第九位發(fā):送中 斷有/無接收中 斷旬無此處，SMO、SM1指定了串行通信的工作方式，假設(shè)設(shè)振蕩器頻率為 fosc,那

8、么規(guī)定如下列圖:SMO SM1 方式說明波特率0 0 0移位寄存器fosc / 120 1 18 位 UART可變10 29 位 UARTfosc / 64或fgu / 321139 位 UART可變SM2:在方式2、3時，多機通信的控制位。方式 0: SM2=0;方式1:假設(shè)SM2= 0,只要接收到8位數(shù)據(jù)，就激發(fā)中斷標(biāo)志RI= 1；假設(shè)SM2= 1,那么只有在接收到有效停頓位時才能激發(fā)中斷標(biāo)志RI= 1，否那么接收數(shù)據(jù)無效，且 RI仍為08、串行口波特率計算方式:串疔口的波特率2 弘 IODfoscX3212x256 -(llll)9、串行口的波特率有兩種方式：固定波特率和可變波特率10、

9、串行通信編程方式：查詢方式和中斷方式。查詢方式：查 TI或Ri是否為“ 1"。中斷方式：如果預(yù)先開了中斷，當(dāng)Tl、RI為“1",會自動產(chǎn)生中斷。注意：兩種方式中當(dāng)發(fā)送或承受數(shù)據(jù)后都要注意清Ti或RI。查詢方式發(fā)送程序：（先發(fā)后查發(fā)送一個數(shù)據(jù)-查詢TI -發(fā)送下一個數(shù)據(jù)查詢方式接收程序：先查后收查詢RI-讀入一個數(shù)據(jù)-查詢 RI-讀下一個數(shù)據(jù)中斷方式發(fā)送程序：發(fā)送一個數(shù)據(jù)-等待中斷，在中斷中再發(fā)送下一個數(shù)據(jù)。中斷方式接收程序：等待中斷，在中斷中再接收一個數(shù)據(jù)。查詢方式發(fā)送流程圖以及接收流程圖:7T詢?nèi)f式及回c枠禺開始設(shè)宦半tr迪信方式，允許接枚置接收綴沖區(qū)首址接收數(shù)旅塊氏度修

10、改他址指針 和塊長度計數(shù)番L匹V羣部數(shù)據(jù)接收屯R=l?接收數(shù)據(jù)中斷方式發(fā)送流程圖以及接收流程圖如下:中斷方式發(fā)送流程圖壬稈序中斯服務(wù)祚序涓TT椽改地址獵針和塊檢度計數(shù)器中斷方式 主程掙卩斷服務(wù)秤序門初始化、啟動【1匸作 I設(shè)宦串行通俏方式丨匱接收數(shù)據(jù)塊首址 數(shù)抓塊怏度il數(shù)器1 -> K V WF：SN塩送數(shù)據(jù)笈送數(shù)據(jù)0 -> LA, TL1S一1尋待中斷中斷返回三、實驗容與步驟實驗容:1, 驗證開發(fā)板例程中的電腦通過串口助手發(fā)送數(shù)據(jù)給開發(fā)板，單片機收到后返回電腦的例子2, 、修改例程，實現(xiàn)上課串口例子中，第一個發(fā)送字符串的程序。四、實驗結(jié)果及分析：程序如下：#include<reg51.h>#include<string.h>char s="瑋教師最帥"char a=O,b=O;void main()TMOD=0x20;SCON=