片微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)第二版80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用

1、普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材單片微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)（第二版） 編著科學(xué)出版社北京片微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)第二版80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用第七章80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用 片微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)第二版80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用通信：計(jì)算機(jī)與外界的數(shù)據(jù)傳送。 單臺儀器儀表或控制器往往會帶有不止一個的單片微機(jī)， 多個智能儀器儀表或控制器在單片微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中又常常會構(gòu)成一個分布式采集、控制系統(tǒng)，上層由PC進(jìn)行集中管理等。片微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)第二版80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用7.1 串行數(shù)據(jù)通信概述 傳送方式 并行傳送方式在數(shù)據(jù)傳輸時，一個

2、數(shù)據(jù)編碼字符的所有各位都同時發(fā)送、并排傳輸，又同時被接收。并行傳送方式要求物理信道為并行內(nèi)總線或者并行外總線。片微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)第二版80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用 串行傳送方式在數(shù)據(jù)傳輸時，一個數(shù)據(jù)編碼字符的所有各位按一定順序，一位接著一位在信道中被發(fā)送和接收。串行傳送方式的物理信道為串行總線。 計(jì)算機(jī)與外界的數(shù)據(jù)傳送大多是串行的，其傳送距離可以從幾米直到幾千公里。 片微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)第二版80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用 單工方式、半雙工方式、全雙工方式 單工方式信號(不包括聯(lián)絡(luò)信號) 在信道中只能沿一個方向傳送。 半雙工方式通信的雙方均具有發(fā)送和接收信息的能力，

3、信道也具有雙向傳輸性能，通信的任何一方在指定的時刻，只能沿某一個方向傳送信息。 全雙工方式 若信號在通信雙方之間沿兩個方向同時傳送，任何一方在同一時刻既能發(fā)送又能接收信息。 片微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)第二版80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用 異步傳輸和同步傳輸在數(shù)據(jù)通信中，要保證發(fā)送的信號在接收端能被正確地接收，必須采用同步技術(shù)。常用的同步技術(shù)有兩種方式，一種稱為異步傳輸也稱起止同步方式，另一種稱為同步傳輸也稱同步字符同步方式。片微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)第二版80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用 異步傳輸以字符為單位進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，每個字符都用起始位、停止位包裝起來，在字符間允許有長短不一的間

4、隙。 同步傳輸對數(shù)據(jù)塊進(jìn)行傳輸，一個數(shù)據(jù)塊中包含著許多連續(xù)的字符，在字符之間沒有空閑。同步傳輸可以方便地實(shí)現(xiàn)某一通信協(xié)議要求的幀格式。 片微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)第二版80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用 波特率(BAUD RATE)串行通信的傳送速率用于說明數(shù)據(jù)傳送的快慢，“波特率”表示每秒種傳輸離散信號事件的個數(shù)，或每秒信號電平的變化次數(shù)，單位為band（波特）?！氨忍芈省笔侵该棵雮魉投M(jìn)制數(shù)據(jù)的位數(shù)，單位為比特/秒，記作bits/s或b/s或bps。在二進(jìn)制的情況下，波特率與比特率數(shù)值相等。片微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)第二版80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用串行通信常用的標(biāo)準(zhǔn)波特率在RS

5、-232C標(biāo)準(zhǔn)中已有規(guī)定，如波特率為600、1200、2400、4800、9600、19200等等。假若數(shù)據(jù)傳送速率為120字符/s，而每一個字符幀已規(guī)定為10個數(shù)據(jù)位，則傳輸速率為120101200bit/s，即波特率為1200，每一位數(shù)據(jù)傳送的時間為波特率的倒數(shù)： T112000.833ms片微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)第二版80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用 7.2 80C51串行口及控制7.2.1 80C51串行口結(jié)構(gòu) 串行數(shù)據(jù)通信主要有兩個技術(shù)問題，一個是數(shù)據(jù)傳送，另一個是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。數(shù)據(jù)傳送主要解決傳送中的標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)幀格式及工作方式等。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換要解決把數(shù)據(jù)進(jìn)行串、并行的轉(zhuǎn)換，這種轉(zhuǎn)換通

6、常由通用異步接收發(fā)送器(UART) 電路來完成。數(shù)據(jù)發(fā)送端，要把并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串行數(shù)據(jù)，而在數(shù)據(jù)接收端，要把串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為并行數(shù)據(jù)。80C51中已集成有UART。8XC552中就增加了具有I2C總線功能的串行口。片微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)第二版80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用80C51中的串行口是一個全雙工的異步串行通信接口，它可作UART（通用異步接收和發(fā)送器）用，也可作同步移位寄存器用?？趦?nèi)的接收緩沖器和發(fā)送緩沖器在物理上是隔離的?？梢酝ㄟ^訪問特殊功能寄存器SBUF，來訪問接收緩沖器和發(fā)送緩沖器。接收緩沖器具有雙緩沖的功能，即它在接收第一個數(shù)據(jù)字節(jié)后，能接收笫二個數(shù)據(jù)字節(jié)。但是在接收完

7、第二個字節(jié)后，若笫一個數(shù)據(jù)字節(jié)還未取走，那么該數(shù)據(jù)字節(jié)將丟失。80C51串行口基本結(jié)構(gòu)如圖71所示。 片微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)第二版80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用 波特率發(fā)生器由T1、T2 及內(nèi)部的一些控制開關(guān)和分頻器所組成。它提供串行口的時鐘信號為 TXCLOCK和 RXCLOCK。 控制波特率發(fā)生器的特殊功能寄存器：TMOD、TCON、T2CON、PCON、TL1、TH1、TL2、TH2等。 片微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)第二版80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用 串行口內(nèi)部 串行數(shù)據(jù)緩沖寄存器SBUF有接收緩沖器SBUF和發(fā)送緩沖器SBUF，占用同一個地址(99H) 。 串行口控制寄

8、存器SCON片微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)第二版80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用 串行數(shù)據(jù)輸入輸出引腳接收方式下，串行數(shù)據(jù)從RXD引腳輸入，串行口內(nèi)部在接收緩沖器之前還有移位寄存器，從而構(gòu)成了串行接收的雙緩沖結(jié)構(gòu)，可以避免在數(shù)據(jù)接收過程中出現(xiàn)幀重疊錯誤。在發(fā)送方式下，串行數(shù)據(jù)通過TXD引腳輸出。片微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)第二版80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用 串行口控制邏輯接受來自波特率發(fā)生器的時鐘信號TXCLOCK和RXCLOCK；控制內(nèi)部的輸入移位寄存器將外部的串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為并行數(shù)據(jù)；控制內(nèi)部的輸出移位寄存器將內(nèi)部的并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串行數(shù)據(jù)輸出；控制串行中斷（RI和TI）。 片微型計(jì)算機(jī)

9、原理與接口技術(shù)第二版80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用 7.2.2 80C51串行口控制 串行口狀態(tài)控制寄存器 SCON控制串行通信的方式選擇、接收，指示串行口的中斷狀態(tài)。位地址 9FH 9EH9DH9CH 9BH9AH 99H 98H位功能SM0SM1SM2REN TB8 RB8 TI RI片微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)第二版80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用 SM0、SM1 串行口工作方式選擇位。其功能見表71。SM2 允許方式2、3中的多處理機(jī)通信位。方式0時，SM20。方式1時，若SM2l，只有接收到有效的停止位，接收中斷RI才置1。方式2和方式3時，SM21，則只有當(dāng)接收到的第9位數(shù)

10、據(jù)RB8為1時，才將接收到的前8位數(shù)據(jù)送入緩沖器SBUF中，并把RI置1、同時向CPU申請中斷；如果接收到的第9位數(shù)據(jù)RB8為0，RI置0，將接收到的前8位數(shù)據(jù)丟棄。SM20時，則不論接收到的笫9位數(shù)據(jù)是0或1，都將前8位數(shù)據(jù)裝入SBUF中，并申請中斷。 片微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)第二版80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用REN 允許串行接收位。 REN1時，允許串行接收；REN0時，禁止串行接收。TB8 方式2和方式3中要發(fā)送的第9位數(shù)據(jù)。在通信協(xié)議中，常規(guī)定TB8作為奇偶校驗(yàn)位。在80C51多機(jī)通信中，TB8=0用來表示數(shù)據(jù)幀；TB8=1表示是地址幀。RB8 方式2和方式3中接收到的第9位

11、數(shù)據(jù)。方式1中接收到的是停止位。方式0中不使用這一位。 片微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)第二版80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用TI 發(fā)送中斷標(biāo)志位。方式 0中，在發(fā)送第 8位末尾置位；在其它方式時，在發(fā)送停止位開始時設(shè)置。由硬件置位，用軟件清除。RI 接收中斷標(biāo)志位。方式 0中，在接收第 8位末尾置位；在其它方式時，在接收停止位中間設(shè)置。由硬件置位，用軟件清除。片微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)第二版80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用 電源控制及波特率選擇寄存器 PCON最高位SMOD與串行口控制有關(guān)，其它位與低功耗工作方式有關(guān)。 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0SMOD WLF GF1

12、 GF0 PD IDLSMOD 串行通信波特率系數(shù)控制位。當(dāng)SMOD1時，使波特率加倍。復(fù)位后，SMOD0。 片微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)第二版80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用 串行數(shù)據(jù)寄存器SBUF包含在物理上是隔離的兩個8位寄存器：發(fā)送數(shù)據(jù)寄存器和接收數(shù)據(jù)寄存器，它們共用一個地址99H。 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 SD7 SD6 SD5 SD4 SD3 SD2 SD1 SD0讀SBUF（MOVA，SBUF），則訪問接收數(shù)據(jù)寄存器； 寫SBUF（MOV SBUF，A），則訪問發(fā)送數(shù)據(jù)寄存器。 片微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)第二版80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用7.3

13、串行口的工作方式 在串行口控制寄存器SCON中，SM0和SM1位決定串行口的工作方式。80C51串行口共有4種工作方式。 片微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)第二版80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用 7.3.1 串行口方式0 同步移位寄存器方式 SM00、SM10。同步移位寄器方式。數(shù)據(jù)傳輸波特率固定為（112）fosc。由RXD引腳輸入或輸出數(shù)據(jù)，由TXD引腳輸出同步移位時鐘。接收發(fā)送的是8位數(shù)據(jù)，傳輸時低位在前。幀格式如圖72所示。 方式0時工作原理圖的如圖73所示。 片微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)第二版80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用發(fā)送當(dāng)執(zhí)行任何一條寫SBUF的指令（MOV SBUF，A）時，

14、就啟動串行數(shù)據(jù)的發(fā)送。在執(zhí)行寫入SBUF的指令時，選通內(nèi)部D觸發(fā)器置1 ，構(gòu)成發(fā)送移位寄存器的第9位，并使發(fā)送控制器開始發(fā)送。當(dāng)發(fā)送脈沖有效之后，移位寄存器的內(nèi)容由RXD引腳串行移位輸出；移位脈沖由TXD引腳輸出。在發(fā)送有效的期間，每個機(jī)器周期，發(fā)送移位寄存器右移一位，在其左邊補(bǔ)0。當(dāng)數(shù)據(jù)最高位移到移位寄存器的輸出位時，原寫入第9位的 l正好移到最高位的左邊一位，由此向左的所有位均為 0，零檢測器通知發(fā)送控制器要進(jìn)行最后一次移位，并撤銷發(fā)送有效，同時使發(fā)送中斷標(biāo)志TI置位，若CPU響應(yīng)中斷，則執(zhí)行從0023H開始的串行口發(fā)送中斷服務(wù)程序。 片微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)第二版80C51單片微機(jī)的串

15、行口原理及應(yīng)用接收當(dāng)REN1 且RI位清除時，就會啟動一次接收過程。在下一機(jī)器周期的S6P2時刻，接收控制器將1111 1110寫入接收移位寄存器，并在下一時鐘周期S1P1使接收控制器的接收有效，打開“與非門” ，同時由TXD引腳輸出移位脈沖。在移位脈沖控制下，接收移位寄存器的內(nèi)容每一個機(jī)器周期左移一位，同時由RXD引腳接收一位輸入信號。每當(dāng)接收移位寄存器左移一位，原寫入的1111 1110也左移一位。當(dāng)最右邊的0移到最左邊時，標(biāo)志著接收控制器要進(jìn)行最后一次移位。在最后一次移位即將結(jié)束時，接收移位寄存器的內(nèi)容送入接收數(shù)據(jù)緩沖寄存器SBUF，然后在啟動接收的第10個機(jī)器周期的S1P1時，清除接收

16、信號，置位SCON中的RI，發(fā)出中斷申請。完成一幀數(shù)據(jù)的接收過程。若CPU響應(yīng)中斷，則執(zhí)行從0023H開始的串行口接收中斷服務(wù)程序片微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)第二版80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用 7.3.2 串行口方式18位UART SM00、SM1l。 數(shù)據(jù)傳輸波特率由T1和T2的溢出決定，可用程序設(shè)定。當(dāng)T2CON寄存器中的RCLK和TCLK置位時，采用T2作為串行口接收和發(fā)送的波特率發(fā)生器。而當(dāng)RCLK和TCLK都為零時，采用T1作為串行口接收和發(fā)送的波特率發(fā)生器。由 TXD引腳發(fā)送數(shù)據(jù)。由 RXD引腳接收數(shù)據(jù)。 片微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)第二版80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用發(fā)

17、送或接收一幀信息為10位：1位起始位（0）、8位數(shù)據(jù)位(低位在前)和l位停止位（1）。幀格式如圖74所示。 片微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)第二版80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用發(fā)送：方式1時，發(fā)送的工作原理圖如圖75所示。當(dāng)執(zhí)行任何一條寫 SBUF的指令時，就啟動串行數(shù)據(jù)的發(fā)送。在執(zhí)行寫入SBUF的指令時，也將1寫入發(fā)送移位寄存器的第9位(由SBUF和1個獨(dú)立的D觸發(fā)器構(gòu)成)，并通知發(fā)送控制器有發(fā)送請求。片微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)第二版80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用開始發(fā)送后的一個位周期，發(fā)送信號有效，開始將起始位送TXD引腳。一位時間后，數(shù)據(jù)信號有效。發(fā)送移位寄存器將數(shù)據(jù)由低位到高位順

18、序輸出至TXD引腳。一位時間后，第一個移位脈沖出現(xiàn)將最低數(shù)據(jù)位從右邊移出，同時0從左邊擠入。當(dāng)最高數(shù)據(jù)位移至發(fā)送移位寄存器的出端時，先前裝入的第9位的l，正好在最高數(shù)據(jù)位的左邊，而它的右邊全部為0。這種狀態(tài)被零檢測器檢測到，在第10個位周期（16分頻計(jì)數(shù)器回0時），發(fā)送控制器進(jìn)行最后一次移位，清除發(fā)送信號，同時使SCON寄存器中TI置位，完成了一幀數(shù)據(jù)發(fā)送的全過程。若CPU響應(yīng)中斷，則執(zhí)行從0023H開始的串行口發(fā)送中斷服務(wù)程序。片微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)第二版80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用接收方式1時，接收的工作原理圖如圖76所示。當(dāng)REN1且清除RI后，若在RXD引腳上檢測到一個1到

19、0的跳變，立即啟動一次接收。同時，復(fù)位16分頻計(jì)數(shù)器，使輸入位的邊沿與時鐘對齊，并將1FFH（即9個l）寫入接收移位寄存器。接收控制器以波特率的16倍的速率繼續(xù)對RXD引腳進(jìn)行檢測，計(jì)數(shù)器的16個狀態(tài)把每一位的時間分為16份，對每一位時間的第7、8、9個計(jì)數(shù)狀態(tài)，位檢測器對RXD端的值采樣，這3個狀態(tài)理論上對應(yīng)于每一位的中央值。若發(fā)送端與接收端的波特率有差異，就會發(fā)生偏移，只要這種差異在允許范圍內(nèi)，就不至于發(fā)生錯位或漏碼。在上述3個狀態(tài)下，取得3個采樣值，其中至少有兩個值是一致的，即采用3取2的多數(shù)表決法，可抑制噪聲。 片微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)第二版80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用如果在

20、第1個時鐘周期中接收到的不是0，說明它不是一幀數(shù)據(jù)的起始位，則復(fù)位接收電路，繼續(xù)檢測RXD引腳上l到0的跳變。如果接收到的是起始位，就將其移入接收移位寄存器，然后接收該幀的其它位。接收到的位從右邊移入，原來寫入的1，從左邊移出，當(dāng)起始位移到最左邊時，接收控制器將控制進(jìn)行最后一次移位，把接收到的9位數(shù)據(jù)送入接收數(shù)據(jù)緩沖器SBUF和RB8，而且置位RI。在進(jìn)行最后一次移位時，能將數(shù)據(jù)送入接收數(shù)據(jù)緩沖器SBUF和RB8，而且置位RI的條件是： RI0 即上一幀數(shù)據(jù)接收完成時發(fā)出的中斷請求已被響應(yīng)，SBUF中數(shù)據(jù)已被取走。 SM20或接收到的停止位1。若以上兩個條件中有一個不滿足，將不可恢復(fù)地丟失接收

21、到的這一幀信息。 片微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)第二版80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用 7.3.3 串行口方式2和3 9位UART SM01、SM10，選擇方式2；SM11、SM01，選擇方式3。由TXD引腳發(fā)送數(shù)據(jù)。由RXD引腳接收數(shù)據(jù)。發(fā)送或接收一幀信息為11位：1位起始位（0）、8位數(shù)據(jù)位(低位在前) 、1位可編程位和1位停止位（l）。發(fā)送時可編程位TB8可設(shè)置為1或0，接收時可編程位進(jìn)入SCON寄存器的RB8位。方式2的波特率是固定的，為振蕩器頻率的1/32或1/64。.方式3的波特率則由T1和T2的溢出決定，可用程序設(shè)定。 片微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)第二版80C51單片微機(jī)的串行口原

22、理及應(yīng)用幀格式如如圖 7-7所示。方式 2時的工作原理圖如圖 7-8所示。片微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)第二版80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用在進(jìn)行最后一次移位時，能將數(shù)據(jù)送入接收數(shù)據(jù)緩沖器SBUF和RB8，而且置位RI的條件是：RI0；SM20或接收到的停止位1。 若以上兩個條件中有一個不滿足，將不可恢復(fù)地丟失接收到的這一幀信息。 片微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)第二版80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用 7.4 多處理機(jī)通信方式 SM2：多處理機(jī)通信位。當(dāng)串行口以方式2或方式3接收時，若SM21，只有當(dāng)接收到的第9位數(shù)據(jù)RB8為1時，才將數(shù)據(jù)送入接收緩沖器SBUF，并使RI置1，申請中斷，否則數(shù)

23、據(jù)將丟失；若SM20，則無論第9位數(shù)據(jù)RB8是1還是0，都能將數(shù)據(jù)裝入SBUF，并且發(fā)中斷。利用這一特性，便可實(shí)現(xiàn)主機(jī)與多個從機(jī)之間的串行通信。圖79為多機(jī)通信連線示意圖，系統(tǒng)中左邊的80C51為主機(jī)，其余的為1n號從機(jī)，并保證每臺從機(jī)在系統(tǒng)中的編號是惟一的。片微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)第二版80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用系統(tǒng)初始化時，將所有從機(jī)中的SM2位均設(shè)置為1，并處于允許串行口中斷接收狀態(tài)。主機(jī)欲與某從機(jī)通信，先向所有從機(jī)發(fā)出所選從機(jī)的地址，從機(jī)地址符合后，接著才發(fā)送命令或數(shù)據(jù)。 在主機(jī)發(fā)地址時，置第9位數(shù)據(jù)（RB8）為1，表示主機(jī)發(fā)送的是地址幀；當(dāng)主機(jī)呼叫某從機(jī)聯(lián)絡(luò)正確后，主機(jī)發(fā)

24、送命令或數(shù)據(jù)幀時，將第9位數(shù)據(jù)（RB8）清0。 片微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)第二版80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用各從機(jī)由于SM2置1，將響應(yīng)主機(jī)發(fā)來的第9位數(shù)據(jù)（RB8）為1的地址信息。從機(jī)響應(yīng)中斷后，有兩種不同的操作： 若從機(jī)的地址與主機(jī)點(diǎn)名的地址不相同，則該從機(jī)將繼續(xù)維持SM2為l，從而拒絕接收主機(jī)后面發(fā)來的命令或數(shù)據(jù)信息，等待主機(jī)的下一次點(diǎn)名。若從機(jī)的地址與主機(jī)點(diǎn)名的地址相同，該從機(jī)將本機(jī)的SM2清0，繼續(xù)接收主機(jī)發(fā)來的命令或數(shù)據(jù)，響應(yīng)中斷。 片微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)第二版80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用7.5串行口的應(yīng)用 7.5.1串行口的波特率發(fā)生器及波特率計(jì)算 串行口的波

25、特率發(fā)生器如圖7-10所示。方式0時的波特率由振蕩器的頻率（fosc）所確定：波特率為fosc/12。方式2時的波特率由振蕩器的頻率（fosc）和SMOD位確定： 當(dāng)SMOD位1時，波特率fosc/32；當(dāng)SMOD0時，波特率fosc/64。 方式1和3時的波特率由定時器T1和T2的溢出率和SMOD確定。 片微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)第二版80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用（1）用定時器T1（0）產(chǎn)生波特率 定時器T1工作于方式0：T1為13位計(jì)數(shù)器。 式中：TC13位計(jì)數(shù)器初值； X中斷服務(wù)程序的機(jī)器周期數(shù)，在中斷服務(wù)程序中重新對定時器置數(shù)。片微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)第二版80C51單片微機(jī)

26、的串行口原理及應(yīng)用定時器T1工作于方式1：T1為16位的計(jì)數(shù)器。式中：TC16位計(jì)數(shù)器初值； X中斷服務(wù)程序的機(jī)器周期數(shù)，在中斷服務(wù)程序中重新對定時器置數(shù)。定時器Tl工作于方式2：T1為8位可重裝的方式，用TL1計(jì)數(shù)，用TH1裝初值。 片微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)第二版80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用 7.5.2 方式0的編程和應(yīng)用 例： 使用74LS164的并行輸出端接8只發(fā)光二極管，利用它的串入并出功能，把發(fā)光二極管從左向右依次點(diǎn)亮，并不斷循環(huán)之。發(fā)光二極管擴(kuò)展連接路如圖7-11所示。 片微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)第二版80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用MOVSCON，#00H；設(shè)串行口

27、為方式0，CLRES；禁止串行口中斷MOVA，#80H；先顯示最左邊發(fā)光二極管LED:MOVSBUF，A；串行輸出JNBTI，$；輸出等待CLRTI ；軟件清中斷標(biāo)志ACALLDELAY；輪顯間隔RRA；發(fā)光右移AJMPLED；循環(huán)DELAY：；延時子程序RET片微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)第二版80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用7.5.3 方式1的編程和應(yīng)用 例：試編寫雙機(jī)通信程序。甲、乙雙機(jī)均為串行口方式1，并以定時器T1的方式2為波特率發(fā)生器，波特率為2400。波特率的計(jì)算：這里使用6MHz晶振，以T1的方式2制定波特率。計(jì)算定時器T1的計(jì)數(shù)初值：波特率= 2smod fosc 132 1

28、2 28 TH1TH1=28(2SMODfosc)(波特率3212) =256(206106)(24003212) =2566.5=249.5=FAH 片微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)第二版80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用 甲機(jī)發(fā)送：將以片內(nèi)RAM的78H及77H的內(nèi)容為首地址、以76H及75H的內(nèi)容減1為末地址的數(shù)據(jù)塊內(nèi)容，通過串行口傳至乙機(jī)。例：(78H) 20H；首地址高位（77H）00H（76H）20H；末地址高位 （75H）20H 即要求程序?qū)⑵釸AM的2000H20lFH中的內(nèi)容輸出到串行口。對數(shù)據(jù)塊首、末地址的傳送以查詢方式進(jìn)行，而數(shù)據(jù)的傳送以中斷方式進(jìn)行。 片微型計(jì)算機(jī)原理與接

29、口技術(shù)第二版80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用ORG0000HSJMPTRANSORG 0023H ；串行口中斷入口 AJMP SINTORG0030HTRANS：MOV TMOD，20H；置T1為定時器方式2 MOVTL1，0FAH ；置T1定時常數(shù)(波特率為；2400) MOV TH1，0FAH SETB EA ；允許中斷 CLR ES ；關(guān)串行口中斷片微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)第二版80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用 MOVPCON，#00H；波特率不倍增CLR TI ；清發(fā)送中斷MOV SCON，40H ；置串行口方式1MOV SBUF，78H ；輸出首地址WAIT1：JNB TI，

30、WAITI ；查詢等待發(fā)送結(jié)束 CLR TIMOVSBUF，77HWAIT2：JNB TI，WAIT2 ；查詢等待發(fā)送結(jié)束 CLR TI 片微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)第二版80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用MOV SBUF，76H ；輸出末地址WAIT3：JNB TI，WAIT3 CLR TIMOV SBUF，75HWAIT4：JNB TI，WAIT4 CLR TISETB ES ；允許串行口中斷片微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)第二版80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用MOV DPH，78H；輸出數(shù)據(jù)塊中第1個數(shù)據(jù) MOV DPL，77H MOVX A，DPTR CLR TI MOV SBUF，A

31、SJMP$；中斷等待片微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)第二版80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用ORG0200H；串行口中斷服務(wù)程序SINT：PUSH DPL ；保護(hù)現(xiàn)場 PUSH DPH PUSH AINC77H；地址加1MOVA，77HJNZJP1INC78H 片微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)第二版80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用JP1：MOV A，78H CJNE A，76H，END1 ；判數(shù)據(jù)傳送是否結(jié)束，未；結(jié)束則轉(zhuǎn)END1MOV A，77HCJNE A，75H，END1 CLR ES ；結(jié)束，關(guān)串行口中斷片微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)第二版80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用ESCOM：POP

32、A；恢復(fù)現(xiàn)場 POP DPH POP DPL RETIEND1：MOV DPH，78H；數(shù)據(jù)輸出未結(jié)束，則繼續(xù)發(fā)送 MOV DPL，77H MOVX A，DPTR CLR TI MOV SBUF，A RETI 片微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)第二版80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用 乙機(jī)接收乙機(jī)通過RXD引腳接收甲機(jī)發(fā)來的數(shù)據(jù)，接收波特率與甲機(jī)一樣。接收的第1、2字節(jié)是數(shù)據(jù)塊的首地址，第3、4字節(jié)是數(shù)據(jù)塊的末地址減1，第5字節(jié)開始是數(shù)據(jù)，接收到的數(shù)據(jù)依次存入數(shù)據(jù)塊首地址開始的存儲器中。 ORG0000HSJMPRECEIVE；乙機(jī)接收ORG0023HAJMPRSINT；串行口中斷入口片微型計(jì)算機(jī)原

33、理與接口技術(shù)第二版80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用ORG0030HRECEIVE：MOV TMOD，#20H；設(shè)T1為定時器方式2MOVTL1，0FAH ；置T1定時常數(shù) MOV TH1，0FAH SETB EA ；允許中斷 SETB ES ；允許串行口中斷CLR TI ；清發(fā)送中斷 MOV SCON，50H ；置串行口方式1、接收CLR 20H ；置地址標(biāo)志(20H0，為；地址；20H1，為數(shù)據(jù)) 片微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)第二版80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用MOV 70H，78H SJMP$；中斷等待 ORG0200HRSINT：PUSH DPL ；保護(hù)現(xiàn)場 PUSH DPH P

34、USH ACC MOV A，R0 PUSH ACC JB 20H，DATA ；判別接收的是地址還是數(shù)據(jù)，；是數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)移 片微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)第二版80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用MOV R0，70H ；是地址，分別送入78H75H中去 MOV A，SBUF MOV R0，ADEC 70HCLR RI MOV A， 74H CJNE A，70H，RETURN ；是地址，轉(zhuǎn)結(jié)束 SETB 20H；地址已接收完，置接收數(shù)據(jù)標(biāo)志 片微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)第二版80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用RETURN：POP ACC ；恢復(fù)現(xiàn)場 MOV R0，A POP ACC POP DPH PO

35、P DPLRETIDATA：MOV DPH，78H；接收數(shù)據(jù) MOV DPL，77H 片微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)第二版80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用MOV A，SBUF MOVX DPTR，A ；將數(shù)據(jù)送入片外RAM CLR RI INC 77H ；地址加 1 MOV A，77H JNZ DATA1 INC 78H 片微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)第二版80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用DATA1MOV A，76H CJNZ A，78H，RETURN MOVA，75H CJNE A，77H，RETURN CLR ES ；結(jié)束，關(guān)串行口中斷 AJMP RETURN 片微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)第

36、二版80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用ASCII碼由7位組成，其最高位可作為奇偶校驗(yàn)位用。數(shù)據(jù)塊通過串行口發(fā)送和接收，采用8位異步通信，波特率為1200，已知fosc11.0592MHz。從內(nèi)部RAM單元20H3FH中取出ASCII碼加上奇偶校驗(yàn)位之后發(fā)出。設(shè)串行口為方式1，T1為方式2作為串行口的波特率發(fā)生器。SMOD0TH1232E8H 例 通過串行口發(fā)送帶奇偶校驗(yàn)位的數(shù)據(jù)塊片微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)第二版80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用ORG0000HMOVTMOD，#20H；設(shè)T1為方式2MOVTL1，#0E8H；T1定時常數(shù)MOVTH1，#0E8HMOVSCON，#010000

37、00B；設(shè)串行口為方式1MOVR0，#20H；設(shè)發(fā)送數(shù)據(jù)區(qū)首址MOVR7，#32；發(fā)送32個ASCII碼數(shù)據(jù)片微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)第二版80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用LOOP：MOV A，R0；取ASCII碼數(shù)據(jù)ACALLSP-OUT；調(diào)用串行口發(fā)送子程序INCR0；未發(fā)送完，則繼續(xù)DJNZR7，LOOP片微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)第二版80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用串行口發(fā)送子程序SP-OUT：MOV C，P；設(shè)奇校驗(yàn)位CPLCMOVACC.7，CMOVSBUF，A；帶校驗(yàn)位發(fā)送JNBTI，$；發(fā)送等待CLRTIRET片微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)第二版80C51單片微機(jī)的串行口原

38、理及應(yīng)用把接收到的32個字節(jié)數(shù)據(jù)存放到20H3FH中，波特率為1200，若奇校驗(yàn)出錯，將進(jìn)位標(biāo)志C置1 。ORG0000HMOVTMOD，#20H；設(shè)T1為定時器方式2 MOVTL1，#0E8H；設(shè)T1時間常數(shù)MOVTH1，#0E8HMOVR0，#20H；接收緩沖區(qū)首址MOVR7，#32；接收字節(jié)計(jì)數(shù)器 例 通過串行口接收帶奇偶校驗(yàn)位的數(shù)據(jù)塊片微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)第二版80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用LOOP：ACALLSP-IN；調(diào)用帶奇校驗(yàn)的串行口接； 收子程序 JCERROR；校驗(yàn)錯，轉(zhuǎn)出錯處理MOVR0，A；存入INCR0DJNZR7，LOOP；未接收完，則繼續(xù)ERROR：；校

39、驗(yàn)錯，處理片微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)第二版80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用SP-IN：MOV SCON，#01010000B；設(shè)串行口為方式； 1，啟動接收J(rèn)NBRI，$CLRRIMOV A，SBUF；接收一個字節(jié)MOV C，P；檢查奇校驗(yàn)位，若出錯，C=1CPLCANLA，#7FH；去掉校驗(yàn)位后的ASCII碼數(shù)據(jù)RET片微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)第二版80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用7.5.4 方式2和3的編程和應(yīng)用 方式2接收發(fā)送的一幀信息是11位：第0位是起始位（0）；第18位是數(shù)據(jù)位；第9位是程控位，可由用戶置TB8決定；第10位是停止位。 方式2的波特率為：波特率振蕩器頻率/n

40、其中：當(dāng) SMOD0時，n64 ； 當(dāng) SMODl時，n32。 方式2和方式3基本一樣，僅波特率設(shè)置不同。片微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)第二版80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用工作方式2發(fā)送的一幀信息為11位：1位起始位，8位數(shù)據(jù)位，1位可編程為1或0的第9位（可用作奇偶校驗(yàn)位或數(shù)據(jù)地址標(biāo)志位）和1位停止位。奇偶校驗(yàn)位的發(fā)送是在將發(fā)送數(shù)據(jù)寫入發(fā)送緩沖器SBUF之前，先將奇偶標(biāo)志寫入SCON的TB8位。例： 試編寫串行接口以工作方式2發(fā)送數(shù)據(jù)的中斷服務(wù)程序片微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)第二版80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用ORG0023HAJMPSPINTSPINT：CLR EA；關(guān)中斷PUSH

41、PSW ；保護(hù)現(xiàn)場PUSH ACC SETB EA ；開中斷 SETB PSW.4 ；切換寄存器工作組 CLR TI ；清除發(fā)送中斷請求標(biāo)志 MOV A，R0 ；取數(shù)據(jù)，置奇偶標(biāo)志位 片微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)第二版80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用MOV C，P ；奇偶標(biāo)志位P送TB8 MOV TB8，CMOV SBUF，A；數(shù)據(jù)寫入發(fā)送緩沖器，啟動發(fā)送 INC R0；數(shù)據(jù)地址指針加1 CLR 0AFH；恢復(fù)現(xiàn)場 POP ACC POP PSW SETB 0AFH CLR PSW .4 ；切換寄存器工作組 RETI ；中斷返回 片微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)第二版80C51單片微機(jī)的串行口原理

42、及應(yīng)用例： 方式3和方式1的不同在于接收發(fā)送的信息位數(shù)不同，而與方式2的不同僅在于波特率設(shè)置不同。 這里以雙機(jī)通信為例。串行口以方式3進(jìn)行接收和發(fā)送，以T1為波特率發(fā)生器，選擇定時器方式2。 程序首先發(fā)送數(shù)據(jù)存放地址，而地址的高位存放在78H中，地址的低位存放在77H中；然后發(fā)送00H，01H，02H，F(xiàn)EH，共255個數(shù)據(jù)以后結(jié)束。 片微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)第二版80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用甲機(jī)的發(fā)送程序：ORG0023HCLR TI RETI TRANSFER：MOV TMOD，20H ；置T1為定時方式 2 MOV TL1， 0F0H ；置T1定時常數(shù)MOV TH1， 0F0H

43、 SETB EA ；允許中斷 CLR ES ；禁止串行口中斷 CLR ET1 ；禁止定時器T1中斷 片微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)第二版80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用MOV SCON，0E0H ；置串行口方式 3 SETB TB8 ；表示發(fā)送的是地址 MOV SBUF，78H ；發(fā)送地址 JNB TI， CLR TI MOV SBUF，77HJNBTI，$CLRTI MOV IE，90H ；允許串行口中斷 CLR SM2 ；以后發(fā)送的是數(shù)據(jù) 片微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)第二版80C51單片微機(jī)的串行口原理及應(yīng)用MOV A，00H；發(fā)送數(shù)據(jù) LOOP：MOVSBUF，AINCAJNBTI，$CLRTICJNZ A，0FFH，LOOP；判是否結(jié)束 CLR ES ；禁止串行口中斷 CLR EA ；關(guān)中斷HERE：AJMP