串行通信章改

1、串行通信章改第1頁，共54頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)2分，星期日二、串行通信的傳輸方式單工：?jiǎn)畏较虬腚p工：發(fā)送接收分時(shí)進(jìn)行全雙工：發(fā)送接收同時(shí)進(jìn)行第2頁，共54頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)2分，星期日三、異步和同步通信 同步通信特點(diǎn)： 發(fā)送和接收時(shí)鐘始終保持嚴(yán)格同步。由發(fā)送一方用同步字符指示每一同步數(shù)據(jù)流的開始。發(fā)送方不得間斷發(fā)送數(shù)據(jù)，否則插入同步字符。起始位 數(shù)據(jù)位 奇偶校驗(yàn)位 終止位異步通信特點(diǎn)： 數(shù)據(jù)是一幀一幀的傳送。規(guī)定了字符數(shù)據(jù)的傳送格式。用“起始位”“終止位”指示每一個(gè)傳輸數(shù)據(jù)的開始和結(jié)束。每個(gè)數(shù)據(jù)都以相同的幀格式傳輸。第3頁，共54頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)2分，

2、星期日 同步通信數(shù)據(jù)格式第4頁，共54頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)2分，星期日 異步通信數(shù)據(jù)格式第5頁，共54頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)2分，星期日四、通信數(shù)據(jù)的差錯(cuò)檢測(cè) （1）奇偶校驗(yàn) 在數(shù)據(jù)位后附加一個(gè)奇偶校驗(yàn)位，該位可為“0”或“1”，以保證整個(gè)字符（包括校驗(yàn)位）中“1”的個(gè)數(shù)為偶數(shù)（偶校驗(yàn)）或?yàn)槠鏀?shù)（奇校驗(yàn)）。接收方按約定檢查數(shù)據(jù)是否正確。（2）校驗(yàn)和 發(fā)送方對(duì)數(shù)據(jù)塊簡(jiǎn)單求和，產(chǎn)生一個(gè)單字節(jié)校驗(yàn)字符（校驗(yàn)和）附加到數(shù)據(jù)塊的結(jié)尾。接收方對(duì)收到的數(shù)據(jù)求和后與收到的校驗(yàn)和進(jìn)行比較，不同則有誤。（3）返回檢驗(yàn) 收到數(shù)據(jù)全部返回。第6頁，共54頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)2分，星期

3、日五、波特率 數(shù)據(jù)傳送速率，用每秒傳送位數(shù)表示。例：電傳機(jī)最快傳送速率為10字符/秒，每個(gè)字符11位，則波特率為 11位/字符10字符/秒=110位/秒六、串行通信的過程及通信協(xié)議串并轉(zhuǎn)換與設(shè)備同步 兩個(gè)通信設(shè)備在串行線路上成功地實(shí)現(xiàn)通信必須解決兩個(gè)問題： 一是串并轉(zhuǎn)換，即如何把要發(fā)送的并行數(shù)據(jù)串行化，把接收的串行數(shù)據(jù)并行化； 二是設(shè)備同步，即同步發(fā)送設(shè)備與接收設(shè)備的工作節(jié)拍，以確保發(fā)送數(shù)據(jù)在接收端被正確讀出。第7頁，共54頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)2分，星期日發(fā)送時(shí)的并-串轉(zhuǎn)換第8頁，共54頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)2分，星期日接收時(shí)的串-并轉(zhuǎn)換第9頁，共54頁，2022年，5月

4、20日，6點(diǎn)2分，星期日 進(jìn)行串行通信的兩臺(tái)設(shè)備必須同步工作才能有效地檢測(cè)通信線路上的信號(hào)變化，從而采樣傳送數(shù)據(jù)脈沖。設(shè)備同步對(duì)通信雙方有兩個(gè)共同要求： 一是通信雙方必須采用統(tǒng)一的編碼方法； 二是通信雙方必須能產(chǎn)生相同的傳送速率。串行通信協(xié)議 通信協(xié)議是對(duì)數(shù)據(jù)傳送方式的規(guī)定，包括數(shù)據(jù)格式定義和數(shù)據(jù)位定義等。起始位數(shù)據(jù)位奇偶校驗(yàn)位停止位波特率設(shè)置掛鉤（握手）信號(hào)約定第10頁，共54頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)2分，星期日串行通信接口電路功能： CPU并行輸出 CPU并行輸入 串行發(fā)送 串行接收 Universal Asychronous Receiver / Transmitter 通用異步

5、接收器/發(fā)送器UART Universal Synchronous Receiver / Transmitter 通用同步接收器/發(fā)送器USRT通用同步/異步接收器/發(fā)送器USART7.2 串行口及應(yīng)用第11頁，共54頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)2分，星期日典型串行接口芯片：INS8250 8251MCS-51的串行通信口特點(diǎn)： 片內(nèi)一個(gè)全雙工串行口 四種方式編程選擇 波特率由軟件控制、片內(nèi)定時(shí)器產(chǎn)生 接收/發(fā)送均可工作在查詢或中斷方式一、89C51串行口 1.結(jié)構(gòu) 89C51通過引腳RXD（P3.0，串行數(shù)據(jù)接收端）和引腳TXD（P3.1，串行數(shù)據(jù)發(fā)送端）與外界進(jìn)行通信。第12頁，共54

6、頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)2分，星期日 串行口內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意簡(jiǎn)圖第13頁，共54頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)2分，星期日2.串行口控制字及特殊功能寄存器（1）SBUF 串行數(shù)據(jù)緩沖器 發(fā)送緩沖器接收緩沖器 同名同地址 99H 串行發(fā)送與接收的速率與移位時(shí)鐘同步。89C51用定時(shí)器T1作為串行通信的波特率發(fā)生器，T1溢出率經(jīng)2分頻（或不分頻）后又經(jīng)16分頻作為串行發(fā)送或接收的移位脈沖。移位脈沖的速率即是波特率。CPU 發(fā)送數(shù)據(jù) SUBF TXD(P3.1) 串行輸出CPU 接收數(shù)據(jù) SUBF RXD(P3.0) 接收數(shù)據(jù) 第14頁，共54頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)2分，星期日（2）

7、 PCON電源控制寄存器（87H）SMOD D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0PCON波特率選擇其它定義位字節(jié)地址87HSMOD1，串口方式1,2或3，波特率提高一倍?？捎肕OVPCON，80H；或MOV87H，80H；使SMOD置1用于波特率選擇第15頁，共54頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)2分，星期日（3）串口控制寄存器SCON（98H）位地址 9F 9E 9D 9C 9B 9A 99 98 SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI位 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0SCON字節(jié)地址98H串行口操作方式選擇位00方式001方式110方式211方

8、式3允許方式2、3的多機(jī)通信使能位允許串行接收位1允許接收；0禁止接收方式2、3中要發(fā)送的第9位數(shù)據(jù)，可編程方式2、3中接收到的第9位數(shù)據(jù)。發(fā)送中斷標(biāo)志接收中斷標(biāo)志第16頁，共54頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)2分，星期日3.串行接口工作方式串口工作方式由SM0，SM1決定，見下表：串行口方式選擇 SM0 SM1 0 0 0 1 1 0 1 1方式 0 1 2 3 功能說明 移位寄存器方式 8位UART 9位UART 9位UART 波特率 fosc/12 可變 fosc/64或fosc/32 可變方式1、3的波特率：波特率（2SMOD/32） T1溢出率=第17頁，共54頁，2022年，5月

9、20日，6點(diǎn)2分，星期日（1）方式0同步移位寄存器方式RxD（P3.0）串行發(fā)送或接收數(shù)據(jù)，TxD（P3.1）輸出同步移位脈沖，數(shù)據(jù)傳送以8位為一幀，最低有效位LSB居先，波特率為第18頁，共54頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)2分，星期日方式0接收電路及時(shí)序第19頁，共54頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)2分，星期日說明：方式0發(fā)送或接收完8位數(shù)據(jù)后由硬件置位發(fā)送中斷標(biāo)志TI或接收中斷標(biāo)志RI。CPU響應(yīng)中斷請(qǐng)求轉(zhuǎn)入中斷服務(wù)程序時(shí)并不清TI或RI。中斷標(biāo)志TI或RI要用程序來清0。具體做法：CLRTICLRRI或ANLSCON，0FEHANLSCON，0FDH 來實(shí)現(xiàn)。以方式0工作時(shí)SM2位

10、（多機(jī)通信控制位）必須為0.第20頁，共54頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)2分，星期日（）方式18位異步通信方式TxD （P3.1）發(fā)送數(shù)據(jù)，RxD （P3.0）接收數(shù)據(jù)，一幀信息10位D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7起始位停止位波特率第21頁，共54頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)2分，星期日方式1發(fā)送和接收時(shí)序第22頁，共54頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)2分，星期日（）方式29位異步通信接口D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8起始位停止位TxD （P3.1）發(fā)送數(shù)據(jù)，RxD （P3.0）接收數(shù)據(jù)，一幀信息11位波特率第23頁，共54頁，2022年，5月2

11、0日，6點(diǎn)2分，星期日（4）方式39位異步通信接口TxD （P3.1）發(fā)送數(shù)據(jù)，RxD （P3.0）接收數(shù)據(jù)，一幀信息11位D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8起始位停止位波特率第24頁，共54頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)2分，星期日方式2、方式3發(fā)送和接收時(shí)序第25頁，共54頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)2分，星期日4.串行口波特率設(shè)置方式0：波特率 = 為時(shí)鐘頻率，由硬件決定方式2：波特率 = SMOD為特殊功能寄存器PCON最高位，由軟件決定.T1溢出率：T1溢出次數(shù)每秒方式，3：波特率 T1溢出一次所需時(shí)間 （28-N）12/foscT1溢出率 = 1/溢出一次所

12、需時(shí)間 =波特率=第26頁，共54頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)2分，星期日初始化步驟MOV TMOD,#20HMOV TH1,#XXH ;定時(shí)器初始化（如果波特率和定MOV TL1,#XXH ; 時(shí)器有關(guān)）SETB TR1 MOV PCON,#80H ; 串行口初始化，根據(jù)工作方式和波MOV SCON ,#50H ;特率等決定SETB EA ; 中斷開放SETB ES第27頁，共54頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)2分，星期日二、89C51串行口應(yīng)用 1.串行口方式0的應(yīng)用例1：用89C51串行口外接164串入并出移位寄存器擴(kuò)展8位并行口；8位并行口的每位都接一個(gè)發(fā)光二極管，要求發(fā)光二極管

13、從左到右以一定延遲輪流顯示，并不斷循環(huán)。設(shè)發(fā)光二極管為共陰極接法。解：設(shè)數(shù)據(jù)串行發(fā)送采用中斷方式，顯示的延遲通過調(diào)用延遲程序DELAY來實(shí)現(xiàn)。串入并出電路第28頁，共54頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)2分，星期日 ORG 0023H ;串行口中斷入口 AJMP SBR ;轉(zhuǎn)入串行口中斷服務(wù)程序 ORG 2000H ;主程序起始地址 MOV SCON ,#00H ;串行口方式0初始化 MOV A ,#80H ;最左一位發(fā)光二極管先亮 CLR P1.0 ;關(guān)閉并行輸出 MOV SBUF，A ;開始串行輸出LOOP : SJMP $ ;等待中斷SBR : SETB P1.0 ;啟動(dòng)并行輸出 ACA

14、LL DELAY ;顯示延遲一段時(shí)間 CLR TI ;清發(fā)送中斷標(biāo)志 RR A ;準(zhǔn)備右邊一位顯示 CLR P1.0 ;關(guān)閉并行輸出 MOV SBUF , A ;再一次串行輸出 RETI ;中斷返回第29頁，共54頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)2分，星期日例2：用89C51串行口外加移位寄存器165或166擴(kuò)展8位輸入口，輸入數(shù)據(jù)由8個(gè)開關(guān)提供，另有一個(gè)開關(guān)K提供聯(lián)絡(luò)信號(hào)。當(dāng)K=0時(shí)，表示要求輸入數(shù)據(jù)，輸入的8位為開關(guān)量，并入串出電路第30頁，共54頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)2分，星期日 對(duì)RI采用查詢方式來編寫程序，當(dāng)然，先要查詢開關(guān)K是否閉合。程序清單： START: MOV SC

15、ON ,#10H ;串行口方式0初始化 JB P1.1 ,$ ;開關(guān)K未閉合，等待 SETB P1.0 ;P/S=1,并行置入數(shù)據(jù) CLR P1.0 ;PS=0,開始串行移位 JNB RI ,$ ;查詢RI CLR RI ;查詢結(jié)束，清RI MOV A ,SBUF ;讀數(shù)據(jù)到累加器 ACALL LOGSIM ;進(jìn)行邏輯模擬 SJMP START ;準(zhǔn)備下一次模擬2.串行口方式1的應(yīng)用第31頁，共54頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)2分，星期日例3：在8051片內(nèi)RAM304FH單元中有32個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)，若采用方式1進(jìn)行串行通信，波特率為1200bit/s，fosc=6MHz(SMOD=0)，用

16、查詢和中斷兩種方式編寫發(fā)送/接收程序?qū)?。解：T1為方式2 由：波特率=位地址 9F 9E 9D 9C 9B 9A 99 98 SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RISCON允許接收 0 1 0 1 0 0 0 0=50H禁止接收 0 1 0 0 0 0 0 0=40H第32頁，共54頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)2分，星期日查詢方式 發(fā)送：ORG 0000HAJMP MAINORG 0030HMAIN:MOV TMOD,#20H MOV TL1,#0F3HMOV TH1,#0F3HSETB TR1 MOV SCON,#40H HERE:JNB TI,HERE MOV PC

17、ON,#00H CLR TIMOV R0,#30H INC R0MOV R7,#20H DJNZ R7,LOOPLOOP:MOV A,R0 SJMP $ MOV SBUF,A END第33頁，共54頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)2分，星期日查詢方式 接收：ORG 0000HAJMP MAINORG 0030HMAIN:MOV TMOD,#20H MOV TL1,#0F3H MOV TH1,#0F3HSETB TR1 MOV SCON,#50H MOV A,SBUF MOV PCON,#00H MOV R0,A MOV R0,#30H INC R0 MOV R7,#20H DJNZ R7,HE

18、RE HERE: JNB RI,HERE SJMP $ CLR RI END第34頁，共54頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)2分，星期日中斷方式 ORG 0000H MOV A,R0 AJMP MAIN MOV SBUF,AORG 0023H CLR F0AJMP SER WAIT:JB F0,HERE ORG 0030H AJMP WAIT MAIN: MOV SP,#60H HERE: AJMP HERE MOV TMOD,#20H SER: CLR TI MOV TH1,#0F3H INC R0 MOV TL1,#0F3H MOV A,R0 SETB TR1 MOV SBUF,A MOV

19、 SCON,#40H DJNZ R7,HE MOV R0,#30H SETB F0 MOV R7,#31;20H CLR ES SETB EA HE: RETI SETB ES END發(fā)送：第35頁，共54頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)2分，星期日中斷方式 ORG 0000H AJMP MAINORG 0023H CLR F0AJMP SER WAIT: JB F0,HERE ORG 0030H AJMP WAIT MAIN: MOV SP,#60H HERE: AJMP HERE MOV TMOD,#20H SER: CLR RI MOV TH1,#0F3H MOV A,SBUF MOV

20、TL1,#0F3H MOV R0, A SETB TR1 INC R0 MOV SCON,#50H DJNZ R7,HE MOV R0,#30H SETB F0 MOV R7,#20H CLR ES SETB EA HE: RETI SETB ES END接收：第36頁，共54頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)2分，星期日例4：設(shè)計(jì)一個(gè)發(fā)送程序，將50H5FH單元中的數(shù)據(jù)從串行口輸出（方式2），TB8做奇偶校驗(yàn)位。解：波特率=2SMODfosc/64=21fosc/64=fosc/32位地址 9F 9E 9D 9C 9B 9A 99 98 SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI R

21、ISCONSCON = 1 0 0 0 0 0 0 0=80HPCON = 1 0 0 0 0 0 0 0=80H3.串行口方式2 的應(yīng)用第37頁，共54頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)2分，星期日查詢方式 發(fā)送：ORG 0000HAJMP MAINORG 0030HMAIN: MOV SCON,#80H WAIT:JBC TI,CONT MOV PCON,#80H SJMP WAITMOV R0,#50H CONT:INC R0MOV R7,#10H DJNZ R7,LOOPLOOP:MOV A,R0 SJMP $ MOV C，P END MOV TB8，C MOV SBUF,A 第38頁，

22、共54頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)2分，星期日4.串行口方式3 的應(yīng)用例5：編制一個(gè)接收程序，將接收的16B數(shù)據(jù)送入片內(nèi)RAM的5OH5FH單元中。設(shè)串行口工作于方式 3，波特率為2400b/s。解：方式3為11位異步通信方式，波特率取決于TI的溢出率。查 表72（p165）可知，當(dāng)晶振為11.059MHz，波特率為2400b/s時(shí)，可取SMOD=0。TH1=0F4H。第39頁，共54頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)2分，星期日MAIN: MOV TMOD ,#20H ;設(shè)TI工作于模式2 MOV TH1 ,#0F4H ;賦循環(huán)計(jì)數(shù)初值 MOV TL1 ,#0F4H ;賦計(jì)數(shù)值 SETB

23、TR1 ;啟動(dòng)定時(shí)器TI MOV R0 ,#50H ;首地址送R0 MOV R7 ,#10H ;數(shù)據(jù)長(zhǎng)度送R7 MOV SCON ,#0D0H ;串行口工作與方式3，可接收 MOV PCON ,#00H ;設(shè)SMOD=0WAIT: JBC RI ,PR1 ;接收完一幀數(shù)據(jù)，清RI，轉(zhuǎn)PR1 SJMP WAIT ;否則等待PR1: MOV A ,SBUF ;讀入數(shù)據(jù) 第40頁，共54頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)2分，星期日J(rèn)NB P ,PNP ;P=0，轉(zhuǎn)PNP JNB RB8 ,PER ;P=1，RB8=0，轉(zhuǎn)出錯(cuò)處理 SJMP RIGHTPNP: JB RB8 ,PER ;P=0，RB8

24、=1，轉(zhuǎn)出錯(cuò)處理RIGHT: MOV R0 ,A ;數(shù)據(jù)送內(nèi)存 INC R0 ;修改地址指針 DJNZ R7 ,WAIT ;未完，繼續(xù)接收下一個(gè)數(shù)據(jù) CLR PSW.5 ;置正確接收完畢標(biāo)志F0=0 RET PER: SETB PSW.5 RET第41頁，共54頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)2分，星期日 例6：甲機(jī)向乙機(jī)發(fā)送128個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)。乙機(jī)收到后做校驗(yàn)，正確則存儲(chǔ)數(shù)據(jù)并回送“00”給甲機(jī)；不正確則回送“FF”給甲機(jī)，甲機(jī)將重新發(fā)送，直至全部發(fā)送完畢。7.3 89C51與89C51點(diǎn)對(duì)點(diǎn)異步通信第42頁，共54頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)2分，星期日 甲機(jī)軟件流程圖第43頁，共54

25、頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)2分，星期日乙機(jī)第44頁，共54頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)2分，星期日參數(shù)確定 a.晶振6MHz，串口工作方式3 9位UART，每幀數(shù)據(jù)11位（1位起始、8位數(shù)據(jù)、1位奇偶校驗(yàn)、1位停止）b.波特率 2400定時(shí)初值取SMOD=1 得c. 發(fā)送數(shù)據(jù)存于外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 4000H407FH單元 接收的數(shù)據(jù)存于外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 4000H開始的單元第45頁，共54頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)2分，星期日甲機(jī)程序清單 ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0023H LJMP SERVE1 ORG 0100HMAIN： MOV TMOD,#20H M

26、OV TH1,#0F3H MOV TL1,#0F3H SETB TR1 MOV PCON,#80H MOV SCON,#0D0H MOV DPTR,#4000H MOV R0,#80HSETB ESSETB EA 第46頁，共54頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)2分，星期日 MOVX A,DPTR MOV C, P MOV TB8, C MOV SUBF , A HERE： SJMP HERESERVE1：JBC RI ,LOOP CLR TI SJMP ENDTLOOP： MOV A，SBUF CLR C SUBB A ,#01H JC LOOP1 MOVX A ,DPTR MOV C, P

27、 MOV TB8, C MOV SUBF , A SJMP ENDT第47頁，共54頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)2分，星期日LOOP1： INC DPTR MOVX A , DPTR MOV C , P ； MOV TB8 , C ； MOV SUBF , A DJNZ R0 ,ENDT CLR ESENDT ： RETI乙機(jī)程序清單 ORG 0000HLJMP MAINORG 0023HLJMP SERVE2 ORG 0100HMAIN： MOV TMOD,#20H第48頁，共54頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)2分，星期日 MOV TH1,#0F3H MOV TL1,#0F3H SETB TR1 MOV PCON,#80H MOV SCON,#0D0H MOV DPTR,#4000H MOV R0,#80H SETB ES SETB EAHERE： SJMP HERESERVE2：JBC RI ,LOOP CLR TI SJMP ENDTLOOP： MOV A，SBUF MOV C , P JC LOOP1第49頁，共54頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)2分，星期日 ORL C ,RB8；為偶數(shù)，看收到的RB8是否為“0” JC LOOP2 ；C=TB8=“1”,則發(fā)來為奇數(shù)，奇偶錯(cuò) SJMP LOOP3 ；否則正確轉(zhuǎn)LOOP3LOOP1