單片機及接口技術(shù)串行口

1、單片機及接口技術(shù)串行口第1頁，共23頁，2022年，5月20日，2點41分，星期二141516717181920403938373612345678910111213P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7RXD/P3.0TXD/P3.1INT0（平）/P3.2INT1（平）/P3.3T0/P3.4T1/P3.5WR（平）/P3.6RD（平）/P3.780C3180C5187C51353433323130292827262524232221RST/VPDXTAL2XTAL1Vss(地)Vcc(+5V電源)EA(平)/VppALE/PROG（平）PSEN（平）P0.1/A

2、D1P0.0/AD0P0.3/AD3P0.2/AD2P0.5/AD5P0.4/AD4P0.7/AD7P0.6/AD6P2.7/A15P2.6/A14P2.5/A13P2.4/A12P2.3/A11P2.2/A10P2.1/A9P2.0/A8石英晶體第2頁，共23頁，2022年，5月20日，2點41分，星期二串行接口1. 串行通信概述異步通信ASNC（Asynchronous Data Communication）：一幀一幀地傳送，按照約定的幀格式來發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，硬件結(jié)構(gòu)簡單，還能用校驗位檢驗錯誤。同步通信SNC（Synchronous Data Communication）：用同步字符來指示

3、數(shù)據(jù)傳輸開始。與異步通信相比，沒有幀開始和結(jié)束位，所以速度快。單片機主要采用異步通信方式通信協(xié)議：指在計算機之間進行數(shù)據(jù)傳輸時的一些約定，包括通信方式、波特率、應(yīng)答的約定等。第3頁，共23頁，2022年，5月20日，2點41分，星期二2 80C51串行口定時器/計數(shù)器接收：從RxD逐位接收數(shù)據(jù)移位寄存器將接受到的位逐次移位8位數(shù)據(jù)從移位寄存器送入SBUF SBUF(99H)門發(fā)送控制器接收控制器+串行控制寄存器SCON(98H）輸入移位寄存器定時器T1產(chǎn)生波特率RxD(P3.0)TxD(P3.1)中斷A寄存器SBUF(99H)第4頁，共23頁，2022年，5月20日，2點41分，星期二1）主要

4、組成結(jié)構(gòu)：串行口緩沖器SBUF（只能與寄存器A進行數(shù)據(jù)傳送）b. 串行口控制寄存器SCON（98H）c. 引腳TxD、RxDd.與波特率相關(guān)的結(jié)構(gòu) 電源控制器PCON（87H）、定時/計數(shù)器T1定時器/計數(shù)器第5頁，共23頁，2022年，5月20日，2點41分，星期二2）SCON定時器/計數(shù)器位地址9F9E9D9C9B9A9998SCONSM0SM1SM2RENTB8RB8TIRI(Serialmode)方式控制多機通信1：多機0：單機對單機用于方式2、3(Receive Enable) 接收控制1：允許0：禁止(TransmitBit8)發(fā)送數(shù)據(jù)第9位(ReceiveBit8)接收數(shù)據(jù)第9位

5、(TransmitInterrupt)發(fā)送中斷(Receive Interrupt)接收中斷第6頁，共23頁，2022年，5月20日，2點41分，星期二波特率同步移位寄存器fOSC/1210位異步收發(fā)由定時器T1控制11位異步收發(fā)fOSC/32或fOSC/64SM0 SM1 0 0方式0 0 1方式1 1 0方式2 1 1方式311位異步收發(fā)由定時器T1控制串行接口3）串行口工作方式(1)方式0：用于串行擴展接口，通用波特率fOSC/12第7頁，共23頁，2022年，5月20日，2點41分，星期二(2)方式1用于通用異步通信接口（Universal Asynchronous Receiver/

6、Transmitter UART），波特率由定時/計數(shù)器T1的溢出率決定（T1工作于方式2時作為波特率發(fā)生器）串行接口第8頁，共23頁，2022年，5月20日，2點41分，星期二a.方式1的波特率計算 設(shè)T1的初始值為X，因為T1工作于方式2，所以是8位重裝的定時/計數(shù)器，其溢出計數(shù)次數(shù)： 28-X=256-X，計數(shù)一次消耗一個機器周期 則溢出周期為：T= 波特率= 串行接口溢出16次或32次傳輸一個二進制位，則其中SMOD為PCON的最高位第9頁，共23頁，2022年，5月20日，2點41分，星期二表2.5.1 定時器1產(chǎn)生的常用波特率表串行接口波特率振蕩時鐘頻率FOSC/MHzSMOD定時

7、器工作于方式2下的計數(shù)初值62.5K121FFH19.2K11.0591FDH9.6K11.0590FDH4.8K11.0590FAH2.4K11.0590F4H1.2K11.0590E8H137.511.98601DH1106072H第10頁，共23頁，2022年，5月20日，2點41分，星期二位地址PCON8ESMOD波特率選擇位8D8C8B8A898887起始位（0）D0D1D2D3D4D5D6D7停止位（1）b. PCON（注：不可位尋址） c. 方式1的幀格式串行接口第11頁，共23頁，2022年，5月20日，2點41分，星期二發(fā)送：TI=0的條件下，發(fā)送電路自動在8位數(shù)據(jù)前后分別添

8、加起始位和停止位（共10位）用TxD線以波特率的速度逐位發(fā)送一幀信息發(fā)送完后自動維持TxD線為高電平（空閑位），TI由硬件自動置位（TI須用指令復位）。接收：RI=0、REN=1的條件下，接收電路自動對RxD采樣，若RxD由高變低，則認為RxD線上有起始位，開始接收數(shù)據(jù)，接收到一幀后，將8位數(shù)據(jù)送入SBUF。d.方式1的發(fā)送和接收操作串行接口第12頁，共23頁，2022年，5月20日，2點41分，星期二(3) 方式2和方式3 可用于多機通信，或可用奇偶校驗，兩種方式只是波特率不同。012345678910起始位0D0D1D2D3D4D5D6D7校驗位或數(shù)據(jù)/地址控制位停止位1幀格式串行接口位9

9、：單機單機通信可為奇偶校驗位，多機通信（多個從機）則為數(shù)據(jù)/地址控制位。第13頁，共23頁，2022年，5月20日，2點41分，星期二串行接口80C51（主機）TXDRXD 80C51(從機1)RXDTXD 80C51(從機2)RXDTXD多機通信若從機的SM2=1，則從機接受地址幀：a. 當從機的RI=0、REN=1時，從機從TxD引腳接收，將第9位（數(shù)據(jù)/地址控制位）送入RB8。b. 若第9位為0，表示該幀為數(shù)據(jù)幀，丟棄c. 若第9位為1，表示該幀為地址幀， RI=1，產(chǎn)生中斷請求。從機CPU將該幀地址與本從機地址比較，若一致，說明主機要和本從機通信，重新設(shè)置SM2=0 第14頁，共23頁

10、，2022年，5月20日，2點41分，星期二串行接口若從機的SM2=0，則主從機的數(shù)據(jù)通信：a. 發(fā)送：TI=0時，將發(fā)送的8位數(shù)據(jù)裝入SBUF，第9位數(shù)據(jù)（奇偶校驗位）裝入SCON的RB8從TxD發(fā)送完一幀，TI自動硬件置1。b. 接收：RI=0、REN=1時，從RxD接收完一幀，第9位送RB8，RI置1 方式2的波特率= 方式3的波特率與方式1相同 第15頁，共23頁，2022年，5月20日，2點41分，星期二3 單片機串行口應(yīng)用舉例 例題6.1 用查詢法編出串行口在方式2下的數(shù)據(jù)發(fā)送程序。設(shè)單片機主頻為6MHz，波特率為fOSC/32，發(fā)送字符塊地址為TBLOCK（片內(nèi)RAM），字符塊長

11、度為LEN。要求采用奇校驗。 串行接口SM0SM1SM2RENTB8RB8TI10解：SCON的初始值：第16頁，共23頁，2022年，5月20日，2點41分，星期二TXD：MOV SCON，#80H ; 設(shè)置串行口工作方式 MOV PCON，#80H ; SMOD置1，以得到所需波特率 MOV R0，#TBLOCK ; 設(shè)指針 MOV R7，#LEN ; 設(shè)循環(huán)次數(shù)LP ：CLR TI MOV A，R0 CPL P ; 得到奇偶校驗位 MOV C, P MOV TB8, C ; 設(shè)置TB8 MOV SBUF，A ; 啟動發(fā)送 JNB TI，$ ; 等待發(fā)送完一個字節(jié) INC R0 DJNZ

12、R7，LP RET 串行接口第17頁，共23頁，2022年，5月20日，2點41分，星期二例題6.2 利用80C51的串行口UART實現(xiàn)一個數(shù)據(jù)塊的發(fā)送。設(shè)發(fā)送數(shù)據(jù)緩沖區(qū)首地址為片內(nèi)RAM 50H，發(fā)送數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)為10H，串行口工作于方式1，選定波特率為1200，時鐘頻率為11.0529MHz。串行接口SM0SM1SM2RENTB8RB8TI01解：1）設(shè)置工作方式字SCON：40H第18頁，共23頁，2022年，5月20日，2點41分，星期二串行接口2）設(shè)置波特率（即選擇SMOD和定時器1的定時初值）查教材P149 表5-10得：SMOD=0； TL1=TH1=E8H設(shè)置定時器工作方式字(定

13、時器1工作于方式2)： TMOD=20H定時器1定時器0GATEC/T(平)M1M0GATEC/T(平)M1M000100000第19頁，共23頁，2022年，5月20日，2點41分，星期二TXD：MOV SCON，#40H ; 設(shè)置串行口工作方式 MOV PCON，#00H ; SMOD清0 MOV TL1，#E8H MOV TH1, #E8H MOV TMOD, #20H MOV R0，#50H ; 設(shè)指針 MOV R7，#10H ; 設(shè)循環(huán)次數(shù) SETB TR1 ; 啟動定時LP : MOV A，R0 MOV SBUF，A ; 啟動發(fā)送 JNB TI，$ ; 等待發(fā)送結(jié)束 CLR TI INC R0 DJNZ R7，LP RET 串行接口3）編寫代碼第20頁，共23頁，2022年，5月20日，2點41分，星期二例題6.3 利用80C51的串行口UART實現(xiàn)一個數(shù)據(jù)塊的接收。設(shè)接收數(shù)據(jù)緩沖區(qū)首地址為片內(nèi)RAM 40H，接收數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)為10H，串行口工作于方式2，波特率為fOSC/32 。串行接口SM0SM1SM2RENTB8RB8TI10解：1）設(shè)置工作方式字SCON：80H2）設(shè)置波特率：SMOD=1；課11第21頁，共23頁，2022年，5月20日，2點41分，星期二串行接口RXD：MOV SCON，#80H ; 設(shè)置串行口工作方式 MOV PCON