串行通信原理與應(yīng)用

關(guān)于串行通信原理與應(yīng)用第1頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月什么是通信兩個設(shè)備之間交換數(shù)據(jù)的過程我們稱之為通信單工雙工AB第2頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月通信的方式從同時傳輸?shù)臄?shù)據(jù)位數(shù)來分為：1、并行通信(Parrel)2、串行通信(Serial)第3頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月串并行方式各自特點速度價格距離并行串行相對快相對慢短遠(yuǎn)貴廉價第4頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月如何并行通信（有時間再講）DB0-DB7WRRDCSALE信號等舉例：內(nèi)存的寫數(shù)據(jù)過程（兩部分）。通過時序圖讓學(xué)生明白CLKA[15:0]ALEWRPhase2Phase1AddressD[7:0]Data第5頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月如何串行通信就用極少的數(shù)據(jù)線就能實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信，那么是如何實現(xiàn)的呢？楨的概念：起始位，數(shù)據(jù)位，速率(波特率)，應(yīng)答位或停止位。舉例說明第6頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月串行通信楨格式第7頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月常見的串行通信協(xié)議

名稱特點USARTUSBI2CCAN用途PC與MCUPC與MCUMCU之間MCU之間特點簡單快，

可靠簡單復(fù)雜，可靠USARTPC與MCU簡單第8頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月USART特點支持同步串行通信和異步串行通信支持全雙工楨格式可編程第9頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月串行輸出原理第10頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月串行輸入原理第11頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月PIC的USART結(jié)構(gòu)起始位數(shù)據(jù)停止位接收發(fā)送起始位停止位起始位TXEN0111TXIF接收緩沖寄存器波特率發(fā)生器RCIF88SPEN10波特率發(fā)生器SPEN發(fā)送緩沖寄存器1發(fā)送移位寄存器01接收移位寄存器0停止位（教材89頁）圖3-9USART異步傳送模式結(jié)構(gòu)原理及時序圖第12頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月串行通信時必須要考慮的問題硬件如何連接？

傳輸速度是多少？

通信格式是什么樣的？

要發(fā)送或接收的數(shù)據(jù)放在哪里？

如何判斷發(fā)送或接收完畢？第13頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月MCU通過UART與PC連接圖＋5V代表10V代表0+12V代表1－12V代表0TXPCMAX232電平轉(zhuǎn)換器＋12V/-12V+5V/0VRX第14頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月寄存器設(shè)置PORTC<6>:TXDTransmitterPORTC<7>:RXDReceiverRXSTA<SPEN>:1b7b6b5b4B3b2b1b0SPENRX9SRENCRENADDENFERROERRRX9Db7SPEN第15頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月考慮傳輸速率問題可能出現(xiàn)設(shè)備之間的主頻不同的情況，為了解決這個問題，兩個設(shè)備之間必須協(xié)商通信速率。對于UART而言，傳輸速率是兩個設(shè)備之間預(yù)先協(xié)商好的，通過設(shè)置相應(yīng)寄存器來實現(xiàn)。第16頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月傳輸速率相關(guān)寄存器及標(biāo)志位波特率發(fā)生寄存器：SPBPG（99H）高波特率標(biāo)志位：BRGH@TXSTA<2>同步收發(fā)標(biāo)志位：SYNC@TXSTA<4>常用SPBPG的值：當(dāng)主頻是4Mhz時，

速度希望采用9600bps進(jìn)行異步通信則SPBRG=25，BRGH＝1，SYNC＝0第17頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月串行通信格式圖相關(guān)寄存器有兩個：TXSTA：發(fā)送控制寄存器RCSTA：接收控制寄存器第18頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月TXSTA(98H):發(fā)送控制寄存器765432100TX9TXENSYNC0BRGH0TX9D功能：

控制UART發(fā)送數(shù)據(jù)的格式第19頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月TXSTA(98H):發(fā)送控制寄存器765432100TX9TXENSYNC0BRGH0TX9D9位發(fā)送使能發(fā)送使能同步模式使能高波特率使能發(fā)送位第9位無用位，清0第20頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月TXSTA(98H):發(fā)送控制寄存器7bit6bit5bit43bit2bit1bit0CSRCTX9TXENSYNC-BRGHTRMTTX9D思考題：我想讓PIC的USART模塊采用8位數(shù)據(jù)位發(fā)送數(shù)據(jù)，異步方式，高速狀態(tài)，請問TXSTA該設(shè)定何值？TXSTA=0b00100100;第21頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月RCSTA：接收控制寄存器bit7654SPENRX9SRENCREN3bit2bit1bit0ADDENFERROERRRX9D功能：

控制UART接收數(shù)據(jù)的格式和狀態(tài)第22頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月RCSTA：接收控制寄存器bit76543bit2bit1bit0SPENRX90CREN0FERROERRRX9D串口使能9位使能連續(xù)接收使能楨格式錯溢出錯接收的第9位未用，置0思考題：我想讓PIC的USART模塊在異步方式下采用8位數(shù)據(jù)位接收數(shù)據(jù)，請問RCSTA該設(shè)定何值？RCSTA=0b10010000;第23頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月要發(fā)送或接收的數(shù)據(jù)放在哪里？要發(fā)送的數(shù)據(jù)放在TXREG里

收到的數(shù)據(jù)放在RCREG里

TXREG和RCREG都在0體中TXREG=‘A’;charvar=RCREG;第24頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月如何判斷發(fā)送成功？對于發(fā)送而言，當(dāng)一個字節(jié)發(fā)送完畢后PIR1的TXIF標(biāo)志位會被自動置1，通過判斷此位就可得知數(shù)據(jù)發(fā)送是否完畢，當(dāng)TXREG被賦值后，TXIF自動被清空。思考題：如何用程序判斷是否發(fā)送成功？76543210TXIFPIR1:

if((PIR1&0b00010000)!=0){//TXIF=1，本次發(fā)送成功

//發(fā)下一個數(shù)據(jù)或結(jié)束發(fā)送

}第25頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月如何判斷接收完畢？對于接收而言，當(dāng)接收到一個字節(jié)后PIR1的RCIF標(biāo)志位會置1，通過判斷此位可得知是否收到一個數(shù)據(jù)，當(dāng)RCREG被讀取后，RCIF自動被清空。思考題：如何用程序判斷是否接收完畢？76543210RCIFPIR1:

if((PIR1&0b00100000)!=0){//RCIF=1,說明收到一個數(shù)據(jù)

//把收到的數(shù)據(jù)讀走。

}第26頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月例題1電路圖如上圖

通過PIC16F877向PC的COM1不停的發(fā)送字符’A’,要求波特率為9600bps

8位數(shù)據(jù)位，無奇偶校驗位，一位停止位，無數(shù)據(jù)流控，請編程實現(xiàn)。第27頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月流程圖初始化串行口TXREG‘A’PIR1的TXIF位＝＝1TXREG‘A’TRUEFALSE第28頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月程序源代碼MAIN(){ RCSTA=0b10010000;SPBRG=25;TXSTA=0b00100100;TXREG=‘A’;while(1){if((PIR1&0b00010000)!=0){TXREG=‘A’;}}}//串口使能,接收使能//9600bps@4MHz//發(fā)送字符‘A’//發(fā)送使能，高波特率//發(fā)送完畢嗎？//再發(fā)送一個字符‘A’//死循環(huán)，循環(huán)發(fā)送第29頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月例題2電路圖如上圖

用超級終端軟件通過PC的COM1向PIC發(fā)送一個字符(由鍵盤輸入),MCU收到后把此字符加一后回傳給PC。要求波特率為9600bps，8位數(shù)據(jù)位，無奇偶校驗位，一位停止位，無數(shù)據(jù)流控，請編程實現(xiàn)。第30頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月流程圖初始化串行口PIR1的RXIF位＝＝1TXREG=RCREG＋1;第31頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月程序源代碼MAIN(){ RCSTA=0b10010000;SPBRG=25;TXSTA=0b00100100;

while(1){if((PIR1&0b00100000)!=0){TXREG=RCREG+1;}}}//串口使能,接收使能//9600bps@4MHz//發(fā)送使能，高波特率//接收完畢嗎？//把收到的字符＋1后發(fā)送//死循環(huán)，循環(huán)發(fā)送第32頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月作