串行接口與應(yīng)用

串行接口與應(yīng)用第一頁(yè)，共三十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六7.1串行通信的基本知識(shí)

在MCS-51單片機(jī)內(nèi)部，有一個(gè)通用異步接收/發(fā)送器（UART）。這是一個(gè)全雙工串行接口，能同時(shí)進(jìn)行發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。利用這個(gè)串行接口，可以實(shí)現(xiàn)單片機(jī)之間的單機(jī)通信、多機(jī)通信，以及與PC機(jī)之間的通信。第二頁(yè)，共三十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六 7.1.1數(shù)據(jù)通信的基本概念

1、數(shù)據(jù)通信

2、通信方式 有兩種通信方式：一種是并行通信，一種是串行通信。

7.1.2串行通信方式 串行通信有三種方式：?jiǎn)喂ねㄐ?、半雙工通信和全雙工通信。

7.1.3數(shù)據(jù)同步技術(shù)1、異步通信第三頁(yè)，共三十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六第四頁(yè)，共三十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六第五頁(yè)，共三十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六7.2MCS-51單片機(jī)串行口的結(jié)構(gòu)與工作方式 7.2.1串行口的結(jié)構(gòu)

MCS-51有一個(gè)可編程的全雙工串行通信接口，可作為通用異步接收/發(fā)送器UART，也可作為同步移位寄存器。它的幀格式有8位、10位和11位，可以設(shè)置為固定波特率和可變波特率，給使用者帶來(lái)很大的靈活性。第六頁(yè)，共三十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六 7.2.2串行口控制寄存器SCON和電源控制寄存器PCON 1、串行口控制寄存器SCON

串行口控制寄存器SCON決定串行口通信工作方式，控制數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送，并標(biāo)示串行口的工作狀態(tài)等。其位格式為：第七頁(yè)，共三十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六 SM0、SM1：串行口工作方式控制位，兩位對(duì)應(yīng)四種工作方式，如表7-1所示（fosc是晶振頻率）。第八頁(yè)，共三十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六 2、電源控制寄存器PCON

電源控制寄存器PCON中只有一位SMOD與串行口工作有關(guān)，它的位格式為：

SMOD：波特率倍增位。串行口工作在方式1、方式2、方式3時(shí)，若SMOD=1，則波特率提高一倍；若SMOD=0，則波特率不提高一倍。單片機(jī)復(fù)位時(shí)，SMOD=0。第九頁(yè)，共三十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六 7.2.3波特率設(shè)計(jì)

1、方式0的波特率 工作方式0時(shí)，移位脈沖由機(jī)器周期的第6個(gè)狀態(tài)周期S6給出，每個(gè)機(jī)器周期產(chǎn)生一個(gè)移位脈沖，發(fā)送或接收一位數(shù)據(jù)。因此，波特率是固定的，為振蕩頻率的1/12，不受PCON寄存器中SMOD的影響。用公式表示為：工作方式0的波特率=fosc/12第十頁(yè)，共三十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六 2、方式2的波特率 工作方式2時(shí)，移位脈沖由振蕩頻率fosc的第二節(jié)拍P2時(shí)鐘（即fosc/2）給出，所以，方式2波特率取決于PCON中的SMOD位的值，當(dāng)SMOD=0時(shí)，波特率為fosc的1/64；當(dāng)SMOD=1時(shí)，波特率為fosc的1/32，用公式表示為；工作方式2波特率=（2SMOD/64）×fosc第十一頁(yè)，共三十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六 3、工作方式1和方式3的波特率

【例8-1】8051單片機(jī)時(shí)鐘振蕩頻率為11.0592MHZ，選用定時(shí)器T1（工作在方式2）作波特率發(fā)生器，波特率為4800bps，求定時(shí)器T1的初值X。 解設(shè)波特率控制位SMOD=0，則：

X=256?（11.0592×106×（0+1）/（384×4800）=250=FAH

所以，（TH1）=（TL1）=FAH

系統(tǒng)晶振頻率選用11.0592MHZ，是為了使初值為整數(shù)，從而產(chǎn)生精確的波特率。第十二頁(yè)，共三十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六 7.2.4串行口的四種工作方式 串行口的四種工作方式中，串行通信只使用方式1、方式2、方式3，方式0主要用于擴(kuò)展并行輸入輸出口。

1、串行口工作方式0第十三頁(yè)，共三十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六第十四頁(yè)，共三十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六第十五頁(yè)，共三十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六第十六頁(yè)，共三十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六第十七頁(yè)，共三十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六第十八頁(yè)，共三十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六第十九頁(yè)，共三十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六第二十頁(yè)，共三十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六第二十一頁(yè)，共三十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六7.3

主從式多機(jī)通信 7.3.1主從式多機(jī)通信原理

7.3.2多機(jī)通信協(xié)議

7.3.3串行通信實(shí)例

【例7-1】有兩臺(tái)8031單片機(jī)相距很近，直接將它們的串行口相連，1#機(jī)的TXD接2#機(jī)的RXD，2#機(jī)的TXD接1#機(jī)的RXD，二機(jī)的GND相連。二機(jī)的晶振頻率均為11.0592MHZ，通信的波特率為4800bps?，F(xiàn)將第一臺(tái)8031單片機(jī)片內(nèi)RAM40H～5FH單元內(nèi)的數(shù)據(jù)，串行發(fā)送到第二臺(tái)8031單片機(jī)片內(nèi)RAM60H～7FH單元中。第二十二頁(yè)，共三十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六

發(fā)送與接收的參考程序如下：1#單片機(jī)發(fā)送程序：

ORG1000H TX:

MOVTMOD,#02H

MOVTH1,#0FAH

MOVTL1,#0FAH MOVSCON,#80H ；設(shè)定工作方式2

MOVPCON,#00H； 波特率為fosc/64

SETBTR0 第二十三頁(yè)，共三十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六

MOVR0,#40H ；設(shè)發(fā)送數(shù)據(jù)的地址指針

MOVR2,#20H ；設(shè)發(fā)送數(shù)據(jù)長(zhǎng)度LOOP: MOVA,@R0 ；取發(fā)送數(shù)據(jù)送A

MOVC,PSW.0

MOVTB8,C ；奇偶位送TB8

MOVSBUF,A ；啟動(dòng)發(fā)送WAIT: JBCTI,LL1

；判發(fā)送中斷標(biāo)志

SJMPWAIT

第二十四頁(yè)，共三十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六LL1:

INCR0

DJNZR2,LOOP

RET2#單片機(jī)接收程序：

ORG1000HRX:

MOVTMOD,#02H

MOVTH1,#0FAH

MOVTL1,#0FAH

MOVSCON,#90H ；設(shè)定工作方式2，并允許接收第二十五頁(yè)，共三十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六

MOVPCON,#00H

SETBTR0

MOVR0,#60H

MOVR2,#20H

LOOP: JBCRI,MM1 ；等待接收數(shù)據(jù)

SJMPLOOP

MM1: MOVA,SBUF ；讀入一幀數(shù)據(jù)

JBPSW.0,PP1 ；判接收端奇偶

JBRB8,ERROR ；判發(fā)送端奇偶

SJMPRIGHT

第二十六頁(yè)，共三十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六PP1:

JNBRB8,ERROR ；接收出錯(cuò)RIGHT: MOV@R0,A ；接收正確

INCR0

DJNZR2,LOOP

ERROR: SETBPSW.5 ；置出錯(cuò)標(biāo)志

RET第二十七頁(yè)，共三十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六

【例7-2】甲乙兩機(jī)進(jìn)行串行通信，將甲機(jī)片外RAM中1000H單元開(kāi)始的32個(gè)數(shù)據(jù)發(fā)送到乙機(jī)的片外RAM1000H開(kāi)始的單元中。二機(jī)的晶振頻率均為11.0592MHZ，通信的波特率為1200bps。 設(shè)甲、乙機(jī)串行口均工作在方式1，根據(jù)發(fā)送和接收的波特率，設(shè)置定時(shí)器T1工作在方式2，當(dāng)SMOD=0，則計(jì)數(shù)初值為E8H。甲機(jī)發(fā)送子程序流程圖如圖7-7（a）所示，乙機(jī)接收子程序流程圖如圖7-7（b）所示。第二十八頁(yè)，共三十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六第二十九頁(yè)，共三十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六

參考程序如下：

(1)甲機(jī)發(fā)送子程序：ORG1000HTTTT: MOVTMOD,#20H MOVTH1,#0E8H MOVTL1,#0E8H SETBTR1 MOVSCON,#50H MOV87H,#00H第三十頁(yè)，共三十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六ENTER: MOVDPH,#10H MOVDPL,#00H MOVR4,#20H MOVR5,#00HTX1:

MOVA,#04H

MOVSBUF,AWAIT1: JBCTI,RX1

SJMPWAIT1RX1:

JBCRI,NEXT1

SJMPRX1第三十一頁(yè)，共三十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六NEXT1: MOVA,SBUF

CJNEA,#00H,TX1TX2:

MOVA,R4

MOVSBUF,A

ADDA,R5

MOVR5,AWAIT2: JBCTI,TX3

SJMPWAIT2TX3

: MOVXA,@DPTR

MOVSBUF,A

ADDA,R5

MOVR5,A

INCDPTR第三十二頁(yè)，共三十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六WAIT3: JBCTI,NEXT2

SJMPWAIT3NEXT2: DJNZR4,TX3

MOVA,R5

MOVSBUF,AWAIT4: JBCTI,RX_11H

SJMPWAIT4RX_11H: JBCRI,IF_11H

SJMPRX_11HIF_11H: MOVA,SBUF

CJNEA,#11H,ENTER RET第三十三頁(yè)，共三十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六(2)乙機(jī)接收子程序：

ORG1000HRRRR:

MOVTMOD,#20H

MOVTH1,#0E8H

MOVTL1,#0E8H

SETBTR1

MOVSCON,#50H

MOV87H,#00HENTER: MOVDPH,#10H

MOVDPL,#00H

MOVR5,#00H第三十四頁(yè)，共三十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六RX1:

JBCRI,IF_04H

SJMPRX1IF_04H: MOVA,SBUF

CJNEA,#04H,TX_FFH

MOVA,#00H

MOVSBUF,AWAIT1: JBCTI,RX2

SJMPWAIT1

LJMPRX2TX_FFH: MOVA,#0FFH

MOVSBUF,A第三十五頁(yè)，共三十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六WAIT2: JBCTI,LL1

SJMPWAIT2LL1:

LJMPENTERRX2:

JBCRI,LL2

SJMPRX2LL2:

MOVA,SBUF

MOVR4,A

MOVR5,ARX3:

JBCRI,LL3

SJMPRX3第三十六頁(yè)，共三十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六LL3:

MOVA,SBUF

MOVX@DPTR,A

INCDPTR

ADDA,R5

MOVR5,A

DJNZR4,RX3RX4:

JBCRI,LL4

SJMPRX4LL4:

MO