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，講稿共34頁，2023年5月2日，星期三什么是通信兩個設(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，講稿共34頁，2023年5月2日，星期三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，講稿共34頁，2023年5月2日，星期三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貴廉價第4頁，講稿共34頁，2023年5月2日，星期三如何并行通信（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，講稿共34頁，2023年5月2日，星期三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，講稿共34頁，2023年5月2日，星期三串行通信楨格式第7頁，講稿共34頁，2023年5月2日，星期三常見的串行通信協(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，講稿共34頁，2023年5月2日，星期三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，講稿共34頁，2023年5月2日，星期三串行輸出原理第10頁，講稿共34頁，2023年5月2日，星期三串行輸入原理第11頁，講稿共34頁，2023年5月2日，星期三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，講稿共34頁，2023年5月2日，星期三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，講稿共34頁，2023年5月2日，星期三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，講稿共34頁，2023年5月2日，星期三寄存器設(shè)置PORTC<6>:TXDTransmitterPORTC<7>:RXDReceiverRXSTA<SPEN>:1b7b6b5b4B3b2b1b0SPENRX9SRENCRENADDENFERROERRRX9Db7SPEN第15頁，講稿共34頁，2023年5月2日，星期三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，講稿共34頁，2023年5月2日，星期三傳輸速率相關(guān)寄存器及標志位波特率發(fā)生寄存器：SPBPG（99H）高波特率標志位：BRGH@TXSTA<2>同步收發(fā)標志位：SYNC@TXSTA<4>常用SPBPG的值：當主頻是4Mhz時，

速度希望采用9600bps進行異步通信則SPBRG=25，BRGH＝1，SYNC＝0第17頁，講稿共34頁，2023年5月2日，星期三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，講稿共34頁，2023年5月2日，星期三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，講稿共34頁，2023年5月2日，星期三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，講稿共34頁，2023年5月2日，星期三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，講稿共34頁，2023年5月2日，星期三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，講稿共34頁，2023年5月2日，星期三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，講稿共34頁，2023年5月2日，星期三要發(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，講稿共34頁，2023年5月2日，星期三如何判斷發(fā)送成功？對于發(fā)送而言，當一個字節(jié)發(fā)送完畢后PIR1的TXIF標志位會被自動置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，講稿共34頁，2023年5月2日，星期三如何判斷接收完畢？對于接收而言，當接收到一個字節(jié)后PIR1的RCIF標志位會置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，講稿共34頁，2023年5月2日，星期三例題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，講稿共34頁，2023年5月2日，星期三流程圖初始化串行口TXREG‘A’PIR1的TXIF位＝＝1TXREG‘A’TRUEFALSE第28頁，講稿共34頁，2023年5月2日，星期三程序源代碼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，講稿共34頁，2023年5月2日，星期三例題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，講稿共34頁，2023年5月2日，星期三流程圖初始化串行口PIR1的RXIF位＝＝1TXREG=RCREG＋1;第31頁，講稿共34頁，2023年5月2日，星期三程序源代碼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，講稿共34頁，2023年5月2日，星期三作業(yè)