4 MCS-51的串行口.ppt

1、1、第4章MCS-51串行端口和應(yīng)用、主要內(nèi)容串行端口的結(jié)構(gòu)串行端口的工作方式波特率的修正簡(jiǎn)單應(yīng)用、2，4.1.1殘奧水平通信和串行通信修正機(jī)用二進(jìn)制數(shù)字(位)表示數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)從一臺(tái)修正機(jī)傳輸?shù)搅硪慌_(tái)修正機(jī)數(shù)據(jù)通信有殘奧級(jí)通信和串行通信兩種方式。4.1數(shù)據(jù)通信的基本概念、殘奧電平通信、串行通信、3、4.1數(shù)據(jù)通信的基本概念、4.1.2串行通信方式串行通信有單工通信、半雙工通信和全雙工通信三種方式。單工通信、4、4.1數(shù)據(jù)通信的基本概念、4.1.2串行通信方式串行通信有單工通信、半雙工通信和全雙工通信三種方式。半雙工方式、5、4.1數(shù)據(jù)通信的基本概念、4.1.2串行通信方式串行通信有單工通信、半

2、雙工通信和全雙工通信三種方式。 半雙工方式，6，(1)異步方式，4.1數(shù)據(jù)通信的基本概念，4.1.3數(shù)據(jù)通信的同步方式，異步方式的1幀數(shù)據(jù)格式，1字符的開始為1開始位，字符的結(jié)束為停止位，數(shù)據(jù)位位于開始位之后的通信時(shí)，數(shù)據(jù)為低位為了確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性，在數(shù)據(jù)位之后緊跟奇偶校驗(yàn)位，用于有限差錯(cuò)檢測(cè)。 如果數(shù)據(jù)不需要奇偶校驗(yàn)，可以省略此位。 7、(1)異步方式、4.1數(shù)據(jù)通信的基本概念、4.1.3數(shù)據(jù)通信的同步方式、異步通信中的數(shù)據(jù)傳輸格式、8、(1)異步方式異步通信的情況下，通信雙方必須遵守以下基本約定： (1)。 (2)通信速率必須相同。 所謂非同步，不要求雙方的幀和幀間的同步，將4.1數(shù)據(jù)

3、通信的基本概念、4.1.3數(shù)據(jù)通信的同步方式、9、(1)非同步方式串行通信的速度稱為波特率，所謂波特率是指每秒傳輸二進(jìn)制碼的比特?cái)?shù)，單位為比特/秒() 1臺(tái)設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸速率為240字符/秒，在異步通信方式的情況下，字符格式位為1比特的開頭比特、8比特的數(shù)據(jù)比特、1比特的停止比特，波特率為24010=2400比特/s的二進(jìn)制碼位4.1數(shù)據(jù)通信的基本概念、4.1.3數(shù)據(jù)通信的同步方法、10、(2)同步方法等于每個(gè)數(shù)據(jù)比特占用的時(shí)間，并且發(fā)射器幾乎以相同的時(shí)間單位發(fā)送數(shù)據(jù)比特，從而接收器必須與傳輸碼元同步地使采樣定時(shí)脈沖周期與碼元一致在傳輸數(shù)據(jù)塊時(shí)，在數(shù)據(jù)塊的前面加上同步字符(SYN )，接著連續(xù)

4、傳輸數(shù)據(jù)，以正確的時(shí)鐘保證發(fā)送側(cè)和接收側(cè)的同步，在線路空閑的期間不斷地發(fā)送同步字符。 可以將一個(gè)大數(shù)據(jù)塊分解為多個(gè)小數(shù)據(jù)塊，每個(gè)小數(shù)據(jù)塊之間用同步字符來(lái)區(qū)分。4.1數(shù)據(jù)通信的基本概念、4.1.3數(shù)據(jù)通信的同步方式、11、4.2mcs51單片機(jī)的串行端口結(jié)構(gòu)、4.2.1 MCS51單片機(jī)的串行端口內(nèi)部結(jié)構(gòu)、12、串行端口的動(dòng)作有多種方式在接收方式中，串行數(shù)據(jù)通過(guò)RXD(P3.0)進(jìn)入單片機(jī)。 當(dāng)接收控制器檢測(cè)到接收側(cè)RXD上的負(fù)跳頻時(shí)，在接收過(guò)程開始時(shí)，串行端口以程序設(shè)定的格式以恒定頻率(波特率)接收一幀數(shù)據(jù)，接收完成，并且將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在接收緩沖器SBUF中在發(fā)送模式下，由CPU執(zhí)行MOV SBU

5、F，a命令開始發(fā)送過(guò)程，數(shù)據(jù)以TXD(P3.1位為單位發(fā)出，發(fā)送最后的位，TI設(shè)為1。、4.2 MCS51單片機(jī)串行端口、4.2.1 MCS51單片機(jī)串行端口結(jié)構(gòu)、13、(1)串行端口控制寄存器(SCON，98H ) :設(shè)定串行端口的工作方式，串行端口、4.2 MCS51單片機(jī)串行端口、4.2.2串行端口的控制、14、(1)SM0、SM1:串行端口操作方式選擇位。 p39，4.2 MC s51單片機(jī)串行端口，4.2.2串行端口的控制，(2)SM2 :方式2和3的多機(jī)通信控制位。 在方案2或3中，SM21僅在RB81的情況下，將所接收的數(shù)據(jù)傳輸至SBUF，并將RI設(shè)為1。 否則，丟棄接收到的數(shù)據(jù)

6、。 另一方面，不管RB8是否為1，SM20都將高8比特的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在SBUF中，并將RI并排為1。 SCON各位的定義：15、4.2mcs51單板機(jī)的串行端口、4.2.2串行端口的控制、(3)REN :串行接收許可位。 REN1允許接收，REN1禁止接收。 (4)TB8:方式2和3的情況下發(fā)送的第9位數(shù)據(jù)。 TB8可以是奇偶校驗(yàn)位。 在多機(jī)通信中，把地址幀和數(shù)據(jù)幀設(shè)為發(fā)送標(biāo)記。 TB81表示該發(fā)送幀是地址幀，TB80表示該發(fā)送幀是數(shù)據(jù)幀。 (5)RB8:方式2或者3接收到的第9位數(shù)據(jù)有可能是奇偶校驗(yàn)位或者地址/數(shù)據(jù)識(shí)別位的方式1中是SM20、RB8接收到的停止位，方式0中不使用RB8 RI必須通

7、過(guò)軟件清除。 TI1表示完成了1幀的數(shù)據(jù)的發(fā)送。 TI需要通過(guò)軟件清除。 SCON各位的定義：16，(2)電源控制寄存器(PCON，87H )，SMOD :波特率倍增選擇位。 在串行端口以方式1、方式2、方式3進(jìn)行動(dòng)作的情況下，在定時(shí)/計(jì)數(shù)器T1中產(chǎn)生波特率時(shí)，SMOD設(shè)定為1，波特率提高2倍，SMOD0，波特率不上升。4.2 MCS51單片機(jī)的串行端口、4.2.2串行端口的控制、波特率選擇位、17、(1)串行端口工作方式0方式0時(shí)，串行端口作為同步移位寄存器使用，此時(shí)，RXD為移位寄存器、4.2 MCS51單片機(jī)串行端口、4.2.3串行端口的控制方式、18、(1)串行端口工作方式0、串行端口

8、方式0的順序、4.2 MCS51單片機(jī)串行端口、4.1 可設(shè)定收發(fā)頻率。 TXD是發(fā)送側(cè)，RXD是接收側(cè)，按照一定的頻率發(fā)送數(shù)據(jù)，從定時(shí)/計(jì)數(shù)器提供來(lái)。4.2 MCS51單片機(jī)串行端口、4.2.3串行端口的控制方式、20、(2)串行端口動(dòng)作方式1、串行端口方式1的順序、4.2 MCS51單片機(jī)串行端口、4.3 計(jì)數(shù)器溢出率的倒數(shù)是定時(shí)/計(jì)數(shù)器的溢出周期，即定時(shí)時(shí)間。 設(shè)定修正數(shù)的初始值是x，定時(shí)時(shí)間是晶體振蕩器的頻率。4.2 MCS51單片機(jī)串行端口、4.2.3串行端口的控制方式、22、波特率計(jì)時(shí)/計(jì)數(shù)器的初始時(shí)間常數(shù)、4.2 MCS51單片機(jī)串行端口、4.2 如果選擇SMOD=1，則T1時(shí)間

9、常數(shù)為n=256-2 *6* 100000/(32 * 12 * 2400 )=f3h，計(jì)時(shí)器1和串行端口的初始化是：4.2 MCS51單片機(jī)的串行端口。 將T1設(shè)定為方式2 MOV TH、#F3。 置位時(shí)間常數(shù)MOV Tl、#F3； SETB TR1； 啟動(dòng)T1 ORL PCON、#80H； SMOD=1 MOV SCON，#50H； 串行端口在方式1下動(dòng)作，(24 )、(3)串行端口動(dòng)作方式2 11比特設(shè)定為1幀的異步串行通信方式、1比特開始比特、9比特?cái)?shù)據(jù)、1比特停止比特。發(fā)送和接收頻率是固定的： SMOD1，波特率是晶體振蕩器頻率的1/32，波特率是SMOD0，其可以是晶體振蕩器頻率的

10、1/32，波特率是晶體振蕩器頻率的1/64。 在發(fā)射時(shí)，數(shù)據(jù)的第8位被設(shè)置為TB8，而在接收時(shí)，數(shù)據(jù)的第8位被設(shè)置在RB8上。 收發(fā)原理的步驟與方式1相同。 支持多機(jī)通信方式。4.2 MCS51單片機(jī)串行端口、4.2.3串行端口的控制方式、25、(3)串行端口工作方式2、串行端口方式2、3的順序、4.2 MCS51單片機(jī)串行端口、 方式3支持多機(jī)通信方式。4.2 MCS51單片機(jī)串行端口、4.2.3串行端口的控制方式、27、串行端口動(dòng)作方式0的功能相當(dāng)于一個(gè)移位寄存器，為實(shí)現(xiàn)串行殘奧電平、殘奧串行數(shù)據(jù)格式間的轉(zhuǎn)換，可實(shí)現(xiàn)殘奧延遲具有一般殘奧電平輸入串行輸出功能的TTL芯片是74ls 145、7

11、4hc 145，而CMOS芯片是CD4094，其可以耦合到具有串行輸入殘奧電平輸出功能的芯片，以擴(kuò)展殘奧電平I/O端口。 具有串行輸入殘奧電平輸出功能的TTL芯片是74LS144、74HC144，CMOS芯片是CD4014。 4.3串行端口的應(yīng)用，4.3.1殘奧級(jí)I/O端口擴(kuò)展，28，4.3串行端口的應(yīng)用，4.3.1殘奧級(jí)I/O端口擴(kuò)展，8移位寄存器74HC164圖片，(1)殘奧級(jí)輸出4.3串行端口的應(yīng)用，以及殘奧級(jí)輸出端口擴(kuò)展示例： p41、31、4.3串行端口的應(yīng)用、4.3.1殘奧級(jí)I/O端口擴(kuò)展、 74LS144菜單、33、4.3串行端口的應(yīng)用、4.3.1殘奧級(jí)I/O端口的擴(kuò)展、(2)采

12、用殘奧級(jí)輸出端口的擴(kuò)展、串行端口的擴(kuò)展的16位殘奧級(jí)輸出接口電路、34、MCS-51單片機(jī)最常用的方法是方法1和3，其通信的波特率是可變的，用戶可根據(jù)具體情況進(jìn)行選擇。 在任一種情況下，在軟件設(shè)置修改時(shí)，能夠以查詢方案和中斷方案來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)幀的格式可以根據(jù)情形而確定。 在通信時(shí)，必須保證通信雙方采用相同的波特率和數(shù)據(jù)格式。 4.3串行端口的應(yīng)用，4.3.2串行端口異步通信，35，例如a、b兩臺(tái)MCS-51單片機(jī)進(jìn)行單工串行通信，a機(jī)為發(fā)送狀態(tài)，b為接收狀態(tài)，如圖4.18所示。 當(dāng)前，a設(shè)備的片上RAM將從30H單元開始存儲(chǔ)的14字節(jié)數(shù)據(jù)向b設(shè)備發(fā)送，并存儲(chǔ)在來(lái)自片上RAM20H單元的區(qū)域。 a、

13、b單板機(jī)的水晶振動(dòng)頻率均為11.0592MHz，采用的通信波特率為9400 bit/s。 在、4.3串行端口的應(yīng)用、4.3.2串行端口異步通信、(1)方式1的應(yīng)用、36、數(shù)據(jù)通信之前，需要(1)建立定時(shí)/計(jì)數(shù)器T1的工作方式，設(shè)置TMOD。 將正常時(shí)序/計(jì)數(shù)器T1設(shè)置為模式2和時(shí)序模式。 (2)根據(jù)波特率校正定時(shí)/計(jì)數(shù)器T1的計(jì)數(shù)初始值，并分別裝載TH1和TL1。 (3)啟動(dòng)定時(shí)/計(jì)數(shù)器T1、SETB TR1。 (4)決定串行端口的工作方式，設(shè)定SCON，在接收時(shí)設(shè)定REN1。 (5)使用中斷方法，釋放CPU中斷(EA1 )并且允許串行端口中斷(ES1 )。4.3串行端口的應(yīng)用、4.3.2串行

14、端口異步通信、(1)方式1的應(yīng)用、37、MCS-51單片機(jī)串行通信、4.3串行端口的應(yīng)用、4.3.2串行端口異步通信波特率為2400bit/s。 單片機(jī)系統(tǒng)晶體振蕩器的頻率為11.0592MHz。4.3串行端口的應(yīng)用、4.3.2串行端口異步通信、(2)方式3的應(yīng)用、39、對(duì)系統(tǒng)的通信請(qǐng)求用方式3實(shí)現(xiàn)。 方式3的波特率的計(jì)算方法與方式1相同，能夠在定時(shí)/計(jì)數(shù)器T1中產(chǎn)生所需的通信速率。 在數(shù)據(jù)通信時(shí)，單片機(jī)一旦接收到數(shù)據(jù)，則首先判斷接收到的偶數(shù)校驗(yàn)和所接收到的第9位(RB8)是否相同，僅在奇偶校驗(yàn)位相同的情況下，將接收到的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在指定單元，否則丟棄數(shù)據(jù)4.3串行端口的應(yīng)用、4.3.2串行端口異步通信、(2)方式3的應(yīng)用、40、MCS-51單片機(jī)在串行端口控制器SCON中的SM2位是多機(jī)通信控制位。 當(dāng)串行端口在模式2或模