[工学]单片机技术基础 课件 第七章.ppt

第7章 串行接口与应用,7.1 串行通信的基本知识 7.2 MCS-51单片机串行口的结构与工作方式 7.3 主从式多机通信,退出,7.1 串行通信的基本知识,在MCS-51单片机内部，有一个通用异步接收/发送器（UART）。这是一个全双工串行接口，能同时进行发送和接收数据。利用这个串行接口，可以实现单片机之间的单机通信、多机通信，以及与PC机之间的通信。,7.1.1 数据通信的基本概念 1、数据通信 2、通信方式 有两种通信方式：一种是并行通信，一种是串行通信。 7.1.2 串行通信方式 串行通信有三种方式：单工通信、半双工通信和全双工通信。 7.1.3 数据同步技术 1、 异步通信,7.2 MCS-51单片机串行口的结构与工作方式,7.2.1 串行口的结构 MCS-51有一个可编程的全双工串行通信接口，可作为通用异步接收/发送器UART，也可作为同步移位寄存器。它的帧格式有8位、10位和11位，可以设置为固定波特率和可变波特率，给使用者带来很大的灵活性。,7.2.2 串行口控制寄存器SCON和电源控制寄存器PCON 1、串行口控制寄存器SCON 串行口控制寄存器SCON决定串行口通信工作方式，控制数据的接收和发送，并标示串行口的工作状态等。其位格式为：,SM0、SM1：串行口工作方式控制位，两位对应四种工作方式，如表7-1所示（fosc是晶振频率）。,2、电源控制寄存器PCON 电源控制寄存器PCON中只有一位SMOD与串行口工作有关，它的位格式为： SMOD：波特率倍增位。串行口工作在方式1、方式2、方式3时，若SMOD=1，则波特率提高一倍；若SMOD=0，则波特率不提高一倍。单片机复位时，SMOD=0。,7.2.3 波特率设计 1、方式0的波特率 工作方式0时，移位脉冲由机器周期的第6个状态周期S6给出，每个机器周期产生一个移位脉冲，发送或接收一位数据。因此，波特率是固定的，为振荡频率的1/12，不受PCON寄存器中SMOD的影响。用公式表示为： 工作方式0的波特率=fosc/12,2、方式2的波特率 工作方式2时，移位脉冲由振荡频率fosc的第二节拍P2时钟（即fosc/2）给出，所以，方式2波特率取决于PCON中的SMOD位的值，当SMOD=0时，波特率为fosc的1/64；当SMOD=1时，波特率为fosc的1/32，用公式表示为； 工作方式2波特率=（2SMOD/64）fosc,3、工作方式1和方式3的波特率 【例8-1】8051单片机时钟振荡频率为11.0592MHZ，选用定时器T1（工作在方式2）作波特率发生器，波特率为4800bps，求定时器T1的初值X。 解 设波特率控制位SMOD=0，则： X=256（11.0592106（0+1）/（3844800）=250=FAH 所以，（TH1）=（TL1）=FAH 系统晶振频率选用11.0592MHZ，是为了使初值为整数，从而产生精确的波特率。,7.2.4 串行口的四种工作方式 串行口的四种工作方式中，串行通信只使用方式1、方式2、方式3，方式0主要用于扩展并行输入输出口。 1、串行口工作方式0,7.3 主从式多机通信,7.3.1主从式多机通信原理 7.3.2多机通信协议 7.3.3串行通信实例 【例7-1】有两台8031单片机相距很近，直接将它们的串行口相连，1#机的TXD接2#机的RXD，2#机的TXD接1#机的RXD，二机的GND相连。二机的晶振频率均为11.0592MHZ，通信的波特率为4800bps。现将第一台8031单片机片内RAM40H5FH单元内的数据，串行发送到第二台8031单片机片内RAM60H7FH单元中。,发送与接收的参考程序如下： 1#单片机发送程序： ORG 1000H TX: MOV TMOD , #02H MOV TH1 , #0FAH MOV TL1 , #0FAH MOV SCON , #80H ； 设定工作方式2 MOV PCON, #00H ； 波特率为fosc/64 SETB TR0,MOV R0 , #40H ；设发送数据的地址指针 MOV R2 , #20H ；设发送数据长度 LOOP: MOV A , R0 ；取发送数据送A MOV C , PSW.0 MOV TB8 , C ；奇偶位送TB8 MOV SBUF , A ；启动发送 WAIT: JBC TI , LL1 ；判发送中断标志 SJMP WAIT,LL1: INC R0 DJNZ R2 , LOOP RET 2#单片机接收程序： ORG 1000H RX: MOV TMOD , #02H MOV TH1 , #0FAH MOV TL1 , #0FAH MOV SCON , #90H ；设定工作方式2，并允许接收,MOV PCON , #00H SETB TR0 MOV R0 , #60H MOV R2 , #20H LOOP: JBC RI , MM1 ；等待接收数据 SJMP LOOP MM1: MOV A , SBUF ；读入一帧数据 JB PSW.0 , PP1 ；判接收端奇偶 JB RB8 , ERROR ；判发送端奇偶 SJMP RIGHT,PP1: JNB RB8 , ERROR ；接收出错 RIGHT: MOV R0 , A ；接收正确 INC R0 DJNZ R2 , LOOP ERROR: SETB PSW.5 ；置出错标志 RET,【例7-2】甲乙两机进行串行通信，将甲机片外RAM中1000H单元开始的32个数据发送到乙机的片外RAM 1000H开始的单元中。二机的晶振频率均为11.0592MHZ，通信的波特率为1200bps。 设甲、乙机串行口均工作在方式1，根据发送和接收的波特率，设置定时器T1工作在方式2，当SMOD=0，则计数初值为E8H。甲机发送子程序流程图如图7-7（a）所示，乙机接收子程序流程图如图7-7（b）所示。,参考程序如下： (1)甲机发送子程序： ORG 1000H TTTT: MOV TMOD , #20H MOV TH1 , #0E8H MOV TL1 , #0E8H SETB TR1 MOV SCON , #50H MOV 87H , #00H,ENTER: MOV DPH , #10H MOV DPL , #00H MOV R4 , #20H MOV R5 , #00H TX1: MOV A , #04H MOV SBUF , A WAIT1: JBC TI , RX1 SJMP WAIT1 RX1: JBC RI , NEXT1 SJMP RX1,NEXT1: MOV A , SBUF CJNE A , #00H , TX1 TX2: MOV A , R4 MOV SBUF , A ADD A , R5 MOV R5 , A WAIT2: JBC TI , TX3 SJMP WAIT2 TX3 : MOVX A , DPTR MOV SBUF , A ADD A , R5 MOV R5 , A INC DPTR,WAIT3: JBC TI , NEXT2 SJMP WAIT3 NEXT2: DJNZ R4 , TX3 MOV A , R5 MOV SBUF , A WAIT4: JBC TI , RX_11H SJMP WAIT4 RX_11H: JBC RI , IF_11H SJMP RX_11H IF_11H: MOV A , SBUF CJNE A , #11H , ENTER RET,(2)乙机接收子程序： ORG 1000H RRRR: MOV TMOD , #20H MOV TH1 , #0E8H MOV TL1 , #0E8H SETB TR1 MOV SCON , #50H MOV 87H, #00H ENTER: MOV DPH , #10H MOV DPL , #00H MOV R5 , #00H,RX1: JBC RI , IF_04H SJMP RX1 IF_04H: MOV A , SBUF CJNE A , #04H , TX_FFH MOV A , #00H MOV SBUF , A WAIT1: JBC TI , RX2 SJMP WAIT1 LJMP RX2 TX_FFH: MOV A , #0FFH MOV SBUF , A,WAIT2: JBC TI , LL1 SJMP WAIT2 LL1: LJMP ENTER RX2: JBC RI , LL2 SJMP RX2 LL2: MOV A , SBUF MOV R4 , A MOV R5 , A RX3: JBC RI , LL3 SJMP RX3,LL3: MOV A , SBUF MOVX DPTR , A INC DPTR ADD A , R5 MOV R5 , A DJNZ R4 , RX3 RX4: JBC RI , LL4 SJMP RX4 LL4: MOV A ,