MCS51单片机串行接口及其应用课件

1、MCS51单片机串行接口及其应用MCS51单片机串行接口及其应用MCS51单片机串行接口及其应用MCS51单片机串行接口及其应用 在传送大量数据时，为了提高传送信息的效率，采用一在传送大量数据时，为了提高传送信息的效率，采用一个数据块共用一个同步字作为起始位的格式，叫同步通信方个数据块共用一个同步字作为起始位的格式，叫同步通信方式式 用发、收双方规定的同步字来作为数据块的开始和结束用发、收双方规定的同步字来作为数据块的开始和结束MCS51单片机串行接口及其应用MCS51单片机串行接口及其应用包括物理上独立的发送缓冲器、接收缓冲器包括物理上独立的发送缓冲器、接收缓冲器发送缓冲器：只能写入不能读出

2、发送缓冲器：只能写入不能读出接收缓冲器：只能读出不能写入接收缓冲器：只能读出不能写入二者共用一个地址二者共用一个地址99H字节地址为字节地址为98H，可位寻址，位地址为，可位寻址，位地址为98H9FHMCS51单片机串行接口及其应用（1）SM0、SM1：串行口工作方式选择位。：串行口工作方式选择位。MCS51单片机串行接口及其应用（2 2）SM2 SM2 多机通信控制位多机通信控制位 用于方式用于方式2 2或方式或方式3 3中。中。 如果如果SM2=1，只有当接收到的第只有当接收到的第9位数据（位数据（RB8）为）为“1”时，才将接收到的前时，才将接收到的前8位数据送入位数据送入SBUF，并置

3、并置“1” RI，产生，产生中断请求；当接收到的第中断请求；当接收到的第9位数据（位数据（RB8）为）为“0”时，则将接时，则将接收到的前收到的前8位数据丢弃。位数据丢弃。 如果如果SM2=0，则不论第，则不论第9位数据是位数据是“1”还是还是“0”，都将，都将前前8位数据送入位数据送入SBUF中，并置中，并置“1” RI，产生中断请求。，产生中断请求。MCS51单片机串行接口及其应用由软件置由软件置“1”时，允许接收。时，允许接收。置置“0”时，禁止接收时，禁止接收发送的第发送的第9 9位数据位数据方式方式2 2和和3 3时，时，TB8TB8是要发送的第是要发送的第9 9位数据，可作为位数据

4、，可作为奇偶奇偶校验位校验位使用，也可作为使用，也可作为地址帧地址帧或或数据帧数据帧的标志。的标志。 =1=1为地址帧为地址帧, , =0=0为数据帧为数据帧MCS51单片机串行接口及其应用在方式在方式2和方式和方式3中要接收的第中要接收的第9位数据，在方式位数据，在方式1时，时，如如SM2=0，RB8是接收到的停止位。在方式是接收到的停止位。在方式0中，中，不使用不使用RB8发送中断标志发送中断标志。在方式。在方式0串行发送第串行发送第8位结束时由硬件置位结束时由硬件置“1”，或在其他方式中串行发送停止位的开始时置，或在其他方式中串行发送停止位的开始时置“1”，必须由软件清必须由软件清“0”

5、接收中断标志。接收中断标志。在方式在方式0串行接收第串行接收第8位结束时由硬件位结束时由硬件置置“1”，或在其他方式中串行接收停止位的开始时置，或在其他方式中串行接收停止位的开始时置“1”，必须由软件清，必须由软件清“0”MCS51单片机串行接口及其应用 同步移位寄存器输入同步移位寄存器输入/ /输出方式输出方式，常用于外接移位寄存，常用于外接移位寄存器，以扩展并行器，以扩展并行I/OI/O口。口。 8 8位数据为一帧，不设起始位和停止位，先发送或接收位数据为一帧，不设起始位和停止位，先发送或接收最低位。最低位。 MCS51单片机串行接口及其应用 一个数据写入一个数据写入SBUF，串口将数据从

6、，串口将数据从RXD输出（波特率输出（波特率fosc/12），），TXD输出同步移位信号，发送完输出同步移位信号，发送完TI置置1图图5-12 方式方式0扩展扩展I/O口硬件逻辑图口硬件逻辑图MCS51单片机串行接口及其应用 REN置置1，串口将数据从，串口将数据从RXD输入（波特率输入（波特率fosc/12），），TXD输出同步移位信号，发送完输出同步移位信号，发送完RI置置1图图5-12 方式方式0扩展扩展I/O口硬件逻辑图口硬件逻辑图MCS51单片机串行接口及其应用波特率可变的波特率可变的8位异步通信接口方式。位异步通信接口方式。CPU 执行一条写执行一条写SBUF指令，就启动了串口发送

7、指令，就启动了串口发送 允许接收位允许接收位REN被置被置“1”后，接收器就开始工作，跳后，接收器就开始工作，跳变检测器以波特率变检测器以波特率16倍的速率采样倍的速率采样RXD端的电平，端的电平，RXD引引脚上发生由脚上发生由“1”到到“0”的跳变，接收器开始接收。的跳变，接收器开始接收。MCS51单片机串行接口及其应用9位异步通信接口方式。传送一帧数据信息为位异步通信接口方式。传送一帧数据信息为11位位波特率波特率=2SMOD/64fosc 数据由数据由TXD端输出，附加的第端输出，附加的第9位数据由位数据由SCON中的中的TB8提供。提供。 CPU 执行一条写执行一条写SBUF指令，就启

8、动了串口发指令，就启动了串口发送，发送完送，发送完TI置置1 与方式与方式1相似，相似，REN被置被置“1”后，跳变检测器以波特率后，跳变检测器以波特率16倍的速率采样倍的速率采样RXD端的电平，端的电平，RXD引脚上发生由引脚上发生由“1”到到“0”的跳变，接收器开始接收。的跳变，接收器开始接收。MCS51单片机串行接口及其应用9位异步通信接口方式。传送一帧数据信息为位异步通信接口方式。传送一帧数据信息为11位位波特率波特率= 2SMOD/32T1的溢出率的溢出率 数据由数据由TXD端输出，附加的第端输出，附加的第9位数据由位数据由SCON中的中的TB8提供。提供。 CPU 执行一条写执行一

9、条写SBUF指令，就启动了串口发指令，就启动了串口发送，发送完送，发送完TI置置1 与方式与方式1相似，相似，REN被置被置“1”后，跳变检测器以波特后，跳变检测器以波特率率16倍的速率采样倍的速率采样RXD端的电平，端的电平，RXD引脚上发生由引脚上发生由“1”到到“0”的跳变，接收器开始接收。的跳变，接收器开始接收。MCS51单片机串行接口及其应用MCS51单片机串行接口及其应用T1的溢出率的溢出率=计数速度计数速度/（2K-初值）初值）K为定时器为定时器T1的位数的位数K=13（方式（方式0） K=16（方式（方式1） K=8（方式（方式2、3）T1的溢出率的溢出率=fosc/ 12（2

10、K-初值）初值）波特率波特率=2SMOD/32T1的溢出率的溢出率= 2SMOD fosc/ 32 12（2K-初值）初值）MCS51单片机串行接口及其应用（1）利用方式0扩展并行I/O口 例：利用51单片机的串行口外接74LS164扩展8位并行输出口。电路图如下图所示，8位并行输出口的各位分别接一个发光二极管，要求发光二极管按从左到右的顺序，以一定的时间间隔依次循环发光，试编程实现。 CLR74LS164P1.0TXDRXD51单片机AP3.0P3.1BCLKGND5.4.4 5.4.4 串行口的应用串行口的应用MCS51单片机串行接口及其应用参考程序如下：ORG 0000H LJMP MA

11、INORG 2000HMAIN： CLR P1.0 MOV SCON，#00H SETB P1.0 MOV A，#80HBACK1： MOV SBUF，ABACK2： JNB TI，BACK2 CLR TI LCALL DELAY RR A SJMP BACK1MCS51单片机串行接口及其应用C51参考程序如下：#include “reg51.h”Sbit P1_0 =P10;/void delay(void)Void main()Unsigned char led;P1_0=0;SCON=0;P1_0=1;Led=0 x80;While(1)SBUF=led;While(!TI)TI=0;d

12、elay();led=led1;If(led=0)Led=0 x80;Return;MCS51单片机串行接口及其应用 利用51单片机的串行口外接74ls165扩展8位并行输入口，如图所示要求通过8位输入口读入一个字节数据存入R2中S/LP1.0TXDRXD51单片机P3.0P3.1QCLKGND74LS165D0D7 MCS51单片机串行接口及其应用汇编语言源程序：ORG 0000H;LJMP MAIN;ORG 2000H;MAIN: CLR P1.0; SETB P1.0;BACK: MOV SCON,#10H;BACK1：JNB RI,BACK1; CLR RI; MOV A,SBUF;

13、MOV R2,A; SJMP $;C51参考程序：#include “reg51.h”Sbit P1_0=P10;Void main()Volatile unsigned char led;P1_0=0;P1_0=1;SCON=0 x10;While(!RI)RI=0;led=SBUF;While(1);Return;MCS51单片机串行接口及其应用（2）利用方式1实现点对点的异步通信 例：编程将甲机片内RAM 50H5FH单元中的数据向乙机发送，在发送之前将数据块长度N发送给乙机，当发送完N个字节后，再发送一个累加效验和。乙机接收数据进行累加和校验，如果和发送方的累加和一致，发送数据“00”

14、，表示接收正确，如果不一致，发数据FFH，甲机再重发，乙机接收的数据存入片内70H7FH单元中。设波特率为2400，fosc=6MHz，试编程实现。 参考程序如下： MCS51单片机串行接口及其应用甲机发送程序甲机发送程序TRT：MOV TMOD，#20H MOV TH1，#0F3H MOV TL1，#0F3H SETB TR1 MOV SCON，#50HRPT：MOV R0，#50H MOV R2，#10H MOV R3，#00H MOV SBUF，R2BACK1：JNB TI，BACK 1 CLR TIBACK2：MOV A，R0 MOV SBUF，A ADD A，R3 MOV R3，A

15、INC R0BACK3：JNB TI，BACK 3 CLR TI DJNZ R2，BACK 2 MOV SBUF，R3 MOV R3，#0BACK4：JNB TI，BACK4 CLR TIBACK5：JNB RI，BACK5 CLR RI MOV A，SBUF JNZ RPT RETMCS51单片机串行接口及其应用乙机接收程序乙机接收程序RSU：MOV TMOD，#20H MOV TH1，#0F3H MOV TL1，#0F3H SETB TR1 MOV SCON，#50HBACK：MOV R0，#70HBACK1：JNB RI，BACK1 CLR RI MOV A，SBUF MOV R2，A

16、MOV R3，#00HBACK2：JNB RI，BACK2 CLR RI MOV A，SBUF MOV R0，A INC R0 ADD A，R3 MOV R3，A DJNZ R2，BACK 2BACK3：JNB RI，BACK3 CLR RI MOV A，SBUF XRL A，R3 MOV R3，#00H JZ BACK5 MOV SBUF，#0FFHBACK4：JNB TI，BACK4 CLR TI AJMP BACKBACK5：MOV SBUF，#00HBACK6：JNB TI，BACK6 CLR TI RETMCS51单片机串行接口及其应用甲机发送甲机发送C51C51参考程序：参考程序：

17、#include “reg51.h”Void main()Volatile unsigned char rev;Unsigned char *pt,chk,len;TMOD=0 x20;TH1=0 xF3;TL1=0 xF3;TR1=1;SCON=0 x50;DoPt=0 x50;Len=0 x10;Chk=0;SBUF=len;While(!TI)TI=0;DoSBUF=*pt;Chk=chk+*pt;Pt+;While(!TI)TI=0;Len-;while(len0);SBUF=chk;While(!TI)TI=0;While(!RI)RI=0;Rev=SBUF;while(rev!=0

18、);Return;MCS51单片机串行接口及其应用乙机接收乙机接收C51C51参考程序：参考程序：#include “reg51.h”Void main()Volatile unsigned char rev;Unsigned char *pt,chk,len;Bit stat;TMOD=0 x20;TH1=0 xF3;TL1=0 xF3;TR1=1;SCON=0 x50;Do pt=0 x70; while(!RI) RI=0; Rev=SBUF; Len=rev; Chk=0; do While(!RI)RI=0;Rev=SBUF;*pt=rev;Pt+;Chk=chk+rev;Len-;

19、while(len0);While(!RI)RI=0;Rev=SBUF;If (Rev=chk)SBUF=0;ElseSBUF=0 xff;While(!TI)TI=0;while(rev!=chk);Return;MCS51单片机串行接口及其应用（3）利用方式2、方式3与多机通信 串行口控制寄存器SCON中的SM2位为方式2、方式3的多机通讯控制位。在多机通讯中起着非常重要的作用。一个典型的多机通讯系统硬件连接如下图所示。TXDRXD主机RXD TXD1号从机TXD2号从机TXDN号从机RXDRXDMCS51单片机串行接口及其应用 当串行口以方式2、方式3发送时，数据的第9位是可编程位，即可以通过程序改变TB8的状态，以区分当前所发送的是地址还是数据，TB8=1时发送地址，TB8=0时发送数据。 发送方发送的第9位TB8，将被接收方的第9位，即RB8所接收。接收时，如果接收方的SM2