第6章--串行接口及串行通信技术ppt课件

1、第第9 9章章 串行接口及串行通信技术串行接口及串行通信技术 第第6章章 串行接口及串行通讯技术串行接口及串行通讯技术 6.1 串行通讯根底知识串行通讯根底知识 6.2 AT89C51的串行接口的串行接口 6.3 AT89C51串行接口的运用与编程串行接口的运用与编程 习题与思索题习题与思索题 第第9 9章章 串行接口及串行通信技术串行接口及串行通信技术 6.1 串行通讯根底知识串行通讯根底知识 一、串行通讯根本概念1.并行通讯和串行通讯 1并行通讯 并行通讯是指构成信息的二进制字符的各位数据采用多条数据线同时传送的通讯方法，如图6.1所示。 特点：传输控制简单、速度快。但间隔长时传输线多，本

2、钱高。 2串行通讯 串行通讯是指构成信息的二进制字符的各位数据一位一位顺序地传送的通讯方式，如图6.2所示。 特点：传输控制复杂、速度慢，但传输线少，本钱低。 第第9 9章章 串行接口及串行通信技术串行接口及串行通信技术 WRRDWRRDCSD0P2.7P0.0P0.7D7微型计算机(89C51)外设(8255)图6.1 并行通讯表示图 第第9 9章章 串行接口及串行通信技术串行接口及串行通信技术 微型计算机(89C51)外设TXDRXDRXDTXD发送 图6.2 串行通讯表示图 第第9 9章章 串行接口及串行通信技术串行接口及串行通信技术 2. 异步通讯和同步通讯 串行通讯又分为两种根本通讯

3、方式，即异步通讯和同步通讯。 1 异步通讯 在异步通讯中，被传送的信息通常是一个字符代码或一个字节数据，它们都以规定的一样传送格式(字符帧格式)一帧一帧地发送或接纳。 字符帧格式由四部分组成：起始位，数据位，奇偶校验位和停顿位，如图6.3所示。下面引见各部分的功能。 第第9 9章章 串行接口及串行通信技术串行接口及串行通信技术 D70/1D0D1D2D3D4D5D6D70/1D0D1111108位数据奇偶校验停止位空闲位8位数据第n1字符帧起始位奇偶校验停止位起始位10第n字符帧第n1字符帧图6.3 异步通讯帧格式第第9 9章章 串行接口及串行通信技术串行接口及串行通信技术 (1) 起始位：在

4、没有数据传送时，通讯线上处于逻辑“1形状,当信号变为0时表示起始位。 (2) 数据位：在起始位之后，发送端发出(接纳端接纳)的是数据位，数据的位数没有严厉限制，如5位、6位、7位或8位等。由低位到高位逐位传送。 (3) 奇偶校验位：数据位发送完(接纳完)之后，可发送奇偶校验位，它只占帧格式的一位，用于传送数据的有限过失检测或表示数据的一种性质，是发送和接纳双方预先商定好的一种检验(检错)方式。 第第9 9章章 串行接口及串行通信技术串行接口及串行通信技术 (4) 停顿位：字符帧格式的最后部分为停顿位，逻辑“1电平有效，位数可以是1位、1/2位或2位。表示一个字符帧信息的终了，也为发送下一个字符

5、帧信息做好预备。 异步通讯的特点：不要收发双方时钟严厉一致，易于实现，但每个字符要附加23位的起止位，各帧之间还有间隔，因此传输效率不高。第第9 9章章 串行接口及串行通信技术串行接口及串行通信技术 2同步通讯 同步通讯是一种延续串行传送数据的通讯方式，一次通讯只传输一帧信息。这里的信息帧和异步通讯的字符帧不同，通常有假设干个数据字符，如图6.4所示。其格式由同步字符、数据字符和校验字符CRC三部分组成。在同步通讯中，同步字符可以采用一致的规范格式，也可以由用户商定。 同步通讯时要建立发送方时钟对接纳方时钟的直接控制，使数据传送完全同步。其特点是传输速率高，但硬件复杂。第第9 9章章 串行接口

6、及串行通信技术串行接口及串行通信技术 同步字符数据字符1数据字符2数据字符n-1数据字符n校验字符校验字符图6.4 同步通讯数据传送格式 第第9 9章章 串行接口及串行通信技术串行接口及串行通信技术 3. 串行通讯的制式 1单工(Half duplex)制式 在单工方式下，通讯线的A端只需发送器，B端只需接纳器，信息数据只能一方向传送，即只能由A端传送到B端而不能反传。如图6.5所示。第第9 9章章 串行接口及串行通信技术串行接口及串行通信技术 发送器A端接收器B端图6.5 单工方式第第9 9章章 串行接口及串行通信技术串行接口及串行通信技术 2半双工( Half duplex)制式 半双工方

7、式中，通讯线路两端的设备都有一个发送器和一个接纳器，如图6.6所示。数据可双方向传送但不能同时传送，即A端送B端收或B端送A端收，A、B两端的发送/接纳只能经过半双工通讯协议切换交替任务。第第9 9章章 串行接口及串行通信技术串行接口及串行通信技术 发送接收A端发送接收B端图6.6 半双工方式第第9 9章章 串行接口及串行通信技术串行接口及串行通信技术 3全双工(Full duplex)制式 在全双工方式下，通讯线路A、B两端都有发送器和接纳器，A、B之间有两个独立通讯的回路，两端数据不是交替发送和接纳，而是同时发送和接纳。因此通讯效率比前两种要高。该方式下所需的传输线至少要有三条，一条用于发

8、送，一条用于接纳，一条用于公用信号地，如图6.7所示。第第9 9章章 串行接口及串行通信技术串行接口及串行通信技术 A端B端发送接收发送接收图6.7 全双工方式第第9 9章章 串行接口及串行通信技术串行接口及串行通信技术 4. 信号的调制与解调信号的调制与解调 计算机的通讯要求传送的是数字信号。在远程数据通讯时，计算机的通讯要求传送的是数字信号。在远程数据通讯时，通常要借用现存的公用网。但是网是为通常要借用现存的公用网。但是网是为300 - 3 400 Hz的音频模拟信的音频模拟信号设计的，对二进制数据的传输是不适宜的。为此在发送时需求对号设计的，对二进制数据的传输是不适宜的。为此在发送时需求

9、对二进制数据进展调制生成模拟信号，使之适宜在网上传输。在接纳二进制数据进展调制生成模拟信号，使之适宜在网上传输。在接纳时，需求进展解调以将模拟信号复原成数字信号。时，需求进展解调以将模拟信号复原成数字信号。1调制器调制器 把数字信号转换成模拟信号，然后送到通讯线路上去。把数字信号转换成模拟信号，然后送到通讯线路上去。2解调器解调器 把从通讯线路上收到的模拟信号转换成数字信号。把从通讯线路上收到的模拟信号转换成数字信号。 由于通讯是双向的，调制器和解调器合并在一个安装中，这就是由于通讯是双向的，调制器和解调器合并在一个安装中，这就是调制解调器调制解调器MODEM，如图，如图6.8所示。由图可见，

10、调制器和解调器所示。由图可见，调制器和解调器是进展数据通讯所需的设备，因此把它叫做数据通讯设备是进展数据通讯所需的设备，因此把它叫做数据通讯设备DCE。通讯线路是线，也可以是公用线。通讯线路是线，也可以是公用线。第第9 9章章 串行接口及串行通信技术串行接口及串行通信技术 图6.8 调制解调通讯图 第第9 9章章 串行接口及串行通信技术串行接口及串行通信技术 5. 串行通讯数据的校验 在通讯过程中往往要对数据传送的正确与否进展校验。以保证准确无误的传输数据。常用的校验方法有奇偶校验及代码和校验。 1奇偶校验 奇偶校验的特点是按字符校验，即在数据发送时，在每一个字符的最高位之后都附加一个奇偶校验

11、位“1或“0，使被传送字符(包括奇偶校验位)中含“1的位数都为偶数(偶校验)或都为奇数(奇校验)。 例：当商定为奇校验时，数据中“1的个数与校验位“1的个数之和应为奇数；当商定为偶校验时，数据中“1的个数与校验位“1的个数之和应为偶数。接纳方与发送方的校验安装和方式应一致。接纳字符时，对“1的个数进展校验，假设二者不一致，那么阐明传输数据过程中出现了过失。第第9 9章章 串行接口及串行通信技术串行接口及串行通信技术 2代码和校验 所谓和校验是发送方将所发数据块求和或各字节异或，产生一个字节的校验字符校验和附加到数据块末尾。接纳方接纳数据同时对数据块除校验字节外求和或各字节异或，将所得的结果与发

12、送方的“校验和进展比较，相符那么无过失，否那么即以为传送过程中出现了过失。 第第9 9章章 串行接口及串行通信技术串行接口及串行通信技术 6.传输速率与传输间隔 1 波特率 波特率也叫比特率，即数据传输的速率。它表示每秒钟传送二进制代码的位数。其单位是b /s。 在串行通讯中，发送设备和接纳设备之间除了采用一样的字符帧格式(异步通讯)或一样的同步字符(同步通讯)来协调同步任务外，两者之间发送数据的速度和接纳数据的速度也必需一样，这样才干保证被传送数据的胜利传送。 波特率是串行通讯的重要目的，对数据的胜利传送至关重要。第第9 9章章 串行接口及串行通信技术串行接口及串行通信技术 举例：设数据的传

13、送率是240字符/s，而每个字符格式包含10 bit(1个起始位、1个停顿位、8个数据位)，这时传送的波特率是： 10b240= 2400 b/s 规范波特率为：110bps、300bps、600bps、1200bps、2400bps、9600kbps,19.2kbps、56kbps等。第第9 9章章 串行接口及串行通信技术串行接口及串行通信技术 2传输间隔与传输速率的关系 传输间隔与波特率及传输线的电气特性有关。通常传输间隔随波特率的添加而减小。 当传输线运用每0.3 m约1英尺有50 pF电容的非平衡屏蔽双绞线时，传输间隔是随波特率添加而减小。当波特率超越1 000 bit/s时，最大传输

14、间隔迅速下降，如9600 bit/s时最大间隔下降到只需76 m约250英尺。第第9 9章章 串行接口及串行通信技术串行接口及串行通信技术 二、串行通讯的规范接口二、串行通讯的规范接口 RS-232C通讯接口是一种规范的串行接口，它定义了数据终通讯接口是一种规范的串行接口，它定义了数据终端设备端设备DTE与数据通讯设备与数据通讯设备DCE之间的物理接口规范。之间的物理接口规范。普遍用于计算机之间及计算机与外设之间的串行通讯。由于它符普遍用于计算机之间及计算机与外设之间的串行通讯。由于它符合合EIA电子工业协会规格要求，在国际上得到了广泛的运用。电子工业协会规格要求，在国际上得到了广泛的运用。

15、RS-232C接口具有如下特点：信号线少，在某些场所，完成接口具有如下特点：信号线少，在某些场所，完成双工通讯只需运用几根线就即可；有多种可供选择的信息传输速双工通讯只需运用几根线就即可；有多种可供选择的信息传输速率：率：110、150、300、600、1 200、2 400、4 800、 9 600和和19 200 bps。 RS-232C接口特性包括电气特性、机械特性、功能特性和过接口特性包括电气特性、机械特性、功能特性和过程特性四个方面内容。程特性四个方面内容。第第9 9章章 串行接口及串行通信技术串行接口及串行通信技术 1. 机械特性 RS-232C接口规定运用25针衔接器，称为DB-

16、25插头或插座。如图6.9所示。 RS-232C接口对规范的25针接口定义了22条可以与外界衔接的信号线，并对它们的功能作了详细的规定。 实践用户并不一定用到RS- 232C规范的全部信号线，经常运用9针非规范衔接器替代25针衔接器，称为DB-9。 第第9 9章章 串行接口及串行通信技术串行接口及串行通信技术 DTE：数据终端设备(如个入计算机)DCE：数据电路通讯设备(如调制解调器)12345678910111213141516171819202122232425方向 称号 第2路发送数据 发送时钟 第2路接纳数据 接纳时钟未用 第2路恳求发送 数据终端就绪 数据信号检测 振铃指示 数据信号

17、速率选择 发送时钟未用未用维护地 N.A发送数据 到DCE接纳数据 到DCE恳求发送 到DCE允许发送 到DTE数据置位就绪 到DTE信号地 N.A载波检测 到DTE留作调试用第2路载波检测 到DTE第2路允许发送 到DTE称号 方向到DCE到DTE到DTE到DTE到DCE到DCE到DTE到DTE到DCE到DCE图6.9 RS-232C引脚图第第9 9章章 串行接口及串行通信技术串行接口及串行通信技术 2.功能特性 RS-232C接口的主要信号线定义如表6-1。第第9 9章章 串行接口及串行通信技术串行接口及串行通信技术 3.电气特性 RS-232C的每一个引脚的信号性质和电平均由规范规定，采

18、用负逻辑电平，如：1) 规定DC-3 -15 V为逻辑1,DC(+3 +15 V)为逻辑0。 (简称EIA电平)2其逻辑电平与通常的TTL和MOS电平用0V0.8V表示0,2V+5V表示“1不兼容。因此为了实现TTL或MOS电路的衔接，要外加电路如MAX232实现电平转换。 由于RS - 232C发送端和接纳端之间的信号采用多芯信号线，而多芯信号线的总负载电容不能超越2 500 pF，所以RS-232C的信号传输间隔仅为几十米，传输速率小于20kbps。 第第9 9章章 串行接口及串行通信技术串行接口及串行通信技术 4. 过程特性 过程特性规定了信号之间的时序关系，以便正确地接纳和发送数据。假

19、设通讯双方均具备RS-232C接口，那么二者可以直接衔接，不用思索电平转换问题。 但是对于单片机与计算机经过RS-232C的衔接，必需思索电平转换问题，由于MCS-51系列单片机串行口不是规范RS-232C接口 。 远程RS - 232C通讯需求调制解调器，如图6.10所示。近程通讯RS-232C(通讯间隔15 m内)可以不运用调制解调器，其衔接方法可有以下几种，如图6.11所示。第第9 9章章 串行接口及串行通信技术串行接口及串行通信技术 图6.10 远程RS-232C通讯衔接图6.11 近程RS-232C通讯衔接第第9 9章章 串行接口及串行通信技术串行接口及串行通信技术 5. RS-23

20、2C电平与TTL电平转换驱动电路 单片机与计算机经过RS-232C的衔接，必需思索电平转换问题。早期常用的电平转换芯片为MC1488、MC1489。近年来多采用片内带有自升压电路的芯片。如MAXM232，它仅需+5V电源，内置电子升压泵将+5V转换成-10V+10V。该芯片内含2个发送器，2个接纳器，且与TTL/CMOS电平兼容，运用非常方便。第第9 9章章 串行接口及串行通信技术串行接口及串行通信技术 6. 采用RS-232C接口存在的问题 1传输间隔短、速率低 RS-232C规范受电容允许值的约束，传输间隔普通不超越15米。最高传输速率为20bps。2有电平偏移 RS-232C接口收发双方

21、共地的情况下，当通讯间隔较远时，两端的地电位差别较大，信号地上会有较大的地电流并产生压降，一方输出的逻辑电平到达对方时，其逻辑电平能够偏移较大，严重时会发生逻辑错误。第第9 9章章 串行接口及串行通信技术串行接口及串行通信技术 3抗干扰才干差 RS-232C采用单端输入输出，传输过程中的干扰和噪声会混在正常的信号中。为了提高信噪比， RS-232C规范不得不采用较大的电压摆幅。 针对RS-232C总线规范存在的问题，EIA协会制定了新的串行通讯规范RS-422A和RS-485。它们是平衡型电压数字接口电路的电气规范，这些规范改善了串行通讯的传输特性。 第第9 9章章 串行接口及串行通信技术串行

22、接口及串行通信技术 6.2 AT89C51的串行接口的串行接口 一、 串行接口的构造及功能 AT89C51串行口的构造框图如图6.12所示，主要由发送器、接纳器和串行控制存放器组成。 第第9 9章章 串行接口及串行通信技术串行接口及串行通信技术 门电路发送控制器1接收控制器输入移位寄存器发送SBUF(99H)接收SBUF(99H)同步时钟串行口控制寄存器(98H)内部总线串行口中断TIRITXD(P3.1)RXD(P3.0)图6.12 AT89C51串行口构造框图 第第9 9章章 串行接口及串行通信技术串行接口及串行通信技术 图中有两个物理上独立的接纳、发送缓冲器 SBUF，它们占用同一地址9

23、9H，可同时发送、接纳数据。发送缓冲器只能写入，不能读出；接纳缓冲器只能读出，不能写入。 接纳器主要由接纳缓冲存放器SBUF，接纳移位存放器和接纳控制器组成。接纳器是双缓冲构造，在前一个字节被从接纳缓冲器读出之前，第二个字节即开场被接纳串行输入至移位存放器，但是在第二个字节接纳终了而前一个字节CPU未读取时，会丧失前一个字节的内容。 发送器主要由发送缓冲存放器SBUF和发送控制器组成。对于发送缓冲器，由于发送时CPU是自动的，不会产生重叠错误。 第第9 9章章 串行接口及串行通信技术串行接口及串行通信技术 二、串行口控制存放器 串行口控制存放器SCON字节地址为98H用于设置串行口的任务方式、

24、监视串行口任务形状、发送与接纳的形状控制等。它是一个既可字节寻址又可位寻址的特殊功能存放器。其格式如图6.13所示。第第9 9章章 串行接口及串行通信技术串行接口及串行通信技术 图6.13 控制存放器SCON的格式 位称号位号SM0SM1SM2RENTB8RB8TIRI76543210第第9 9章章 串行接口及串行通信技术串行接口及串行通信技术 SCON存放器各位的功能如下： (1) SM0、SM1：串行口任务方式选择位，可构成四种任务方式，如表6-2所示。 (2) SM2：在方式2和方式3中多机通讯的控制位。 (3) REN：串行接纳允许位。由软件置REN = 1，那么启动串行口接纳数据；假

25、设软件置REN = 0，那么制止接纳。 (4) TB8：在方式2或方式3中，是将要发送的第九位数据，由软件置位或清零，它可作为数据奇偶校验位，也可在多机通讯中作为地址帧或数据帧的标志位运用。第第9 9章章 串行接口及串行通信技术串行接口及串行通信技术 表6-2 串行口任务方式选择SM0 SM1任务方式功能波特率0 00 11 01 1方式0方式1方式2方式3移位存放器10位异步收发11位异步收发11位异步收发fosc/12可变fosc/6或fosc/32可变第第9 9章章 串行接口及串行通信技术串行接口及串行通信技术 (5) RB8：在方式2或方式3中，是已接纳到的第九位数据，可作为奇偶校验位

26、。 (6) TI：发送中断标志位。在方式0当串行发送第8位数据终了时，或在其它方式，串行发送停顿位的开场时，由内部硬件使TI置1，向CPU发中断恳求。在中断效力程序中，必需用软件将其清0，取消此中断恳求。 (7) RI：接纳中断标志位。方式0中，在接纳完第8位数据时由硬件置位。在方式0当串行接纳第8位数据终了时，或在其它方式，串行接纳停顿位的中间时，由内部硬件使RI置1，向CPU发中断恳求。也必需在中断效力程序中，用软件将其清0，取消此中断恳求 (8) SMOD：为波特率选择位。电源控制存放器PCON中的第八位也与串行口有关，如图6.14所示。当SMOD=1时，波特率提高一倍，复位时，SMOD

27、=0。 第第9 9章章 串行接口及串行通信技术串行接口及串行通信技术 图6.14 电源控制存放器PCON的格式位号76543210位名称SMOD第第9 9章章 串行接口及串行通信技术串行接口及串行通信技术 三、 串行通讯的任务方式 1任务方式0 在方式0下，串行口是作为同步移位存放器运用的。其波特率固定为单片机振荡频率(fosc)的1/12，串行传送数据8位为一帧(没有起始、停顿、奇偶校验位)。 数据由RXD端输出或输入，低位在前，高位在后。TXD端输出同步移位脉冲，可以作为外部扩展的移位存放器的移位时钟，因此串行口方式0常用于扩展外部并行I/O口。 第第9 9章章 串行接口及串行通信技术串行

28、接口及串行通信技术 1任务原理 1发送输出 执行指令如MOV SBUF, A,就启动发送。 在发送过程中由RXD端将写入SBUF存放器中的数据按照从低位到高位的次序按位送出，同时由TXD端输出移位时钟脉冲。 一个字节的数据发送终了，串行口自动停顿发送数据和移位时钟脉冲，并置位TI恳求中断。TI必需由软件清零。以便下一次传送。 从写SBUF到TI置位，相隔9个机器周期，完成了发送1帧数据的全过程。如图6.15所示。图6.15 方式0数据输出时序第第9 9章章 串行接口及串行通信技术串行接口及串行通信技术 图6.16 方式0扩展并行输出口 串行发送时，外部可扩展一片(或几片)串入并出的移位存放器如

29、74LS164)，如图6.16所示。RXDTXD89C51ABCLK数据输出移位脉冲1233 4 5 6 10 11 12 1374LS164D7D6D5D4D3D2D1 D0第第9 9章章 串行接口及串行通信技术串行接口及串行通信技术 2接纳输入 当REN= 1,RI=0时，就启动串行口接纳。 在接纳过程中，由TXD端输出移位时钟脉冲，控制外围设备将8位数据按位移入串行口的RXD端，并经过串行口内部的输入移位存放器将数据存入SBUF接纳存放器。 当串行口控制电路检测到最后一次移位终了后，接纳过程告终，并置位RI恳求中断。RI也必需由软件清零。从启动接纳到RI置位，相隔9个机器周期，完成了接纳

30、1帧数据的全过程。 时序图如图6.17所示。 图6.17 方式0数据输入时序第第9 9章章 串行接口及串行通信技术串行接口及串行通信技术 图6.18 方式0扩展并行输入口 串行接纳时，外部可扩展一片(或几片)并入串出的移位存放器如74LS165，如图6.18所示。QCLK654314 13 12 11数据输入移位脉冲RXDTXD80C5174LS165D7D6D5D4D3D2D1D0第第9 9章章 串行接口及串行通信技术串行接口及串行通信技术 2任务方式1 在方式1下，串行口任务在10位帧格式，发送或接纳一帧信息中，除8位数据移位外，还包含一个起始位(0)和一个停顿位(1)，其格式如图6.19

31、所示。 任务方式1的波特率是可变的，由定时器T1的计数溢出率决议。相应的公式为：波特率= 定时器T1溢出率322SMOD第第9 9章章 串行接口及串行通信技术串行接口及串行通信技术 D0D1D2D3D4D5D6D71D0D11D700第n1字符帧第n字符帧8位数据起始位停止位图6.19 串行口方式1的帧格式第第9 9章章 串行接口及串行通信技术串行接口及串行通信技术 定时器定时器T1的计数溢出率计算公式为：的计数溢出率计算公式为：定时器T1溢出率= 值 初 1T2112foscK 式中，K为定时器T1的位数，与定时器T1的任务方式有关(见第5章引见)，那么波特率计算公式为：波特率= 值 初 1

32、T2112fosc322KSMOD第第9 9章章 串行接口及串行通信技术串行接口及串行通信技术 1) 发送发送 发送时，数据从发送时，数据从TXD端输出，当数据写入发送缓冲器端输出，当数据写入发送缓冲器SBUF后，后，启动发送器发送。当发送完一帧数据后，置中断标志启动发送器发送。当发送完一帧数据后，置中断标志TI为为1。方。方式式1所传送的波特率取决于定时器所传送的波特率取决于定时器1的溢出率和的溢出率和PCON中的中的SMOD位。位。2) 接纳接纳 接纳时，由接纳时，由REN置置1，允许接纳，串行口采样，允许接纳，串行口采样RXD，当采样由，当采样由1到到0跳变时，确认是起始位跳变时，确认是

33、起始位“0，开场接纳一帧数据。当，开场接纳一帧数据。当RI=0，且停顿位为且停顿位为1或或SM2=0时，停顿位进入时，停顿位进入RB8位，同时置中断标志位，同时置中断标志RI；否那么信息将丧失。所以，方式；否那么信息将丧失。所以，方式1接纳时，应先用软件去除接纳时，应先用软件去除RI或或SM2标志。标志。 方式方式1时串行口的发送和接纳时序如图时串行口的发送和接纳时序如图6.20所示。所示。 第第9 9章章 串行接口及串行通信技术串行接口及串行通信技术 图6.20 串行口方式1的时序图第第9 9章章 串行接口及串行通信技术串行接口及串行通信技术 3方式方式2和方式和方式3 在方式在方式2和方式

34、和方式3下，串行口任务在下，串行口任务在11位异步通讯方式。一帧位异步通讯方式。一帧信息包含一个起始位信息包含一个起始位“0，八个数据位，一个可编程第九数据位，八个数据位，一个可编程第九数据位和一个停顿位和一个停顿位“1。其中可编程位是。其中可编程位是SCON中的中的TB8位，在八个位，在八个数据位之后，可作奇偶校验位或地址数据位之后，可作奇偶校验位或地址/数据帧的标志位运用，由运数据帧的标志位运用，由运用者确定。其帧格式如图用者确定。其帧格式如图6.21所示。所示。 区别：方式区别：方式2的波特率固定为晶振频率的的波特率固定为晶振频率的1/64或或1/32 ；方式；方式3的波特率由定时器的波

35、特率由定时器T1的计数溢出率决议，确定方法与任务方式的计数溢出率决议，确定方法与任务方式1中的完全一样。中的完全一样。 第第9 9章章 串行接口及串行通信技术串行接口及串行通信技术 D0D1D2D3D4D5D6D70/1D0D110/1100第 n 1字 符 帧第 n字 符 帧8位 数 据起始位停止位奇 偶校 验图6.21 串行口方式2、3帧格式图第第9 9章章 串行接口及串行通信技术串行接口及串行通信技术 1方式2和方式3输出 当CPU向发送SBUF写入一个数据时，串行口发送过程就被启动了。TB8写入输出移位存放器的第9位，8位数据装入SBUF。 发送开场时，先把起始位0输出到TXD端。经一

36、位时间后，发送移位存放器的输出位D0到TXD端。之后，每一个移位脉冲都使输出移位存放器的各位右移一位，并由TXD端输出。 终了时，控制电路进展最后一次移位，并置T11，向CPU恳求中断。2方式2和方式3输入 软件使接纳允许位REN为1后，接纳开场启动。 接纳时，数据从右边移入输入移位存放器，1从左边移出，在起始位0移到最左边时，控制电路进展最后一次移位。 当RI0，且SM2=0时，接纳到的数据装入接纳SBUF和RB8，置RI = 1，向CPU恳求中断。假设条件不满足，那么数据丧失，且不置位RI，一位时间后继续搜索RXD端的负跳变。 时序如图6.22所示 。第第9 9章章 串行接口及串行通信技术

37、串行接口及串行通信技术 图6.22 串行口方式2、3时序图第第9 9章章 串行接口及串行通信技术串行接口及串行通信技术 四、串行口波特率确定和初始化1. 波特率计算 串行口的四种任务方式对应三种波特率。由于输入的移位时钟的来源不同，所以，各种方式的波特率计算公式也不一样。 详细如下：第第9 9章章 串行接口及串行通信技术串行接口及串行通信技术 2. 波特率的选择 实践运用中，波特率要选择为标称值，又由于TH1的初值是整数，为了减小波特率计算误差，晶振频率要选择为11.0592MHZ。所以方式1和方式3波特率与TH1初值的对应根本上是确定的，如表6-3所示。波特率（bps）19.2K960048

38、0024001200TH1初值FDHFDHFAHF4HE8HSMOD10000表6-3 方式1、3常用波特率与TH1的初值关系表注: 此时，T1任务在方式2，晶振频率为11.0592MHZ。第第9 9章章 串行接口及串行通信技术串行接口及串行通信技术 3.串行口的初始化 详细步骤如下：1确定定时器1的任务方式编程TMOD存放器；2计算定时器1的初值，装载TH1、TL1;3启动定时器1(编程TCON中的TRl位)；4确定串行口控制编程SCON存放器5串行口在中断方式任务时，须开CPU的中断源编程IE、 IP存放器。第第9 9章章 串行接口及串行通信技术串行接口及串行通信技术 6.3 AT89C5

39、1串行接口的运用与编程串行接口的运用与编程 一、利用单片机串行口扩展并行I/O口 串行口任务方式0主要用于扩展并行I/O口，扩展成并行输出口时，需求外接一片8位串行输入并行输出的同步移位存放器74HC164。扩展成并行输入口时，需求外接一片或几片并行输入串行输出的同步移位存放器74HC165。第第9 9章章 串行接口及串行通信技术串行接口及串行通信技术 数据的串行输出或输入可采用中断方式，也可采用查询标志位TI、RI的方法，在移位初始化时，要进展相应的设置。 例 利用串行口任务在方式0，外扩一片74HC164构成一个三位LED动态显示器，并将内部RAM显示单元65H、66H、67H中的内容输出

40、显示。如图6.24所示。第第9 9章章 串行接口及串行通信技术串行接口及串行通信技术 111P1.0P1.1P1.2RXDTXD89C5174LS164SASBCLKVCCCLR5 V图6.24 串行动态显示图 第第9 9章章 串行接口及串行通信技术串行接口及串行通信技术 主程序如下：ORG 0000HLJMP MAINORG 0030HMAIN：MOV SCON，#00H ；串行口初始化为方式0 SETB P1.2 ；消去最高显示位 SETB P1.1 MOV SBUF，65H ；传送最低显示位 JNB TI，$ ；传送没终了，等待第第9 9章章 串行接口及串行通信技术串行接口及串行通信技术

41、 CLR P1.0 ；最低位显示 CLR TI ；清中断标志位 LCALL D10ms ；调延时子程序，维持形状 SETB P1.0 ；消去最低显示位 MOV SBUF，66H ；传送中间显示位 JNB TI，$ ；等待传送终了 CLR P1.1 ；显示中间位 CLR TI ；清中断标志位第第9 9章章 串行接口及串行通信技术串行接口及串行通信技术 LCALL D10ms ；调延时子程序，维持形状 SETB P1.1 ；消去中间显示位 MOV SBUF，67H ；传送最高显示位 JNB TI，$ ；等待传送终了 CLR P1.2 ；显示最高显示位 CLR TI ；清中断标志位D10ms: MO

42、V R5, #10D1ms: MOV R4,#249 DL: NOP NOP DJNZ R4,DL DJNZ R5,D1ms RETEND第第9 9章章 串行接口及串行通信技术串行接口及串行通信技术 二、单片机与单片机的通讯 有两个单片机子系统，它们均能独立地完成主系统的某一功能，且这两个子系统具有一定的信息交换需求，这时就可以用串行通讯的方式将两个子系统衔接起来。1. 硬件衔接 假设两个单片机系统间隔近，只需将两个单片机系统的TXD和RXD引出线交叉相连即可；假设两个单片机系统间隔较远，要采用RS-232C接口进展衔接，如图6.25所示。 第第9 9章章 串行接口及串行通信技术串行接口及串行

43、通信技术 图6.25 双机通讯衔接图第第9 9章章 串行接口及串行通信技术串行接口及串行通信技术 2.通讯协议 采用方式1进展通讯，每帧信息为10位，波特率为2400bps，T1作定时器用，任务在方式2，晶振频率用11.0592MHZ，查表6.3得TH1=TL1=0F4H，PCON存放器的SMOD位为0。 通讯时，首先A机发送“E1H恳求传输数据。B机收到后回答一个E2H应对信号，表示赞同接纳。当A机收到应对信号E2H“后，开场发送数据，每发送一个数据字节都要计算校验和“，假定数据块长度为15个字节，起始地址为40H，数据块发送终了后立刻发送校验和“。 然后B机接纳数据并转存到数据缓冲区，起始

44、地址也为40H，每接纳到一个数据字节便计算一次校验和“，当收完数据块后，再接纳A机发来的校验和“，并将它与B机求出的校验和进展比较。假设两者相等，阐明接纳正确，B机回答00H；假设两者不等，阐明接纳不正确，B机回答FFH，恳求重发。A机收到回答为00H那么终了发送。假设回答非0，那么重新发送数据。第第9 9章章 串行接口及串行通信技术串行接口及串行通信技术 3.程序及流程图A机程序：ORG 0000HLJMP AMAINORG 0030HAMAIN：MOV SP,#5FHMOV TMOD, # 20H ;初始化定时器1为方式2MOV TH1, #0F4H;装载定时器初值MOV TLl,#0F4

45、HMOV SCON,#50HMOV PCON, # 00HSETB TR1;启动定时器CALL INIT;生成调试用数据DIALOG: MOV A,#0E1H;发联络信号CALL TXBYTECALL RXBYTE;接纳B机前往信号CJNE A,#0E2H,DIALOG ;B机允许发送？RETX: CALL TXDATACALL RXBYTECJNE A,#00H,DIALOG ;B机接纳正确？AJMP DIALOG第第9 9章章 串行接口及串行通信技术串行接口及串行通信技术 TXBYTE: MOV SBUF,A;发送子程序JNB TI,$CLR TIRETRXBYTE: JNB RI,$;接纳子程序MOV A,SBUFCLR RIRETTXDATA: MOV R7,#15;发送数据块子程序MOV R0,#40HMOV R6,#00HLDATA: MOV A,R0CALL TXBYTEMOV A,R6ADD A,R0;求校验和MOV R6,A;保管校验和INC R0DJNZ R7,LDATA;数据块传送完否？第第9 9章章 串行接口及串行通信技术串行接口及串行通信技术 MO