串行通信实用教案

1、9.1 串行通信串行通信(tng xn)基础基础一、通信一、通信(tng xn)的两种基本方式的两种基本方式 第1页/共48页第一页，共49页。并行通信：数据多位同时并行通信：数据多位同时(tngsh)(tngsh)传送传送 控制控制(kngzh)简单，传输速度快，传输线较简单，传输速度快，传输线较多多第2页/共48页第二页，共49页。串行通信串行通信(tng xn)：数据字节一位一位在一条传输线：数据字节一位一位在一条传输线上逐个传送。上逐个传送。第3页/共48页第三页，共49页。二、串行通信二、串行通信(tng xn)的两种方式的两种方式 按信息的格式分为异步通信和同步按信息的格式分为异步

2、通信和同步(tngb)通信两种方式。通信两种方式。 异步通信：指通信的发送与接收设备使用(shyng)各自的时钟控制数据的发送和接收过程。为使双方的收发协调，要求发送和接收设备的时钟尽可能一致。 同步通信：有严格的同步时钟控制。较少使用。 第4页/共48页第四页，共49页。 异步通信是以数据帧单位进行传输，帧与帧之间的异步通信是以数据帧单位进行传输，帧与帧之间的间隙（时间间隔）是任意的，但每个数据帧中的各位间隙（时间间隔）是任意的，但每个数据帧中的各位是以固定的时间传送的，即各帧之间不一定是以固定的时间传送的，即各帧之间不一定(ydng)有有“位间隔位间隔”的整数倍的关系，但同一帧内的各位之间

3、的整数倍的关系，但同一帧内的各位之间的距离均为的距离均为“位间隔位间隔”的整数倍。的整数倍。第5页/共48页第五页，共49页。异步通信异步通信(tng xn)(tng xn)的数据格的数据格式式 ：第6页/共48页第六页，共49页。 波特率是每秒钟传输(chun sh)二进制代码的位数。 单位是：位秒（bps）。传输速率 如每秒钟传送(chun sn)240个字符(数据帧)，每帧数据10位 ，则波特率为：10位240个/秒 = 2400 bps第7页/共48页第七页，共49页。三、串行通信的传输三、串行通信的传输(chun sh)方向方向 1 1、单工、单工 指数据传输仅能沿一个方向指数据传输

4、仅能沿一个方向(fngxing)(fngxing)，不能实现反，不能实现反向传输。向传输。2 2、半双工、半双工 指数据传输可以沿两个方向指数据传输可以沿两个方向(fngxing)(fngxing)，但需要分时，但需要分时进行。进行。3 3、全双工、全双工 指数据可以同时进行双向传输。指数据可以同时进行双向传输。 单工单工 半双工半双工 全双工全双工第8页/共48页第八页，共49页。四、通用四、通用(tngyng)异步接收发送器异步接收发送器UART 第9页/共48页第九页，共49页。第10页/共48页第十页，共49页。9.2 MCS-51单片机串行通信单片机串行通信(tng xn)MCS-5

5、1单片机具有(jyu)一个全双工的串行异步通信接口。 有两个物理上独立的接收、发送缓冲器SBUF，它们(t men)占用同一地址99H 第11页/共48页第十一页，共49页。9.2.1 串行口寄存器结构串行口寄存器结构(jigu) 线 ) ) ) ) 第12页/共48页第十二页，共49页。第13页/共48页第十三页，共49页。9.2.2 串行通信串行通信(tng xn)控制寄存器控制寄存器 位号位号D7D6D5D4D3D2D1D0位符号位符号SM0SM1SM2RENTB8RB8TIRI第14页/共48页第十四页，共49页。第15页/共48页第十五页，共49页。3）TB8 在方式2、方式3下，是

6、发送数据的第9位，可用软件规定其作用； 可以(ky)用于数据的奇偶校验位； 在多机通信中，用于地址帧(1)和数据帧(0)的标志位。 在方式0、方式1中，该位未用。4）RB8 在方式2、方式3下，是接收到数据的第9位； 作奇偶校验位或数据帧/地址(dzh)帧的标志位。 在方式1时，RB8是接收到的停止位。第16页/共48页第十六页，共49页。5）SM2多机通信多机通信(tng xn)控制位控制位 主要用于方式2和方式3； 当接受机的SM2=1时，可利用收到的RB8来控制是否激活RI： RB8=1时，收到的数据进入SBUF，并激活RI，进而在中断服务中将数据从SBUF读走； RB8=0时，不激活R

7、I，收到的信息丢弃。 当SM2=0时，不论收到的RB8为0和1，均可以使收到的数据进入SBUF，并激活RI。即此时RB8不具有控制RI激活的功能。 方式0时，SM2必须(bx)为0。 方式1时，若SM2=1，则只有接收到有效停止位时，RI才置1。第17页/共48页第十七页，共49页。6）RI接收中断接收中断(zhngdun)标志位标志位 方式(fngsh)0时，接收完第8位数据后，硬件置位； 其它方式(fngsh)下，接收到停止位中间时，硬件置位； RI=1，表示帧字符接收结束。其状态可软件查询，也可申请中断； 软件清零。7）TI发送中断发送中断(zhngdun)标志位标志位 方式方式0时，发

8、送完第时，发送完第8位数据后，硬件置位；位数据后，硬件置位； 其它方式下，发送停止位开始时，硬件置位；其它方式下，发送停止位开始时，硬件置位； TI=1，表示帧字符发送结束。其状态可软件查询，也可申请中，表示帧字符发送结束。其状态可软件查询，也可申请中断；断； 软件清零。软件清零。第18页/共48页第十八页，共49页。 SMOD=1，串行口波特率加倍(ji bi)； SMOD=0，波特率正常。 系统复位时，SMOD=0。 PCON不可以位寻址。位号位号D7D6D5D4D3D2D1D0位符号位符号SMOD/GF1GF0PDIDL字节(z ji)地址：87H第19页/共48页第十九页，共49页。3

9、) 中断中断(zhngdun)允许控制寄存器允许控制寄存器 IE 位号位号D7D6D5D4D3D2D1D0位符号位符号EA/ESET1EX1ET0EX0字节(z ji)地址：A8H ES: 串行口中断允许(ynx)位 ES=0，禁止串行口中断； ES=1，允许(ynx)串行口中断。第20页/共48页第二十页，共49页。9.2 串行口的工作串行口的工作(gngzu)方式方式 第21页/共48页第二十一页，共49页。 一、方式(fngsh)0 8位同步移位寄存器方式。 RXD (P3.0) ：数据(shj)移位的入口和出口。 TXD(P3.1)：移位脉冲输出端。 移位数据(shj)：一帧8位。低位

10、在前，高位在后。 没有起始位和停止位。第22页/共48页第二十二页，共49页。1、方式0数据(shj)发送 写入写入SBUF，启动发送，启动发送(f sn)；8位数据全部移出后，位数据全部移出后，TI自动置位。自动置位。第23页/共48页第二十三页，共49页。数据发送：须有串进并出移位寄存器配合数据发送：须有串进并出移位寄存器配合(pih)使用。使用。锁存端锁存端 (1并行并行(bngxng)输出，输出，0锁存锁存) 时钟时钟(shzhng) 串行输入串行输入 并行输出并行输出 Q0 Q7 第24页/共48页第二十四页，共49页。2、方式(fngsh)0数据接收 当当REN=1，启动接收；接收

11、到，启动接收；接收到8位数据位数据(shj)时，时，RI自动置位。自动置位。第25页/共48页第二十五页，共49页。数据接收：须有并进串出移位寄存器配合数据接收：须有并进串出移位寄存器配合(pih)使用。使用。串行输出串行输出(shch)端端 移位移位(y wi)脉冲脉冲 控制端控制端0：可串行输出：可串行输出(并行输入关闭并行输入关闭) 1：可并行输入：可并行输入(串行输出关闭串行输出关闭) 第26页/共48页第二十六页，共49页。第27页/共48页第二十七页，共49页。发光二极管共阴极发光二极管共阴极(ynj)相连相连第28页/共48页第二十八页，共49页。R第29页/共48页第二十九页，

12、共49页。 二、方式(fngsh)1 8位数据异步通信方式(fngsh)。字符帧10位。 1位起始位(低)、8位数据位(D0D7)、1位停止位(高)第30页/共48页第三十页，共49页。第31页/共48页第三十一页，共49页。第32页/共48页第三十二页，共49页。 三、方式(fngsh)2、方式(fngsh)3 9位数据异步通信方式。 字符帧11位： 1位起始(q sh)位(低)、8位数据位(D0D7)、 1位控制位/校验位、1位停止位(高)第33页/共48页第三十三页，共49页。第34页/共48页第三十四页，共49页。oscSMODf642第35页/共48页第三十五页，共49页。第36页/

13、共48页第三十六页，共49页。第37页/共48页第三十七页，共49页。串行口工作之前，应进行初始化，具体步骤如下：串行口工作之前，应进行初始化，具体步骤如下： 确定确定(qudng)波特率；波特率； 确定确定(qudng)T1的工作方式（编程的工作方式（编程TMOD寄存器）寄存器）； 计算计算T1的初值，装载的初值，装载TH1、TL1； 确定确定(qudng)串行口控制（编程串行口控制（编程SCON、PCON寄寄存器）；存器）； 启动启动T1（编程（编程TCON中的中的TR1位）；位）；若串行口在中断方式(fngsh)工作时，要进行中断设置（编程IE、IP寄存器）。第38页/共48页第三十八页

14、，共49页。1第39页/共48页第三十九页，共49页。T第40页/共48页第四十页，共49页。甲机的P1口分别接8个开关，读取开关状态并发送出去；乙机的P1口分别接8个LED指示灯，用来显示(xinsh)从串行口接收的数据。 波特率为1200bps，晶振fosc=6MHz。 实验实验(shyn)(shyn)内容内容 第41页/共48页第四十一页，共49页。甲机发送程序初始化TMOD（设置T1为定时、模式2）置定时初值N串口初始化（SCON、PCON）启动定时器T1从P1口采集数据到A将A中的数据送到SBUF串行口缓冲器数据是否发送完毕（TI=1？）Y清除TI标志START: MOV TMOD,

15、#20H MOV TL1,#0F3H MOV TH1,#0F3H MOV PCON,#00H MOV SCON,#40H SETB TR1LOOP2: MOV A,P1 MOV SBUF,A LOOP1: JNB TI,LOOP1 CLR TI SJMP LOOP2第42页/共48页第四十二页，共49页。乙机接收程序初始化TMOD（设置T1为定时、模式2）置定时初值串口初始化（SCON、PCON）启动定时器T1数据是否接收完毕（RI=1？）NY清除TI标志将SBUF中的数据送到A中START: MOV TMOD,#20H MOV TL1,#0F3H MOV TH1,#0F3H MOV PCON

16、,#00H MOV SCON,#50H SETB TR1LOOP1: JNB RI,LOOP1 CLR RI MOV A,SBUF MOV P1,A SJMP LOOP1第43页/共48页第四十三页，共49页。ORG 0000HSJMP STARTORG 0023HSJMP SJIESTART: MOV TMOD,#20H MOV TL1,#0F3H MOV TH1,#0F3H MOV PCON,#00H MOV SCON,#50HSETB EASETB ESSETB TR1SJMP $SJIE: CLR RI MOV A,SBUF MOV P1,A RETI END乙机接收程序(chngx)

17、：中断方式 第44页/共48页第四十四页，共49页。 例题例题(lt)(lt) 甲、乙双机串行通信，甲机将片内甲、乙双机串行通信，甲机将片内30H3FH单元的单元的数据发送给乙机，乙机将接收到的数据保存数据发送给乙机，乙机将接收到的数据保存(bocn)到片内到片内40H开始的单元。开始的单元。 波特率为波特率为1200bps，晶振频率，晶振频率fosc=12MHz，方式，方式1(8位数据异步通信方式位数据异步通信方式)。第45页/共48页第四十五页，共49页。 由于选择的是方式1，波特率由定时/计数器T1的溢出率和电源控制寄存器PCON中的SMOD位决定。则须对定时/计数器T1初始化。 设SM

18、OD=0，甲、乙两机的振荡频率为12MHz，由于波特率为1200bps。定时/计数器T1选择为方式2，则初值为：初值=256-fosc2SMOD /（12波特率32） =256-12,000,000/（12120032） 230 =E6H 根据(gnj)要求定时/计数器T1的方式控制字为20H。第46页/共48页第四十六页，共49页。甲机的发送程序甲机的发送程序(chngx)：TSTART:MOV TMOD, #20H MOV TL1, #0E6H MOV TH1, #0E6H MOV PCON, #00H MOV SCON, #40H MOV R0, #30H;首地址首地址 MOV R7, #10H;个数个数 SETB TR1LOOP: MOV