单片机原理与应用设计张毅刚等编著电子教案第7章

1、第第7 7章章 89C51 89C51的串行口的串行口全双工全双工的的异步异步通讯串行口通讯串行口4 4种工作方式种工作方式 , ,波特率由片内定时器波特率由片内定时器/ /计数器控制。计数器控制。 每发送或接收一帧数据，均可发出中断请求。每发送或接收一帧数据，均可发出中断请求。除用于串行通讯，除用于串行通讯，还可用来扩展并行还可用来扩展并行I/OI/O口。口。7.1 7.1 串行口的结构串行口的结构串行口内部结构如下图，串行口内部结构如下图，两个物理上独立地接收和两个物理上独立地接收和 发送缓冲器发送缓冲器，可同时收、发数据，可同时收、发数据( (全双工全双工) )。两个缓冲器两个缓冲器共用

2、共用一个特殊功能寄存器字节地址：一个特殊功能寄存器字节地址：SBUF(99HSBUF(99H） 控制寄存器共两个：控制寄存器共两个：特殊功能寄存器特殊功能寄存器SCONSCON和和PCONPCON。7.1.1 7.1.1 串行口控制寄存器串行口控制寄存器SCONSCON 字节地址字节地址98H98H，可位寻址，格式如，可位寻址，格式如图图7-27-2所示。所示。 （1 1）SM0SM0、SM1SM1串行口串行口4种工作方式的选择位种工作方式的选择位 表表7-1 7-1 串行口的串行口的4 4种工作方式种工作方式SM0 SM1 SM0 SM1 方式方式 功功 能能 说说 明明 0 0 0 0 0

3、 0 同步移位寄存器方式（用于扩展同步移位寄存器方式（用于扩展I/OI/O口）口） 0 1 0 1 1 1 8 8位异步收发，波特率可变（由定时器控制）位异步收发，波特率可变（由定时器控制） 1 0 1 0 2 2 9 9位异步收发，波特率为位异步收发，波特率为fosc/64fosc/64或或fosc/32fosc/32 1 1 1 1 3 3 9 9位异步收发，波特率可变（由定时器控制）位异步收发，波特率可变（由定时器控制）（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。 图图7-27-2当串行口以当串行口以方式方式2 2或方式或方式3

4、 3接收接收时，时，如果如果SM2=1SM2=1，只有当接收到的第只有当接收到的第9 9位数据（位数据（RB8RB8）为）为“1”“1”时，才时，才将接收到的前将接收到的前8 8位数据送入位数据送入SBUFSBUF，并置并置“1” RI“1” RI，产生中断，产生中断请求；当接收到的第请求；当接收到的第9 9位数据（位数据（RB8RB8）为）为“0”“0”时，则将接收时，则将接收到的前到的前8 8位数据丢弃。位数据丢弃。如果如果SM2=0SM2=0，则不论第，则不论第9 9位数据是位数据是“1”“1”还是还是“0”“0”，都将，都将 前前8 8位数据送入位数据送入SBUFSBUF中，并置中，并

5、置“1” RI“1” RI，产生中断请求。，产生中断请求。方式方式1 1时，如果时，如果SM2=1SM2=1，则只有收到停止位时才会激活，则只有收到停止位时才会激活RIRI。方式方式0 0时，时，SM2SM2必须为必须为0 0。 （3 3）RENREN允许串行接收位允许串行接收位 由软件置由软件置“1”“1”或清或清“0”“0”。 REN=1 REN=1 允许串行口接收数据。允许串行口接收数据。 REN=0 REN=0 禁止串行口接收数据。禁止串行口接收数据。 （4 4）TB8TB8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

6、据，可作为位数据，可作为奇偶校验位奇偶校验位使使用，也可作为用，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 （5 5）RB8RB8接收到的第接收到的第9 9位数据位数据方式方式2 2和和3 3时，时，RB8RB8存放接收到的第存放接收到的第9 9位数据。在位数据。在方式方式1 1，如果，如果SM2=0SM2=0，RB8RB8是接收到的停止位。在是接收到的停止位。在方式方式0 0，不使用，不使用RB8RB8。 （6 6）TITI发送中断标志位发送中断标志位方式方式0 0时时，串行发送第，串行发送第8 8位数据结束时由硬件置位数据

7、结束时由硬件置“1”“1”，其它工作方式其它工作方式，串行口发送停止位的开始时置，串行口发送停止位的开始时置“1”“1”。TI=1TI=1，表，表示一帧数据发送结束，可供软件查询，也可申请中断。示一帧数据发送结束，可供软件查询，也可申请中断。CPUCPU响应中断后响应中断后, , 向向SBUFSBUF写入要发送的下一帧数据。写入要发送的下一帧数据。TITI必须由软必须由软件清件清0 0。（7 7）RIRI接收中断标志位接收中断标志位 方式方式0 0时时，接收完第，接收完第8 8位数据时，位数据时，RIRI由硬件置由硬件置1 1。其它工作方式其它工作方式，串行接收到停止位时，该位置，串行接收到停

8、止位时，该位置“1”“1”。RI=1RI=1，表，表示一帧数据接收完毕，并申请中断示一帧数据接收完毕，并申请中断 。该位状态也可软件查。该位状态也可软件查询。询。RIRI必须由软件清必须由软件清“0”“0”。7.1.2 7.1.2 特殊功能寄存器特殊功能寄存器PCONPCON 字节地址为字节地址为87H87H，没有位寻址功能。，没有位寻址功能。 SMODSMOD：波特率选择位。波特率选择位。 例如：方式例如：方式1 1的波特率的计算公式为：的波特率的计算公式为： 方式方式1 1波特率波特率= =（2 2SMODSMOD/32/32）定时器）定时器T1T1的溢出率的溢出率也称也称SMODSMOD

9、位为位为波特率倍增位波特率倍增位。7.2 7.2 串行口的串行口的4 4种工作方式种工作方式7.2.1 7.2.1 方式方式0 0 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器，以，常用于外接移位寄存器，以扩展并行扩展并行I/OI/O口。口。 8 8位数据为一帧，不设起始位和停止位，先发送或接收最低位数据为一帧，不设起始位和停止位，先发送或接收最低位。位。波特率固定为波特率固定为fosc/12fosc/12。帧格式如下：。帧格式如下：1 1方式方式0 0发送发送 当当CPUCPU执行一条将数据写入发送缓冲器执行一条将数据写入发送缓冲器SBUFSBUF的指令时

10、，产生一个的指令时，产生一个正脉冲，串行口即把正脉冲，串行口即把SBUFSBUF中的中的8 8位数据以位数据以fosc/12fosc/12的固定波特的固定波特率从率从RXDRXD引脚串行输出引脚串行输出，低位在先，低位在先, ,TXDTXD引脚输出同步移位脉冲引脚输出同步移位脉冲，发送完发送完8 8位数据置位数据置“1”“1”中断标志位中断标志位TITI。时序如。时序如图图7-57-5所示。所示。2 2方式方式0 0接收接收 REN=1REN=1，接收数据，接收数据，REN=0REN=0，禁止接收，禁止接收。 REN=1REN=1，允许接收，允许接收。向串口的。向串口的SCONSCON写入控制

11、字（置为方式写入控制字（置为方式0 0，并置，并置“1”REN“1”REN位，同时位，同时RI=0RI=0）时，产生一个正脉冲，串行口即开）时，产生一个正脉冲，串行口即开始接收数据。始接收数据。RXDRXD为数据输入端，为数据输入端，TXDTXD为移位脉冲信号输出端为移位脉冲信号输出端，接收器也以接收器也以fosc/12fosc/12的固定波特率的固定波特率采样采样RXDRXD引脚的数据信息，当收引脚的数据信息，当收到到8 8位数据时置位数据时置“1” RI“1” RI。表示一帧数据接收完，时序如下：。表示一帧数据接收完，时序如下：图图7-57-5方式方式0 0下，下，SCONSCON中的中的

12、TB8TB8、RB8RB8位没有用到位没有用到，发送或接收完发送或接收完8 8位数据位数据由硬件置由硬件置“1”TI“1”TI或或RIRI，CPUCPU响应中断。响应中断。TITI或或RIRI须由用户软件清须由用户软件清“0”“0”，可用如下指令：，可用如下指令：CLR TICLR TI；TITI位清位清“0”“0”CLR RI CLR RI ；RIRI位清位清“0”“0”方式方式0 0时，时，SM2SM2位必须为位必须为0 0。图图7-67-67.2.2 7.2.2 方式方式1 1 SM0SM0、SM1=01SM1=01方式方式1 1一帧数据一帧数据为为1010位，位，1 1个起始位（个起始

13、位（0 0），），8 8个数据位，个数据位，1 1个停止个停止位（位（1 1），先发送或接收最低位。帧格式如图），先发送或接收最低位。帧格式如图7-77-7：方式方式1 1波特率波特率= =（2 2SMODSMOD/32/32）定时器定时器T1T1的溢出率的溢出率 SMOD SMOD为为PCONPCON寄存器的最高位的值（寄存器的最高位的值（0 0或或1 1）。）。图图7-77-7 1 1方式方式1 1发送发送 方式方式1 1输出，数据由输出，数据由TXDTXD输出输出，一帧信息为一帧信息为1010位位，1 1位起始位位起始位0 0，8 8位数据位（先低位）和位数据位（先低位）和1 1位停位停

14、止位止位1 1。当执行一条数据当执行一条数据写发送缓冲器写发送缓冲器SBUFSBUF的指令，就的指令，就启动发送启动发送。图中。图中TXTX时钟时钟是发送的波特率。是发送的波特率。发送开始时发送开始时，内部发送控制信号变为有效。将起始位向，内部发送控制信号变为有效。将起始位向TXDTXD输输出，此后，每经过一个出，此后，每经过一个TXTX时钟周期，便产生一个移位脉冲，时钟周期，便产生一个移位脉冲，并由并由TXDTXD输出一个数据位。输出一个数据位。8 8位数据位全部发送完毕后，置位数据位全部发送完毕后，置“1” TI“1” TI。方式。方式1 1发送数据的时序，如发送数据的时序，如图图7-87

15、-8所示。所示。 2 2方式方式1 1接收接收 数据从数据从RXDRXD（P3.0P3.0）脚输入。当检测到起始位的负跳变时，开始）脚输入。当检测到起始位的负跳变时，开始接收数据。接收数据。定时控制信号有两种定时控制信号有两种）：）：接收移位时钟接收移位时钟（RXRX时钟，频率和波特时钟，频率和波特率相同）和率相同）和位检测器采样脉冲位检测器采样脉冲（频率是（频率是RXRX时钟的时钟的1616倍，倍，1 1位数位数据期间，有据期间，有1616个采样脉冲），当采样到个采样脉冲），当采样到RXDRXD端从端从1 1到到0 0的跳变时的跳变时就启动检测器，就启动检测器，接收的值是接收的值是3 3次连

16、续采样（第次连续采样（第7 7、8 8、9 9个脉冲个脉冲图图7-87-8时采样）时采样）进行进行表决表决以以确认是否是真正的起始位确认是否是真正的起始位（负跳变）的开始。（负跳变）的开始。当一帧数据接收完，须同时满足两个条件，接收才真正有效。当一帧数据接收完，须同时满足两个条件，接收才真正有效。 RI=0RI=0，即上一帧数据接收完成时，即上一帧数据接收完成时，RI=1RI=1发出的中断请求已被发出的中断请求已被响应，响应，SBUFSBUF中的数据已被取走，说明中的数据已被取走，说明“接收接收SBUF”SBUF”已空。已空。 SM2=0SM2=0或或收到的停止位收到的停止位=1=1（方式（方

17、式1 1时，停止位已进入时，停止位已进入RB8RB8），），图图7-97-9则收到的数据装入则收到的数据装入SBUFSBUF和和RB8RB8（RB8RB8装入停止位），且置装入停止位），且置“1”“1”中中断标志断标志RIRI。若这两个条件不同时满足，收到的数据将丢失。若这两个条件不同时满足，收到的数据将丢失。7.2.3 7.2.3 方式方式2 29 9位位异步通信接口。异步通信接口。每帧数据均为每帧数据均为1111位位，1 1位起始位位起始位0 0，8 8位数据位数据位（先低位），位（先低位），1 1位可程控的第位可程控的第9 9位数据和位数据和1 1位停止位。帧格位停止位。帧格式如图式如图

18、7-107-10。 方式方式2 2波特率波特率= = （2 2SMODSMOD/64/64）foscfosc 图图7-107-101 1方式方式2 2发送发送发送前，先根据通讯协议由发送前，先根据通讯协议由软件设置软件设置TB8TB8（例如，双机通讯时的（例如，双机通讯时的奇偶校验位或多机通讯时的地址奇偶校验位或多机通讯时的地址/ /数据的标志位）。数据的标志位）。方式方式2 2发送数据波形如发送数据波形如图图7-117-11所示。所示。 图图7-117-11例例7-17-1 方式方式2 2发送在双机通讯中的应用。发送在双机通讯中的应用。下面的下面的发送发送中断服务程序，是在双机通讯中，以中断

19、服务程序，是在双机通讯中，以TB8TB8作为奇偶作为奇偶校验位，处理方法为数据写入校验位，处理方法为数据写入SBUFSBUF之前，先将数据的奇偶校之前，先将数据的奇偶校验位写入验位写入TB8TB8，以，以保证采用偶校验发送保证采用偶校验发送。 PIPTIPIPTI： PUSH PSW PUSH PSW ；现场保护；现场保护 PUSH Acc PUSH Acc SETB RS1 SETB RS1 ；选择第；选择第2 2组工作寄存器区组工作寄存器区 CLR RS0 CLR RS0 CLR TI CLR TI ；发送中断标志清；发送中断标志清“0”“0” MOV A MOV A，R0R0；取数据；取

20、数据 MOV C,P MOV C,P ；校验位送；校验位送TB8,TB8,采用偶校验采用偶校验 MOV TB8MOV TB8，C C MOV SBUFMOV SBUF，A A ；启动发送；启动发送 INC R0 INC R0 ；数据指针加；数据指针加1 1 POP Acc POP Acc ；恢复现场；恢复现场 POP PSW POP PSW RETI RETI ；中断返回；中断返回2 2方式方式2 2接收接收 SM0SM0、SM1=10SM1=10，且且REN=1REN=1。数据由。数据由RXDRXD端输入，接收端输入，接收1111位信息。当位信息。当位检测到位检测到RXDRXD从从1 1到到

21、0 0的负跳变，并判断起始位有效后，开始收的负跳变，并判断起始位有效后，开始收一帧信息。在接收器完第一帧信息。在接收器完第9 9位数据后，位数据后，需满足两个条件需满足两个条件，才能，才能将接收到的数据送入将接收到的数据送入SBUFSBUF。（1 1）RI=0RI=0，意味着接收缓冲器为空。，意味着接收缓冲器为空。（2 2）SM2=0SM2=0或或接收到的第接收到的第9 9位数据位位数据位RB8=1RB8=1时时。当上述两个条件满足时，接收到的数据送入当上述两个条件满足时，接收到的数据送入SBUFSBUF（接收缓冲（接收缓冲器），器），第第9 9位数据送入位数据送入RB8RB8，并置，并置“1

22、”RI“1”RI。若不满足两个条。若不满足两个条件，接收的信息将被丢弃。件，接收的信息将被丢弃。方式方式2 2接收数据的时序如接收数据的时序如图图7-127-12所示。所示。 例例7-27-2 方式方式2 2接收在双机通讯中的应用。接收在双机通讯中的应用。图图7-127-12本例与上例相对应。若第本例与上例相对应。若第9 9位数据为校验位，在接收程序中作位数据为校验位，在接收程序中作偶偶校验校验处理，设处理，设1 1组寄存器区的组寄存器区的R0R0为数据缓冲器指针。为数据缓冲器指针。 PIRI: PIRI: PUSH PSWPUSH PSW PUSH AccPUSH AccSETB RS0 S

23、ETB RS0 ；选择；选择1 1组寄存器区组寄存器区CLR RS1CLR RS1CLR RI CLR RI MOV A,SBUF MOV A,SBUF ；收到数据送；收到数据送A AMOV C,PMOV C,PJNC L1JNC L1；C C0 0。跳。跳L1L1JNB RB8,ERP JNB RB8,ERP ；ERPERP为出错处理程序为出错处理程序 AJMP L2AJMP L2 L1: L1: JB RB8,ERPJB RB8,ERP；RB8RB81 1，跳，跳ERPERP L2: L2: MOV R0,AMOV R0,A INC R0INC R0 POP AccPOP Acc POP

24、PSWPOP PSW ERP:ERP: ；出错处理程序段；出错处理程序段 RETIRETI7.2.4 7.2.4 方式方式3 3SM0SM0、SM1=11SM1=11，串口为方式，串口为方式3 3。波特率可变的波特率可变的9 9位异步通讯方式，位异步通讯方式，除波特率外，方式除波特率外，方式3 3和方式和方式2 2相相同。同。方式方式3 3的时序见方式的时序见方式2 2。 方式方式3 3波特率波特率= =（2 2SMODSMOD/32/32）定时器）定时器T1T1的溢出率的溢出率7.3 7.3 多机通信多机通信要要保证主机与所选择的从机实现可靠地通信保证主机与所选择的从机实现可靠地通信，必须保

25、证串口具，必须保证串口具有识别功能。有识别功能。SCONSCON中的中的SM2SM2位位就是满足这一条件而设置的就是满足这一条件而设置的多机通信控制位。多机通信控制位。原理：原理：在串行口以方式在串行口以方式2 2（或方式（或方式3 3）接收时，）接收时，若若SM2=1SM2=1，表示置，表示置多机通信功能位，这时有两种可能：多机通信功能位，这时有两种可能： （1 1）接收到的第接收到的第9 9位数据为位数据为1 1时时，数据才装入，数据才装入SBUFSBUF，并，并置中置中断标志断标志RI=1RI=1向向CPUCPU发出中断请求；发出中断请求； （2 2）接收到的）接收到的第第9 9位数据为

26、位数据为0 0时时，则，则不产生中断标志不产生中断标志，信息信息将抛弃将抛弃。若若SM2=0SM2=0，则则接收的第接收的第9 9位数据不论是位数据不论是0 0还是还是1 1，都产生，都产生RI=1RI=1中断中断标志，接收到的数据装入标志，接收到的数据装入SBUFSBUF中。中。上述特性，便可实现上述特性，便可实现89C5189C51的多机通信。的多机通信。 设多机系统中有一主机和设多机系统中有一主机和3 3个个80318031从机，从机，如如图图7-137-13。主机主机的的RXDRXD与与从机从机的的TXDTXD相连，相连，主机主机TXDTXD与与从机从机的的RXDRXD端相连。从端相连

27、。从 机地址分别为机地址分别为00H00H、01H01H、02H02H。 图图7-137-13多机通信工作过程：多机通信工作过程：（1 1）从机串行口）从机串行口编程为方式编程为方式2 2或方式或方式3 3接收接收，且，且置置“1”SM2“1”SM2和和RENREN位位，使从机只处于多机通讯且接收地址帧的状态。，使从机只处于多机通讯且接收地址帧的状态。（2 2）主机）主机先将从机地址先将从机地址（即准备接收数据的从机）（即准备接收数据的从机）发给各从发给各从机机, , 主机发出的主机发出的地址信息地址信息的第的第9 9位为位为1 1，各从机接收到的第各从机接收到的第9 9位信息位信息RB8RB

28、8为为1 1，且，且由于由于SM2=1SM2=1，则置，则置“1” “1” RIRI，各从机响应中断，执行中断程序。在中断服务子程序中，各从机响应中断，执行中断程序。在中断服务子程序中，判主机送来的地址是否和本机地址相符合判主机送来的地址是否和本机地址相符合，相符则该从机相符则该从机清清“0”SM2“0”SM2位位，准备接收主机的数据或命令；若，准备接收主机的数据或命令；若不符，则保持不符，则保持SM2=1SM2=1状态状态。（3 3）接着主机发送数据帧接着主机发送数据帧，此时各从机串行口接收到，此时各从机串行口接收到 的的RB8=0RB8=0，只有地址相符合的从机系统（即，只有地址相符合的从

29、机系统（即已清已清“0”SM2“0”SM2位位的的从机）从机）才能激活才能激活RIRI，从而进入中断，在中断程序中接收主机，从而进入中断，在中断程序中接收主机的数据（或命令）；的数据（或命令）； 其它的从机因其它的从机因SM2SM21 1，又，又RB8=0RB8=0不激活中断标志不激活中断标志RIRI，不能进入，不能进入中断，接收的数据丢失。中断，接收的数据丢失。图图7-137-13所示的多机系统是主从式，由主机控制多机之间的通信，所示的多机系统是主从式，由主机控制多机之间的通信，从机和从机的通讯只能经主机才能实现从机和从机的通讯只能经主机才能实现。7.4 7.4 波特率的制定方法波特率的制定

30、方法方式方式0 0、方式、方式2 2的波特率是的波特率是固定固定的；的；方式方式1 1、方式、方式3 3波特率由波特率由定时定时器器T1T1的溢出率的溢出率来确定。来确定。7.4.1 7.4.1 波特率的定义波特率的定义波特率的波特率的定义定义。对于定时器的不同工作方式，波特率的范围不一对于定时器的不同工作方式，波特率的范围不一7.4.2 7.4.2 定时器定时器T1T1产生波特率的计算产生波特率的计算（1 1）方式方式0 0波特率波特率= =时钟频率时钟频率foscfosc1/121/12，不受，不受SMODSMOD位的值的影位的值的影响。若响。若fosc=12MHzfosc=12MHz，波

31、特率为，波特率为fosc/12fosc/12即即1Mb/s1Mb/s。（2 2）方式方式2 2波特率波特率= =（2 2SMODSMOD/64/64）foscfosc 若若fosc=12MHzfosc=12MHz: : SMOD=0 SMOD=0 波特率波特率=187.5kb/s=187.5kb/s； SMOD=1SMOD=1 波特率波特率=375kb/s=375kb/s （3 3）方式方式1 1或或方式方式3 3时，波特率为：时，波特率为：波特率波特率= =（2 2SMODSMOD/64/64）T1T1的溢出率的溢出率实际设定波特率时，实际设定波特率时，T1T1常设置为常设置为方式方式2 2

32、定时定时（自动装初值）（自动装初值）这种这种方式不仅操作方便，也可避免因软件重装初值而带来的方式不仅操作方便，也可避免因软件重装初值而带来的定时定时误差误差。实际使用时，为避免烦杂的初值计算，实际使用时，为避免烦杂的初值计算，常用的波特率和初值常用的波特率和初值X X间间的关系列成的关系列成表表7-27-2（P124P124），以供查用。以供查用。表表7-27-2有两点需要注意：有两点需要注意：(1) (1) 时钟振荡频率为时钟振荡频率为12MHz12MHz或或6MHz6MHz时，表中初值时，表中初值X X和相应的波特率和相应的波特率之间有一定误差之间有一定误差。例如，。例如，FDHFDH的对

33、应的理论值是的对应的理论值是1041610416波特波特（时钟（时钟6MHz6MHz）。与）。与96009600波特相差波特相差816816波特波特，消除误差可以调整时钟振荡频率消除误差可以调整时钟振荡频率foscfosc实现。例如采用的时钟振实现。例如采用的时钟振荡频率为荡频率为11.0592MHz11.0592MHz。(2) (2) 如果串行通讯选用很低的波特率如果串行通讯选用很低的波特率，例如，波特率选为，例如，波特率选为5555，可将可将T1T1设置为方式设置为方式1 1定时。但在定时。但在T1T1溢出时，需用在中断服务溢出时，需用在中断服务程序中重新装入初值。中断响应时间和执行指令时

34、间会使波程序中重新装入初值。中断响应时间和执行指令时间会使波特率产生一定的误差，可用改变初值的方法加以调整。特率产生一定的误差，可用改变初值的方法加以调整。例例7-37-3 若若80318031单片机的时钟振荡频率为，选用单片机的时钟振荡频率为，选用T1T1为为方式方式2 2定时定时作为波特率发生器，波特率为作为波特率发生器，波特率为24002400b/sb/s，求初值。，求初值。 上述结果可直接从表上述结果可直接从表7-27-2中查到。中查到。这里时钟振荡频率选为这里时钟振荡频率选为11.0592 MHz11.0592 MHz，就可使初值为整数，从而，就可使初值为整数，从而产生精确的波特率。

35、产生精确的波特率。7.5 7.5 串行口的编程和应用串行口的编程和应用 介绍介绍89C5189C51之间的双机串行通信的硬件接口和软件设计。之间的双机串行通信的硬件接口和软件设计。 7.5.1 7.5.1 双机串行通信硬件接口双机串行通信硬件接口89C5189C51串行口的为串行口的为TTLTTL电平。这种电平。这种以以TTLTTL电平串行传输数据电平串行传输数据的方的方式，式，抗干扰性差，传输距离短。抗干扰性差，传输距离短。为了为了提高串行通信的可靠性，增大串行通信的距离提高串行通信的可靠性，增大串行通信的距离，一般都采，一般都采用标准串行接口，如用标准串行接口，如RS-232RS-232、

36、RS-422ARS-422A、RS-485RS-485等来实现串等来实现串行通信。行通信。根据根据89C5189C51的双机通信距离和抗干扰性的要求，可选择的双机通信距离和抗干扰性的要求，可选择TTLTTL电平电平传输，或选择传输，或选择RS-232CRS-232C、RS-422ARS-422A、RS485RS485串行接口进行串行串行接口进行串行数据传输。数据传输。1 1TTLTTL电平通信接口电平通信接口如果两个如果两个89C5189C51单片机相距在单片机相距在几米之内几米之内，它们的串行口可直接，它们的串行口可直接相连，从而直接用相连，从而直接用TTLTTL电平传输方法来实现双机通信，

37、接口电平传输方法来实现双机通信，接口电路如电路如图图7-147-14所示。所示。图图7-147-142 2RS-232CRS-232C双机通信接口双机通信接口如果双机通信距离在如果双机通信距离在30m30m之内，可利用之内，可利用RS-232CRS-232C标准接口实现点标准接口实现点对点的双机通信，接口电路如对点的双机通信，接口电路如图图7-157-15所示。图所示。图7-157-15中的中的MAX232AMAX232A是美国是美国MAXIMMAXIM公司公司生产的生产的RS-232CRS-232C双工发送器双工发送器/ /接收器接收器电路芯片电路芯片。图图7-157-153 3RS-422

38、ARS-422A双机通信接口双机通信接口为了增加通信距离，可以在通信线路上采用光电隔离方法，为了增加通信距离，可以在通信线路上采用光电隔离方法，利用利用RS-422ARS-422A标准进行双机通信，最大传输距离标准进行双机通信，最大传输距离可达可达1000m1000m左右，其接口电路如左右，其接口电路如图图7-167-16所示。所示。图图7-167-16中的中的SN75174SN75174、SN75175SN75175是是TTLTTL电平到电平到RS-232RS-232电平与电平与RS-RS-232232电平到电平到TTLTTL电平的电平转换芯片。电平的电平转换芯片。图图7-167-164 4

39、RS-485RS-485双机通信接口双机通信接口RS-422ARS-422A双机通信需四芯传输线，这对长距离通信很不经济，双机通信需四芯传输线，这对长距离通信很不经济，故在工业现场，通常采用故在工业现场，通常采用双绞线传输双绞线传输的的RS-485RS-485串行通信接串行通信接口，它很容易实现多机通信。口，它很容易实现多机通信。图图7-177-17给出了其给出了其RS-485RS-485双机双机通信接口电路，最大传输距离可达通信接口电路，最大传输距离可达1000m1000m左右。左右。图图7-177-177.5.2 7.5.2 双机串行通信软件编程双机串行通信软件编程4 4种工作方式中的种工

40、作方式中的方式方式0 0是移位寄存器工作方式，主要用于扩是移位寄存器工作方式，主要用于扩展并行展并行I/OI/O用，并不用于串行通信。用，并不用于串行通信。串行口的串行口的方式方式1 13 3是用于串行通信的，下面介绍串行口的方是用于串行通信的，下面介绍串行口的方式式1 13 3的双机串行通信软件编程。软件编程实际上与上面的双机串行通信软件编程。软件编程实际上与上面介绍的各种串行标准的硬件接口电路无关。介绍的各种串行标准的硬件接口电路无关。1 1串行口方式串行口方式1 1应用编程应用编程例例7-47-4 本例采用方式本例采用方式1 1进行双机串行通信，收、发双方均采进行双机串行通信，收、发双方

41、均采用用6MHz6MHz晶振，晶振，波特率为波特率为2400b/s2400b/s，每一帧信息为，每一帧信息为1010位，第位，第0 0位为起始位，第位为起始位，第1 18 8位为数据位，最后位为数据位，最后1 1位为停止位。发送位为停止位。发送方把以方把以78H78H、77H77H单元的内容为首地址，以单元的内容为首地址，以76H76H、75H75H单元内单元内容减容减1 1为末地址的数据块通过串行口发送给接收方。为末地址的数据块通过串行口发送给接收方。发送方要发送的数据块的地址为发送方要发送的数据块的地址为2000H2000H201FH201FH。发送时先发送。发送时先发送地址帧，再发送数据

42、帧；地址帧，再发送数据帧；接收方在接收时使用一个标志位来区分接收的是地址还是数据，接收方在接收时使用一个标志位来区分接收的是地址还是数据，然后将其分别存放到指定的单元中。然后将其分别存放到指定的单元中。发送方可采用查询方式或中断方式发送数据，接收方可采用中发送方可采用查询方式或中断方式发送数据，接收方可采用中断或查询方式接收。下面仅介绍采用中断方式发送、接收的断或查询方式接收。下面仅介绍采用中断方式发送、接收的程序。程序。（1 1）甲机发送程序）甲机发送程序 中断方式的发送程序如下：中断方式的发送程序如下：略略（2 2）乙机接收程序）乙机接收程序 中断方式的接收程序如下：中断方式的接收程序如下：略略2