串行通信学习教案

1、会计学1串行通信串行通信(tng xn)第一页，共49页。一、通信的两种基本一、通信的两种基本(jbn)方式方式 第1页/共48页第二页，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，传输线较多简单，传输速度快，传输线较多第2页/共48页第三页，共49页。串行通信：数据字节一位一位在一条串行通信：数据字节一位一位在一条(y tio)传输线传输线上逐个传送。上逐个传送。第3页/共48页第四页，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按信息的格式分为异步通信

2、(tng xn)和同步通信和同步通信(tng xn)两种方式。两种方式。 异步通信：指通信的发送与接收设备使用各自的时钟控制数据的发送和接收过程异步通信：指通信的发送与接收设备使用各自的时钟控制数据的发送和接收过程(guchng)。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。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：同步通信：有严格的同步时钟控制。较少使用。有严格的同步时钟控制。较少使用。 第4页/共48页第五页，共49页。 异步通信是以数据异步通信是以数据(shj)帧单位进行传输，帧与帧帧单位进行传输，帧与帧之间的间隙（时间间隔）是任意的，但每个数据之间

3、的间隙（时间间隔）是任意的，但每个数据(shj)帧中的各位是以固定的时间传送的，即各帧之帧中的各位是以固定的时间传送的，即各帧之间不一定有间不一定有“位间隔位间隔”的整数倍的关系，但同一帧内的整数倍的关系，但同一帧内的各位之间的距离均为的各位之间的距离均为“位间隔位间隔”的整数倍。的整数倍。第5页/共48页第六页，共49页。异步通信异步通信(tng xn)(tng xn)的数据格式的数据格式 ：第6页/共48页第七页，共49页。 波特率是每秒钟传输波特率是每秒钟传输(chun sh)二进制代码的位数。二进制代码的位数。 单位是：位秒（单位是：位秒（bps）。）。传输速率传输速率 如每秒钟传送如

4、每秒钟传送(chun sn)240个字符个字符(数据帧数据帧)，每帧数据，每帧数据10位位 ，则波特率为：，则波特率为：10位位240个个/秒秒 = 2400 bps第7页/共48页第八页，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，不能实现反向传输。指数据传输仅能沿一个方向，不能实现反向传输。2 2、半双工、半双工 指数据传输可以沿两个指数据传输可以沿两个(lin )(lin )方向，但需要分时进行。方向，但需要分时进行。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

5、工半双工 全双工全双工第8页/共48页第九页，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页第十页，共49页。第10页/共48页第十一页，共49页。9.2 MCS-51单片机串行通信单片机串行通信(tng xn)MCS-51单片机具有单片机具有(jyu)一个全双工的串行异步通信接口。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、发送缓冲器有两个物理上独立的接收、发送缓冲器SBUF，它们占用，它们占用(zhn yn)同一地址同一地址99H 第11页/共48页第十二页，共49页。9.2.1 串行口寄存器结构串行口寄存器结构(jigu) 线

6、线 ) ) ) ) 第12页/共48页第十三页，共49页。第13页/共48页第十四页，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页第十五页，共49页。第15页/共48页第十六页，共49页。3）TB8 在方式在方式2、方式、方式3下，是发送数据下，是发送数据(shj)的第的第9位，可用软件规定其作用；位，可用软件规定其作用； 可以用于数据可以用于数据(shj)的奇偶校验位；的奇偶校验位； 在多机通信中，用于地址帧在多机通信中，用于地址帧(1)和数据和数

7、据(shj)帧帧(0)的标志位。的标志位。 在方式在方式0、方式、方式1中，该位未用。中，该位未用。4）RB8 在方式在方式2、方式、方式3下，是接收到数据的第下，是接收到数据的第9位；位； 作奇偶校验位或数据帧作奇偶校验位或数据帧/地址帧的标志地址帧的标志(biozh)位。位。 在方式在方式1时，时，RB8是接收到的停止位。是接收到的停止位。第16页/共48页第十七页，共49页。5）SM2多机通信多机通信(tng xn)控制位控制位 主要用于方式主要用于方式(fngsh)2和方式和方式(fngsh)3； 当接受机的当接受机的SM2=1时，可利用收到的时，可利用收到的RB8来控制是否激活来控制

8、是否激活RI： RB8=1时，收到的数据进入时，收到的数据进入SBUF，并激活，并激活RI，进而在中断服务中将数据从，进而在中断服务中将数据从SBUF读走；读走； RB8=0时，不激活时，不激活RI，收到的信息丢弃。，收到的信息丢弃。 当当SM2=0时，不论收到的时，不论收到的RB8为为0和和1，均可以使收到的数据进入，均可以使收到的数据进入SBUF，并激，并激活活RI。即此时。即此时RB8不具有控制不具有控制RI激活的功能。激活的功能。 方式方式(fngsh)0时，时，SM2必须为必须为0。 方式方式(fngsh)1时，若时，若SM2=1，则只有接收到有效停止位时，则只有接收到有效停止位时，

9、RI才置才置1。第17页/共48页第十八页，共49页。6）RI接收中断接收中断(zhngdun)标志位标志位 方式方式0时，接收完第时，接收完第8位数据后，硬件置位；位数据后，硬件置位； 其它方式下，接收到停止位中间时，硬件置位；其它方式下，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，表示帧字符接收结束。其状态可软件查询，也可申请(shnqng)中断；中断； 软件清零。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

10、；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，也可申请中断，表示帧字符发送结束。其状态可软件查询，也可申请中断； 软件清零。软件清零。第18页/共48页第十九页，共49页。 SMOD=1，串行口波特率加倍，串行口波特率加倍(ji bi)； SMOD=0，波特率正常。，波特率正常。 系统复位时，系统复位时，SMOD=0。 PCON不可以位寻址。不可以位寻址。位号位号D7D6D5D4D3D2D1D0位符号位符号SMOD/GF1GF0PDIDL字节字节(z ji)地址：地址：87H第19页/共48页第二十页，共49页。3) 中断允许中断允许(ynx)控制

11、寄存器控制寄存器 IE 位号位号D7D6D5D4D3D2D1D0位符号位符号EA/ESET1EX1ET0EX0字节字节(z ji)地址：地址：A8H ES: 串行口中断允许串行口中断允许(ynx)位位 ES=0，禁止串行口中断；，禁止串行口中断； ES=1，允许，允许(ynx)串行口中断。串行口中断。第20页/共48页第二十一页，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页第二十二页，共49页。 一、方式(fngsh)0 8位同步移位寄存器方式。位同步移位寄存器方式。 RXD (P3.0) ：数据移位的入口和出口。：数据移位的入口和出口。 TXD(P3.

12、1)：移位脉冲输出端。：移位脉冲输出端。 移位数据：一帧移位数据：一帧8位。低位在前，高位位。低位在前，高位(o wi)在后。在后。 没有起始位和停止位。没有起始位和停止位。第22页/共48页第二十三页，共49页。1、方式、方式0数据数据(shj)发送发送 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页第二十四页，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

13、行输入串行输入 并行输出并行输出 Q0 Q7 第24页/共48页第二十五页，共49页。2、方式、方式0数据数据(shj)接收接收 当当REN=1，启动接收；接收到，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页第二十六页，共49页。数据接收：须有并进数据接收：须有并进(bngjn)串出移位寄存器配合使用。串出移位寄存器配合使用。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页第二十七页，共49页

14、。第27页/共48页第二十八页，共49页。发光发光(f un)二极管共阴极相连二极管共阴极相连第28页/共48页第二十九页，共49页。R第29页/共48页第三十页，共49页。 二、方式(fngsh)1 8位数据异步通信方式。位数据异步通信方式。字符字符(z f)帧帧10位。位。 1位起始位位起始位(低低)、8位数据位位数据位(D0D7)、1位停止位位停止位(高高)第30页/共48页第三十一页，共49页。第31页/共48页第三十二页，共49页。第32页/共48页第三十三页，共49页。 三、方式(fngsh)2、方式(fngsh)3 9位数据异步通信位数据异步通信(tng xn)方式。方式。 字符

15、帧字符帧11位：位： 1位起始位位起始位(低低)、8位数据位位数据位(D0D7)、 1位控制位位控制位/校验位、校验位、1位停止位位停止位(高高)第33页/共48页第三十四页，共49页。第34页/共48页第三十五页，共49页。oscSMODf642第35页/共48页第三十六页，共49页。第36页/共48页第三十七页，共49页。第37页/共48页第三十八页，共49页。串行口工作之前串行口工作之前(zhqin)，应进行初始化，具体步骤如下：，应进行初始化，具体步骤如下： 确定波特率；确定波特率； 确定确定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

16、值，装载TH1、TL1； 确定串行口控制（编程确定串行口控制（编程SCON、PCON寄存器）；寄存器）； 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若串行口在中断方式(fngsh)工作时，要进行中断设置工作时，要进行中断设置（编程（编程IE、IP寄存器）。寄存器）。第38页/共48页第三十九页，共49页。1第39页/共48页第四十页，共49页。T第40页/共48页第四十一页，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

17、。 实验实验(shyn)(shyn)内容内容 第41页/共48页第四十二页，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,#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

18、页/共48页第四十三页，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,#00H MOV SCON,#50H SETB TR1LOOP1: JNB RI,LOOP1 CLR RI MOV A,SBUF MOV P1,A SJMP LOOP1第43页/共48页第四十四页，共49页。ORG 0000HSJMP STARTORG 0023HSJM

19、P 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(jishu)程序：中断方式 第44页/共48页第四十五页，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单元的数据发送给单元的数据发送给乙机，乙机将接收乙机，乙机将接收(jishu)到的数据保存到片内到的数据保存到片内40H

20、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位数据异位数据异步通信方式步通信方式)。第45页/共48页第四十六页，共49页。 由于选择的是方式由于选择的是方式1，波特率由定时，波特率由定时/计数器计数器T1的溢出率和电源控制寄存器的溢出率和电源控制寄存器PCON中的中的SMOD位决定。则须对定时位决定。则须对定时/计数器计数器T1初始化。初始化。 设设SMOD=0，甲、乙两机的振荡频率，甲、乙两机的振荡频率(pnl)为为12MHz，由于波特率为，由于波特率为1200bps。定时。定时/计数器计数器T1选择为方式选择为方式2，则初值为：，则初值为：初值初值=256-fosc2SMOD /（12波特率波特率32） =256-12,000,000/（12120032） 230 =E6H 根据要求定时根据要求定时/计数器计数器T1的方式控制字为的方式控制字为20H。第46页/共48页第四十七页，共49页。甲机的发送甲机的发送(f sn)程序：程序：TSTA