xaut 第7章 MCS-51的串行口

1、西安理工大学课堂教学讲稿西安理工大学课堂教学讲稿 串行口串行口2022-5-221 单片机原理及应用单片机原理及应用主主 讲：梁德胜讲：梁德胜联系方式：联系方式：办公地点：教五楼办公地点：教五楼 408室室 西安理工大学课堂教学讲稿西安理工大学课堂教学讲稿 串行口串行口 2022-5-222第第2 2章章 2.7 MCS-512.7 MCS-51的串行口的串行口 1 计算机串行通信基础计算机串行通信基础2 8051的串行口的串行口3 单片机串行口应用举例单片机串行口应用举例西安理工大学课堂教学讲稿西安理工大学课堂教学讲稿 串行口串行口 2022-5-2231 计算机串行通信基础计算机串行通信基

2、础 随着多微机系统的广泛应用和计算机网络技术的随着多微机系统的广泛应用和计算机网络技术的普及，计算机的通信功能愈来愈显得重要。普及，计算机的通信功能愈来愈显得重要。计算机计算机通信是指计算机与外部设备或计算机与计算机之间通信是指计算机与外部设备或计算机与计算机之间的信息交换的信息交换。通信有通信有并行通信并行通信和和串行通信串行通信两种方式。在多微机两种方式。在多微机系统以及现代测控系统中信息的交换多采用系统以及现代测控系统中信息的交换多采用串行串行通通信方式。信方式。西安理工大学课堂教学讲稿西安理工大学课堂教学讲稿 串行口串行口 2022-5-224 并行通信并行通信通常是将数据字节的各位用

3、多条通常是将数据字节的各位用多条数据线同时进行传送数据线同时进行传送。 并行通信特点：并行通信特点：控制简单、传输速度快；由于传输线较多，控制简单、传输速度快；由于传输线较多，长距离传送时成本高且接收方的各位同时接收存在困难。长距离传送时成本高且接收方的各位同时接收存在困难。 西安理工大学课堂教学讲稿西安理工大学课堂教学讲稿 串行口串行口 2022-5-225串行通信串行通信是将数据字节分成一位一位的形是将数据字节分成一位一位的形式在一条传输线上逐个地传送。式在一条传输线上逐个地传送。串行通信的特点串行通信的特点：传输线少，长距离传送时：传输线少，长距离传送时成本低，且可以利用成本低，且可以利

4、用电话网电话网等现成的设备，等现成的设备，但数据的传送控制比并行通信复杂。但数据的传送控制比并行通信复杂。 西安理工大学课堂教学讲稿西安理工大学课堂教学讲稿 串行口串行口 2022-5-2261.1 1.1 串行通信的基本概念串行通信的基本概念 一、异步通信与同步通信一、异步通信与同步通信1、异步通信、异步通信异步通信是指通信的发送与接收设备使用各自的时钟控制异步通信是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。为使双方的收发协调，要求发送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。和接收设备的时钟尽可能一致。 西安理工大学课堂教学讲稿西安理

5、工大学课堂教学讲稿 串行口串行口 2022-5-227 异步通信是以字符（构成的帧）为单位进行传输异步通信是以字符（构成的帧）为单位进行传输，字，字符与字符之间的间隙（时间间隔）是任意的，但每个字符符与字符之间的间隙（时间间隔）是任意的，但每个字符中的各位是以固定的时间传送的，即中的各位是以固定的时间传送的，即字符之间是异步的字符之间是异步的（字符之间不一定有（字符之间不一定有“位间隔位间隔”的整数倍的关系），但的整数倍的关系），但同同一字符内的各位是同步的一字符内的各位是同步的（各位之间的距离均为（各位之间的距离均为“位间隔位间隔”的整数倍）。的整数倍）。 为了实现一步传输字符的同步，采用的

6、办法是使传送为了实现一步传输字符的同步，采用的办法是使传送的每一个字符都以起始位的每一个字符都以起始位“0”开始，以停止位开始，以停止位“1”结束。结束。如此，传送的每一个字符都以起始位来进行收发双方的同如此，传送的每一个字符都以起始位来进行收发双方的同步。停止位和间隙作为时钟频率偏差的缓冲，即使双方时步。停止位和间隙作为时钟频率偏差的缓冲，即使双方时钟频率略有偏差，总的数据流也不会因为偏差的积累而导钟频率略有偏差，总的数据流也不会因为偏差的积累而导致数据错位。致数据错位。西安理工大学课堂教学讲稿西安理工大学课堂教学讲稿 串行口串行口 2022-5-228异步通信的数据格式异步通信的数据格式

7、：异步通信的特点异步通信的特点：不要求收发双方时钟的严格一：不要求收发双方时钟的严格一致，实现容易，设备开销较小，但每个字符要附致，实现容易，设备开销较小，但每个字符要附加加23位用于起止位，各帧之间还有间隔，因此位用于起止位，各帧之间还有间隔，因此传输效率不高。传输效率不高。西安理工大学课堂教学讲稿西安理工大学课堂教学讲稿 串行口串行口 2022-5-2292、同步通信、同步通信同步通信时要建立发送方时钟对接收方时钟的直接控制，使同步通信时要建立发送方时钟对接收方时钟的直接控制，使双方达到完全同步。此时，传输数据的位之间的距离均为双方达到完全同步。此时，传输数据的位之间的距离均为“位间隔位间

8、隔”的整数倍，同时传送的字符间不留间隙，即的整数倍，同时传送的字符间不留间隙，即保持保持位同步位同步关系，关系，也保持字符同步也保持字符同步关系。关系。西安理工大学课堂教学讲稿西安理工大学课堂教学讲稿 串行口串行口 2022-5-2210二、串行通信的传输方向二、串行通信的传输方向1、单工、单工 单工是指数据传输仅能沿一个方向，不能实现反向传输。单工是指数据传输仅能沿一个方向，不能实现反向传输。2、半双工、半双工 半双工是指数据传输可以沿两个方向，但需要分时进行。半双工是指数据传输可以沿两个方向，但需要分时进行。3、全双工、全双工 全双工是指数据可以同时进行双向传输。全双工是指数据可以同时进行

9、双向传输。 单工 半双工半双工 全双工全双工西安理工大学课堂教学讲稿西安理工大学课堂教学讲稿 串行口串行口 2022-5-2211三、信号的调制与解调三、信号的调制与解调 利用调制器（利用调制器（Modulator）把数字信号转换成模）把数字信号转换成模拟信号，然后送到通信线路上去，再由解调器拟信号，然后送到通信线路上去，再由解调器（Demodulator）把从通信线路上收到的模拟信）把从通信线路上收到的模拟信号转换成数字信号。由于通信是双向的，调制器号转换成数字信号。由于通信是双向的，调制器和解调器合并在一个装置中，这就是和解调器合并在一个装置中，这就是调制解调器调制解调器MODEM。DTE

10、：计算机终端设备； DCE：数据通讯设备西安理工大学课堂教学讲稿西安理工大学课堂教学讲稿 串行口串行口 2022-5-2212四、串行通信的错误校验四、串行通信的错误校验：奇偶校验奇偶校验n在发送数据时，数据位尾随的在发送数据时，数据位尾随的1位为奇偶校验位位为奇偶校验位（1或或0）。）。n奇校验时奇校验时，数据中，数据中“1”的个数与校验位的个数与校验位“1”的个的个数之和应为奇数；数之和应为奇数；n偶校验时偶校验时，数据中，数据中“1”的个数与校验位的个数与校验位“1”的个的个数之和应为偶数。数之和应为偶数。1. 接收字符时，对接收字符时，对“1”的个数进行校验，若发现不的个数进行校验，若

11、发现不一致，则说明传输数据过程中出现了差错。一致，则说明传输数据过程中出现了差错。西安理工大学课堂教学讲稿西安理工大学课堂教学讲稿 串行口串行口 2022-5-2213五、传输速率：波特率五、传输速率：波特率 波特率波特率:是串口是串口每秒传输二进制代码的位数每秒传输二进制代码的位数，单位，单位是：位秒（是：位秒（bps）。）。如每秒钟传送如每秒钟传送240个字符，而每个字符格式包含个字符，而每个字符格式包含10位位(1个起始位、个起始位、1个停止位、个停止位、8个数据位个数据位)，这时的，这时的比特率为：比特率为： 10位位240个个/秒秒 = 2400 bps西安理工大学课堂教学讲稿西安理

12、工大学课堂教学讲稿 串行口串行口 2022-5-22147.1.2 7.1.2 串行通信接口标准串行通信接口标准 一、一、RS-232CRS-232C接口接口RS-232C是是EIA（美国电子工业协会）（美国电子工业协会）1969年修订年修订RS-232C标准。标准。RS-232C定义了数据终端设备（定义了数据终端设备（DTE）与数据）与数据通信设备（通信设备（DCE）之间的物理接口标准。）之间的物理接口标准。1、机械特性、机械特性RS-232C接口规定使用接口规定使用25针连接器，连接器的尺寸及每个针连接器，连接器的尺寸及每个插针的排列位置都有明确的定义。（阳头）插针的排列位置都有明确的定义

13、。（阳头）西安理工大学课堂教学讲稿西安理工大学课堂教学讲稿 串行口串行口 2022-5-22152、功能特性：、功能特性：西安理工大学课堂教学讲稿西安理工大学课堂教学讲稿 串行口串行口 2022-5-2216 3电气特性 EIA-RS-232C对电器特性、逻辑电平和各种信号线对电器特性、逻辑电平和各种信号线功能都作了规定。功能都作了规定。 在在TxD和和RxD上：逻辑上：逻辑1(MARK)=-3V-15V逻辑逻辑0(SPACE)=+315在在RTS、CTS、DSR、DTR和和DCD等控制线上等控制线上 信号有效（接通，信号有效（接通，ON状态，正电压）状态，正电压）+3V+15V 信号无效（断

14、开，信号无效（断开，OFF状态，负电压状态，负电压)=-3V-15V西安理工大学课堂教学讲稿西安理工大学课堂教学讲稿 串行口串行口 2022-5-2217 以上规定说明了以上规定说明了RS-323C标准对逻辑电平的定义。对标准对逻辑电平的定义。对于数据（信息码）：逻辑于数据（信息码）：逻辑“1”（传号）的电平低于（传号）的电平低于-3V，逻辑，逻辑“0”（空号）的电平高于（空号）的电平高于+3V；对于控制信；对于控制信号；接通状态（号；接通状态（ON）即信号有效的电平高于）即信号有效的电平高于+3V，断开状态断开状态(OFF)即信号无效的电平低于即信号无效的电平低于-3V，也就是，也就是当传输

15、电平的绝对值大于当传输电平的绝对值大于3V时，电路可以有效地检查时，电路可以有效地检查出来，介于出来，介于-3+3V之间的电压无意义，低于之间的电压无意义，低于-15V或高于或高于+15V的电压也认为无意义，因此，实际工作的电压也认为无意义，因此，实际工作时，应保证电平在时，应保证电平在(315)V之间。之间。 西安理工大学课堂教学讲稿西安理工大学课堂教学讲稿 串行口串行口 2022-5-22184、过程特性、过程特性 过程特性规定了信号之间的时序关系，以便正过程特性规定了信号之间的时序关系，以便正确地接收和发送数据确地接收和发送数据 。使用使用MODEM的的远程远程通信通信 西安理工大学课堂

16、教学讲稿西安理工大学课堂教学讲稿 串行口串行口 2022-5-2219PC与外设的与外设的RS-232直接连接直接连接 最简单的最简单的RS-232数据通讯连接数据通讯连接 西安理工大学课堂教学讲稿西安理工大学课堂教学讲稿 串行口串行口 2022-5-22205、RS-232C电平与电平与TTL电平转换驱动电路电平转换驱动电路西安理工大学课堂教学讲稿西安理工大学课堂教学讲稿 串行口串行口 2022-5-2221西安理工大学课堂教学讲稿西安理工大学课堂教学讲稿 串行口串行口 2022-5-22226、采用、采用RS-232C接口存在的问题接口存在的问题（1）传输距离短，传输速率低）传输距离短，传

17、输速率低 RS-232C总线标准受电容允许值的约束，使用时传输距总线标准受电容允许值的约束，使用时传输距离一般不要超过离一般不要超过15米（线路条件好时也不超过几十米）。最米（线路条件好时也不超过几十米）。最高传送速率为高传送速率为20Kbps。（2）有电平偏移）有电平偏移 RS-232C总线标准要求收发双方共地。通信距离较大时，总线标准要求收发双方共地。通信距离较大时，收发双方的地电位差别较大，在信号地上将有比较大的地电流收发双方的地电位差别较大，在信号地上将有比较大的地电流并产生压降。并产生压降。（3）抗干扰能力差）抗干扰能力差 RS-232C在电平转换时采用单端输入输出，在传输过程在电平

18、转换时采用单端输入输出，在传输过程中当干扰和噪声混在正常的信号中。为了提高信噪比，中当干扰和噪声混在正常的信号中。为了提高信噪比，RS-232C总线标准不得不采用比较大的电压摆幅。总线标准不得不采用比较大的电压摆幅。西安理工大学课堂教学讲稿西安理工大学课堂教学讲稿 串行口串行口 2022-5-2223二、二、RS-422A接口接口 西安理工大学课堂教学讲稿西安理工大学课堂教学讲稿 串行口串行口 2022-5-2224RS-422A标准接口总线采用双端电气接口形式，通过传输标准接口总线采用双端电气接口形式，通过传输线驱动器，把逻辑电平变换为电位差，完成发送端的数据传线驱动器，把逻辑电平变换为电位

19、差，完成发送端的数据传送；在终端通过传输线接收器，把电位差转换为逻辑电平，送；在终端通过传输线接收器，把电位差转换为逻辑电平，完成信息接收。完成信息接收。 RS-422A每个通道需要用每个通道需要用2条信号线，如条信号线，如果其中一条线为逻辑果其中一条线为逻辑“1”状态，另一条线就为逻辑状态，另一条线就为逻辑“0” 。差分电路差分电路能从地线干扰中拾取有效信号，差分接收器可以分能从地线干扰中拾取有效信号，差分接收器可以分辨辨200mV以上电位差。差分放大器可使干扰和噪声相互抵以上电位差。差分放大器可使干扰和噪声相互抵消。可以避免或大大减弱地线干扰和电磁干扰的影响。消。可以避免或大大减弱地线干扰

20、和电磁干扰的影响。RS-422A传输距离为传输距离为120米时，传输速率可达米时，传输速率可达10Mbps。降低速率传输时（降低速率传输时（90Kbps）时，传输距离可达）时，传输距离可达1200米。米。 西安理工大学课堂教学讲稿西安理工大学课堂教学讲稿 串行口串行口 2022-5-2225三、三、RS-485接口接口 西安理工大学课堂教学讲稿西安理工大学课堂教学讲稿 串行口串行口 2022-5-2226 RS-485是是RS-422A的变型：的变型：RS-422A用于用于全双工，而全双工，而RS-485则用于半双工。则用于半双工。RS-485是一是一种多发送器标准，容许双导线上一个发送器驱动

21、种多发送器标准，容许双导线上一个发送器驱动32个负载设备。个负载设备。 RS-485的信号传输采用两线间的电压来表示的信号传输采用两线间的电压来表示逻辑逻辑1和逻辑和逻辑0。由于发送方需要。由于发送方需要两根传输线两根传输线，接，接收方也需要两根传输线。传输线采用差动信道，所收方也需要两根传输线。传输线采用差动信道，所以它的干扰抑制性极好，又因为它的阻抗低，无接以它的干扰抑制性极好，又因为它的阻抗低，无接地问题，所以地问题，所以传输距离可达传输距离可达1200米米，传输速率可，传输速率可达达1Mbps。西安理工大学课堂教学讲稿西安理工大学课堂教学讲稿 串行口串行口 2022-5-2227 RS

22、-485是一点对多点的通信接口，一般采用是一点对多点的通信接口，一般采用双绞线的结构。普通的双绞线的结构。普通的PC机一般不带机一般不带RS485接口，接口，因此要使用因此要使用RS-232C/RS-485转换器。转换器。对于单片对于单片机可以通过芯片机可以通过芯片MAX485来完成来完成TTL/RS-485的的电平转换。电平转换。 在计算机和单片机组成的在计算机和单片机组成的RS-485通信系统中，通信系统中，下位机由单片机系统组成，主要完成工业现场信号下位机由单片机系统组成，主要完成工业现场信号的采集和控制，上位机为普通的的采集和控制，上位机为普通的PC机，负责监视机，负责监视下位机的运行

23、状态，并对其状态信息进行集中处理，下位机的运行状态，并对其状态信息进行集中处理，以图文方式显示下位机的工作状态以及工业现场被以图文方式显示下位机的工作状态以及工业现场被控设备的工作状况。系统中各节点（包括上位机）控设备的工作状况。系统中各节点（包括上位机）的识别是通过设置不同的站地址来实现的。的识别是通过设置不同的站地址来实现的。西安理工大学课堂教学讲稿西安理工大学课堂教学讲稿 串行口串行口 2022-5-22287.2 8051的串行口的串行口 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，它们占用同，它们占用同一地址一地址99H ；接收器是双缓冲结构；接收器

24、是双缓冲结构 ；发送缓冲器，因为；发送缓冲器，因为发送时发送时CPU是主动的，不会产生重叠错误。是主动的，不会产生重叠错误。 7.2.1 7.2.1 8051串行口的结构串行口的结构 西安理工大学课堂教学讲稿西安理工大学课堂教学讲稿 串行口串行口 2022-5-2229SCON 是一个特殊功能寄存器，用以设定串行口是一个特殊功能寄存器，用以设定串行口的工作方式、接收的工作方式、接收/发送控制以及设置状态标志：发送控制以及设置状态标志： 7.2.2 7.2.2 8051串行口的控制寄存器串行口的控制寄存器 西安理工大学课堂教学讲稿西安理工大学课堂教学讲稿 串行口串行口 2022-5-2230SM

25、0和和SM1为工作方式选择位，可选择四种工作方式：为工作方式选择位，可选择四种工作方式： 西安理工大学课堂教学讲稿西安理工大学课堂教学讲稿 串行口串行口 2022-5-2231SM2，多机通信控制位，多机通信控制位，主要用于方式，主要用于方式2和方式和方式3。n 方式方式2和方式和方式3中，如果中，如果SM2置为置为1，且接收到的第，且接收到的第九位九位RB8为为0时不激活时不激活RI。n 在方式在方式0时，时，SM2必须是必须是0。n 在方式在方式1时，若时，若SM2=1，则只有接收到有效停止位，则只有接收到有效停止位时，时，RI才置才置1。REN，允许串行接收位，允许串行接收位。 由软件置

26、由软件置REN=1，则启动串行口接收数据；若软，则启动串行口接收数据；若软件置件置REN=0，则禁止接收。，则禁止接收。TB8，在方式，在方式2或方式或方式3中，是发送数据的第九位。中，是发送数据的第九位。 可以用软件规定其作用。可以用作数据的奇偶校可以用软件规定其作用。可以用作数据的奇偶校验位，或在多机通信中，作为地址帧验位，或在多机通信中，作为地址帧/数据帧的标数据帧的标志位。志位。西安理工大学课堂教学讲稿西安理工大学课堂教学讲稿 串行口串行口 2022-5-2232RB8，在方式，在方式2或方式或方式3中，接收到数据的第九位。中，接收到数据的第九位。 作为奇偶校验位或地址帧作为奇偶校验位

27、或地址帧/数据帧的标志位。在方式数据帧的标志位。在方式1中，中，若若SM2=0，则，则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，不使中，不使用用RB8。TI，发送中断标志位，发送中断标志位。n在方式在方式0时，当串行发送完第时，当串行发送完第8位数据时由硬件置位。位数据时由硬件置位。n在其它方式中，当发送停止位的开始时由硬件置位，向在其它方式中，当发送停止位的开始时由硬件置位，向CPU发中断申请。在中断服务程序中，必须用软件将其清发中断申请。在中断服务程序中，必须用软件将其清0，取消此中断申请。取消此中断申请。RI，接收中断标志位。，接收中断标志位。n在方式在方式0时，当串行

28、接收第时，当串行接收第8位数据结束时由硬件置位。位数据结束时由硬件置位。1. 在其它方式中，在接收到停止位的中间时刻由硬件置位，在其它方式中，在接收到停止位的中间时刻由硬件置位，向向CPU发中断申请，取走数据。必须在中断服务程序中，发中断申请，取走数据。必须在中断服务程序中，用软件将其清用软件将其清0，取消此中断申请。，取消此中断申请。西安理工大学课堂教学讲稿西安理工大学课堂教学讲稿 串行口串行口 2022-5-2233PCON中只有一位中只有一位SMOD与串行口工作有关与串行口工作有关 ： SMOD（PCON.7） 波特率倍增位。波特率倍增位。在串行口方式在串行口方式1、方式、方式2、方式、

29、方式3时，波特率与时，波特率与SMOD有关，当有关，当SMOD=1时，波特率提高一倍。时，波特率提高一倍。复位时，复位时，SMOD=0。西安理工大学课堂教学讲稿西安理工大学课堂教学讲稿 串行口串行口 2022-5-2234 7.2.3 7.2.3 8051串行口的工作方式串行口的工作方式 一、方式一、方式0 方式方式0时，串行口为时，串行口为同步移位寄存器同步移位寄存器的输入输出方式。主的输入输出方式。主要用于要用于扩展并行输入或输出口扩展并行输入或输出口。数据由。数据由RXD（P3.0）引脚输）引脚输入或输出，同步移位脉冲由入或输出，同步移位脉冲由TXD（P3.1）引脚输出。发送和）引脚输出

30、。发送和接收均为接收均为8位数据位数据，低位在先，高位在后。，低位在先，高位在后。波特率固定为波特率固定为fosc/12。 1、方式、方式0输出输出西安理工大学课堂教学讲稿西安理工大学课堂教学讲稿 串行口串行口 2022-5-2235 2、方式、方式0输入输入西安理工大学课堂教学讲稿西安理工大学课堂教学讲稿 串行口串行口 2022-5-2236 方式方式0接收和发送电路接收和发送电路西安理工大学课堂教学讲稿西安理工大学课堂教学讲稿 串行口串行口 2022-5-2237 二、方式二、方式1 方式方式1是是10位数据位数据的异步通信口。的异步通信口。TXD为数据发为数据发送引脚，送引脚，RXD为数

31、据接收引脚，传送一帧数据的格为数据接收引脚，传送一帧数据的格式如图所示。其中式如图所示。其中1位起始位，位起始位，8位数据位，位数据位，1位停止位停止位。位。 西安理工大学课堂教学讲稿西安理工大学课堂教学讲稿 串行口串行口 2022-5-2238 （1）方式）方式1输出输出西安理工大学课堂教学讲稿西安理工大学课堂教学讲稿 串行口串行口 2022-5-2239 （2）方式）方式1输入输入西安理工大学课堂教学讲稿西安理工大学课堂教学讲稿 串行口串行口 2022-5-2240n用软件置用软件置REN为为1，当检测到，当检测到RXD引脚上由引脚上由1到到0的跳变时开始接收过程，并复位内部的跳变时开始接

32、收过程，并复位内部16分频计数分频计数器，以实现同步。器，以实现同步。n计数器除以计数器除以16个状态把一位时间等分为个状态把一位时间等分为16份，并份，并在计数器的在计数器的第第7、8、9个计数状态时采样个计数状态时采样RXD引引脚电平，每位数值采样脚电平，每位数值采样3次，当次，当3个值中至少有个值中至少有2个值相同时，这个值相同时，这2个相同值才被确认接收，可以排个相同值才被确认接收，可以排除噪声干扰。除噪声干扰。西安理工大学课堂教学讲稿西安理工大学课堂教学讲稿 串行口串行口 2022-5-2241n检测到检测到RXD引脚输入电平发生负跳变时，则说引脚输入电平发生负跳变时，则说明起始位有

33、效，将其移入输入移位寄存器，并明起始位有效，将其移入输入移位寄存器，并开始接收这一帧信息的其余位。开始接收这一帧信息的其余位。n接收过程中，数据从输入移位寄存器右边移入，接收过程中，数据从输入移位寄存器右边移入，起始位移至输入移位寄存器最左边时，控制电起始位移至输入移位寄存器最左边时，控制电路进行最后一次移位。当路进行最后一次移位。当RI=0，且，且SM2=0（或（或接收到的停止位为接收到的停止位为1）时，将接收到的）时，将接收到的9位数据位数据的前的前8位数据装入接收位数据装入接收SBUF，第，第9位（停止位）位（停止位）进入进入RB8，并置，并置RI=1，向，向CPU请求中断。请求中断。西

34、安理工大学课堂教学讲稿西安理工大学课堂教学讲稿 串行口串行口 2022-5-2242 三、方式三、方式2和方式和方式3 方式方式2或方式或方式3时为时为11位数据位数据的异步通信口。的异步通信口。TXD为数据发送引脚，为数据发送引脚，RXD为数据接收引脚为数据接收引脚 。西安理工大学课堂教学讲稿西安理工大学课堂教学讲稿 串行口串行口 2022-5-2243n方式方式2和方式和方式3时时起始位起始位1位，数据位，数据9位位（含（含1位附加的第位附加的第9位，发送时为位，发送时为SCON中的中的TB8，接收时为，接收时为RB8），），停止位停止位1位，位，一帧一帧数据为数据为11位。位。n方式方式

35、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特率由定时器T1的溢出的溢出率决定。率决定。 西安理工大学课堂教学讲稿西安理工大学课堂教学讲稿 串行口串行口 2022-5-2244 （1）方式）方式2和方式和方式3输出输出西安理工大学课堂教学讲稿西安理工大学课堂教学讲稿 串行口串行口 2022-5-2245n由由“写入写入SBUF信号信号”把把8位数据写入位数据写入SBUF，同，同时把时把TB8装到发送移位寄存器的第装到发送移位寄存器的第9位上，位上，并通并通知控制器开始发送。知控制器开始发送。n发送开始时，先把起始位发送开始时，先把起始

36、位0输出到输出到TXD引脚，然引脚，然后发送移位寄存器的输出位（后发送移位寄存器的输出位（D0）到）到TXD引脚。引脚。每一个移位脉冲都使输出移位寄存器的各位右移每一个移位脉冲都使输出移位寄存器的各位右移一位，并由一位，并由TXD引脚输出。引脚输出。n第一次移位时，停止位第一次移位时，停止位“1”移入输出移位寄存器移入输出移位寄存器的第的第9位上位上 ，以后每次移位，左边都移入以后每次移位，左边都移入0。当。当停止位移至输出位时，左边其余位全为停止位移至输出位时，左边其余位全为0，检测，检测电路检测到这一条件时，使控制电路进行最后一电路检测到这一条件时，使控制电路进行最后一次移位，并置次移位，

37、并置TI=1，向，向CPU请求中断。请求中断。西安理工大学课堂教学讲稿西安理工大学课堂教学讲稿 串行口串行口 2022-5-2246 （2）方式）方式2和方式和方式3输入输入西安理工大学课堂教学讲稿西安理工大学课堂教学讲稿 串行口串行口 2022-5-2247n接收过程由检测到接收过程由检测到RXD引脚的负跳变开始。当检测到负引脚的负跳变开始。当检测到负跳变时，跳变时，16分频计数器立即复位，同时把分频计数器立即复位，同时把1FFH写入输写入输入移位寄存器。计数器的入移位寄存器。计数器的16个状态把一位时间等分为个状态把一位时间等分为16份，并在计数器的份，并在计数器的第第7、8、9个计数状态

38、时采样个计数状态时采样RXD引引脚电平。如果起始位有效，则将其移入输入移位寄存器，脚电平。如果起始位有效，则将其移入输入移位寄存器，并开始接收这一帧信息的其余位。接收时，数据从右边并开始接收这一帧信息的其余位。接收时，数据从右边移入输入移位寄存器。移入输入移位寄存器。n在起始位在起始位0移到最左边时，控制电路进行最后一次移位。移到最左边时，控制电路进行最后一次移位。当满足当满足（1）当）当RI=0，且，且SM2=0；（；（2）接收到的第）接收到的第9位数据为位数据为1时，时，将接收到的将接收到的9位数据的前位数据的前8位数据装入接位数据装入接收收SBUF，第，第9位进入位进入RB8，并置，并置

39、RI=1，向，向CPU请求中断。请求中断。西安理工大学课堂教学讲稿西安理工大学课堂教学讲稿 串行口串行口 2022-5-2248四、波特率的计算四、波特率的计算 在串行通信中，收发双方对发送或接收数据在串行通信中，收发双方对发送或接收数据的速率要有约定。的速率要有约定。n通过软件可对单片机串行口编程为四种工作方通过软件可对单片机串行口编程为四种工作方式，其中式，其中方式方式0和方式和方式2的波特率是固定的，的波特率是固定的，而而方式方式1和方式和方式3的波特率是可变的，由定时器的波特率是可变的，由定时器T1的溢出率来决定。的溢出率来决定。n串行口的串行口的四种工作方式四种工作方式对应对应三种波

40、特率三种波特率。由于。由于输入的移位时钟的来源不同，所以，各种方式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相同。的波特率计算公式也不相同。西安理工大学课堂教学讲稿西安理工大学课堂教学讲稿 串行口串行口 2022-5-22491、方式、方式0时，发送和接收的波特率是固定的，时，发送和接收的波特率是固定的，波特率等于振波特率等于振 荡频率的荡频率的1/12. 方式方式0的波特率的波特率 = fosc/122、方式、方式2时，发送和接收的波特率也是固定时，发送和接收的波特率也是固定的，但是与的，但是与PCON中的中的SMOD位有关：位有关： 方式方式2的波特率的波特率 =（2SM

41、OD/64） fosc 西安理工大学课堂教学讲稿西安理工大学课堂教学讲稿 串行口串行口 2022-5-22503、方式、方式1和方式和方式3的波特率是可变的。其与定时器的波特率是可变的。其与定时器的溢出率和的溢出率和SMOD位有关。位有关。 方式方式1和方式和方式3的波特率的波特率T1的溢出率的溢出率/n 当当SMOD=0时，时，n=32；当；当SMOD=1时，时，n=16； 因此：因此： 方式方式1和方式和方式3的波特率的波特率 =（2SMOD/32）（T1溢出率）溢出率） T1的溢出率指的溢出率指T1每秒溢出的次数，取决于每秒溢出的次数，取决于T1的的计数速率和计数速率和T1的预置初值。的

42、预置初值。西安理工大学课堂教学讲稿西安理工大学课堂教学讲稿 串行口串行口 2022-5-2251 当当T1作为波特率发生器时，为了避免引起不必要的中断作为波特率发生器时，为了避免引起不必要的中断，最典型的用法是使最典型的用法是使T1工作在工作在自动再装入的自动再装入的8位定时器方式即位定时器方式即方式方式2，此时，计数速率为，此时，计数速率为fosc/12。 T1溢出率取决于溢出率取决于TH1中的计数值。中的计数值。 T1 溢出率溢出率 = fosc /(12(256 (TH1) 方式方式1和方式和方式3的波特率的波特率 =(2SMOD/32)(T1溢出率溢出率) =(2SMOD/32)(fo

43、sc /(12(256(TH1) = (fosc 2SMOD) / (384 (256TH1) 反过来，反过来，T1的初值计算公式为：的初值计算公式为： (TH1) 256(fosc 2SMOD)/ (384 x 波特率波特率)西安理工大学课堂教学讲稿西安理工大学课堂教学讲稿 串行口串行口 2022-5-2252在单片机的应用中，常用的晶振频率为：在单片机的应用中，常用的晶振频率为：12MHz和和11.0592MHz。所以，选用的波特率也相对固定。常用的串行口波特率以及各参所以，选用的波特率也相对固定。常用的串行口波特率以及各参数的关系如表所示。数的关系如表所示。西安理工大学课堂教学讲稿西安理

44、工大学课堂教学讲稿 串行口串行口 2022-5-2253具体步骤如下：具体步骤如下：n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）；n计算计算T1的初值，装载的初值，装载TH1、TL1；n启动启动T1（编程（编程TCON中的中的TR1位）；位）；n确定串行口控制（编程确定串行口控制（编程SCON寄存器）；寄存器）； 串行口在中断方式工作时，要进行中断设置（编程串行口在中断方式工作时，要进行中断设置（编程IE、IP寄存器）。寄存器）。使用串行口之前，应对其进行使用串行口之前，应对其进行初始化初始化，主要是设置，主要是设置产生产生波特率波特率的定时器的定时器1、串行口控制

45、串行口控制和和中断控制中断控制。西安理工大学课堂教学讲稿西安理工大学课堂教学讲稿 串行口串行口 2022-5-2254【例】【例】 将内部将内部RAM 50H5FH中的数中的数据从串口输出，串行接口以方式据从串口输出，串行接口以方式2工作，工作，TB8作奇偶校验位。数据写入发送缓作奇偶校验位。数据写入发送缓冲器之前要将数据的奇偶位写入冲器之前要将数据的奇偶位写入TB8(利用查询方式和中断方式分别实利用查询方式和中断方式分别实现现)。西安理工大学课堂教学讲稿西安理工大学课堂教学讲稿 串行口串行口 2022-5-2255查询方式程序如下：查询方式程序如下： LOOP0: MOV SCON, #80H ；方式；方式2 MOV PCON, #80H ；波特率倍增；波特率倍增 MOV R0, #50H MOV R7, #10H LOOP1: MOV A,R0 MOV C, P MOV TB8,C MOV SBUF,A WAIT: JBC TI, LOOP2 SJMP WAIT ；等待发送完成；等待发送完成 LOOP2: INC R0 DJNZ R7, LOOP1 RET西安理工大学课堂教学讲稿西安理工大学课堂教学讲稿 串行口串行口 2022-5-2256 ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0023H