单片机第四章外围模块

1、单片机第四章外围模块1第1页，共106页，2022年，5月20日，3点1分，星期二4-1 并行口及其应用51系列单片机的并行口，按特性可分类为：单一的准双向口(如89C52的P1.2P1.7)多功能复用的准双向口(如89C52的P1.0、P1.1，P3.0P3.7)可作地址总线输出口的准双向口(P2)可作地址/数据总线口的三态双向口(P0)2第2页，共106页，2022年，5月20日，3点1分，星期二每个I/O线均由锁存器，输出电路和输入缓冲器组成。每一条口线可独立用作输入和输出。作输出时可锁存数据，输入时可缓冲数据。CPU对口的读操作有两种：读修改写操作（读口锁存器状态）例：ANL P0，A

2、 ；(P0)(P0)(A) ORL P0，#data ；(P0)(P0)data DEC P0 ；(P0)(P0) -1读引脚操作（读口引脚上外部输入信息）例 MOV A，P13第3页，共106页，2022年，5月20日，3点1分，星期二4第4页，共106页，2022年，5月20日，3点1分，星期二4-1-1 P0 口 P0口是一个三态双向口，可作为地址/数据分时复用口，也可作为通用I/O接口。 其1位的结构原理如下图所示。P0口由8个这样的电路组成。5第5页，共106页，2022年，5月20日，3点1分，星期二P0口1位结构图起输出锁存作用，8个锁存器构成了SFRP0V1、V2组成输出驱动器

3、，以增大带负载能力三态门1是引脚输入缓冲器读锁存器端口6第6页，共106页，2022年，5月20日，3点1分，星期二 2地址/数据分时复用功能 当P0口作为地址/数据分时复用总线时，可分为两种情况：一种是从P0口输出地址或数据，另一种是从P0口输入数据。 7第7页，共106页，2022年，5月20日，3点1分，星期二在访问片外存储器而需从P0口输出地址或数据信号时，控制信号应为高电平“1”，使转换开关MUX把反相器4的输出端与V1接通，同时把与门3打开。1)当地址或数据为“1”时，经反相器4使V1截止，而经与门3使V2导通，P0.x引脚上出现相应的高电平“1”； 2)当地址或数据为0时，经反相

4、器4使V1导通而V2截止，引脚上出现相应的低电平0。这样就将地址/数据的信号输出。8第8页，共106页，2022年，5月20日，3点1分，星期二3通用I/O接口功能 当P0口作为通用I/O口使用，在CPU向端口输出数据时，对应的控制信号为0，转换开关把输出级与锁存器Q端接通，同时因与门3输出为0使V2截止，此时，输出级是漏极开路电路。当写脉冲加在锁存器时钟端CLK上时，与内部总线相连的D端数据取反后出现在Q端，又经输出V1反相，在P0引脚上出现的数据正好是内部总线的数据。当要从P0口输入数据时，引脚信息仍经输入缓冲器进入内部总线。9第9页，共106页，2022年，5月20日，3点1分，星期二总

5、之：一 P0口作为一般I/O口使用 1 P0口用作输出口：必须外接上拉电阻，才有高电平输出。2 P0口作输入口：先向端口锁存器写入“1”。二 P0口作为地址/数据总线使用1 以P0口引脚输出低8位地址或数据信息2 由P0口输入数据三 P0口可驱动8个LSTTL电路10第10页，共106页，2022年，5月20日，3点1分，星期二4-1-2 P1口（准双向口）11第11页，共106页，2022年，5月20日，3点1分，星期二P1.0、P1.1为多功能双向口， P1.2P1.7为单一功能准双向口。P1口的第一功能是准双向口，每一位可分别定义为输入线或输出线。输出驱动部分由场效应管V1与内部上拉电阻

6、组成。当其某位输出高电平时，可以提供上拉电流负载。12第12页，共106页，2022年，5月20日，3点1分，星期二P1的某一位作为输入线时，该位的口锁存器必须保持“1”。使输出场效应管截止。该引脚才可由内部拉高电路拉成高电平，或由外部电路拉成低电平。P1口具有驱动4个LSTTL负载的能力。13第13页，共106页，2022年，5月20日，3点1分，星期二14第14页，共106页，2022年，5月20日，3点1分，星期二4-1-3 P2口（准双向口）15第15页，共106页，2022年，5月20日，3点1分，星期二 当作为准双向通用I/O口使用时： 控制信号使转换开关接向左侧，锁存器Q端经反相

7、器3接V1，其工作原理与P1相同，也具有输入、输出、端口操作三种工作方式，负载能力也与P1相同。 16第16页，共106页，2022年，5月20日，3点1分，星期二1 系统中外接程序存储器时：P2口输出程序存储器的高8位地址，不作I/O口使用。2 系统中无外接程序存储器，而扩展有片外RAM的系统中： 片外RAM的容量256B：P2口仍做输入/输出口使用。使用R0或R1作地址指针。片外RAM的容量256B ： P2口不能做输入/输出口，而做系统扩展的高8位地址总线口使用。使用DPTR、P2R0、P2R1作地址指针。 17第17页，共106页，2022年，5月20日，3点1分，星期二4-1-4 P

8、3口（准双向口）18第18页，共106页，2022年，5月20日，3点1分，星期二 P3口是一多功能口，既做准双向口又做特殊输入输出口。1 做通用I/O口使用： P3口做输入使用，应由软件向口锁存器写“1”。19第19页，共106页，2022年，5月20日，3点1分，星期二2 做第二功能使用： 某位做第二功能使用该位D锁存器Q应被硬件自动置“1”。 P3.0 RXD P3.5 T1 P3.1 TXD (出) P3.6 WR(出) P3.2 INT0 P3.7 RD(出) P3.3 INT1 P3.4 T03 P3口具有驱动4个LSTTL负载的能力。20第20页，共106页，2022年，5月20

9、日，3点1分，星期二I/O端口的操作方式：（1）输出数据方式：CPU通过一条数据传送指令就可以把输出数据写入P0P3的端口锁存器，然后通过输出驱动器送到端口引脚线。例如，下面的指令均可在P0口输出数据。 MOV P0, A ANL P0, #data ORL P0, A（2）读端口数据方式： CPU读入的这个数据并非端口引脚线上的数据。读端口数据可以直接读端口。例如，下面的指令均可以从P1口输入数据。 MOV A, P1 MOV 20H, P1 MOV R0, P1 MOV R0, P121第21页，共106页，2022年，5月20日，3点1分，星期二（3）读端口引脚方式：读端口引脚方式可以从

10、端口引脚上读入信息。在这种方式下，CPU首先必须使欲读端口引脚所对应的锁存器置1，然后才能读端口引脚。因此，用户在读引脚时必须先置位锁存器后读，连续使用两条指令。例如，下面的程序可以读P1引脚上的低4位信号。 MOV P1, #0FH ; 置位P1引脚的低4位 MOV A, P1 ; 读P1引脚上的低4位信号送累加器A22第22页，共106页，2022年，5月20日，3点1分，星期二4-1-5 并行口的应用1 外接蜂鸣器2 利用可控硅控制加热电路3 BCD码拨码盘的接口 BCD码拨码盘构造一个拨码盘可以输入1位十进制数据。拨码盘拨到某个位置时，控制线分别与4位数据线中某几位接通。接通线定义为“

11、1”，不通的线定义为“0”。23第23页，共106页，2022年，5月20日，3点1分，星期二4-2 定时器及其应用定时器功能： 1 定时操作 2 测量外部输入信号 3 定时输出 4 监视系统正常工作24第24页，共106页，2022年，5月20日，3点1分，星期二4-2-1定时器的结构和工作原理1 定时器由一个N位计数器、计数时钟源控制电路、状态和控制寄存器等组成。 2 计数脉冲有两个来源：外部的脉冲源系统的时钟振荡器。内部时钟外部时钟N位计数器TFTMOD TCON中断25第25页，共106页，2022年，5月20日，3点1分，星期二3 用作定时器时，每经过一个机器周期，计数器自动加1，直

12、到计数溢出；用作计数器时，外部时钟脉冲加在定时器的外输入端T0(P3.4)或T1(P3.5)，每出现一次负跳变，计数器加1。4 两个模拟开关，左边决定定时/计数器的工作状态，右边决定脉冲源是否加在计数器的输入端。5 16位的计数器由两个8位SFR TH和TL组成。6定时器工作不占用CPU时间，除非定时器/计数器溢出，才能中断CPU的当前操作。26第26页，共106页，2022年，5月20日，3点1分，星期二定时器/计数器T0、T1的结构框图27第27页，共106页，2022年，5月20日，3点1分，星期二4-2-2 定时器/计数器T0和T1一方式寄存器TMOD(89H)1 不能进行位寻址，只能

13、用字节寻址。复位时，TMOD所有位为0熟悉各位功能T1方式字段 T0方式字段GATEC/TM1MGATEC/TM1M028第28页，共106页，2022年，5月20日，3点1分，星期二 GATE门控位“1”：定时器的计数受外部引脚输入电平的控制“0”：定时器的计数不受外部引脚输入电平的控制 C/T功能选择位“1”：计数功能 “ 0”：定时功能 M1M0工作方式选择位29第29页，共106页，2022年，5月20日，3点1分，星期二 适于T0，两个8位计数器M1M0工作方式方 式 说 明00013位定时器/计数器01116位定时器/计数器102具有自动重装初值的8位定时器/计数器11330第30

14、页，共106页，2022年，5月20日，3点1分，星期二二 控制寄存器TCON(88H)1 既可字节寻址又可位寻址。复位时，TCON各位为0例：SETB TR1 ；启动定时器T1工作熟悉各位功能D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D08FH8EH8DH8CH8BH8AH89H88HTF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT031第31页，共106页，2022年，5月20日，3点1分，星期二TF1定时器/计数器T1的溢出标志位TR1定时器/计数器T1的运行控制位TF0定时器/计数器T0的溢出标志位TR0定时器/计数器T0的运行控制位IE1外部中断1下降沿触发标志位IE0外部中断0下降沿

15、触发标志位IT1外部中断1触发类型选择位IT0外部中断0触发类型选择位32第32页，共106页，2022年，5月20日，3点1分，星期二三 定时器/计数器的初始化 初始化即将控制字写入定时器/计数器的过程。初始化一般步骤：1 写入初值TH0、TL0或TH1、TL12 对TMOD赋值3 对IE赋值（有中断产生时）4 若用软件启动，则仅把TR0或TR1置“1”； 若用外中断引脚电平启动，则还需给外 引脚加启动电平。33第33页，共106页，2022年，5月20日，3点1分，星期二四 定时器/计数器的4种工作方式1 方式034第34页，共106页，2022年，5月20日，3点1分，星期二 方式0是一

16、个13位的定时器/计数器，由TL0的低5位和TH0的8位组成。 定时时间为T=12*(213-a)/fosc s最大定时时间：M=213=8192T35第35页，共106页，2022年，5月20日，3点1分，星期二例7：已知晶振频率fosc=6MHZ，若使用T0方式0产生10ms定时中断，试对T0进行初始化编程。 MOV TH0，#63H MOV TL0，#18H SETB TR0 MOV IE ，#82H RET36第36页，共106页，2022年，5月20日，3点1分，星期二例：T0工作于方式0，要求在P1.0引脚上产生周期为2ms的方波输出(fosc=6MHZ) ORG 0000H AJ

17、MP MAIN ORG 000BH AJMP INQP ORG 0030HMAIN: MOV TMOD, #00H MOV TH0, #0F0H MOV TL0, #0CH SETB TR0 ；启动T0 SETB ET0 ；允许T0中断 SETB EA ；开放CPU中断 AJMP $ ；定时中断等待37第37页，共106页，2022年，5月20日，3点1分，星期二 ORG 4000H ；中断服务程序INQP: MOV TH0, #0F0H ；重写定时常数 MOV TL0, #0CH CPL P1.0 ；P1.0变反输出 RETI 38第38页，共106页，2022年，5月20日，3点1分，星期

18、二2 方式1 方式1是一个16位定时器/计数器，结构和操作方式与方式0基本相同。定时时间为T=12*(216-a)/fosc s最大定时时间：M=216=65536T39第39页，共106页，2022年，5月20日，3点1分，星期二例：设fosc=12MHz,T0工作于方式1，产生50ms定时中断，TF0为高级中断源。试编写主程序中的初试化程序和中断服务程序，使P1.0产生周期为1秒的方波。MAIN：MOV SP， #EFH MOV TH0， #3CH MOV TL0， #0B0H MOV TMOD ， #1 MOV IP， #2 40第40页，共106页，2022年，5月20日，3点1分，星

19、期二 MOV IE， #82H SETB TR0 MOV 30H， #0AHPTF0：ORL TL0， #0B0H;中断服务程序 MOV TH0， #3CH DJNZ 30H， PTF0R MOV 30H， #0AH CPL P1.0PTF0R:RETI41第41页，共106页，2022年，5月20日，3点1分，星期二用查询法： MOV 30H, #0AH MOV TH0, #3CH MOV TL0, #0B0H MOV TMOD, #1 SETB TR0L2: JBC TF0, L1 SJMP L2L1: MOV TH0, #3CH MOV TL0, #0B0H42第42页，共106页，20

20、22年，5月20日，3点1分，星期二 DJNZ 30H, L2 MOV 30H, #0AH CPL P1.0 SJMP L243第43页，共106页，2022年，5月20日，3点1分，星期二3 方式2 方式2是能重置初值的8位定时器/计数器，TL0作为8位计数器，TH0作为计数初值寄存器。适于用做较精确的定时脉冲信号发生器。 定时时间 T=12*(28-a)/fosc s 最大定时时间：M=28=256T44第44页，共106页，2022年，5月20日，3点1分，星期二定时器/计数器方式2的逻辑结构45第45页，共106页，2022年，5月20日，3点1分，星期二 MOV TMOD, #60H

21、 ; 设置T1为方式2计数 MOV TH1, #9CH ；赋初值 MOV TL1, #9CH SETB TR1DE:JBC TF1, RE ；查询计数溢出 AJMP DERE: CPL P1.0 AJMP DE例：用定时器1在方式2计数，要求每计满100次，将P1.0端取反。外部计数信号由P3.5引入，每跳变一次计数器加1100=28-a ; a=156=9CH46第46页，共106页，2022年，5月20日，3点1分，星期二例：当P3.4引脚上的电平发生负跳变时， 从P1.0输出一个500s的同步脉冲。请编程序实现该功能。查询方式，fosc=6MHz。47第47页，共106页，2022年，5

22、月20日，3点1分，星期二解：（1）模式选择 选T0为模式2，外部事件计数方式。 当P3.4引脚上的电平发生负跳变时，T0计数器加1，溢出标志TF0置1；然后改变T0为500s定时工作方式，并使P1.0输出由1变为0。T0定时到产生溢出，使P1.0输出恢复高电平，T0又恢复外部事件计数方式。 如 图所示。48第48页，共106页，2022年，5月20日，3点1分，星期二（2）计算初值 T0工作在外部事件计数方式，当计数到28时，再加1计数器就会溢出。设计数初值为X，当再出现一次外部事件时，计数器溢出。 则: X+1=28 X= 28 1=11111111B=0FFH T0工作在定时工作方式，设

23、晶振频率为6MHz，500s相当于250个机器周期。因此，初值X为 (28X)2s=500s X=6=06H49第49页，共106页，2022年，5月20日，3点1分，星期二（3）程序清单START： MOV TMOD,#06H ；设置T0为模式2,外部计数方式 MOV TL0,#0FFH ；T0计数器初值 MOV TH0,#0FFH SETB TR0 ；启动T0计数 LOOP1：JBC TF0，PTFO1 ；查询T0溢出标志， ；TF0=1时转，且清TF0=0 SJMP LOOP1 ； 50第50页，共106页，2022年，5月20日，3点1分，星期二 PTFO1：CLR TR0 ；停止计数

24、 MOV TMOD,#02H ；设置T0为模式2，定时方式 MOV TL0,#06H ；送初值，定时500s MOV TH0,#06H CLR P1.0 ; P1.0清0 SETB TR0 ；启动定时500s LOOP2 : JBC TF0,PTFO2 ；查询T0溢出标志， ；TF0=1时转，且清TF0=0 ; （第一个500s到否？） SJMP LOOP2 ；等待 PTFO2 : SETB P1.0 ； P1.0置1 CLR TR0 ；停止计数 SJMP START51第51页，共106页，2022年，5月20日，3点1分，星期二定时器/计数器方式3的逻辑结构 4 方式3TH052第52页，

25、共106页，2022年，5月20日，3点1分，星期二 方式3只适用于T0，T0分为两个独立的8位计数器TL0和TH0。一般T1用作串行口波特率发生器。 最大定时时间：M=28=256T例 用定时器T0，分别产生两个方波，一个周期为200s，另一个周期为400 s(fosc =9.216MHZ)。53第53页，共106页，2022年，5月20日，3点1分，星期二解：定时初值计算TL0=28-9.216*106*100*10-6/12 =256-76.8 =179.2 转换十六进制为0B3HTH0=28-9.216*106*200*10-6/12 =256-153.6 =102.4 转换十六进制为

26、66H54第54页，共106页，2022年，5月20日，3点1分，星期二 ORG 0000H AJMP MAIN ORG 000BH ;TL0中断入口 AJMP ITL0 ORG 001BH ;TH0中断入口 AJMP ITH0 ORG 0100HMAIN:MOV SP, #60H MOV TMOD, #03H 55第55页，共106页，2022年，5月20日，3点1分，星期二 MOV TL0, #0B3H MOV TH0, #66H SETB TR0 ；启动TL0初值 SETB TR1 ；启动TH0初值 SETB ET0 ;允许TL0中断 SETB ET1 ;允许TH0中断 SETB EA

27、;CPU中断开放 AJMP $ 56第56页，共106页，2022年，5月20日，3点1分，星期二 ORG 0200HITL0:MOV TL0, #0B3H CPL P1.0 ;输出方波200s RETIITH0:MOV TH0, #66H CPL P1.1 ;输出方波400s RETI57第57页，共106页，2022年，5月20日，3点1分，星期二五 门控位的应用GATE位是控制外部输入脉冲对定时计数器的控制。当为“1”时，允许外部输入电平控制启、停定时器。利用这个特性可测量外部输入脉冲的宽度。例：利用T0门控位测试INT0引脚上出现的正脉冲的宽度，将所测得值高位存入片内71H单元，低位存

28、入片内70H单元。(fosc=12MHz)测试时，应在/INT0为低电平时，设TR0为1；当/INT0变高时，启动计数；当/INT0再变低时，停止计数。该计数值即被测正脉冲宽度。58第58页，共106页，2022年，5月20日，3点1分，星期二MOV TMOD , #09H;T0定时器方式，GATE=1MOV TL0, #00HMOV TH0, #00HMOV R0, #70HJB P3.2, $ ；等待P3.2变低SETB TR0 ；启动T0准备工作JNB P3.2, $ ；等待P3.2变高JB P3.2, $ ；等待P3.2再次变低CLR TR0 ；停止计数MOV R0, TL0 ；存放计

29、数低字节INC R0MOV R0, TH0 ；存放计数高字节SJMP $ 59第59页，共106页，2022年，5月20日，3点1分，星期二4-3 串行接口UART一 两种基本的通信方式(a) 并行通信；(b) 串行通信60第60页，共106页，2022年，5月20日，3点1分，星期二二串行通信传输方式(a) 单工方式；(b) 半双工方式；(c) 全双工方式61第61页，共106页，2022年，5月20日，3点1分，星期二三串行通信两种基本方式1异步通信异步通信中数据或字符是一帧一帧传送。帧即为一个字符的完整通信格式，又称帧格式。在帧格式中，一个字符由4部分组成：起始位、数据位、奇偶校验位、停

30、止位。 串行异步传送的字符格式62第62页，共106页，2022年，5月20日，3点1分，星期二2 同步通信 数据或字符开始处是由一同步字符来指示，并由时钟实现发送端和接收端同步。四 波特率(Baud rate) 波特率就是数据的传送速率，即每秒钟传送的二进制位数，单位为位/秒。 要求发送端与接收端的波特率必须一致。63第63页，共106页，2022年，5月20日，3点1分，星期二4-3-1 串行接口的组成和特性 51系列单片机的串行口是全双工异步串行通信接口。一 串行口结构1 波特率发生器 主要由T1、T2及内部的一些控制开关和分频器组成。提供串行口的时钟信号即TCLK、RCLK。64第64

31、页，共106页，2022年，5月20日，3点1分，星期二串行口结构框图65第65页，共106页，2022年，5月20日，3点1分，星期二注意:接收器是双缓冲结构，在前一个字节被从接收缓冲器SBUF读出之前，第二个字节即开始被接收（串行输入至移位寄存器），但是，在第二个字节接收完毕而前一个字节CPU未读取时，会丢失前一个字节.66第66页，共106页，2022年，5月20日，3点1分，星期二2 串行口的内部包含串行数据缓冲寄存器SBUF数据接收缓冲器(只读出不写入)和数据发送缓冲器(只写入不读出)。物理上隔离，共用一个地址( 99H )。当向SBUF发“写”命令时（执行MOV SBUF,A ），

32、即从片内总线向发送SBUF写入数据,并开始由TXD引脚向外发送一帧数据，发送完使TI=1。在满足串行口接收中断标志位RI（SCON.0）=0的条件下，置允许接收位REN（SCON.4）=1就会接收一帧数据进入移位寄存器，并装载到接收SBUF中，同时使RI=1。当发读SBUF命令时（执行MOV A,SBUF），便由接收SBUF取出信息通过内部总线送CPU。67第67页，共106页，2022年，5月20日，3点1分，星期二串行口控制寄存器串行数据输入/输出引脚接收方式下，串行数据从RXD(P3.0)输入。串行口内部在接收缓冲器之前还有移位寄存器，构成串行接收双缓冲结构。避免数据接收重叠。发送方式下

33、，串行数据从TXD(P3.1)输出。串行口控制逻辑68第68页，共106页，2022年，5月20日，3点1分，星期二二串行口控制1 串行口控制寄存器SCON(98H) SM0和SM1SM0SM1SM2RENTB8RB8TIRISM0 SM1工作方式功 能波特率0 0 0扩展移位寄存器fosc/120 1 18位UART由定时器控制1 0 29位UARTfosc/32 fosc/641 1 39位UART由定时器控制69第69页，共106页，2022年，5月20日，3点1分，星期二SM2 方式2和方式3的多机通信控制位方式0，SM2=0。方式1，若SM2=1，只有接收到有效停止位，接收中断RI才

34、置1。方式2和方式3中，如SM2=1，则接收到的第9位数据(RB8)为0时不启动接收中断标志RI(即RI=0)，并且将接收到的前8位数据丢弃；RB8为1时，才将接收到的前8位数据送入SBUF，并置位RI，产生中断请求。当SM2=0时，则不论第9位数据为0或1，都将前8位数据装入SBUF中，并产生中断请求。该功能用于多机通信中。70第70页，共106页，2022年，5月20日，3点1分，星期二REN 允许串行接收位 1允许接收；0禁止接收 由软件置1或清0，相当于串行接收的开关。 在串行通信接收控制过程中，如果满足RI0和REN1（允许接收）的条件，就允许接收，一帧数据就装载入接收SBUF中。T

35、B8 发送数据D8位 在方式2和方式3时，TB8为所要发送的第9位数据。在多机通信中，以TB8位的状态表示主机发送的是地址还是数据：TB8=0为数据，TB8=1为地址；也可用作数据的奇偶校验位。该位由软件置位或复位。在方式0或方式1中，该为未用71第71页，共106页，2022年，5月20日，3点1分，星期二RB8 接收数据D8位 在方式2和方式3时，接收到的第9位数据，可作为奇偶校验位或地址帧或数据帧的标志。方式1时，若SM2=0，则RB8是接收到的停止位。在方式0时，不使用RB8位。TI 发送中断标志 在方式0时，当发送数据第8位结束后，或在其它方式发送停止位后，由内部硬件使TI置位,向C

36、PU请求中断。意味着向CPU提供“发送缓冲器SBUF已空”的信息，CPU可以准备发送下一帧数据。CPU在响应中断后，必须用软件清零。此外，TI也可供查询使用。72第72页，共106页，2022年，5月20日，3点1分，星期二RI接收中断标志位 在方式0时，当接收数据的第8位结束后，或在其它方式接收到停止位的中间时由内部硬件使RI置位，向CPU请求中断。表示一帧数据接收结束，并已装入接收SBUF中，要求CPU取走数据。在CPU响应中断后，也必须用软件清零。RI也可供查询使用。73第73页，共106页，2022年，5月20日，3点1分，星期二2 特殊功能寄存器PCONSMOD位是串行口波特率系数控

37、制位，为1时使波特率加倍。其余位是掉电方式控制位，与串行口无关。SMOD74第74页，共106页，2022年，5月20日，3点1分，星期二4-3-2串行接口的工作原理一 方式01 方式0为同步移位寄存器输入/输出方式，常用于扩展并行I/O口。2 数据由RXD串行输入/输出，TXD输出移位脉冲。3 数据传输波特率固定为fosc/12。4 接收/发送的是8位数据，传输时低位在前。75第75页，共106页，2022年，5月20日，3点1分，星期二输出： 当执行写SBUF的指令时(MOV SBUF，A),启动串行数据发送。从低位开始串行输出。当完成一个字节的输出后就停止移位，并置位TI。 输入： 在R

38、EN=1，RI=0时启动串行口接收。当外部移位寄存器内容移入内部移位寄存器，并写入SBUF，则置位RI，停止移位，完成一个字节的输入。注意：每当发送或接收完8位数据时，由硬件将发送中断TI或接收中断RI标志置“1”；CPU响应TI或RI中断请求时，不会清除标志，必须由软件清“0”.76第76页，共106页，2022年，5月20日，3点1分，星期二二 方式11 方式1时，串行口为10位通用异步接口。2 数据传输波特率由定时/计数器T1和T2的溢出决定，由程序设定。 当T2CON中RCLK和TCLK置位时，由T2作接收/发送的波特率发生器；当RCLK和TCLK都为0时，由T1作接收/发送的波特率发

39、生器。3 数据从引脚TXD端输出，从引脚RXD输入。77第77页，共106页，2022年，5月20日，3点1分，星期二发送 当数据写入发送缓冲器时，启动发送器开始发送。8位数据发送完，置位TI=1，并申请中断，通知CPU可发送下一个数据。接收 在REN=1的前提下，确认是真正起始位“0”后，开始接收一帧数据。当RI=0且SM2=0时，数据被有效接收。将接收到的数据装入串行口的SBUF,并置位RI.78第78页，共106页，2022年，5月20日，3点1分，星期二三 方式2和方式31 CPU向发送缓冲器写入数据就启动串行口发送。发送完毕，使TI=1。2 接收时，先置REN为“1”，将RI清“0”

40、。再根据SM2状态和所接收到RB8状态决定串口在信息到来后是否会使RI=1，申请中断，接收数据。当SM2=0,不管RB8状态，将RI置1串口接收当SM2=1, RB8=1时，多机通信，接收信息为地 址，将RI置1串口接收 RB8=0时，接收信息为数据，但不发给本从机，此时RI不置1数据丢失79第79页，共106页，2022年，5月20日，3点1分，星期二4-3-3 波特率一 方式0：波特率=振荡器频率/12二 方式2：波特率=2SMOD*振荡器频率/64三 方式1、3(T1产生波特率)：波特率=2SMOD*振荡器频率/32*12(256-(TH1)注：记住当振荡器频率选用11.0592MHZ时

41、，对于常用波特率，能正确计算T1的初值。80第80页，共106页，2022年，5月20日，3点1分，星期二4-3-4 多机通信原理在主从式多机系统中： 1主机发出的信息有两类。一类为地址，用来确定需要和主机通信的从机，特征是串行传送的第9位数据为1；另一类是数据，特征是串行传送的第9位数据为0。2对从机来说，在接收时，若RI=0，则只要SM2=0，接收总能实现；而若SM2=1，则发送的第9位TB8必须为1接收才能进行。81第81页，共106页，2022年，5月20日，3点1分，星期二1 主机首先发出要求通信的从机地址信号。此时，所有从机的SM2都为“1”，所有从机均收到地址信号。2 从机判断主

42、机发出的地址信号是否与本从机号相符。相符的从机SM2“0”，反之为“1”。3 主机发送数据帧。仅SM2=0的从机可收到。82第82页，共106页，2022年，5月20日，3点1分，星期二4-3-5 串行口的应用和编程一串行口应用同一印板内，两个单片机串行口可直接通信。单片机与PC机之间利用串行口通信，必须进行电平转换。二串行口编程串行口初始化编程： 选择串行口工作方式，波特率，允许串行口中断。即对SCON、PCON、TMOD、TCON、TH1、TL1、IE、IP、SBUF编程。83第83页，共106页，2022年，5月20日，3点1分，星期二例1：编写程序，功能为对串行口初始化为方式1输入/输

43、出，fosc=11.0592MHZ,波特率为9600，先在串行口上输出字符串“MCS-51”，接着读串行口上输入的字符,又将该字符从串行口上输出。 MOV TMOD, #20H MOV TH1, #0FDH MOV TL1, #0FDH SETB TR1 MOV SCON, #52H MOV R4, #0 MOV DPTR, #TSAB84第84页，共106页，2022年，5月20日，3点1分，星期二LP1: MOV A, R4 MOVC A, A+DPTR JZ LP6LP3: JBC TI, LP2 SJMP LP3LP2: MOV SBUF, A INC R4 SJMP LP1LP6:

44、JBC RI, LP5 SJMP LP6LP5: MOV A, SBUFLP8:JBC TI, LP7 SJMP LP8LP7:MOV SBUF, A SJMP LP6TSAB:DB MCS-51 DB 0AH,0DH,0 85第85页，共106页，2022年，5月20日，3点1分，星期二例2：89C52串行口按双工方式进行数据收发，要求波特率为1200,串口工作在方式1。编写有关的通信程序。设发送数据区的首地址为20H，接收数据区的首地址为40H，fosc为11.0592MHz。解:双工通信要求收、发能同时进行。实际上，收、发操作主要是在串行接口进行，CPU只是把数据从接收缓冲器读出和把数据

45、写入发送缓冲器。 数据传送用中断方式进行，响应中断以后，通过检测是RI置位还是TI置位来决定CPU是进行发送操作还是接收操作。发送和接收都通过调用子程序来完成。86第86页，共106页，2022年，5月20日，3点1分，星期二 主程序 MOV TMOD ,#20H ;T1设为模式2 MOV TL1 , #0E8H ; MOV TH1 ,#0E8H ; SETB TR1 ;启动定时器1 MOV SCON ,#50H ;设置为方式1，REN=1 MOV R0 ,#20H ;发送数据区首址 MOV R1 ,#40H ;接收数据区首址 ACALL SOUT ;先输出一个字符 SETB ES SETB

46、EA 中断服务程序 ORG 0023H ;串行口中断入口 AJMP SBR1 ;转至中断服务程序 ORG 0100H SBR1: JNB RI ,SEND ;TI=1,为发送中断 ACALL SIN ;RI=1,为接收中断 SJMP NEXT ;转至统一的出口SEND: ACALL SOUT ;调用发送子程序NEXT: RETI ;中断返回 87第87页，共106页，2022年，5月20日，3点1分，星期二发送子程序SOUT: CLR TI MOV A ,R0 ;取发送数据到A INC R0 ;修改发送数据指针 MOV SBUF ,A ;发送 RET ;返回接收子程序 SIN: CLR RI

47、MOV A ,SBUF ;读出接收缓冲区内容 MOV R1 ,A ;读入接收缓冲区 INC R1 ;修改接收数据指针 RET ;返回88第88页，共106页，2022年，5月20日，3点1分，星期二用串行口进行双机异步通信例3：将甲机片内RAM50H5FH单元中的数据块从串行口输出。定义在方式3下发送，TB8作奇偶校验位。采用定时器1方式2作波特率发生器，波特率为1200，fosc=11.0592MHz。 使乙机从甲机接收16个字节数据块，并存入片外3000H300FH单元。接收过程中要求判奇偶标志RB8。若出错则置F0标志为1，反之为0，然后返回。89第89页，共106页，2022年，5月2

48、0日，3点1分，星期二甲机发送子程序 MOV TMOD,#20H MOV TL1, #0EBH MOV TH1, #0E8H SETB TR1 MOV SCON,#0C0H MOV R0, #50H MOV R7, #10HTRS:MOV A, R0 MOV C, P MOV TB8, C MOV SBUF, AWAIT:JNB TI,$ CLR TI INC R0 DJNZ R7,TRS RET90第90页，共106页，2022年，5月20日，3点1分，星期二乙机接收子程序 MOV TMOD,#20H MOV TL1,#0EBH MOV TH1,#0E8H SETB TR1 MOV SCON

49、,#0C0H MOV DPTR,#3000H MOV R7,#10H SETB RENWAIT:JNB RI，$ CLR RI MOV A,SBUF JNB PSW.0, PZ JNB RB8, ERR SJMP YESPZ: JB RB8,ERRYES:MOVX DPTR,A INC DPTR DJNZ R7,WAIT CLR PSW.5 RETERR:SETB PSW.5 RET注意：双机通信时，两机应用相同的工作方式和波特率。91第91页，共106页，2022年，5月20日，3点1分，星期二4-3-6 RS232C总线和电平转换器RS232C是由美国电子工业协会（EIA）正式公布的，在异

50、步串行通信中应用最广的标准总线（C表示此标准修改了三次）。它包括了按位串行传输的电气和机械方面的规定，适用于短距离或带调制解调器的通信场合。为了提高数据传输率和通信距离，EIA又公布了RS422，RS423和RS-485串行总线接口作准。92第92页，共106页，2022年，5月20日，3点1分，星期二 ELA RS-232C是目前最常用的串行接口标准，用于实现计算机与计算机之间、计算机与外设之间的数据通信。该标准的目的是定义数据终端设备（DTE）之间接口的电气特性。一般的串行通信系统是指微机和调制解调器（modem），如图。调制解调器叫数据电路终端设备（简称DCE）。 RS-232C提供了单

51、片机与单片机、单片机与PC机间串行数据通信的标准接口。通信距离可达到 15 m。93第93页，共106页，2022年，5月20日，3点1分，星期二RS232C接口的具体规定如下： （l）范围 RS-232C标准适用于DCE和 DTE间的串行二进制通信，最高的数据速率为 19.2 kbs。如果不增加其他设备的话，RS-232C标准的电缆长度最大为15 m。（2） RS-232C的信号特性 RS-232C是在TTL集成电路之前研制的，规定+3V15V之间的任意电压表示逻辑0电平，-3V15V之间的任意电压表示逻辑1电平。94第94页，共106页，2022年，5月20日，3点1分，星期二（3） RS-232C接口信号及引脚说明基本的数据传送信号 基本的数据传送信号引脚有TXD，RXD，GND 3个。TXD为数据发送信号引脚。在不传送数据时，为1。RXD为数据接收信号引脚。在无接收信号时，为1。GND为地信号引脚。GND是其他引脚信号的参考电位信号。 “在零调制解调器”连接中，最简单的形式是只使用上述3个引脚95第95页，共106页，2022年，5月20日，3点