单片机接口及应用-Chapter6 相互通道配置与接口技术

第六章相互通道配置与接口技术6.1单片机应用系统中的相互通道6.2串行通信基础6.3MCS-51串行口及应用11/17/202216.1单片机应用系统中的相互通道11/17/202226.2串行通信基础6.2.1通信类型6.2.2串行通信的基本概念和名词术语6.2.3调制解调器11/17/202236.2.1通信类型

1．并行通信2．串行通信3．串行通信类型及通信协议11/17/20224（1）异步串行通信如图6.2所示。异步通信是采用异步通信控制规程作为通信协议。11/17/20225图6.3字符流传输数据格式（2）同步串行通信如图6.3所示。其数据传输格式如图6.4所示。同步通信采用同步通信规程（BISYNC）或同步数据链路控制规程（SDLC）作为通信协议。图6.4二进制位数据流传输格式11/17/202266.2.2串行通信的基本概念和名词术语1．发送时钟和接收时钟（1）发送时钟：并行的数据序列被送入移位寄存器，然后通过移位寄存器由发送时钟进行移位（变成串行数据）输出，数据位的时间间隔可由发送时钟周期来划分。（2）接收时钟：将串行数据序列逐位移入移位寄存器而装配为并行数据序列的过程。11/17/20227图6.5发送时钟示意图11/17/20228图6.6接收时钟示意图11/17/202292．波特率及时钟频率（1）波特率：波特率=1÷（二进制位持续时间）（2）发送时钟频率与波特率的关系

时钟频率=n×波特率这时n可以是1，16，32等。11/17/2022103．通信线路连接方式就传输方式而言，串行通信线路可分成如下几种连接方式，如图6.7所示。（1）单工传输方式（2）半双工传输方式（3）全双工传输方式11/17/202211图6.7通信线路的连接方式11/17/2022126.2.3调制解调器1．调制解调器图6.8MODEM在远程通信的连接示意图11/17/2022132．调制解调器的种类调制解调器按其速率分为低速、中速和高速三种类型：低速一般为33.6kps以下、中速一般为33.6kps至55.6kps之间、高速为64kps及以上的调制解调器；按调制技术可分为频移键控（FSK）、相移键控（PSK）及相位幅度调制（PAM）三种类型。11/17/2022146.3MCS-51串行口及应用

51系列单片机的串行接口是由发送缓冲区、接收缓冲区及2个专用寄存器SCON和PCON组成。它占用2条I/O口线（P3.0和P3.1口），分别为RXD和TXD，从而构成了全双工的通信方式。11/17/2022156.3.1串口工作方式串口的工作方式由SCON的SM0和SM1定义，共有4种工作方式。11/17/202216方式0：作为同步移位寄存器，可以通过外接移位寄存器芯片实现扩展I/O接口功能，一般不用于通信。方式1：8位数据异步通信接口，波特率可变，波特率由定时器T1或T2的溢出率经分频后得到。方式2：9位数据异步通信接口，波特率由主频fosc分频得到，当SMOD=1时，波特率为fosc/32；当SMOD=0时，波特率为fosc/64。方式3：9位数据异步通信接口，波特率可变，波特率由定时器T1或T2的溢出率经分频后得到。11/17/2022176.3.2波特率的选择与设置方式1和方式3：当选择定时器1作为波特率发生器时，通常设置定时器1工作在方式2。由于定时器1的方式2为自动重装入8位计数方式，因此无需中断服务程序，只需对其进行初始化。此时定时器T1的溢出率与波特率成正比。定时器1的溢出率可通过下面公式求得：11/17/202218方式1和方式3：特殊功能寄存器PCON中的SMOD位为串行波特率控制位，当SMOD=1时，使波特率加倍。故波特率的计算可通过下面公式获得：11/17/2022196.3.3单片机收/发数据流程

MCS-51单片机串行口发送/接收数据时，需经过2个串行缓冲器SBUF进行。这两个缓冲器使用同一个地址（98H），但在物理上是独立的，其中接收缓冲器只能读出不能写入，发送缓冲器只能写入不能读出。11/17/202220发送过程：启动：MOVSBUF,A

待传送的数据由A累加器传入串行发送缓冲器SBUF，由硬件自动在发送字符的始、末加上起始位（低电平）、停止位（高电平）及其他控制位（如奇偶位等），而后在移位脉冲的控制下，低位在前，高位在后，逐位从TXD端（方式0除外）发出。11/17/202221DATADATA数据帧TXD高————低图6.9发送过程ASBUF11/17/202222接收过程：接收：MOVA,SBUF

串行口的接收与否受制于允许接收位REN的状态。当REN被软件置“1”后，允许接收器接收。串口的接收器以所选波特率的16倍速对RXD线进行监视。当“1到0跳检测器”联系采样到RXD线上低电平时，便认定RXD端出现起始位，继而接收控制器开始工作。在每位传送时间的第7、8、9个脉冲采样RXD线，依照“3取2”的原则，决定所接收的值为“0”或“1”。当接收完停止位后，控制电路使中断标志RI置为“1”，此时程序可通过MOVA,SBUF指令将接收到的字符从SBUF送入累加器A,从而完成一帧数据的接收工作。11/17/202223DATADATARXD图6.10接收过程ASBUF前提：REN=116*波特率RI=1MOVA,SBUF11/17/202224设串口工作方式选择波特率发生器6.3.3编写单片机异步通信程序设置定时器工作方式设置波特率参数允许串行中断允许接收数据允许定时器/计数器工作MAIN:...MOVSCON,#50H//设置串口工作在方式1，同时设置REN=1MOVTMOD,#20H//选用T1作为波特率发生器，工作方式2

MOVPCON,#80H//设置SMOD为1

MOVTH1,#-3H//设置定时器/计数器初值

SETBEA//允许中断

SETBES//允许串行中断

SETBTR1//开启定时器/计数器1工作...11/17/202225编写串行中断服务程序和收/发相应程序

ORG23H//串行中断服务子程序入口地址

LJMPCommIntMAIN:...MOVA,#55H//待发送数据

MOVSBUF,A//发送数据

JNB