单片机原理串行通信

单片机原理串行通信第一页，共三十三页，2022年，8月28日#include"reg51.h"sbit P1_0=P1^0;voidTimer0()interrupt1{ TH0=0xff; TL0=0xfa; //重置初值

P1_0=~P1_0; //执行灯亮或灭的动作}voidmain(){ P1=0xff; //关闭P1口接的所有灯

TMOD=0x05; //确定计数工作模式

TH0=0xff; TL0=0xfa; //定时实值为65530 EA=1; ET0=1; TR0=1; //定时器T0开始运行

for(;;) {;}}第二页，共三十三页，2022年，8月28日《单片机原理及设计》教学课件串行通信第三页，共三十三页，2022年，8月28日《单片机原理及设计》教学课件串行口与串行通信第四页，共三十三页，2022年，8月28日第五页，共三十三页，2022年，8月28日重点:串行寄存器波特率的概念第六页，共三十三页，2022年，8月28日

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。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的信息交换。

第七页，共三十三页，2022年，8月28日通信有并行通信和串行通信两种方式。在多微机系统以及现代测控系统中信息的交换多采用串行通信方式。第八页，共三十三页，2022年，8月28日并行通信通常是将数据字节的各位用多条数据线同时进行传送。并行通信控制简单、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。

第九页，共三十三页，2022年，8月28日串行通信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。串行通信的特点：传输线少，长距离传送时成本低，且可以利用电话网等现成的设备，但数据的传送控制比并行通信复杂。

第十页，共三十三页，2022年，8月28日串行通信的基本概念

一、异步通信与同步通信1、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。

第十一页，共三十三页，2022年，8月28日

异步通信是以字符（构成的帧）为单位进行传输，字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，即字符之间不一定有“位间隔”的整数倍的关系，但同一字符内的各位之间的距离均为“位间隔”的整数倍。第十二页，共三十三页，2022年，8月28日《单片机原理及设计》教学课件

异步通信中,接收与发送之间必须有两项规定:1帧格式的设定;2波特率

(bps.):单位时间传送的位数第十三页，共三十三页，2022年，8月28日异步通信的数据格式：异步通信的特点：不要求收发双方时钟的严格一致，实现容易，设备开销较小，但每个字符要附加2～3位用于起止位，各帧之间还有间隔，因此传输效率不高。第十四页，共三十三页，2022年，8月28日《单片机原理及设计》教学课件

同步串行通信:以数据块为单位进行传送,80C51单片机没有同步串行通信的方式,不作介绍!波特率

(bps.):单位时间传送的位数第十五页，共三十三页，2022年，8月28日二、串行通信的传输方向1、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。2、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。3、全双工全双工是指数据可以同时进行双向传输。

单工半双工全双工第十六页，共三十三页，2022年，8月28日第十七页，共三十三页，2022年，8月28日《单片机原理及设计》教学课件51单片机的串行接口SBUF（发）SBUF（收）发送控制器TI接收控制器RI移位寄存器波特率发生器T11A累加器(门)移位寄存器RxDTxD去申请中断引脚引脚CPU内部第十八页，共三十三页，2022年，8月28日有两个物理上独立的接收、发送缓冲器SBUF，它们占用同一地址99H；接收器是双缓冲结构；发送缓冲器，因为发送时CPU是主动的，不会产生重叠错误。

80C51串行口的结构

第十九页，共三十三页，2022年，8月28日

SCON是一个特殊功能寄存器，用以设定串行口的工作方式、接收/发送控制以及设置状态标志：

80C51串行口的控制寄存器

SM0和SM1为工作方式选择位，可选择四种工作方式：

第二十页，共三十三页，2022年，8月28日《单片机原理及设计》教学课件

SM0SM1

SM2RENTB8RB8

TIR1SCONSM0，SM1：串行口4种工作方式的选择位。

00方式0：8位移位寄存器I/O,波特率固定为fosc/12

01方式1：8位UART（1+8+1位），

波特率可变,按公式计算

10方式2：9位UART（1+8+1+1位），

波特率固定=foscx1/32或1/64

11方式3：9位UART（1+8+1+1位），

波特率可变，按公式计算

SM2：串行口多机通信控制位

（作为方式2、方式3的附加控制位）串行口控制寄存器SCON(98H)第二十一页，共三十三页，2022年，8月28日《单片机原理及设计》教学课件☞

RI,TI：串行口收/发数据申请中断标志位＝1申请中断；＝0不申请中断☞

TB8：方式2、3中，是要发送的第9位数据。多机通信中,TB8=0表示发送的是数据；

TB8=1表示发送的是地址。☞

RB8：在方式2、3中，是收到的第9位数据。

SM0SM1

SM2RENTB8RB8

TIR1☞

REN：串行口接收允许控制位

=1表示允许接收；=0禁止接收。SCON第二十二页，共三十三页，2022年，8月28日《单片机原理及设计》教学课件SMOD———GF1GF0PD

1DL电源控制寄存器

PCON（97H）——特殊功能寄存器PCON不能按位寻址——☞

SMOD：在串行口工作方式1、2、3中，

是波特率加倍位

=1时，波特率加倍

=0时，波特率不加倍。

(在PCON中只有这一个位与串口有关)

PCON第二十三页，共三十三页，2022年，8月28日波特率：单片机或者计算机在串口通信时的速率用波特率表示；单位是bps;位/秒;

如每秒钟传送240个字符,而每个字符格式包含10位,这时的波特率为10*240位/秒=2400bps;第二十四页，共三十三页，2022年，8月28日波特率的计算在串行通信中，收发双方对发送或接收数据的速率要有约定。通过软件可对单片机串行口编程为四种工作方式，其中方式0和方式2的波特率是固定的，而方式1和方式3的波特率是可变的，由定时器T1的溢出率来决定。串行口的四种工作方式对应三种波特率。由于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。方式0的波特率=fosc/12方式2的波特率=（2SMOD/64）·fosc方式1的波特率=（2SMOD/32）·（T1溢出率）方式3的波特率=（2SMOD/32）·（T1溢出率）第二十五页，共三十三页，2022年，8月28日当T1作为波特率发生器时，最典型的用法是使T1工作在自动再装入的8位定时器方式（即方式2，且TCON的TR1=1，以启动定时器）。这时溢出率取决于TH1中的计数值。

T1溢出率=fosc/{12×[256－（TH1）]}

在单片机的应用中，常用的晶振频率为：12MHz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数的关系如表所示。第二十六页，共三十三页，2022年，8月28日《单片机原理及设计》教学课件工作方式2：——8位自动重装的定时/计数器振荡器12TLx(8位)TFx申请中断Tx端TRx位GATE位INTx端≥1&C/T=0C/T=1控制=1开关接通或门与门THx(8位)溢出位门开第二十七页，共三十三页，2022年，8月28日《单片机原理及设计》教学课件波特率=(2SMOD/32)T1的溢出率☞

溢出率：T1溢出的频繁程度即：T1溢出一次所需时间的倒数。☞

初值X=2n-

2SMOD

fosc32

波特率

12☞

波特率

=2SMOD

fosc32

12(2n-X)其中：X是定时器初值第二十八页，共三十三页，2022年，8月28日《单片机原理及设计》教学课件☞

初值X=2n-

2SMOD

fosc32波特率

12☞

计算波特率的部分：要求用T1工作于方式2来产生波特率1200，已知晶振频率=6MHz。要求出T1的初值：初值X=28

-

20

610632

1200

12=256-

=256-13.026106460800

243=0F3H——结果后面要用到第二十九页，共三十三页，2022年，8月28日串行口工作之前，应对其进行初始化，主要是设置产生波特率的定时器1、串行口控制和中断控制。具体步骤如下：确定T1的工作方式（编程TMOD寄存器）；计算T1的初值，装载TH1、TL1；启动T1（编程TCON中的TR1位）；确定串行口控制（编程SCON寄存器）；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）。第三十页，共三十三页，2022年，8月28日#include<reg52.h> #defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintunsignedcharflag,a,i;ucharcodetable[]="Iget";//ucharcodetable[]={'I','','g','e','t',''};voidinit(){ TMOD=0x20; TH1=0xfd; TL1=0xfd; TR1=1; REN=1; SM0=0; SM1=1; EA=1; ES=1; }voidmain(){ init(); while(1) { if(flag==1) { ES=0; for(i=0;i<6;i++) { SBUF=table[i]; while(!TI); TI=0; } SBUF=a; while(!TI); TI=0; ES=1; flag=0; } }}voidser()interrupt4{ RI=0; a=SBUF; flag=1;}第三十一页，共三十三页，2022年，8月28日#defineucharunsignedchar#include"string.h"#include"reg51.h"#include"stdio.h"voidSendData(ucharDat){ uchari=0; SBUF=Dat; while(1) { if(TI) { TI=0; break; } }}voidmDelay(unsignedintDelayTime){ unsignedcharj=0; for(;DelayTime>0;DelayTime--) { for(j=0;j<125;j++) {;} }}ucharKey(){