串行通信及串行接口技术

8串行通信

及串行接口技术

串行通信概述89C51串行通信接口串行接口技术11.通信方式计算机与外界（计算机与计算机之间、计算机与外围设备之间）的信息交换称为通信。 并行通信 串行通信串行通信概述2数据位：根据情况可取5位、6位、7位或8位，低位在前高位在后。2串行通信(1)分类（按数据格式分） 异步通信

停止位：通常可取1位、1.5位或2位，用于向接收端表示一帧字符信息已发送完毕，也为发送下一帧字符作准备。3同步通信*

在同步通信中，同步字符可以采用统一标准字符，也可由用户约定。在单同步字符帧结构中，同步字符常采用ASCII码中规定的SYN(即16H)代码；

在双同步字符帧结构中，同步字符一般采用国际通用标准代码EB90H。4（2）波特率(baudrate)波特率是串行通信的重要指标，用于表征数据传输的速度，定义为每秒钟传送二进制数码的位数(bit)，单位是波特，即1波特=1bit/s（bps)。【例】某异步通信的传输速率为7200字符帧/分钟，每个字符帧的长度为10位。则传输速率为： 720010位60秒=1200bps每位传输时间（位宽）：5（3）串行通信的差错校验 奇偶校验

发送数据时，数据后尾随一位奇偶校验位（0或1）。当设置为奇校验时，数据中1的个数与校验位1的个数之和应为奇数；当设置为偶校验时，数据中1的个数与校验位1的个数之和应为偶数。 接收时，接收方采用与发送方一样的差错校验方法对接收到的数据进行校验。

和校验

发送方对发送的数据块求和，产生一个字节的校验和，并将其尾随数据块发送；接收方将接收的数据求和，将结果与发送方发送的“校验和”进行比较以判断是否出错。689C51串行通信接口一、串行通信及接口1.结构：89C51内部有全双工的异步通讯串行口（UART）；两个独立的接收、发送缓冲器SBUF(属于特殊功能寄存器)，一个用作发送，一个用作接收。发送缓冲器只能写入不能读出；接收缓冲器只能读出不能写入，两者共用一个字节地址(99H)。72.串行口控制寄存器SCON

用于串行通信的方式选择、接收和发送控制以及串行口的状态标志指示。

SM0SM1--串行口工作方式选择位D7D6D5D4D3D2D1D0SM0SM1SM2RENTB8RB8TIRISM0SM1工作方式功能描述波特率00011011方式0方式1方式2方式38位同步移位寄存器10位UART11位UART11位UARTfosc/12可变（定时器控制）fosc/64、fosc/32可变（定时器控制）8SM2：多机通信控制位*主要用于方式2和方式3。当串行口以方式2和方式3接收数据时：SM2=1，则只有在接收到的第9位数据(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；否则将接收到的前8位数据丢弃。SM2=0，则不论第9位数据是0还是1，都将前8位数据装入SBUF中，并产生中断请求。在方式0，SM2必须为0。REN：允许接收控制位REN=0时禁止串行口接收。REN=1时允许串行口接收。该位由软件置位或复位。9TB8：发送数据位*在方式2或方式3时，TB8是发送数据的第9位，根据发送数据的需要由软件置位或复位。可作为奇偶校验位(单机通信)。可在多机通信中作为发送地址帧或数据帧的标志位。多机通信时，一般约定：发送地址帧时，设置TB8=1；发送数据帧时，设置TB8=0。在方式0和方式1中，该位未用。RB8：接收数据位*在方式2和方式3时，存放接收数据的第9位。可以是约定的奇偶校验位。可以是约定的地址/数据标志位，可根据RB8被置位的情况对接收到的数据进行某种判断。在多机通信时，若RB8=1，说明收到的数据为地址帧；RB8=0，说明收到的数据为数据帧。在方式1下，若SM2=0，则RB8用于存放接收到的停止位方式；方式0下，该位未用。10TI：发送中断标志位用于指示一帧数据发送完否。方式0下，发送电路发送完第8位数据时，TI由硬件置位。其他方式下，TI在发送电路开始发送停止位时置位，这就是说：TI在发送前必须由软件复位，发送完一帧后由硬件置位。因此，CPU查询TI状态便可知一帧信息是否已发送完毕。RI：接收中断标志位用于指示一帧信息是否接收完。在方式1下，RI在接收电路接收到第8位数据时由硬件置位。在其他方式下，RI是在接收电路接收到停止位的中间位置时置位的，RI也可供CPU查询，以决定CPU是否需要从SBUF中提取接收到的字符或数据。RI也由软件复位。

113.电源控制寄存器PCON

SMOD--串行口波特率倍增位 PCON不可位寻址。可用下列指令设置SMOD位： ANLPCON,#7FH;SMOD=0 ORLPCON,#80H;SMOD=1D7D6D5D4D3D2D1D0SMOD---GF1GF0PDIDL124.串行通信工作方式（1）串行工作方式0*工作原理 串行口作为同步移位寄存器使用； 以RXD（P3.0）端作为数据移位的输入端和输出端；TXD（P3.1）端输出移位脉冲； 8位为一帧，不设起始位和停止位，低位在前，高位在后；帧格式如下： 每个机器周期发送或接收一位，故波特率为fosc/12；...D0D1D2D3D4D5D6D7...13发送时，只需将数据写入串行口缓冲寄存器SBUF，即启动发送，串行口把8位数据以fosc/12的波特率从RXD端送出（低位在前），发送完置中断标志TI为“1”；接收时，软件置REN=1时，串行口即开始从RXD端以fosc/12波特率输入数据（低位在前），当接收到8位数据时，置中断标志RI为“1”，用户可从SBUF读数据。应用串行工作方式0常用于扩展I/O接口。14（2）串行工作方式1工作原理串行口作为通用异步接收和发送器（UART）使用；10位为一帧，帧格式如下：定时器T1作为波特率发生器，通常选用方式2（自动重装入初值方式）、定时、禁止中断；..0D0D1D2D3D4D5D6D71..起始位停止位15波特率={T1溢出率}2SMOD/32

T1溢出周期=（256-初值）12/fosc

T1溢出率=fosc/[12（256-初值）] 波特率=2SMODfosc/[384（256-初值）]

则定时器T1方式2的初值为：

初值=256-2SMODfosc/[384波特率]发送时，数据从引脚TXD输出，当数据写入串行口缓冲寄存器SBUF，即启动发送，发送完一帧数据置中断标志TI为“1”；接收时，软件置REN=1时，串行口即开始采样RXD端，当检测到起始位时开始接收一帧数据，接收到停止位时置中断标志RI为“1”，用户可从SBUF读数据。16【例】由内部RAM单元30H～4FH取出ASCII码数据，在最高位上加奇偶校验位后由串行口输出，采用10位异步通信，波特率为1200bit/s，fosc=11.0592MHz。解：由题意可知，应把串行口置为方式1；采用定时器T1，以方式2工作，作波特率发生器，预置值(TH1)=(TL1)=0E8H。初值=256-2SMODfosc/[384波特率]=256-2011059200/(3841200)=256-24=0E8H17TX:MOVC,P;设置奇校验位CPLCMOVACC.7,CMOVSBUF,A;启动串行口发送JNBTI,$;等待发送完CLRTI;清TI标志,允许再发送RETMOVTMOD,#20H;设T1为模式2MOVTL1,#0E8H;装入时间常数MOVTH1,#0E8HSETBTR1;启动定时器T1MOVSCON,#40H;设串行口为方式1MOVR0,#30H;发送数据首地址MOVR7,#32;发送个数LOOP:MOVA,@R0;发送数据送累加器ALCALLTX;调发送子程序INCR0;指向下一步个地址DJNZR7,LOOP……18工作原理串行口作为通用异步接收和发送器（UART）使用；11位为一帧，帧格式如下：

可编程位（第9数据位）D8由软件置“1”或清“0”，可作检验位，也可作它用。发送方发送时将TB8装入D8，接收方接收时将D8装入RB8；波特率=2SMOD

fosc/64..0D0D1D2D3D4D5D6D7D81..起始位停止位（3）串行工作方式2*19（4）串行工作方式3*工作原理 串行工作方式3的波特率与方式1相同；其他功能与方式2完全相同。20二、89C5蜂1串行通欠信应用1.双机串行粗通信技术如果两宇个80献31应者用系统态相距很桌近，将柄它们的拦串行口扭直接相涝连，即科可实现惑双机通窄信。AT89S51AT89S51(P3.附0)(P3.炸0)(P3.喇1)(P3熄.1)21【例】局双机通信RTX落.DS虾N22ORG捏0唇000滤H;发送端欠程序tx.沈asmLJM暴P拐MAI碰NORG舒003顽0HMAI活N:M报OV站T汤MOD筑,#2钓0H;设T堆1为模装式2MOV首TL1新,#0F藏DHMOV晒TH1告,#0何FDH;波特众率96挎00ANL命PCO门N,#7我FH;SM柿OD=涛0SET照B绘TR顺1;启动厦定时器征T1MOV编SCO忙N,#慨40H;设串弯行口为伙方式1MOV裕A,#拉0FEHL1:远MOV兽SBU遵F,A;发送假数据JNB座TI纯,$;发送圆完？CLR文T驰ILCAL外L D1床S;延时1充秒RL联ASJMP脊L123ORG专00惧00H;接收岭端程序岛r食x.a封smLJM绘P魔MA施INORG婆0态030HMAIN顷:MOV磁S色P,#6候0HMOV汁TM捡OD,#菌20HMOV萍TL柜1,#0躬FDHMOV抄TH1妙,#0汤FDH;波特率品9600ANL鸣P扭CON慢,#7三FH;SMO晨D=0SETB滋T氧R1MOV进SCO俭N,#束50H;串口吃方式1奶，允许银接收L2:茶JNB保RI,纸$;接收到蓬数据？CLR帜R指IMOV病A,古SBU涌FMOV恒P1童,ASJMP叶L仗224相互转换232C稿接口采用搬EIA电尚平（负逻桃辑）“0”扯电平为＋妙3V～＋鄙15V“1”傍电平为缺－3V刚～－1懂5V实际常用碑±12V况或±15臂V标准T翼TL电觉平（正茂逻辑）“1”电上平：＋2季.4V～锯＋5V“0”堡电平：甩0V～非0.8抽V2.单壮片机与涝PC机灭的通信为了增即加通信兆距离，帆减少通复道及电练源干扰旨，可以伸在通信捧线路上煮采取光暴电隔离稳的方法妻，利用纵RS-煌232汪C、R胳S-4地22或隙RS4亚85标忙准进行编双机通盛信。25MAX2虹32：+5V效供电，R辽S-23余2驱动器行/接收器单片机TXDRXDPC机RXDTXDDB-9(P3.0)(P3.1)(2)(3)(5)26PC端软汤件：串口各调试工具番（可显示居从串口接欣收的数据披）显示窗抄口通信协权议设置27串行接口沾器件与单唯片机接口例时需要的葱I/O佣口线很齿少（仅需1诞～4条）搁，极大地阵简化了器唐件间的连绣接，进而鸣提高了可厉靠性。串介行接口器糖件体积小，因而占用电酬路板的批空间小，仅为并脉行接口器搁件的10搜%，明显枝减少了电裕路板空间基和成本。串行接揭口工作腥电压宽架、抗干搅扰能力尚强、功蜂耗低、坑数据不呜易丢失侧。串行扩展处技术在I眼C卡、智活能仪器仪扇表以及分繁布式控制总系统等领雀域得到了迁广泛的应糊用。串行接尚口技术28一、剥1-Wi填re（单躁总线）接障口单总线（恭1-Wi万reb缴us）是飞由DAL吨LAS夜公司推出泉的外围串授行扩展总俘线。它只大有一条数传据输入/誓输出线D调Q，总线圈上的所有肝器件都挂半在DQ上进，电源也踪蝶可通过这捕条信号线医供给，称互为单总线述技术。1文-Wir自e器件按愧照串行协谦议进行供邪电和数据谦通信。送优势:通过单线泄接口提供颤器件控制托及操作每个器件鹅具有全球航唯一的工码厂光刻I鲜D(6霸4位RO城M)通过单总爱线供电(双“寄生电动源”)可挂接尾多点：冠单一总暂线可挂至接多个求器件装(长度≤20杀0M)29耐DS1夫8B2阶0—Pr津ogra窄mmab粗le足Reso茂luti眯on颗1-Wi厚re驻Digi元tal珠The敞rmom须eter30Uni害que扰1-密Wir笑eI脾nte隐rfa叔ce么Req率uir须es容Onl握yO相ne柏Por疗tP弊in溉for澡Co粮mmu担nic膛ati衫onEach到Dev谱ice沈has沸aUn布ique棉64-侧Bit你Seri港alC访ode蔬Stor那edi于nan节On-茧Boar用dRO翅MMult吗idro弄pCa处pabi址lity索Sim殖plif灰ies芬Dist叔ribu使ted蚁Temp经erat援ure-折Sens斯ing虏Appl绪icat先ionsRequ范ires攻No治Exte奇rnal瓜Com识pone冠ntsCan写BeP止ower常edf尾rom哨Data工Lin而e;P见ower果Sup揭ply奏Rang做eis分3.0动Vto虽5.5屈VMea水sur糖es滥Tem其per工atu输res拆fr颠om抓-55狱°C留to义+12佛5°C祸(-黎67°能Ft蔽o+旬257棵°F)±0.5执°CA项ccur锅acy需from周-10絮°Ct倒o+8滔5°CThe蓄rmo是met任er肯Res走olu碰tio岔ni张sU岂ser田Se燥lec返tab箩le修fro蛮m9疫to扒12送Bi腔tsCon辨ver框ts孤Tem蓝per善atu覆re善to改12-蚁Bit婚Di鉴git患al错Wor傻di康n7牲50m念s(暗Max项)Use胡r-D摆efi捎nab它le举Non挎vol寒ati择le希(NV撤)A曲lar波mS类ett领ing摸sAlar秃mSe萌arch挖Com技mand牢Ide逗ntif招ies旗and字Addr身esse妻sDe勇vice暮sWh额ose忧Temp裁erat鞠ureis诞Ou膊tsi妥de鸡Pro乌gra丛mme太dL告imi洒ts始(Te旱mpe夕rat铃ure烂Al里arm兄Co约ndi桌tio该n)Avai霞labl祸ein描8-P愚inS懂O(1烂50m片ils)奖,8-悼Pin深µSOP券,an娱d3-我Pin秀TO-9箩2Pa流ckag岛esSoft批ware融Com服pati妄ble迎with陡the授DS1织822Appl锣icat窑ions弱Inc妨lude极The爸rmos般tati梅cCo阳ntro针ls,器Indu蔑stri绒alS紫yste盖ms,小Cons耻umerPro做duc粮ts,贩Th冻erm滔ome妻ter替s,广or守Any总Th控erm认all箩yS摔ens求iti声ve买Sys明tem31典型应用测温范伍围：-斥55℃取～借+12揭5℃；狠(9/项12位卧二进制之码表示拴)测温精度合：±0.陶5℃(朵-10℃把～+85辞℃)；用户自设保定温度报瓶警上下限撑，其值是号非易失性通的测温距掌离：≤议200我M；32封装及吩引脚33温度寄存不器34温度—候数字量关欠系小数整数负温度为常补码表示35存储器36配置寄粉存器37DS18宜B20操异作38串行接侵口技术钱-1-蓬Wir么e总线39串行接口极技术-1行-Wir军e总线40操作时梨序DALL挨AS公司超为单总线快的寻址及够数据的传宫送提供了毕严格的时符序规范，庙具体内容坊可查阅数速据手册。主机发复督位脉冲接收器奶件“存唯在”脉牙冲41串行接口攻技术-1四-Wir谦e总线写“0”写“1捕”读“1”读“0”42串行接口牌技术-1犯-Wir携e总线43【例】绸温度传组感器D逝S18暮B20贴的DQ买与P3佩.4相侍连。下列为皮读温度五和转换遥程序。（P3.4）44;--渠---扫---寄---垒---昆---位---多---顿---必---森---吸---额---查---压---凡---鉴---抗---浩---纸---钳---坐---索---揭---剂---凳-;**坛DS1降8B2糖0读温繁度子程苦序;1顷2位分驴辨率，增MSB士存入6鸽5H，榆LSB静存入6男4H;转换为耕BCD码生存入6F碍H（符号薄位，FF苏H负，0受0H正）源,6EH许（百位）;6D六H（十罪位）,川6CH来（个位策）,6轧BH（鱼小数）;---畅----适----烦----血----遵----安----裳----校----著----岗----衡----寄----泄----改----而----育----动----预----RD_T属EMP:富SETB受P3.4LCAL哀L秤RST撇1820;读温度狐之前必须野先复位JB闻F0赤,YE闷S;查看标品志位看1据8B20昌是否存在猎，1为存膏在，0为剪不存在RET;不存在麦则返回YES:勤MOV占A,#0淋CCH;存在遵则开始得读温度菊,跳过兵ROM隔匹配LCA鬼LL搭WR策B;调写滔子程序MOV径A,#4揉4H;发出温咱度转换命龙令LCAL为L僵WR拐B;调写子素程序MOV丛B,#厅150WT:非LCA缴LL煤DI化SPDJN朽Z昼B,覆WT;等待A吴D转换完唱成,现在圈分辨率为纵12位,彻温度最大租转换时间度为750切MSLCAL那L武RS鲁T182柏0;读温前亩需要复位MOV肚A诊,#0胜CCH;跳过靠ROM欠匹配LCAL佛L哀WR疏BMOV膛A,#0筑BEH;发读温谦度命令LCAL杰L砌WR渔BLCAL进L扛RD2银B;将温度亏数据读回LCAL陵L恭BTO缩慧D;将温度夏值转换为筐BCD码RET45;18咽B20真复位子虾程序;18B商20复位谊需要将数仔据位拉低市500u希s;18她B20收找到信号后驾要等待1殃6-60氧us,然笔后发出6搁0-24瓶0us的站低脉冲RST加182荷0:S勾ETB纺P艺3.4NOPCLR射P3.红4MOV莲R筋6,#娘3RST轮0:M犁OV申R7屈,#1勒05;设一请个53赠7us派延时DJN寨Z朴R7,浓$DJN音Z麻R6,杆RST滤0SET基B要P3.伯4;拉高乳数据线痛,等待熟回应NOPNOPNOPMOV障R6,花#23RST委1:J凑NB纺P3贤.4,溜RST淘2;延时延楼时50u艇s等待1起8B20步回应,若勤返回低脉侮冲则说明策18B2路0存在DJN章Z宿R6坡,RS渐T1LJM屿P详RST眯3;经过反蜻应时间而浮没检测到都18B2束0的存在略,则跳转略去清零标扫志位RST2挖:SET腐B F卵0;检测到乎18B2等0存在,伏置1标志吃位LJMP吹RS样T4RST3使:CLR妥F0;没检走测到1排8B2疯0,清属零标志藏位LJMP境RS船T5RST晒4:M供OV迹R6晕,#1封11;延时2袜40us幸,确定回瞒应信号已辜发完DJN枝Z晕R6,蛮$RST钳5:S握ETB界P拳3.4RET46;--恢---桨---秩---剂---皆---明---百---折---净---蒸---评---荡---登---聋---螺---驶---烧---烫---茂---搁---秒---迷--;写1四8B2翻0子程沈序;---摸----凶----扭----司----来----原----献----保----屿----毁----愚----肾----赌----判----费----采----WRB浑:MO熊V赖R6,讨#8;写计数滨寄存器，锣一共有8吓位数据CLR蚀CWRB1疫:CLR孝P3岗.4MOV屠R疲7,#益6;设一个鸟延时DJN危Z编R7,据$RRC暖A;右循环表，先输出滋低位MOV店P俭3.4湾,CMOV陕R7,鸽#23;设延时竹50usDJN搅Z捏R7,珠$SET吐B里P3.帖4NOPNOPDJN陆Z旅R6,颤WRB旬1;判断是趁否完成数弟据传送SET驰B悼P3.电4;完成传库送拉高数督据位RET47;--俘---芦---士---伏---估---讨---豪---皇---牢---茧---睛---为---蛛---赞---渗---蜻---膏---航---;从1户8B2米0中读涛出温度票数据子穷程序,视存入6迈5H,殿64H;--繁---讨---瞎---紧---我---槽---挖---长---并---筛---姑---帅---年---乡丰---恒---皇---驴---稼---RD2B海:MOV水R5帆,#2;设读回沉数据个数况指针MOV助R浙0,#完64H;把温域度数据母低位存讽入64损HRD2队B0:坝MOV匹R木6,#劝8;设数谨据长度社指针RD2絮B1:如CLR宏CSET促B枣P3.攻4NOPNOPCLR夹P室3.4NOPNOPNOPSETB窑P3晋.4MOV醉R7,举#9DJN先Z慈R7,器$MOV障C昼,P3耳.4MOV惧R撞7,#含23DJN仍Z教R7,宗$RRC栽ADJNZ伐R6日,RD2器B1MOV墓@轻R0,番AINC红R0;高位存取入65HDJNZ项R5筋,RD2牵B0RET48;---众----畏----饲----猾----明----菊----姑----歉----财----鲁----恋----袜----舱----昆-;将温度撕数据转换躬为BCD孕码子程序;--耻---乡丰---拍---艰---轨---拒---监---牧---废---皇---词---绢---崇---土---弓---希---茎---扮---BTO查D:M蹈OV什A,6扭5HJNB怀ACC.稳7,PL计US;判断正页负CPL请AMOV论67叼H,AMOV秃A,64陷HCPL从AADD千A,缎#01恢HMOV损66迈H,AMOV药A,形67HADDC耀A,#艺00HMOV燃67寺H,A;若为啄负数，沫求绝对查值存入钳67H脏,66剂HMOV话6清FH,兽#0F文FH;置负数元标志SJMP外BTO栏D0PLUS虽:MOV滤6FH速,#00例H;置正数哪标志MOV摇67H,己65HMOV旗66告H,6屋4H49BTO案D0:促MOV挂A,杆66HANL栏A,寻#0F怪HMOV青DPTR超,#PO禁INTMOV腥C 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