单片机串行口的应用

单片机串行口的应用2023/7/31例说89S51-C语言8-1第1页，课件共80页，创作于2023年2月2023/7/31例说89S51-C语言8-2本章内容

硬件部分：认识8x51串行口、串行数据转并行数据IC、并行数据转串行数据IC，以及MAX232系列等。程序与实践部分：

mode0串行口的接收与发送、其它工作方式的应用、两个8x51最小系统的互传应用、多处理器通信、RS-232通信等。

第2页，课件共80页，创作于2023年2月2023/7/31例说89S51-C语言8-3串行口的思考串行口一次传输一个bit，并行口一次传输一个byte，谁快？使用串行口的场合越来越多，使用并行口场合越来越少，为什么？并行口快要被串行口完全取代，而消失了！并行端口的最后一块版图－打印机端口，逐渐被USB与Ethernet并吞。低成本简单第3页，课件共80页，创作于2023年2月2023/7/31例说89S51-C语言8-4串行口常见名称通用异步传输，UART(UniversalAsynchronousReceiver-Transmitter)，也可称为通用异步串行口，就是微控制器里常用的通信方式。RS-232C是一种串行口的通信接口，在RS-232C里，传输的准位提升，使传输距里增加、抗噪声能力提高，为微型计算机里常见的接口。第4页，课件共80页，创作于2023年2月2023/7/31例说89S51-C语言8-5单工及双工串行式数据传输里，有单工及双工之分，单工就是一条线只能有一种用途，例如输出线就只能发送数据、输入线就只能接收数据。而双工就是在同一条在线，可接收数据，也可发送数据。

第5页，课件共80页，创作于2023年2月2023/7/31例说89S51-C语言8-6半双工与全双工若在系统上，只有一条传输线，而在该传输线同一个时间里，不是进行数据接收，就是数据发送，称之为“半双工”。

若在系统上有两条传输线，而这两条传输在线，可同时进行数据接收与发送，称之为“全双工”。

第6页，课件共80页，创作于2023年2月2023/7/31例说89S51-C语言8-7波特率

通常以每秒传输多少位(bitpersecond，简称bps)表示串行式数据传输的速率，若每个传输单元为1bit时，又称为波特率(baudrate)。

第7页，课件共80页，创作于2023年2月2023/7/31例说89S51-C语言8-88051的串行发送数据在8051里，若要通过串行口发送数据，只要把8位数据放入串行缓冲器(SBUF)即可，8051就会帮我们把这些数据，一个位一个位送出去。第8页，课件共80页，创作于2023年2月2023/7/31例说89S51-C语言8-98051的串行接收数据在8051里，若要通过串行口接收数据，则8051会自动接收串行数据，数据收集在串行缓冲器里，当8位数据到齐(串行缓冲器满了)，8051就会中断，要我们把这笔数据提走。

第9页，课件共80页，创作于2023年2月2023/7/31例说89S51-C语言8-10串行口的四种工作方式

mode0：此方式属于半双工同步传输，其波特率为系统时钟脉冲的12分之1，即fOSC/12，以12MHz的系统为例，则其波特率为1Mbps。mode1或mode3：此方式为可变波特率的异步数据传输，主要是为了配合所连接系统的时序，以达到不同系统的数据传输。mode2：此方式提供两种不同波特率的选择，即fOSC/32或fOSC/64，其中的fOSC为系统时钟脉冲，属于异步数据传输。第10页，课件共80页，创作于2023年2月2023/7/31例说89S51-C语言8-11mode0接收数据

第11页，课件共80页，创作于2023年2月2023/7/31例说89S51-C语言8-12mode0发送数据

第12页，课件共80页，创作于2023年2月2023/7/31例说89S51-C语言8-13mode1串行数据传输

第13页，课件共80页，创作于2023年2月2023/7/31例说89S51-C语言8-14mode1的数据格式

第14页，课件共80页，创作于2023年2月2023/7/31例说89S51-C语言8-15mode2的数据格式

第15页，课件共80页，创作于2023年2月2023/7/31例说89S51-C语言8-16SCON寄存器第16页，课件共80页，创作于2023年2月2023/7/31例说89S51-C语言8-17方式设置第17页，课件共80页，创作于2023年2月2023/7/31例说89S51-C语言8-18Timer1产生的常用波特率表fOSC波特率11.05921214.74561620SMOD1500x400x300x00---3000xa00x980x800x750x5206000xd00xcc0xc00xbb0xa9012000xe80xe60xe00xde0xd5024000xf40xf30xf00xef0xea04800-0xf30xef0xef-148000xfa-0xf8-0xf5096000xfd-0xfc--09600----0xf51192000xfd-0xfc--138400--0xfe---76800--0xff---第18页，课件共80页，创作于2023年2月2023/7/31例说89S51-C语言8-19Timer2应用在波特率产生方式示意图

第19页，课件共80页，创作于2023年2月2023/7/31例说89S51-C语言8-20Timer2产生的常用波特率表fOSC波特率611.059212161100xf9-0x57--0xee-0x3f3000xfd-0x8f0xfb-0x800xfb-0x1e0xf9-0x7d6000xfe-0xc80xfd-0xc00xfd-0x8f0xfc-0xbf12000xff-0x640xfe-0xe00xfe-0xc80xfe-0x5f24000xff-0xb20xff-0x700xff-0x640xff-0x3048000xff-0xd90xff-0xb80xff-0xb20xff-0x989600-0xff-0xdc0xff-0xd90xff-0xcc19200-0xff-0xee-0xff-0xe638400-0xff-0xf7-0xff-0xf376800-0xff-0xfa--第20页，课件共80页，创作于2023年2月2023/7/31例说89S51-C语言8-21帧错误检测示意图

第21页，课件共80页，创作于2023年2月2023/7/31例说89S51-C语言8-22UARTmode1时序图第22页，课件共80页，创作于2023年2月2023/7/31例说89S51-C语言8-23UARTmode2/3时序图第23页，课件共80页，创作于2023年2月2023/7/31例说89S51-C语言8-24自动地址识别功能

由于在mode0下，SM2=1没有作用，所以无法在mode0下执行自动地址识别功能。在mode1时，stopbit取代第九位，当接收的地址与自己的地址相符，且stopbit是个正确的停止位(1)，则RI位将自动设置为1。在mode2或mode3时，直接将第九位置入SCON寄存器的RB8位，然后接收stopbit。若将SCON寄存器的SM2位设置为1，则接收到stopbit，且RB8=1时，将产生中断。

第24页，课件共80页，创作于2023年2月2023/7/31例说89S51-C语言8-25产生自己的地址(givenaddress)

0代表不使用1代表使用SADDR值x代表可为任意值第25页，课件共80页，创作于2023年2月2023/7/31例说89S51-C语言8-26SADDR与SADEN设置范例x代表可为任意值0代表不使用1代表使用SADDR值0代表不使用1代表使用SADDR值0代表不使用1代表使用SADDR值第26页，课件共80页，创作于2023年2月2023/7/31例说89S51-C语言8-27产生广播地址(broadcastaddress)

OR运算第27页，课件共80页，创作于2023年2月2023/7/31例说89S51-C语言8-28主从式处理器结构

第28页，课件共80页，创作于2023年2月2023/7/31例说89S51-C语言8-29主处理器→从处理器

由处理器A送出目的处理器的地址字节，其中第九位(bit9)为1(即bit9=1)，代表该帧数据为地址字节。每个处理器都可以接收到地址字节(bit9=1)，且会产生中断。在中断子程序里，将接收到的地址字节与自己的地址相比较。若相符合，则SM2位设置为1；不相符合，则SM2位设置为0。处理器A再送出数据字节(bit9=0)，而SM2=1的处理器，接收到的是数据字节时，将会产生中断子程序里，将读取所接收到的数据字节。当然，SM2=0的处理器，接收到的是数据字节时，将不会产生中断。

第29页，课件共80页，创作于2023年2月2023/7/31例说89S51-C语言8-30广播

由处理器A送出广播地址字节，其中第九位(bit9)为1(即bit9=1)，代表该帧数据为地址字节。每个处理器都可以接收到地址字节(bit9=1)，且会产生中断。在中断子程序里，所接收到的广播地址字节与自己的地址一定符合，所以SM2位设置为1。处理器A再送出数据字节(bit9=0)，而所有处理器的SM2=1，接收到的是数据字节时，将会产生中断子程序里，将读取所接收到的数据字节。

第30页，课件共80页，创作于2023年2月2023/7/31例说89S51-C语言8-31噪声容限(NoiseMargin)

TTLVIL=0.8V、VOL=0.4VVNML=VIL-VOL=0.4VVIH=2V、VOH=3.5VVNMH=VOH-VIH=1.5VCMOSVIL=0.3VDD、VOL0VVNML=VIL-VOL=0.3VDDVIH=0.7VDD、VOHVDD

VNMH=VOH-VIH=0.3VDD第31页，课件共80页，创作于2023年2月2023/7/31例说89S51-C语言8-32MAX232/MAX3232第32页，课件共80页，创作于2023年2月2023/7/31例说89S51-C语言8-33MAX3232的电容建议表第33页，课件共80页，创作于2023年2月2023/7/31例说89S51-C语言8-34RS232线路第34页，课件共80页，创作于2023年2月2023/7/31例说89S51-C语言8-3574164引脚图

第35页，课件共80页，创作于2023年2月2023/7/31例说89S51-C语言8-3674164时序图第36页，课件共80页，创作于2023年2月2023/7/31例说89S51-C语言8-3774165引脚图

第37页，课件共80页，创作于2023年2月2023/7/31例说89S51-C语言8-3874165真值表

输 入输 出shift/loadclockinhibitclockserialinput并行输入A～Houtout0×××a～hhh100××QhoQho10↑1×QnQn10↑0×QnQn11↑××QhoQho第38页，课件共80页，创作于2023年2月2023/7/31例说89S51-C语言8-39实例演练8-8-1并行数据转串行数据实验第39页，课件共80页，创作于2023年2月2023/7/31例说89S51-C语言8-40并行数据转串行数据实验电路图

第40页，课件共80页，创作于2023年2月2023/7/31例说89S51-C语言8-41

流程图

第41页，课件共80页，创作于2023年2月2023/7/31例说89S51-C语言8-42mode0串行输入实验(ch08-8-1.c)第42页，课件共80页，创作于2023年2月2023/7/31例说89S51-C语言8-43实例演练8-8-2串行数据转并行数据实验第43页，课件共80页，创作于2023年2月2023/7/31例说89S51-C语言8-44串行数据转并行数据实验电路图

第44页，课件共80页，创作于2023年2月2023/7/31例说89S51-C语言8-45流程图

第45页，课件共80页，创作于2023年2月2023/7/31例说89S51-C语言8-46mode0串行输出实验(ch08-8-2.c)第46页，课件共80页，创作于2023年2月2023/7/31例说89S51-C语言8-47实例演练8-8-3MODE1自传实验第47页，课件共80页，创作于2023年2月2023/7/31例说89S51-C语言8-48自传实验电路图

第48页，课件共80页，创作于2023年2月2023/7/31例说89S51-C语言8-498-8-3mode1实例演练第49页，课件共80页，创作于2023年2月2023/7/31例说89S51-C语言8-50流程图

第50页，课件共80页，创作于2023年2月2023/7/31例说89S51-C语言8-51Mode1实验

(ch08-8-3.c)

第51页，课件共80页，创作于2023年2月2023/7/31例说89S51-C语言8-52思考一下！在本实验里，采用“查询”方式，所以程序几乎不能做其它事！请采用“中断”方式，而主程序驱动蜂鸣器(P3.7)，以产生1kHz的哔、哔声？

第52页，课件共80页，创作于2023年2月2023/7/31例说89S51-C语言8-53程序参考(CH08-8-3a.c)-1

第53页，课件共80页，创作于2023年2月2023/7/31例说89S51-C语言8-54程序参考(CH08-8-3a.c)-2第54页，课件共80页，创作于2023年2月2023/7/31例说89S51-C语言8-55思考一下！同前一个问题，若使用8x52，请改采用Timer2产生约9600bps波特率？T2CON寄存器详见第七章。

第55页，课件共80页，创作于2023年2月2023/7/31例说89S51-C语言8-56程序参考(CH08-8-3b.c)-1

第56页，课件共80页，创作于2023年2月2023/7/31例说89S51-C语言8-57程序参考(CH08-8-3b.c)-2第57页，课件共80页，创作于2023年2月2023/7/31例说89S51-C语言8-58实例演练8-8-4MODE2实验第58页，课件共80页，创作于2023年2月2023/7/31例说89S51-C语言8-59流程图

第59页，课件共80页，创作于2023年2月2023/7/31例说89S51-C语言8-60Mode2实验(ch08-8-4.c)

第60页，课件共80页，创作于2023年2月2023/7/31例说89S51-C语言8-61思考一下！在本实验里，采用1/32fOSC的波特率，请将波特率修改为1/64fOSC？

在本实验里，采用“查询”方式，所以程序几乎不能做其它事！请采用“中断”方式，而主程序驱动蜂鸣器(P3.7)，以产生1kHz的哔、哔声？(可参考8-8-3节)

第61页，课件共80页，创作于2023年2月2023/7/31例说89S51-C语言8-62实例演练8-8-5MODE3实验第62页，课件共80页，创作于2023年2月2023/7/31例说89S51-C语言8-638051互传实验(ch08-8-5.c)

第63页，课件共80页，创作于2023年2月2023/7/31例说89S51-C语言8-64思考一下！在本实验里，采用约9600bps的波特率，请将波特率修改为4800bps？

在本实验里，采用“查询”方式，所以程序几乎不能做其它事！请采用“中断”方式，主程序驱动蜂鸣器(P3.7)，以产生1kHz哔、哔声？(可参考8-8-3节)

第64页，课件共80页，创作于2023年2月2023/7/31例说89S51-C语言8-65实例演练8-8-6点对点通信实验第65页，课件共80页，创作于2023年2月2023/7/31例说89S51-C语言8-66对传电路图

第66页，课件共80页，创作于2023年2月2023/7/31例说89S51-C语言8-678051互传实验(ch08-8-6.c)

第67页，课件共80页，创作于2023年2月2023/7/31例说89S51-C语言8-68思考一下！1、在本实验里，两片采用mode2，请试改以mode1或mode3，重新测试？

2、本实验的通信距离并不长，为了加长通信距离与质量，请在本实验中的两个8x51系统里，各增加一个MAX232/MAX232A/MAX32322电路，如图8－18所示；再以RS232电缆连接两个8x51系统，以进行相同的实验。在图8－18里，随着所使用IC的不同，其中的电容与接法有些不同，如下：

第68页，课件共80页，创作于2023年2月2023/7/31例说89S51-C语言8-69思考一下！若使用MAX232，则C1～C5全部采用10μF/16V电解电容，而C3的负脚连接到VCC。若使用MAX232A，则C1～C5全部采用0.1μF陶瓷电容，而C3的负脚连接到VCC。若使用MAX3232，则C1、C5采用0.1μF陶瓷电容，C2～C4采用0.47μF电解电容，而C3的负脚连接到GND。MAX232/MAX232A/MAX3232的第11脚连接到8x51的TxD引脚(P3.1)、第12脚连接到8x51的RxD引脚(P3.0)。再通过DB9电缆线*，连接到个人计算机的com1或com2。第69页，课件共80页，创作于2023年2月2023/7/31例说89S51-C语言8-70MAX232/MAX232A/MAX3232

的应用电路图

第70页，课件共80页，创作于2023年2月2023/7/31例说89S51-C语言8-71DB9、DB15的RS232

连接器引脚号码与名称

DB9脚号DB25脚号信号名称说 明18CD载波信号检测(CarrierDetect)23RxD接收(Receive)32TxD发送(Transmit)420DTR数据端准备妥(DataTerminalReady)57GND接地(Ground)66DSR