单片机应用项目式教程-基于Keil和Proteus 第2版 课件 第4章 串行口应用

第4章串行口应用

——基于Keil和Proteus单片机应用项目式教程第4章目录

C51编程基础知识准备4.180C51串行口项目10串行输出控制循环灯任务10.1编制74HC164串行输出控制循环灯程序任务10.2编制CC4094串行输出控制花样循环灯程序任务10.3Keil编译调试和Proteus虚拟仿真项目11串行输入键状态信号任务11.1编制74HC165串行输入8位键状态程序任务11.2编制CC4021串行输入8位键状态程序任务11.3Keil编译调试和Proteus虚拟仿真项目12串行双机通信任务12.1编制串行双机通信方式1程序任务12.2Keil编译调试和Proteus虚拟仿真C51编程基础知识准备4.180C51串行口80C51系列单片机有一个全双工的串行口，既可实现串行异步通信，又可作为同步移位寄存器使用。⒈基本概念

计算机与外界的信息交换称为通信。并行通信是数据的各位同时发送或同时接收；优点是传送速度快；缺点是长距离传送时，价格较贵且不方便。串行通信是数据的各位依次逐位发送或接收。优点是长距离传送时，比较經济；缺点是传送速度较慢，异步通信依靠起始位、停止位保持通信同步；同步通信依靠同步字符保持通信同步。波特率定义：每秒传输数据的位数，即串行传输数据的速率。互相通信的甲乙双方必须具有相同的波特率。1波特=1位/秒（1bit/s或1bps）⒉串行口特殊功能寄存器

⑴串行数据缓冲器SBUF

①SM0SM1——串行口工作方式选择位。③REN——允许接收控制位。REN=0，禁止接收；REN=1，允许接收。④TB8/RB8——方式2和方式3中要发送或接受的第9位数据。⑥TI——发送中断标志，TI位必须由软件清0。⑦RI——接收中断标志，RI位必须由软件清0。⑶电源控制寄存器PCONSMOD是串行口波特率的倍增位，当SMOD=1时串行口波特率加倍。PCON寄存器不能进行位寻址，必须按字节整体读写。⒊串行工作方式⑴串行工作方式0在方式0下，串行口是作为同步移位寄存器使用。RXD（P3.0）作为数据移位的输入/输出端，TXD（P3.1）输出同步移位脉冲。移位数据的发送和接收以8位为一帧，不设起始位和停止位，无论输入/输出，均低位在前高位在后。波特率固定，波特率=fOSC/12，⑵串行工作方式1一帧10位的异步串行通信方式，包括1个起始位，8个数据位和一个停止位。波特率可变，由定时/计数器T1的计数溢出率决定。波特率=2SMOD×（T1溢出率）/32⑶串行工作方式2一帧11位的异步串行通信方式，即1个起始位，8个数据位，1个可编程位TB8/RB8和1个停止位，波特率是固定。波特率=2SMOD×fOSC/64⑷串行工作方式3一帧11位的异步串行通信方式，通信过程与方式2完全相同；波特率与方式2完全相同。⒋四种工作方式比较

⒌常用波特率极其产生条件

若波特率要求取1200、2400、4800、9600、…整数时，须采用11.0592MHz晶振。项目10串行输出控制循环灯

80C51串行口扩展并行输出时，要有“串入并出”的移位寄存器配合。例如74HC164、74HC595或CC4094等。任务10.1编制74HC164串行输出控制循环灯程序

⒈74HC164串入并出电路

74HC164为CMOS“串入并出”移位寄存器。移位脉冲（上升沿）从CLK端输入；移位数据信号从Q0移入，Q7移出；SA、SB同时为“1”时，移入“1”，否则移入“0”；CLR为输出清0端。⒉流水循环灯程序任务10.2编制CC4094串行输出控制花样循环灯程序

⒈CC4094串入并出电路

CC4094为CMOS4000系列“串入并出”移位寄存器，移位脉冲从CLK端输入；串行移位数据信号从DS端移入，从Q0～Q7并行输出。要求8个发光二极管按下列顺序要求（间隔0.5秒）运行。①全部点亮；②从左向右依次暗灭，每次减少一个，直至全灭；③从左向右依次点亮，每次亮一个；④从右向左依次点亮，每次亮一个；⑤从左向右依次点亮，每次增加一个，直至全亮；⑥返回②，不断循环。⒉花样循环灯程序任务10.3Keil编译调试和Proteus虚拟仿真

⒈Keil编译调试

编译连接并进入调试状态后，打开串口对话框，全速运行，可看到串口对话框中的SBUF数值按led[]（亮灯数组）快速跳变，表明串口正在不断发送亮灯数据。⒉Proteus虚拟仿真

分别画出74HC164和CC4094“串入并出”的Proteus虚拟电路，装入Hex文件，全速运行，两种电路和程序均能达到题目所求。可打开本书配套的<单片机项目式教程仿真50例>任务10.1、10.2

，直接操作。项目11串行输入键状态信号

80C51串行口，不仅能实现串行输出，而且能实现串行输入。但须与“并入串出”移位寄存器配合，例如74HC165、CC4014/4021等。任务11.1编制74HC165串行输入8位键状态程序

⒈74HC165并入串出电路

74HC165为CMOS“并入串出”移位寄存器，

端为移位/置入端，当

=0时，从D0～D7并行置入数据。S/S/当

=1时，允许从SO端移出数据。S/74HC165的时钟脉冲输入端有两个：CLK和INH，功能可互换使用。一个为时钟脉冲输入（CLK功能），另一个为时钟禁止控制端（INH功能）。当其中一个为高电平时，该端履行INH功能，禁止另一端时钟输入；当其中一个为低电平时，允许另一端时钟输入，时钟输入上升沿有效。⒉74HC165串行输入8位键状态信号程序要求从165并行口输入K0～K7状态数据，并从80C51P1口输出（驱动发光二极管，以亮暗表示K0～K7状态）。需要说明的是，80C51串行传送（包括发送和接收）是低位在前、高位在后。因此，74HC165的D0～D7对应于80C51SBUF中的D7～D0，位秩序相反。任务11.2编制CC4021串行输入8位键状态程序

⒈CC4021并入串出电路

CC4014/4021为CMOS4000系列“并入串出”移位寄存器，并入串出功能与74HC165相似，但并入串出控制端控制电平不同。P/=1时，从D0～D7并行置入数据，=0时，允许从Q7端移出数据。P/P/⒉CC4021串行输入8位键状态信号程序任务11.3Keil编译调试和Proteus虚拟仿真

⒈Keil编译调试

在KeilC51中编译链接，查看有否语法错误，若无错，则自动生成Hex文件。⒉画Proteus虚拟仿真电路

⒊虚拟仿真运行

装入Hex文件，全速运行，可看到两种电路的8个LED亮暗状态均与K0～K7按键状态一一对应。鼠标左键单击按键小红点，改变K0～K7键状态，8个LED显示状态随之改变。可打开本书配套的<单片机项目式教程仿真50例>任务11.1、11.2

，直接操作。项目12双机串行通信

任务12.1编制双机串行通信方式1程序

设甲乙机以串行方式1进行数据传送，fOSC=11.0592MHz，波特率为1200b/s，SMOD=0。甲机发送16个数据（设为16进制数0～9、A～F的共阳字段码），发送后，输出到P1口显示；乙机接收后输出到P2口显示。串行方式1波特率取决于T1溢出率（定时器方式2），根据波特率计算T1定时初值：⑴甲机发送程序：⑵乙机接收程序：任务12.2Keil编译调试和Proteus虚拟仿真

⒈Keil编译调试

本例牵涉双机，发送和接收应分别编译调试，查看有否语法错误，若无错，分别生成发送和接收Hex文件。⒉Proteus虚拟仿真

画出Proteus虚拟仿真电路，分别装入发送和接收Hex文件，U1发送，U2接收。全速运行，可看到两个数码管分别依次显示串行发送和接收的数据，循环不断。可打开本书配套的<单片机项目式教程仿真50例>任务12.1，直接操作。项目10串行输出控制循环灯任务10.174HC164串行输出控制循环8灯练习题4.1074HC164串行输出控制循环16灯任务10.2CC4094串行输出控制花样循环8灯练习题4.11CC4094串行控制花样循环16灯项目11串行输入键状态信号任务11.174HC165串行输入8位键状态练习题4.12CC4014串行扩展8位键状态任务11.2CC4021串行输入8位键状态练习题4.1374HC165串行扩展16位键状态