(2.9)-项目实验8 单片机串口收发控制

单片机原理与应用

——实验项目8单片机串行口收发项目的主要内容和学习目标项目的任务项目涉及的相关知识项目的实施硬件电路程序编制联合调试项目的主要内容和学习目标项目的学习目标通过本项目的学习，了解STC15系列单片机串行口的工作原理及应用方法项目的任务建立基于STC15F系列单片机的最小系统通过STC15F单片机的2个I/O口，分别连接2个LED指示灯，通过微机串口发出指令控制这两个LED灯打开或者关闭。项目相关知识串口通讯的概念STC15F系列单片机串行口1的相关控制寄存器STC15F系列单片机串行口1的工作方式STC15F系列单片机串行口1的波特率设置STC15F系列单片机串行口的使用方法项目相关知识常用通信方式有两种：并行通信和串行通信。并行通信是通过多条数据线同时传送数据的每一位，如右图所示。其特点是：传送速度快，但所需数据线多，适用于近距离通信。串行通信是通过单条数据线一位一位按顺序传送数据，如右下图所示。其特点是：传送速度慢，但仅需较少的数据线，故适用于远距离通信。串行通信有两种方式：异步串行通信和同步串行通信。项目相关知识串行通信有两种方式：异步串行通信异步通信是以字符为单位组成字符帧进行数据传输的，字符之间没有固定的时间间隔要求，而每个字符中的各位则以固定的时间传送。收发双方可以由各自的时钟来控制数据的发送和接收。这两个时钟源彼此独立，互不同步，但要求传送速率一致。同步串行通信通信中必须始终保持精确的同步时钟，即收发双方要严格的同步（常用的做法是两个设备使用同一个时钟源）。项目相关知识异步串行通信字符帧：字符帧也叫数据帧，由起始位、数据位（纯数据或数据加校验位）和停止位等三部分组成项目相关知识异步串行通信波特率（baudrate）：波特率为每秒钟传送二进制数码的位数，也叫比特数，单位为bit/s，即位/秒。波特率用于表征数据传输的速度，波特率越高，数据传输速度越快。但波特率和字符的实际传输速率不同，字符的实际传输速率是每秒内所传字符帧的帧数，而字符的实际传送速率和字符帧格式有关。例如，波特率为1200bps的通信系统，若采用每一字符帧包含11位数据，则字符的实际传输速率为1200／11=109.09帧／秒；若改用每一字符帧包含14位数据，其中含3位空闲位，则字符的实际传输速率为1200／14=85.71帧／秒。通常，异步通信的波特率通常为50～115200bit/s，使用较多的有1200、2400、9600b/s等项目相关知识STC15F2K60S2单片机内部有2个可编程全双工串行通信接口，它们具有UART的全部功能。每个串行口由两个数据缓冲器、一个移位寄存器、一个串行控制器和一个波特率发生器等组成。每个串行口的数据缓冲器由两个相互独立的接收、发送缓冲器构成，可以同时发送和接收数据。发送数据缓冲器只能写入而不能读出，接收缓冲器只能读出而不能写入，因而两个缓冲器可以共用一个地址码。项目相关知识串行口1的控制寄存器串行口1控制寄存器SCON电源及波特率选择寄存器PCON辅助寄存器AUXR的UART_M0x6项目相关知识串行口1的控制寄存器串行口1控制寄存器SCON串行口1控制寄存器SCON用于设定串行口1的工作方式、接收控制以及设置状态标志。字节地址为98H，可进行位寻址，单片机复位时，所有位全为0，其格式为：地址B7B6B5B4B3B2B1B0复位值SCON98HSM0/FESM1SM2RENTB8RB8TIRI00000000项目相关知识串行口1的控制寄存器串行口1控制寄存器SCONSM0、SM1：串行口工作方式选择位，可选择4种工作方式：寄存器位B7B6B5B4B3B2B1B0SCON位名称SM0/FESM1SM2RENTB8RB8TIRISM0SM1工作方式功能说明波特率00方式0同步移位串行方式：移位寄存器当UART_M0x6=0时，波特率是SYSclk/12当UART_M0x6=1时，波特率是SYSclk/201方式18位UART，波特率可变可变，取决于T1或T2的溢出率串口1通常用定时器T1做波特率发生器，且工作于方式0，此时波特率=T1溢出率/410方式29位UART（（1+SMOD）/64）×SYSclk系统工作时钟频率11方式39位UART，波特率可变可变，取决于T1或T2的溢出率项目相关知识串行口1的控制寄存器电源控制寄存器PCON电源控制寄存器PCON中的SMOD/PCON.7用于设置方式1、方式2、方式3的波特率是否加倍。其地址为87H，复位值为30H，不可位寻址。其中SMOD、SMOD0两位与串口控制有关。寄存器位B7B6B5B4B3B2B1B0PCON位名称SMODSMOD0LVDFPOFGF1GF0PDIDL项目相关知识串行口1的控制寄存器辅助寄存器AUXR辅助寄存器AUXR，地址8EH，不可位寻址：寄存器位B7B6B5B4B3B2B1B0AUXR位名称T0x12T1x12UART_M0x6T2RT2_C/

TT2x12EXTRAMS1ST2项目相关知识串行口1的控制寄存器辅助寄存器AUXRUART_M0x6：串口模式的通信速度设置位。0，串行口1方式0的速度是传统8051单片机串口的速度，12分频；波特率是SYSclk/121，串行口1方式0的速度是传统8051单片机串口速度的6倍，2分频；波特率是SYSclk/2。S1ST2：串行口1（UART1）选择定时器2作波特率发生器的控制位0，选择定时器1作为串行口1（UART1）的波特率发生器；1，选择定时器2作为串行口1(UART1)的波特率发生器，此时定时器1得到释放，可以作为独立定时器使用寄存器位B7B6B5B4B3B2B1B0AUXR位名称T0x12T1x12UART_M0x6T2RT2_C/

TT2x12EXTRAMS1ST2项目相关知识串行口1的波特率设置方式0和方式2的波特率是固定的：

方式0时与UART_M0x6有关，UART_M0x6=0时，波特率=SYSclk/12

方式2波特率=2SMOD/64×(SYSclk系统工作时钟频率)

其中，SMOD为特殊功能寄存器PCON中的最高位。方式1和方式3的波特率可变，与定时器的溢出率有关。用T1作为波特率发生器时，典型的用法是使得T1工作在定时方式2，此时溢出率取决于TH1中的初值： T1溢出率=SYSclk/(256-TH1)

由此得方式1和方式3波特率的计算公式为：波特率=(2SMOD/32)×（T1溢出率）项目相关知识串行口1的波特率设置方式1和方式3的波特率项目相关知识串行口1的波特率设置常用波特率与定时器/计数器各参数之间的关系项目相关知识STC15F2K60S2单片机串行通信使用要点设置串行口的工作方式：设置SCON寄存器的SM0和SM1。正确设置波特率：根据需要确定波特率发生器的定时器（AUXR的S1ST2位），并根据通信的波特率计算定时器的初值。STC15F2K60S2单片机是一个时钟周期的单片机，选用定时器作为波特率发生器时，应注意时钟分频的设置与波特率之间的关系，1T模式下的波特率是相同条件下12T模式的12倍，涉及到AUXR寄存器的T1x12或者T2x12位。合理设置中断优先级及打开相应的中断控制位：涉及到寄存器位PS、ES和EA，如果需要接收，还需要使REN位置1。中断请求标志TI和RI，需要软件清零硬件电路最小系统+应用电路电路原理图硬件电路编程准备两个LED灯连接到IO口：如P1口的P1.0和P1.1串行通讯参数：波特率：9600