串口通信（串行口基本概念及结构、工作方式）讲解

教学策略复习分享单片机技术与应用教学策略导入内容单片机技术与应用《单片机技术与应用》串口通信-串行口基本概念及结构、工作方式湖南科技职业学院智能装备技术学院邓婷教学策略单片机技术与应用项目引入：串行口送显60秒计数器串口通信教学策略单片机技术与应用串口通信任务要求串行口送显60秒计数器任务目标知识链接任务分析任务实施教学策略任务目标单片机技术与应用素质目标1.掌握串并转换接口74LS164与单片机的接口设计2.掌握串行发送BCD显示段码的编程控制方法能力目标1.完成60秒计数器设计会串并转换接口74LS164与单片机的接口设计会串行发送BCD显示段码的编程知识目标1.培养自主学习能力

2.培养团队协作精神3.注重职业意识与素养的养成串口通信321重点、难点：串行口的结构、工作方式教学策略单片机技术与应用

串行口送显60秒计数器用定时计数器产生1秒的信号，实现60进制计数器，并将计数器的结果适时地发送到与串行口相连的74LS164外接的2位数码管显示。任务要求教学策略单片机技术与应用任务分析硬件分析

教学策略单片机技术与应用任务分析软件分析

1.秒信号发生器设计？2.六十进制BCD码加法计数器设计？3.BCD码计数结果如何通过串口送显？教学策略单片机技术与应用任务分析软件分析

开始定时器初始化：TMOD=02H，TL0=TH0=06H溢出次数设置：R7=2，R6=20，R5=50启动定时计数器T0中断初始化表格首地址给DPTR、R2存放秒计数器的计数结果等待定时时间到R4-1=0？R4=20R5-1=0？R5=50R3-1=0？R3=2NoYesA=0R2送A，ADD指令A+1DA指令调整A送R21秒信号到返回调用显示子程序A=60H?YesYesYesNoNoNo教学策略单片机技术与应用任务分析软件分析

R2送A，高低4位互换,屏蔽高4位，查表R2送A，屏蔽高4位，查表RET返回将A中数传到串口发送SBUF，送显TI=1?YesNo等待$TI=1?将A中数传到串口发送SBUF，送显YesNo等待$教学策略单片机技术与应用任务分析软件分析

ORG0000HSJMPMAINORG000BHAJMPTIMER0MAIN:MOVTMOD,#02HMOVTH0,#06HMOVTL0,#06HMOVR4,#20MOVR3,#2MOVR5,#50MOVR2,#0MOVDPTR,#TABSETBEASETBET0SETBTR0SJMP$MOVA,R2ADDA,#1DAACJNEA,#60H,LP2CLRALP2:MOVR2,ALOOP:RETITIMER0:DJNZR4,LOOPMOVR4,#20DJNZR5,LOOPMOVR5,#50DJNZR3,LOOPMOVR3,#2ACALLTRANSFER教学策略单片机技术与应用任务分析软件分析

TRANSFER:MOVA,R2SWAPAANLA,#0FHMOVCA,@A+DPTRMOVA,R2ANLA,#0FHMOVCA,@A+DPTRMOVSBUF,AJNBTI,$CLRTIRETTAB:DB3FH,06H,5BH,4FH,66H，6DH,7DH,07H,7FH,6FHENDMOVSBUF,AJNBTI,$CLRTI教学策略单片机技术与应用串口通信任务要求串行口送显60秒计数器任务目标知识链接任务分析任务实施CompanyLogo教学策略单片机技术与应用知识链接CompanyLogoCompanyLogoCompanyLogo串行通信：指数据一位一位按顺序传送串行通信方式：单工半双工全双工MCS-51内部有一个全双工的串行通信接口串行通信：异步通信同步通信教学策略单片机技术与应用知识链接一、串行通信的两种基本方式1、异步传送方式一帧数据：一个字符在异步传送中称为一帧数据一帧数据由4部分组成：起始位、数据位、奇偶位、停止位1/01/01/01/01/01/01/01/01/001一帧数据起始位数据位奇偶位停止位01/01/01/0起始位数据位11/0停止位第n个字符第n+1个字符LSBMSB教学策略单片机技术与应用知识链接为逻辑“0”信号，占用一位，用来通知接收设备，一个新的字符开始了数据位：起始位：奇偶位：5～8位。数据的最低位在前，最高位在后。紧跟在最高位之后，占用一位，奇偶校验时，根据协议置“1”或“0”停止位：为逻辑“1”信号，占用1位或2位，当接收端收到停止位时，表示一帧数据结束。教学策略单片机技术与应用知识链接2、同步传送方式同步串行通信1次传输由同步字符、数据字符、校验字符构成的1帧信息。同步串行通信数据传输率高，但要求收发双方的时钟严格同步。教学策略单片机技术与应用知识链接二、MCS-51串行口结构1、数据缓冲器SBUF包括物理上独立的发送缓冲器、接收缓冲器发送缓冲器：只能写入不能读出MOVSBUF,A接收缓冲器：只能读出不能写入MOVA,SBUF二者共用一个地址99H2、串行口控制寄存器字节地址为98H，可位寻址，位地址为98H～9FHSM0SM1SM2RENTB8RB8TIRISCON(98H)D7D0教学策略单片机技术与应用知识链接SM0SM1SM2RENTB8RB8TIRISCON(98H)D7D0SM0、SM1：串行口工作方式选择位，如表所示

000移位寄存器方式（用于I/O扩展）

01110位帧格式，波特率可变

10211位帧格式，波特率为fosc/32或fosc/64

11311位帧格式，波特率可变SM0SM1方式功能表

串行口工作方式允许接收控制位。由软件置“1”时，允许接收，置“0”时，禁止接收REN：教学策略单片机技术与应用知识链接CompanyLogoCompanyLogoTB8：在方式2和方式3中要发送的第9位数据，需要时由软件置位或复位RB8：在方式2和方式3中要接收的第9位数据，在方式1时，如SM2=0，RB8是接收到的停止位。在方式0中，不使用RB8TI：发送中断标志。在方式0串行发送第8位结束时由硬件置“1”，或在其他方式中串行发送停止位的开始时置“1”，必须由软件清“0”RI：接收中断标志。在方式0串行发送第8位结束时由硬件置“1”，或在其他方式中串行发送停止位的开始时置“1”，必须由软件清“0”教学策略单片机技术与应用知识链接二、MCS-51串行口结构3、电源及波特率选择寄存器PCONPCON主要是为CHMOS型单片机的电源控制而设置的专用寄存器，不可以位寻址，字节地址为87H。在HMOS的8051单片机中，PCON除了最高位以外其他位都是虚设的。PCON(87H)SMODGF1GF0PDIDL×××与串行通信有关的只有SMOD位，波特率选择位。在方式1、2、3时，串行通信的波特率与SMOD有关。当SMOD=1时，通信波特率乘以2，当SMOD=0时，波特率不变。教学策略单片机技术与应用知识链接CompanyLogoCompanyLogo三、串行口工作方式1、方式0移位寄存器输入输出方式，可外接移位寄存器，以扩展I/O口方式0的波特率为：波特率=fosc/12教学策略单片机技术与应用知识链接CompanyLogo8051RXDTXD74LS164345610111213数据输出移位脉冲⑴方式0发送一个数据写入SBUF，串口将数据从RXD输出（波特率fosc/12），TXD输出同步移位信号，发送完TI置1D7D0图

方式0扩展I/O口硬件逻辑图教学策略单片机技术与应用知识链接CompanyLogo⑵方式0接收REN置1，串口将数据从RXD输入（波特率fosc/12），TXD输出同步移位信号，发送完RI置18051RXDTXD74LS165345614111213数据输入移位脉冲D7D0图

方式0扩展I/O口硬件逻辑图教学策略单片机技术与应用知识链接2、方式1数据帧包括1位起始位、8位数据位和1位停止位。波特率由定时器T1和SMOD位确定。⑴方式1发送TI=0时，数据写入发送缓冲器SBUF即启动发送。发送完一帧数据后，硬件将中断标志位TI置1，通知CPU发送完成。在发送下一个字符之前，一定要将TI软件清0。⑵方式1接收允许接收位REN被置“1”后，接收器就开始工作，跳变检测器以波特率16倍的速率采样RXD端的电平，RXD引脚上发生由“1”到“0”的跳变，接收器开始接收。教学策略单片机技术与应用知识链接3、方式2数据帧包括1位起始位、8位数据位、1位可编程位(用于奇偶效验)、1位停止位。⑴方式2发送数据由TXD端输出，附加的第9位数据由SCON中的TB8提供。CPU执行一条写SBUF指令，就启动了串口发送，发送完TI置1⑵方式2接收与方式1相似，REN被置“1”后，跳变检测器以波特率16倍的速率采样RXD端的电平，RXD引脚上发生由“1”到“0”的跳变，接收器开始接收。教学策略单片机技术与应用知识链接4、方式3为波特率可变的11位帧格式。除了波特率以外，方式3和方式2完全相同。教学策略单片机技术与应用知识链接CompanyLogo四、波特率的设计⑴方式0的波特率是固定的：波特率=fosc/12⑵方式2波特率取决于SMOD波特率=2SMOD/32×T1的溢出率方式2波特率=2SMOD/64×foscSMOD=0时，波特率=fosc/64，SMOD=1时，波特率=fosc/32⑶方式1、3波特率取决于T1的溢出率SMOD=0时，波特率=T1的溢出率/32，SMOD=1时，波特率=T1的溢出率/16教学策略单片机技术与应用知识链接⑷定时器1作波特率发生器T1的溢出率=计数速度/（2K-初值）K为定时器T1的位数K=13（方式0）K=16（方式1）K=8（方式2、3）T1为计数器时：T1为定时器时：T1的溢出率=fosc/[12×（2K-初值）]工作于方式1、3时波特率：波特率=2SMOD/32×T1的溢出率=2SMOD×

fosc/[32×12×（2K-初值）]教学策略单片机技术与应用知识链接教学策略单片机技术与应用串行口送显60秒计数器1.秒信号发生器设计？2.六十进制BCD码加法计数器设计？3.BCD码计数结果如何通过串口送显？教学策略单片机技术与应用

开始定时器初始化：TMOD=02H，TL0=TH0=06H溢出次数设置：R7=2，R6=20，R5=50启动定时计数器T0中断初始化表格首地址给DPTR、R2存放秒计数器的计数结果等待定时时间到串行口送显60秒计数器ORG0000HSJMPMAINORG000BHAJMPTIMER0MAIN:MOVTMOD,#02HMOVTH0,#06HMOVTL0,#06HMOVR4,#20MOVR3,#2MOVR5,#50MOVR2,#0MOVDPTR,#TABSETBEASETBET0SETBTR0SJMP$教学策略单片机技术与应用

R4-1=0？R4=20R5-1=0？R5=50R3-1=0？R3=2NoYesA=0R2送A，ADD指令A+1DA指令调整A送R21秒信号到返回调用显示子程序A=60H?YesYesYesNoNoNo串行口送显60秒计数器MOVA,R2ADDA,#1DAACJNEA,#60H,LP2CLRALP2:MOVR2,ALOOP:RETITIMER0:DJNZR4,LOOPMOVR4,#20DJNZR5,LOOPMOVR5,#50DJNZR3,LOOPMOVR3,#2ACALLTRANSFER教学策略单片机技术与应用R2送A，高低4位互换,屏蔽高4位，查表R2送A，屏蔽高4位，查表RET返回将A中数传到串口发送SBUF，送显TI=1?YesNo等待$TI=1?将A中数传到串口发送SBUF，送显YesNo等待$串行口送显60秒计数器TRANSFER:MOVA,R2SWAPAANLA,#0FHMOVCA,@A+DPTRMOVSBUF,AJNBTI,$CLRTIMOVA,R2ANLA,#0FHMOVCA,@A+DPTRMOVSBUF,AJNBTI,$CLRTIRETTAB:DB3FH,06H,5BH,4FH,66H，6DH,7DH,07H,7FH,6FHEND教学策略单片机技术与应用ORG0000HSJM