2022年单片机课件23

第6章MCS-51串行接口6.1 串行通信的基本知识6.2 串行接口的控制6.3 串行口的波特率6.4 串行口的工作方式及应用并行通信是指数据的各位同时进行传送其优点是传送速度快，其缺点是数据有多少位，就要有多少根数据传送线，同时还必须有必要的控制线。并行通信协议有SPP、EPP、ECP等

6.1 串行通信的基本知识

串行通信指数据是一位一位的按顺序传送的通信方式，它的优点是只需要很少的传输线,是一种低成本远距离的通信方式。缺点是传送速度较慢。串行通信协议有USB、I2C、RS-232、SPI等异步传送方式的特点是数据在线路上传送是不连续的。它是以字符为单位来传送的，数据分为一帧一帧地传送。一个字符由四部分组成：起始位、数据位、奇偶校验位和停止位。同步传送方式的特点是数据是连续传送的，数据以数据块为单位传送的。在每个数据块发送之前，先发送1~2个同步字符。然后紧接着发送数据，要求接收端和发送端必须有同步时钟进行同步。8503：并行扩展芯片8255的控制寄存器地址。MOVSBUF,A；ACALLDALAYJNBRB8,ERR;PSW.SETBTR1；单片机与PC机的串行接口波特率可变（T1溢出率*2SMOD/32）实际的波特率为2403.SETBTR1；本实验板部分数据空间已固定分配：3现有二台单片机进行异步串行通信。串行口有四种工作方式，对应三种波特率。(1)RI=0;DJNZR7,LOOP;未结束，循环CPU通过读或写操作来进行区别。单工通信：任意时刻，A端为发送端、B端为接收端，数据仅能从A端发至B端。半双工通信：数据可以从A端发至B端，也可以从B端发至A端，但是在同一时间只能作一个方向的传送。全双工通信：如果在通信过程的任意时刻，同时存在A到B和B到A的双向数据传输。3.数据传输方向4.波特率什么是波特率？每秒钟传送二进制数码的位数。单位：位/秒。1波特＝1位/秒＝1bit/s＝1bps。例：在异步串行通信中每秒钟传送速度为240字符/秒，而每个字符又包含10位(包括起始位、停止位及八位数据)，则波特率为：240字符/秒×10位/字符=2400位/秒=2400波特接收和发送方必须使用相同的波特率和数据格式才能正确传输数据

6.2串行通信接口的控制概述：MCS-51的串行通信接口是通过引脚RXD(P3.0))和TXD(P3.1)与外界进行串行通信。由三个特殊功能寄存器，即串行口缓冲寄存器SBUF，串行口控制寄存器SCON，电源控制寄存器PCON，对串行口的接收和发送进行控制。一、串行口缓冲寄存器SBUF功能：进行数据的串/并转换并存放将要发送或接收到的数据。注意：发送寄存器和接收寄存器占用同一个地址。CPU通过读或写操作来进行区别。

例：串行数据的发送(写操作)MOVSBUF，Rn串行数据的接收(读操作)MOVA，SBUF二、串行口控制寄存器SCON

功能：用于串行通信的方式选择、控制串行口的发送、接收以及保存串行口的状态信息，SCON的地址为98H可位寻址。

图7-3SCON控制字格式SM0、SM1：串行口方式选择位。SM2:在方式2和3中用作多机通信控制位。REN：允许接收控制位，软件置1允许接收，软件清0禁止接收。TB8：发送数据第九位。在方式2和方式3中存放发送数据第九位。RB8：接收数据第九位。在方式2和方式3中存放接收到的第九位数据。TI：发送中断标志。TI置位表示一帧信息发送结束。RI：接收中断标志。RI置位表示一帧数据接收结束。SM0SM1模式功能波特率000110110123同步移位寄存器8位UART

9位UART9位UART波特率为fosc/12波特率可变（T1溢出率*2SMOD/32）

波特率为2SMOD*fosc/64波特率可变（T1溢出率*2SMOD/32）

SM0SM1:串行口方式选择位

6.3 串行口的波特率串行口有四种工作方式，对应三种波特率。1.方式0:波特率fsoc/12,不受SMOD位影响。2.方式2:波特率=2SMOD*

fosc/64,受SMOD位影响。

波特率=T1溢出率*2SMOD/32

(1)T1溢出率即为一次定时时间的倒数T1溢出率=1/[(2M-x)·12/fsoc](2)其中x为定时初值，M由T1的工作方式决定。(2)代入（1）得：波特率=例6.1设两机通信的波特率为2400波特，若晶振为6MHz，串行口工作在方式1，试计算定时器T1的初值。

解：设定时器工作在方式2，M=8，则x为：

2SMOD(6×106)28

2400×384若取SMOD=0,x=249.49≈250SMOD=1,x=242.98≈243=0F3H，舍入误差较小。实际的波特率为2403.85波特。6.4 串行口的工作方式及应用1.方式0应用同步移位寄存器方式，TXD输出移位脉冲，RXD输入/输出数据。方式0应用：利用移位寄存器扩展输入/输出口。ORG1000HMOVSCON,#0;设置串行口方式0MOVA,#0FEH;最右一位发光二极管先亮MOVSBUF,A；开始串行输出LOOP：JNBTI,LOOP;一帧数据未发送完等待CLRTIACALLDALAYRLA；准备显示下一位MOVSBUF，A；再一次串行输出SJMPLOOP其中DALAY为延时程序，延时时间可取为40ms，例：用串行口，工作方式1，波特率2400，晶振fosc=6MHz，编写初始化程序。由例6.1可知:当SMOD=1,x=242.98≈243=0F3H方式1为8位数据,方式2,3为9位数据,方式1,3波特率均为:波特率=T1的溢出率*2SMOD方式2波特率为:波特率=2SMOD*fosc/642、

方式1,2,3及应用初始化程序：INITION：MOVTMOD，#20HMOVTL1，#0F3HMOVTH1，#0F3HSETBTR1；启动T1MOVPCON，#80HMOVSCON，#40HSETBREN使用串行口方式1,3时,还要对定时器T1初始化例6.3现有二台单片机进行异步串行通信。

A机作为发送方，将片内RAM60H~6FH中

的数据从串行口输出，定义为方式2发送。TB8作为奇偶校验位。B机作为接收方，将A机发送来的数据存入片内RAM60H~6FH中，定义为方式2接收，并判奇偶校验RB8标志，若出错，则置出错标志。3.二台单片机进行异步串行通信TRS：

MOVSCON，#80H;定义方式2

MOVPCON，#00H;波特率为fsoc/64

MOVR0,#60H;设置数据地址指针

MOVR7,#10H;设置数据长度

LOOP：MOVA，@R0;取数据

MOVC，PSW.0；取奇偶校验位

MOVTB8,C

MOVSBUF,A；启动发送

WAIT：JBCTI，NEXT；一帧数据发完否

AJMPWAIT；未完等待

NEXT：INCR0;修改地址指针

DJNZR7，LOOP；未结束循环

RETA机发送程序如下：B机接收程序RECE：MOVSCON，#80HMOVPCON,#00HMOVR0,#60HMOVR7,#10HSETBREN;允许接收LOOP：JBCRI，READ；一帧数据收齐跳转AJMPLOOP；未收齐，等待READ：MOVA，SBUF；读数据JNBPSW.0，JUDG；PSW.0=0跳转JNBRB8,ERR;PSW.0=1,RB8=0，出错SJMPGOOD；两者均为1，正确JUDG：JBRB8，ERR；PSW.0=0而RB8=1，出错GOOD：MOV@R0,A;存放接收到数据INCR0；修改地址指针DJNZR7,LOOP;未结束，循环CLRPSW.5；置正确标志RETERR：SETBPSW.5；置出错标志RET多机通信要解决的问题主机发地址帧时，所有的从机都应收到；主机发送数据帧时，只有与本机地址相符的一台从机能接收到。串行口定义为方式2(或方式3)，即九位数据传送方式。

第九位作为地址帧、数据帧识别控制位。即当地址帧第九位取1，数据帧第九位取0。考虑数据接受有效条件：(1)RI=0;(2)SM2=0或者收到的第九位数据等于1。在方式1中是把停止位作为第九位数据的，数据接受有效条件总是满足的。而方式2(方式3)存在着真正的第九位数据，数据接受有效条件可由SM2和第九位控制的。

解决的思路解决的方法1.先使所有从机的SM2置1。由于地址帧第九位为1，所有的从机都能收到主机发来的地址。2.将主机发来的地址与本机比较，若于本机相符，则该从机SM2置0，否则，保持SM2=1不变。3.主机发送数据，由于发数据帧时第九位等于0，此时只有SM2=0的那台从机能接收到数据，其它从机均不能收到数据，直至发送新的地址帧。习题：本实验板部分数据空间已固定分配：0000--7FFF：32KRAM（62256）空间地址。8501