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单片机原理、应用与Proteus仿真 教学课件 ppt 作者 兰建军 第7章 单片机串行口

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  • 上传时间:2019-05-25
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    • 1、7.1 串行通信概述 并行通讯: 在同一时刻内,数据的各位并行传送;典型应用,计算机与并行打印机连接。 优点:处理速度快。 缺点:占用传输线多,传输距离短,一般小于30米。 串行通讯: 数据一位一位的依次传送。 优点:传输线少,适合于远距离传送。 缺点:传送速度较慢。,1、同步通信 同步通信通常约定1-2个同步字符来指示数据流的起始,以保证发送端和接收端的初始同步。 数据的传输过程中要求发送和接收双方需要始终保持严格同步一致。,2、异步通信方式 每帧信息由起始位、数据位、奇偶校验为组成。每帧之间由高电平分隔开。当没有数据传输时,通信线为高电平状态。,3、串行通信中的奇偶校验 奇偶校验法是在发送时每帧数据后附加一个奇偶校验位,这个奇偶校验位可以是“1”或“0”,用于保证整个字符数据位(包括校验位在内)为“1”的位数为偶数(称为偶校验)或奇数(称为奇校验),奇校验或偶校验要在数据发送前进行约定。 4、串行通信接口电路 具有通用异步接收器/发送器,能够完成异步通信的硬件通信接口称为UART;能够完成同步通信的硬件电路称为USRT;既能同步又能异步的硬件接口称为USART。,7.2 8051单

      2、片机串行口结构 1、串行口通信接口结构,2、串行通信控制寄存器 (1)串行口控制寄存器SCON 地址为98H,SM0 SM1 00:方式1 01:方式2 10:方式3 11:方式4,SM2:多机通信位,REN:允许接收数据控制位,TB8发送数据位8 RB8接收数据位8,TI发送中断标志RI接收中断标志,(2)特殊功能寄存器PCON 地址为87H,不可位寻址 该寄存器用于串行口控制的位只有SMOD,该位称为串行口波特率的倍增位。当SMOD=1时,表示串行口波特率加倍。系统复位时,SMOD0,波特率不加倍。,7.3 串行口的工作方式及波特率设定 1、工作方式,(1) 方式0 移位寄存器输入输出方式,同步发送、接收8位数据,每个机器周期移一位,移位脉冲由TXD提供。,方式0输出的基本指令: MOV SCON ,#00H MOV A,#nnH CLR TI MOV SBUF, A WAIT: JNB TI , WAIT CLR TI,;SM0 = SM1 = 0,选方式0 ;取待输出数据nnH ;清发送中断标志 ;数据写入SBUF ;判断数据是否发送完,TI=1? ;清发送完标志,准 备发送下

      3、一字节,基本帧格式,方式0输入: 当REN = 1,接收中断标志RI = 0,则启动接收,移位脉冲仍从TXD端输出,数据从RXD端输入,当一个字节数据输入完毕时,置1接收中断标志RI。,说明:数据写入SBUF后,单片机会立即自动启动发送 TXD引脚每隔一个机器周期发出一个移位脉冲; SBUF中的数据在移位脉冲下右移一 次送至RXD; 当SBUF中的数据全部移出后,单片机自动将TI置1; 要再次发送数据必须清除TI。,(2)方式1 异步串行通讯。发送或接收一帧数据为10位,其格式是:,发送过程: 启动发送:执行访问SBUF指令即启动发送,同时1装入第9位。 发送一位的时间: 由选定的波特率决定。 发送过程:首先起始位0从TXD脚发出,且第9位写入1,然后每个移位脉冲将SBUF中数据右移一位,从TXD输出,空位由0填充。发送结束后,置位发送中断标志TI,申请中断。,接收过程: REN = 1且RI = 0时,允许接收。 起始位判断 以选定波特率的16倍速率采样RXD端,当连续三次采样中有两次是0时,确认为起始位,此时开始接收数据。 数据接收 每来一个移位脉冲,RXD引脚移入一位数据,一帧数

      4、据接收完后,TI置1可申请中断。移位脉冲的频率由选定波特率决定。 数据保留条件(P110) 保留数据条件是:RI=0、SM2=0或者RI=0、停止位为1,符合两组条件其中之一则将数据保留在SBUF中,并置位RI。 若不符合保留数据的条件,则将收到的数据丢弃,重新检测RXD端准备下次接收。,(3) 方式2(波特率固定) 异步发送或接收一帧数据为11位,其格式为: 发送与接收操作同方式1,注意保留数据条件为: RI=0、SM2=0 或者 RI=0、第9位数据为1 (4) 方式3 (波特率可变) 与方式2相同的是异步接收发送一帧数据是11位,但波特率与方式2不同,与方式1相同。 注:所有方式当发送或接收一帧数据置位TI和RI标志后,必须软件清0,以备下一帧数据的发送或接收。,2、SCON中的TB8、RB8 第9位数据的用法举例 在数据通讯中,由于传输距离较远,数据在传输过程中可能发生畸变,从而引起误码,为了保证传输质量,除了硬件措施外,软件可采取检错措施,可用第9位数据进行奇偶检验。 例1: 利用TB8传送奇偶检验位 MOV SCON,#80H ;选串行口方式2,传送11位数据 MOV A,

      5、 #DATA ;待发送数据送A,该指令影响奇偶标志P MOV C, PSW.0(P);奇偶标志送C,奇为1、偶为0 MOV TB8, C ;奇偶标志送TB8 ,为发送的第9位数据 MOV SBUF , A ;启动一次发送共11位数据 LOOP: JBC TI ,OK ;TI = 1时,数据发送成功 SJMP LOOP,例2:利用RB8接收奇偶检验位 MOV SCON , #90H ;选方式2,REN =1,允许接收 LOOP:JBC RI ,ROK ;等待接收完毕 SJMP LOOP ROK: MOV A, SBUF ;接收完的数据送入A 同时获取P标志位 JB P,ONE ;奇偶标志为奇跳至RB8判断 JB RB8 , ERR ;接收到的数据为偶,而RB8为1,出错 SJMP OK ;数据接收正确 ONE:JNB RB8 , ERR ;接收到的RB8不为1,出错 OK : ;接收正确 ERR:. ;接收出错处理,可通知对方重发,3、波特率计算 方式0和方式2的波特率基本固定;方式1和方式3的波特率是可变的,波特率由T1的溢出率决定。 以T1工作在方式2下为例来说明串行口工作在方式1和

      6、方式3下的波特率计算方法。,利用8051实现串行通信,要求具有数据接收和发送的功能,帧格式为11位,波特率选定为125波特,设晶振频率为6MHz,编程完成串行口的初始化操作。 分析:数据帧格式为11位,只能选择方式2、或者方式3。 方式2,无论波特率是否加倍,波特率都大于125,只能选择方式3 。根据公式可计算初值N。,N= =6,7.4 多机通信原理 方式2和方式3,接收到一帧数据时,只有符合下列条件之一数据才会被保留,否则将被丢弃: RI = 0 且SM2 = 0 RI = 0且第九位数据为1 1、多机通讯设置 要求SM2=1,要求第9位数据为1。约定地址帧第9位为1,而数据帧第9位为0, 2、基本原理 主机先向各从机发出地址信息,地址信息第9位为1,符合条件,从机均能接收到地址信息,与自己的地址相比较,地址信息与本机地址相同,使SM2=0,准备接收数据信息。,3、数据传送 随后主机向总线发出数据,第9位为0,地址不符合的从机接收后均不符合条件,数据丢弃; 只有地址相符的从机由于SM2 = 0符合条件而保存接收到的数据信息,从而实现了点对点的多机通讯。 4、通信结束 数据通信结束后,主机应当发送一个结束标志,通知从机,从机接收到该命令后,把SM2重新置1,或者从机接收完数据后自动判断,如果确认数据传送结束后,自动把SM2重新置1。恢复初始状态。,本章结束,

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