单片机原理及其应用 教学课件 ppt 作者 陈立周 陈宇 第7章
47页1、第七章 串行接口,第一节 概述 第二节 8051单片机串行接口 第三节 串行接口的工作方式 第四节 串口初始化编程 第五节 RS-232、RS-485接口 第六节 调制解调器 第七节 串行接口的应用,本章要点,串行通信的基本概念。 8051单片机串行接口的结构与工作方式,与PC的通信以及通信程序的编制。 远程通信概念,RS-232、RS-485接口以及调制解调器的应用。,第一节 概述,一、串行通信的工作方式 1.异步方式:以帧作为传送单位,每一帧由起始位、数据位、校验位和停止位组成,结构如图。,2 .异步接收/发送器 异步传送方式可以通过软件将一帧数据逐位取出,在开头加起始位,末尾加校验位和停止位。然后进行发送。也可以用硬件自动完成;这种硬件称为异步接收发送器,简称为UART。8051单片机在片内就提供了一个UART。 3.同步方式 同步方式仅在开始用若干字符作为同步号令,然后连续发送数据,如图所示。由于没有在每一个字符中,配置起始、停止位,所以结构紧凑,传输效率高、速度快,其组成如下图所示:,二、串行通信的传送速度 串行通信的数据传送是按位进行的,每秒所传送的位数称为波特率,如果数据
2、传送的速度为每秒120帧,每个帧包含10位,则每秒传送1200位,即波特率为1200。 10120=l200bit/s=1200baut 每位传送的时间T等于波特率的倒数,如上例波特率为1200则每位传送时间为 T = 0.833ms 国际上规定的标准波特率系列为300、600、1200、1800、2400、4800、9600和19200bit/s 。,三、串行通信的传送方向 1.单工方式:指通信双方,一方只能发送,另一方只能接收,传送方向是单一的。 2.半双工方式:通信双方只有一根传输线(共地),但任何一方都可以发送,当一方发送时,另一方只能接收。 3.全双工方式:需要通信双方连接两条传输线(共地),一条是将数据从甲方送到乙方,另一条是从乙方送到甲方。允许双向同时发送。,四、串行通信的校验方式,,奇校验:根据数据中1的个数,决定校验位是否置1。以使1的个数总和为奇数。,偶校验,根据数据中1的个数,决定校验位是否置1,以使1的个数总和为偶数。,2.一组数据的校验方法,在一组数据之后加发数据代数和或在一组数据之后加发数据异或值。,1.异步通信中单个字符的校验方法 通常是在单个字符末位后面
3、,附加一个校验位。,五、调制与解调 串行通信所传送的内容是一串O和l。从0到1或从1到0,形成数据脉冲的前沿和后沿。前后沿越陡峭,频谱就越宽,线间电容造成的信号畸变就越大。所以远距离通信需对信号进行调制。,数据脉冲转换为音频正弦信号后,可用普通电话线进行远距离传输,接收端收到经过调制的音频信号,必须经过解调恢复成原来的数据脉冲。,将信号0调制为400Hz正弦波。 将信号1调制为1200Hz正弦波。,将400Hz正弦波转换为信号0。 将1200Hz正弦波转换为信号1 。,调制,解调,返回本章首页,第二节 8051单片机串行接口,8051单片机串行接口结构,一、数据缓冲器SBUF 发送数据 通过指令MOV SBUF,A将数据写入SBUF,然后串口自动将数据按事先设置的方式及速率从TXD(P3.1)端口输出,数据发送完毕,串口向CPU申请中断,且通过硬件将TI置1,表示发送已经结束,等待写入第二帧数据。 接收数据 通过指令MOV A , SBUF,使串口按事先设置的方式及速率自动从端口TXD(P3.1) 接收数据,一帧数据接收完毕 RI=1,串口向CPU请求中断且表示接收已经结束。,二、控制
4、寄存器SCON SCON各位定义 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI SM0和SM1与工作方式关系 SM0 SMl 工作方式 功 能 波特率 0 0 0 作移位的IO f 12 0 1 1 8位 UART 可变由Tl时间常数定 1 0 2 9位 UART f /n n=64或32 1 1 3 9位 UART 可变由Tl时间常数定 注:表中f 为主振频率。,三、电源控制寄存器PCON PCON各位定义 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 SMOD - - - GF1 GF0 PD IDL 电源控制寄存器主要用于设置低功耗模式和掉电保护工作模式。但其中第7位SMOD用于串口。当串口工作于方式1、方式2、方式3时,波特率与SMOD有关,当SMOD=1波特率加倍,SMOD=0,则不加倍。,返回本章首页,第三节 串行接口的工作方式,一、串行口工作方式0 方式0工作性能: 1)波特率固定为 发送位数据等于一个机器周期。 2)不论是发送还是接收,数据都是从RXD(P3.0)端出入。TXD端而作为同步移位脉冲输出端。
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