单片机原理-接口及应用---第5章-单片机的定时计数器与串行接口.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第1节 单片机的定时器/计数器,1 定时/计数器的结构与工作原理,2 定时器/计数器的控制,3 定时/计数器的工作方式,4 定时/计数器的编程和应用,1 定时/计数器的结构与工作原理,2 定时器/计数器的控制,3 定时/计数器的工作方式,4 定时/计数器的编程和应用,定时器可根据设定时间进行计时的装置,计数器可对输入脉冲数进行统计的装置,电子定时器,机械定时器,电子计步器,机械计数器,典型的定时器和计数器产品,计数器的溢出空间可随计数初值改变定时时间t,t=(计数器最大值-计数初值)机器周期,=(2,n,-a)12/fosc (微秒),基本工作原理：,定时时间t与n、x、fosc三个因素有关,TFx,（X=0、1）,定时/计数器的结构,两个外部引脚,T0,(P3.4)和,T1,(P3.5),两个16位定时器,T0,(,TH0,、,TL0,)和,T1,(,TH1,、,TL1,),两个控制寄存器,TCON,和,TMOD,1 定时/计数器的结构与工作原理,2 定时器/计数器的控制,3 定时/计数器的工作方式,4 定时/计数器的编程和应用,第6章,单片机的定时器/计数器,T0,方式,控制,寄存器,TMOD,控制寄存器,TCON,GATE,C/T,M1,M0,GATE,C/T,M1,M0,D7,D5,D4,D3,D2,D1,D0,TMOD,D6,(,89H,),定时器1,定时器0,T1,门控位,参与定时器的启停管理,方式选择位,00-方式0,01-方式1,10-方式2,11-方式3,模式选择位,CT=0-定时,CT=1-计数,T1,TF1,TR1,TF0,TR0,IE1,IT1,IE0,IT0,8FH,8DH,8CH,8BH,8AH,89H,88H,TCON,8EH,(,88H,),定时器控制位,外部中断控制位,启动控制位,TR1=1-启动,TR1=0-停止,溢出标志位,TF=1-溢出,TF=0-清零,门控位,允许TR1启动计数器(=0),允许INT1启动计数器(=1),GATE,C/T,M1,M0,GATE,C/T,M1,M0,D7,D5,D4,D3,D2,D1,D0,TMOD,D6,(89H),定时器1,定时器0,初始状态,：允许TRx启动计数器、定时模式、方式0,TF1,TR1,TF0,TR0,IE1,IT1,IE0,IT0,8FH,8DH,8CH,8BH,8AH,89H,88H,TCON,8EH,(88H),定时器控制位,外部中断控制位,初始状态,：没有定时/计数溢出，TRx处于关闭状态,单片机复位时，两个寄存器的所有位都被清0。,1 定时/计数器的结构与工作原理,2 定时器/计数器的控制,3 定时/计数器的工作方式,4 定时/计数器的编程和应用,工作方式0,使用13位的定时/计数器（THi,7-0,+TLi,4-0,）,定时时间 t=(2,13,-a)12/fosc(,s,),计数初值 a=2,13,-tfosc/12,若fosc=12MHz，方式0最大定时量t=2,13,s,=,8.192ms,最小定时量t=1s,解：设fosc=12MHz,计数初值a=2,13,-5100012/12=3192=1100 0111 1000,TH0,TL0,0 1 1 0 0 0 1 1,0,0,0,1 1 0 0 0,6 3 1 8 H,举例:计算,T0方式0,定时,5ms,的计数初值a,注意：方式0的,TL0,高3位未用，可填0，因此,a=0110 0011,000,1 1000=6318H,编程时需将此初值装载到Tx中，例如：,TH0=0 x63;,TL0=0 x18;,工作方式1,使用16位定时/计数器（TH,i7-0,+TL,i7-0,）,定时时间为：,t=(2,16,-a)12/fosc (微秒),定时范围扩大到1s 65ms（fosc=12MHz时）,计数初值无需修正:a=2,16,-tfosc/12,使用过程中计数初值需要重装载,延时时间 t=(2,8,-a)12/fosc (微秒),可自动重装载计数初值(TLx溢出后THx中数值可自动装入TLx适合于作串口波特率发生器（定时精度较高）,工作方式2,采用8位计数器,常数寄存器,T0的工作方式3,主要用于,当T1用作串行口的波特率发生器的情况,TH0+TF1+TR1组成的8位定时器,TL0+TF0+TR0组成的8位定时/计数器,T1组成的无中断功能的定时器,特点,：方式3下T0可有2个具有中断功能的8位定时器,3个定时器,在定时器,T0用作方式3时，T1仅方式2有意义。,TL1 TH1,使用定时,/计数器的步骤：,强调,：TMOD的工作方式字只能以字节形式给出,T0,（,1）设置TMOD,工作方式字,确定,T0?T1?,确定,定时模式？计数模式？,确定,方式0、方式1、方式2、方式3？,确定定时,/计数器的工作状态,由于定时器/计数器以加1方式计数，假设计数值为x，则应装入定时器/计数器的初值为：,(n为不同方式下计数器的位数),（,2）设置合适的计数初值产生期望的定时间隔：,每个机器周期包括12个振荡周期，若晶振频率,为6MHz，一个机器周期:,定时时间为TC：,Tp为机器周期：,计数个数为：,则应装入的计数初值为：,（,2）设置合适的计数初值产生期望的定时间隔,：,计数初值 a=2,n,-tfosc/12,（相当于负数的补码形式）,=-tfosc/12,TH0=-t/256；,TL0=-t%256；,装载初值，例：,（12MHz晶振),ET0=1；,EA=1；,void tx_srv(void)interrupt,n,3）确定采用何种方式处理溢出结果,查询方式？中断方式？,若是查询方式采用条件判断语句,if,(TF0),while,(!TF0),若是中断方式中断初始化和中断服务程序：,4）启动定时器：,TR0=1 或 TR1=1,5）进行定时或计数结束后的工作,6）为下次定时/计数做准备（清TF标志+重装载初值）,若是中断方式，则无需软件清TF标志位；,若是查询方式，还需软件清除TF标志位,若是方式2，没有重装载问题，否则需重装载初值,1 定时/计数器的结构与工作原理,2 定时器/计数器的控制,3 定时/计数器的工作方式,4 定时/计数器的编程和应用,例1,假设系统时钟频率采用6MHz，要在P1.0上输出一个周期为2ms的方波，如图所示。,思路,：方波的周期用T0来确定，让T0,每隔1ms计数溢出1次,(,每1ms产生一次中断),，CPU响应中断后，在中断服务程序中对P1.0取反。,(1)计算初值,X,设初值为X,，则有:机器周期为 12/(610,6,)=210,-6,(2,16,-X)210,-6,=110,-3,2,16,-X=500 X=65036,X化为16进制，即X=FE0CH=1111111000001100B。,所以，T0的初值为：,TH0=0FEH TL0=0CH,(2)初始化程序设计,对寄存器IP、IE、TCON、TMOD的相应位进行正确设置，将计数初值送入定时器中。,(3)程序设计,中断服务程序除产生方波外，还要注意将计数初值重新装入定时器中，为下一次中断作准备。,参考程序：,ORG 0000H,RESET:AJMP MAIN ；转主程序,ORG 000BH,；T0的中断入口,AJMP IT0P ；转T0中断处理程序IT0P,ORG 0100H,MAIN:MOV SP,#60H ；设堆栈指针,MOV TMOD,#01H ；设置T0为方式1,ACALL PT0M0；调用初始化子程序PT0M0,HERE:AJMP HERE ；自身跳转,PT0M0:MOV TL0,#0CH；T0中断服务程序，T0重新置初值,MOV TH0,#0FEH,SETB TR0 ；启动T0,SETB ET0 ；允许T0中断,SETB EA ；CPU开中断,RET,ITOP:MOV TL0,#0CH ；T0中断服务子程序，T0置初值,MOV TH0,#0FEH,CPL P1.0 ；P1.0的状态取反,RETI,查询方式,的参考程序:,MOV TMOD,#01H ；设置T0为方式1,SETB TR0 ；接通T0,LOOP:MOV TH0,#0FEH ；T0置初值,MOV TL0,#0CH,LOOP1：JNB TF0,LOOP1 ；查询TF0标志,CLR TR0 ；T0溢出，关闭T0,CPL P1.0 ；P1.0的状态求反,SJMP LOOP,【例】,对上例使用定时器/计数器T0的方式0,，设定1ms的定时。在P1.0引脚上产生周期为2ms的方波输出。晶体振荡器的频率为fosc=6MHz。解：（1）定时常数计算振荡器频率为 fosc=6MHz=610,6,HZ方式0计数器长度 n=13 2,n,=2,13,=8192定时时间：t=1ms=110,-3,s机器周期：Tp12/（610,6）,2us计数值：xTc/Tp1ms/2us500那么应装入的初值为 81925007692定时常数TC转换成二进制数TCB11110 0000 1100 B。所以TCH1EH，TCL0CH。那么应该写入T0的形式为TH0=1EH，TL0=0CH。,例2,假设,系统时钟为6MHz,，,编写定时器T0,产生1秒定时,的程序。,（1）T0工作方式的确定,定时时间较长，采用哪一种工作方式？,由各种工作方式的特性，可计算出：,方式0最长可定时,16.384ms,;,方式1最长可定时,131.072ms,;,方式2最长可定时,512,s,。,选方式1，每隔100ms中断一次，中断10次为1s。,（2）计算计数初值,因为：(2,16,-X)210,-6,=10,-1,所以：X=15536=3CB0H,因此：TH0=3CH，TL0=B0H,（3）10次计数的实现,采用循环程序法。,（4）程序设计,参考程序:,ORG 0000H,RESET：LJMP MAIN ；上电，转主程序入口MAIN,ORG 000BH,；T0的中断入口,LJMP IT0P；转T0中断处理程序IT0P,ORG 1000H,MAIN：MOV SP,#60H；设堆栈指针,MOV B,#0AH ；设循环次数10次,MOV TMOD,#01H ；设T0工作在方式1,MOV TL0,#0B0H ；给T0设初值,MOV TH0,#3CH,SETB TR0 ；启动T0,SETB ET0 ；允许T0中断,SETB EA ；CPU开放中断,HERE：SJMP HERE ；等待中断,ITOP：MOV TL0,#0B0H；T0中断子程序，重装初值,MOV TH0,#3CH ；,DJNZ B，LOOP,CLR TR0 ；1s定时时间到，停止T0工作,LOOP：RETI,例3,利用T1的方式2对外部信号计数，,要求每计满100个数，将P1.0取反。,本例是,方式2计数模式,的应用。,（,1）选择工作方式,外部信号,由T1(P3.5)脚输入,每发生一次负跳变计数器加1，每输入100个脉冲，计数器产生溢出中断，在中断服务程序中将P1.0取反一次。,T1 方式2的控制字为TMOD=60H。不使用T0时，TMOD的低4位可任取，但不能使T0进入方式3，这里取全0。,（2）计算T1的初值,X=2,8,-100=156=9CH,因此，TL1的初值为9CH，重装初值寄存器TH1=9CH,（3）程序设计,ORG 0000H,LJMP MAIN,ORG 001BH,；T1中断服务程序入口,CPL P1.0；P1.0位取反,RETI,ORG 0100H,MAIN:MOV TMOD,#60H；设T1为方式2计数,MOV TL0,#9CH ；T0置初值,MOV TH0,#9CH,SETB TR1；启动T1,SETB ET1 ；开中断,SETB EA,HERE:AJMP HERE,门控位的应用,门控位GATE为1时，TRx=1，INTx=1才能启动定时器。利用这个特性可以测量外部输入脉冲的宽度。,例5,利用T0门控位测试 INT0引脚上出现的正脉冲宽度，已知晶振频率为12MHz，将所测得值最高位存入片内71H单元，低位存入70H单元。,解：设外部脉冲 由(P3.2)输入，T0工作于定时方式 1,(16位计数)，GATE设为1。测试时，应在INT0 低电平时，设置TR0为1(16位计数)；当INT0 变为高电平时，就启动计数；再次变低时，停止计数。此计数值与机器周期的乘积即为被测正脉冲的宽度。因fosc=12MHZ，机器周期为1us，测试过程如下。,源程序如下：,MOV TMOD，#09H ;设T0为方式1,MOV TL0，#00H ；设计初值取最大值,MOV TH0，#00H,MOV R0，#70H,JB P3.2,$；等P3.2(INT0)变低,SETB TR0 ；启动T0准备工作,JNB P3.2,$；等待P3.2(INT0)变高,JB P3.2,$;等待P3.2(INT0)变低,CLR TR0 ;停止计数,T0从0,开始计数,INT0,09H (TMOD),1 TR0,0 TR0,T0停止计数,MOV R0,TL0 ；存放结果,INC R0,MOV R0,TH0,SJMP$,运行中读定时器/计数器,在读取运行中的定时器/计数器时，,需注意：若恰好出现TLX溢出向THX进位的情况，则读得的（TLX）值就完全不对。,同样，先读（THX）再读（TLX）也可能出错。,方法：先读（THX），后读（TLX），再读（THX）。若两次读得（THX）相同，则读的内容正确。,若前后两次读的（THX）有变化，则再重复上述过程，这次重复读得的内容就应是正确的。下面是有关的程序，读得的（TH0）和（TL0）放置在R1和R0内。,RDTIME:MOV A,TH0；读（TH0）,MOV R0,TL0；读（TL0）,CJNE A,TH0,RDTIME,；比较2次读得的（TH0）,；不相等则重复读,MOV R1,A；（TH0）送入R1中,RET,本节小结,1、定时器和计数器本质上都是计数器，前者是对时钟脉冲进行计数，后者则是对外来脉冲进行计数。,2、设置,TMOD,工作方式字,可确定定时,/计数器的工作状态；设置合适的计数初值可产生期望的定时间隔。,3、定时器共有4种工作方式，其中方式1采用16位计数器，方式2采用8位计数器，可以自动重装载计数常数。,第2节 单片机的串行通信技术,1 串行通信概述,2 串行口的结构组成及控制寄存器,3 串行通信工作方式及应用举例,4 串行通信设计应用举例,1 串行通信概述,1.1 数据通信,1.2 异步通信和同步通信,1.3 波特率的概念和串行通信的传输方向,2 串行口的结构组成及控制寄存器,3 串行通信工作方式及应用举例,4 串行通信接口,常用的数据通信包括两种形式：并行通信和串行通信。,并行通信,（1）,并行方式,数据的各位同时发送或同时接收。,传送速度快，但因需要多根传输线，故一般只在近距离通,信中使用。,串行通信,（2）,串行方式,数据的各位依次逐位发送或接收。,传输速度慢，但因只需较少传输线，故适合于远距离通信。,1 串行通信概述,1.1 数据通信,1.2 异步通信和同步通信,1.3 波特率的概念和串行通信的传输方向,2 串行口的结构组成及控制寄存器,3 串行通信工作方式及应用举例,4 串行通信接口,异步通信以字符为单位组成字符帧进行的数据传送,在串行数据通信中，有同步通信和异步通信两种方式。,一帧数据由,起始位,、,数据位,、,可编程位,和,停止位,构成,特点收发双方不同步时，能够依靠在每帧开始时的不断对齐，自行纠正偏差，故对收发双方的时钟精度要求较低，但因每个字节都要建立一次同步，所以工作速度较低。,同步通讯数据格式数据以块为单位连续传送。,在发一组数据时，只在开始用若干个同步字符作为双方的号令，然后连续发送整组数据。,特点数据是以数据块为单位连续传送的，结构紧凑，传输效率高，但要求双方有准确的时钟，对硬件要求高。,1 串行通信概述,1.1 数据通信,1.2 异步通信和同步通信,1.3 波特率的概念和串行通信的传输方向,2 串行口的结构组成及控制寄存器,3 串行通信工作方式及应用举例,4 串行通信接口,波特率为每秒钟发送二进制数码的位数，即b/S（位/秒）。,在串行通信中，数据传输速率的快慢，通过波特率来衡量。,例如，在异步通信中传输速度为360字符/秒，每个字符又包含10位，则波特率为：,360字符/秒*10位/字符 3600波特,标准波特率：110、300、600、1200、2400、4800、9600、19200、38400波特等。,在串行通信中，按照传输数据的流向，可分成三种传输形式：,单工通信 半双工通信 全双工通信,Simplex Half Duplex,Full Duplex,80C51 内部设有一个全双工串行接口,收发双方角色固定不能互换,收发双方角色可换但需切换,收发双方互不影响双向通信,RXD,Receive Data接收数据,TXD,Transmit Data发送数据,80C51单片机串行IO口是可提供同步或异步两种通信方式的全双工串行接口。它由下面几个特殊功能寄存器组成，,发送数据寄存器(SBUF)、,接收数据寄存器(SBUF)、,串行口控制寄存器(SCON),电源控制寄存器(PCON),80C51 内部设有一个全双工串行接口,1 串行通信概述,2 串行口的结构组成及控制寄存器,2.1串行口的结构组成,2.2串行口控制寄存器,3 串行通信工作方式及应用举例,4 串行通信接口,若干寄存器：两个数据缓冲器,SBUF,（,99H,）,+,串行控制寄存器,SCON,（,98H,）,+,移位寄存器,+.,。,CPU,两个引脚：数据接收,RXD,(P3.0),和数据发送,TXD,(P3.1),。,（1）发送数据过程,（中断法）,内部数据并行写入SBUF,发,数据串行送出中断标志位,TI,硬件置1,CPU响应中断,TI,软件清零,写入下一数据,CPU,（2）接收数据的过程,（中断法）,外界数据串行送入移位寄存器数据并行送入SBUF,收,标志位,RI,硬件置1,CPU响应中断,RI,软件清零,读走数据,CPU,D,0,D,1,D,2,D,3,D,4,D,5,D,6,D,7,传送数据,同步时钟,数据传送,将串行数据按一定节拍（同步时钟脉冲）输出到传输线上，或从传输线上读入。,同步时钟信号可由,系统时钟,或,定时器,产生,同步时钟和传送数据的关系：,发送数据,时，发送时钟的,下降沿,将数据串行移位输出；,接收数据,时，接收时钟的,上升沿,开始对数据位采样。,1 串行通信概述,2 串行口的结构组成及控制寄存器,2.1串行口的结构组成,2.2串行口控制寄存器,3 串行通信工作方式及应用举例,4 串行通信接口,(1),串行数据缓冲器，,SBUF,在物理上有两个SBUF：一个用于发送，另一个用于接收。在逻辑上只有一个SBUF（,99H,）。,可根据用法区分功能：,uchar counter;,待发送存放变量,SBUF=counter;,完成一次数据发送,counter=SBUF;,完成一次数据接收,CPU,(2)串口控制寄存器，,SCON,（98H）,SM2、TB8、RB8主要用于多机通讯,（1）SM0、SM1,串行口4种工作方式的选择位,表 串行口的4种工作方式,SM0 SM1,方式,功 能 说 明,0 0,0,同步移位寄存器方式（用于扩展I/O口）,0 1,1,8位异步收发，波特率可变（由定时器控制）,1 0,2,9位异步收发，波特率为fosc/64或fosc/32,1 1,3,9位异步收发，波特率可变（由定时器控制）,（2）SM2 多机通信控制位,用于方式2或方式3中（,9位,）。,当串行口以,方式2或方式3接收,时，,如果SM2=1,，,只有当接收到的第9位数据（RB8）为“1”时，才将接收到的前8位数据送入SBUF，,并置“1”RI，产生中断请求；当接收到的第9位数据（RB8）为“0”时，则将接收到的前8位数据丢弃。,如果SM2=0,，则不论第9位数据是“1”还是“0”，都将 前8位数据送入SBUF中，并置“1”RI，产生中断请求。,在,方式1,时，如果SM2=1，则只有收到停止位时才会激活RI。,在,方式0,时，SM2必须为0。,（3）REN允许串行接收位,由软件置“1”或清“0”。,REN=1,允许串行口接收数据。,REN=0,禁止串行口接收数据。,（4）TB8发送的第9位数据,方式2和3时，TB8是要发送的第9位数据，可作为,奇偶校验位,使用，也可作为,地址帧,或,数据帧,的标志。,=1,为地址帧,=0,为数据帧,（5）RB8接收到的第9位数据,方式2和3时，RB8存放接收到的第9位数据。在方式1，如果SM2=0，RB8是接收到的停止位。在方式0，不使用RB8。,（6）TI发送中断标志位,方式0时,，串行发送第8位数据结束时由硬件置“1”，,其它工作方式,，串行口发送停止位的开始时置“1”。TI=1，表示一帧数据发送结束，可供软件查询，也可申请中断。CPU响应中断后,向SBUF写入要发送的下一帧数据。TI必须由软件清0。,（7）RI接收中断标志位,方式0时,，接收完第8位数据时，RI由硬件置1。,其它工作方式,，串行接收到停止位时，该位置“1”。RI=1，表示一帧数据接收完毕，并申请中断,CPU从接收SBUF取走数据。该位状态也可软件查询。RI必须由软件清“0”。,(3)电源控制寄存器，,PCON,（87H）,由定时器产生的同步时钟,通过SM0和SM1不同的取值，可选择串行通信中的四种工作方式。,SM0 SM1,工作方式,说明,波特率,0 0,方式0,同步移位寄存器,fosc,/,12,0 1,方式1,10位异步收发,由定时器控制,1 0,方式2,11位异步收发,fosc,/,32或fosc,/,64,1 1,方式3,11位异步收发,由定时器控制,1 串行通信概述,2 串行口的结构组成及控制寄存器,3 串行通信工作方式,3.1 方式0（八位同步移位寄存器方式）,3.2 方式1（十位异步收发通信模式）,3.3 方式2、方式3数据帧格式及应用举例,4 串行通信接口,1方式0,方式0为移位寄存器方式，通过外接CM0S或TTL移位寄存器实现串行、并行转换。该工作方式用于扩展I0接口。,在这种方式下，传送的数据为8位，数据只能从RxD端输入输出。TxD端用于输出移位同步时钟信号，其波特率固定为振荡频率的112，即每个机器周期传送一位数据。方式0可以认为是同步工作方式。,（1）方式0输出,第5章 MCS-51系列单片机的并行、串行输入/输出接口,（2）方式0输入,八位同步移位寄存器方式,用于扩展并行I/O接口,数据传输波特率固定为fosc/12,由RXD引脚输入或输出,数据,（,低位在前,高位在后,）,由TXD引脚输出,同步时钟信号,扩展输出口,扩展输入口,实例1,利用,74LS164,扩展并行输出口,并实现发光二极管循环控制功能,74LS164为,8位串并转换移位寄存器,能将串行输入数据转为并行输出,引脚,功能描述,A、B,串行数据输入引脚,Q,A,Q,G,并行数据输出引脚,CLOCK,移位脉冲输入端,CLEAR,移位寄存器清零端,工作原理：,1）CLEAR端若为低电平，输出端,Q,A,Q,G,都为0；,2）CLEAR端若为高电平，且CLOCK端出现上升沿脉冲，则,输出端锁存输入端的电平,接线原理：数据发送端A(B),RXD；同步时钟端CLK,TXD；数据清除端CLR,P1.0,#include,sbit MR=P10;,void delay()/延时,unsigned int i;,for(i=0;i20000;i+),void main(),unsigned char index,LED;/定义LED指针和显示字模,SCON=0;/设置串行模块工作在方式0,MR=1;/CLEAR端1，允许输入数据,while(1),LED=0 xFE;/,（1：灭 0：亮）,for(index=0;index 8;index+),SBUF=LED;/控制L0灯点亮,do while(!TI);/通过TI查询判别数据是否输出结束,LED=(LED1)|1);/左移1位，末位置1（1：灭 0：亮）,if(LED=0 xff)LED=0 xfe;/若已循环一遍，准备重新开始,delay();,实例1参考程序,实例1运行效果,1 串行通信概述,2 串行口的结构组成及控制寄存器,3 串行通信工作方式,3.1 方式0（八位同步移位寄存器方式）,3.2 方式1（十位异步收发通信模式）,3.3 方式2、方式3数据帧格式及应用举例,4 串行通信接口,10位数据异步通讯方式,用于双机通信,一帧信息：1个起始位(0)+8位数据位+1个停止位(1)，其中起始位和停止位是,自动插入,的。,发送条件：由SBUF=counter即可启动发送过程,发送完成：硬件TI置1,接收条件：在允许接收位REN=1时即可启动接收过程,接收完成：硬件RI置1，数据SBUF,指定,T1,为波特率时钟发生器（波特率时钟可变）,通常选择定时器方式2（取fosc为11.0592MHz）,序号,波特率,SMOD,a,1,62500,1,0 xff,2,19200,1,0 xfd,3,9600,0,0 xfd,4,4800,0,0 xfa,5,2400,0,0 xf4,6,1200,0,0 xe8,一般初始化过程,例如：,SCON=0 x50;/串口设为方式1，TI和RI清零，允许接收,PCON=0 x80;/波特率加倍（2）,TMOD=0 x20;/T1设为定时方式2,TH1=0 xcc;/定时器初值,TL1=0 xcc;/重置的定时初值,IE=10010000B;/中断使能（开中断）,TR1=1;/启动T1,GATE,TMOD,C/T,M1,M0,M0,M1,GATE,C/T,(89H),双机通信协议,通行方式：例如异步串行通信,波特率：例如2400b/s,发机要求发送的呼叫信号：例如10H,收机同意接收的应答信号：例如20H,收机不同意接收的应答信号：例如30H,告知数据正确的应答信号：例如0FH,通信结束标志信号：例如0AH,实例2,：,要求设计一个双机通信方案，甲机发送数据，乙机接收数据。两机的振荡频率为12MHz，波特率设置为2.4k，工作在串口方式1。,甲机循环发送0-15的数字，乙机接收后返回接收值。若发送值与返回值相等，继续发送下一数字，否则重复发送当前数字。,发送值和接收值应显示在LED数码管上;,采用查询法检查收发是否完成。,实例2电路原理图,实例2程序流程图,实例2参考程序,实例2参考程序,实例2运行效果,1 串行通信概述,2 串行口的结构组成及控制寄存器,3 串行通信工作方式,3.1 方式0（八位同步移位寄存器方式）,3.2 方式1（十位异步收发通信模式）,3.3 方式2、方式3数据帧格式及应用举例,4 串行通信接口,方式2和方式3,的数据帧都是11位,用于多机通信,格式为：,一个起始位，8个数据位，一个,可编程位,和一个停止位,可编程位在SCON的,TB8,和,RB8,位中，用于奇偶校验或多机通讯标识。,可编程位可以由软件置1或清0；,发送时在TB8中，连同八位数据通过串口发出。,收到数据后，数据存入接收SBUF内，可编程位存入RB8中。,可编程位用作数据校验位,常用校验方法：在可编程位装入发送数据的奇偶校验位。例如，欲发送数据45H（01000101B），发送数据包含二进制数1的个数为奇数，因此奇偶校验位P=1，在发送数据45H时，将P=1赋值到可编程位TB8，连同数据共同发出。对方接收后，只要将实际数据的奇偶关系与RB8进行对比，即可知道收发过程是否有误。,可编程位用作,多机通讯位,要,保证主机与所选择的从机实现可靠地通讯,，必须保证串口具有识别功能。,SCON中的,SM2位,就是满足这一条件而设置的,多机通讯控制位。,原理：,在串行口以方式2（或方式3）接收时，,若,SM2=1,，表示置多机通讯功能位，这时有两种可能：,（1）,接收到的第9位数据为,1,时,，数据才装入SBUF，并,置中断标志RI=1,向CPU发出中断请求；,（2）接收到的,第9位数据为,0,时,，则,不产生中断标志,，,信息将抛弃,。,若SM2=0,，,则,接收的第9位数据不论是0还是1,，都产生RI=1中断标志，接收到的数据装入SBUF中。,应用上述特性，便可实现MCS-51的多机通讯。,设多机系统中有一主机和3个8031从机，,如下图。,主机的RXD与从机的TXD相连，主机TXD与从机的RXD端相连。从机地址分别为00H、01H、02H。,多机通讯工作过程：,（1）从机串行口,编程为方式2或方式3接收,，且,置“1”SM2和REN位,，使从机只处于多机通讯且接收地址帧的状态。,（2）主机,先将从机地址,（即准备接收数据的从机）,发给各从机,主机发出的,地址信息,的第9位为1，,各从机接收到的第9位信息RB8为1，且由于SM2=1，则置“1”RI，各从机响应中断，执行中断程序。在中断服务子程序中，,判主机送来的地址是否和本机地址相符合,，,相符则该从机,清“0”SM2位,，准备接收主机的数据或命令；若,不符，则保持,SM2=1,状态,。,（3）,接着主机发送数据帧,，此时各从机串行口接收到,的RB8=0，只有地址相符合的从机系统（即已清“0”SM2位的从机）,才能激活RI,，从而进入中断，在中断程序中接收主机的数据（或命令）；,其它的从机因SM21，又RB8=0不激活中断标志RI,，不能进入中断，接收的数据丢失。,前图所示的多机系统是主从式，由主机控制多机之间 的通讯，,从机和从机的通讯只能经主机才能实现,。,方式2的波特率为固数值：,方式3的波特率和方式1相同，是可变的：,波特率的制定方法,1 串行通信概述,2 串行口的结构组成及控制寄存器,3 串行通信工作方式,3.1 方式0（八位同步移位寄存器方式）,3.2 方式1（十位异步收发通信模式）,3.3 方式2、方式3数据帧格式及应用举例,4 串行通信接口,MCS-51单片机的串行通讯接口技术,MCS-51串行口的输入、输出均为TTL电平,抗干扰性差，传输距离短。,为提高串行通讯的可靠性，增大串行通讯的距离，采用标准串行接口，如RS-232、RS-422A、RS-485等标准。,RS-232是由美国电子工业协会（EIA）于1962年制定的标准.,RS-232C接口,定义数据终端设备（DTE）和数据通讯设备（DCE）之间的串行接口标准。,图13-1是两台计算机利用MODEM、电话线进行远距离串行通讯的示意图，DTE为计算机，DCE的典型代表是MODEM。,RS-232C的“D”型9针插头的引脚定义。,逻辑1：-3-15V,逻辑0：+3+15V,本节小结,用于串行口通信控制的主要寄存器是SCON，可以设定4种工作方式、接收允许、发送/接收标志、2个可编程位、1个多机通讯位。,串行通信方式0，主要用于单片机I/O接口的扩展，在数据的输入和输出控制中，RXD作为数据线，TXD输出同步时钟脉冲。而且，在方式0下，以8位数据为一帧，不设起始位和停止位，先发送或接收最低位。,方式1的数据帧格式是10位，其中，一个起始位，8个数据位和一个停止位。发送时由SBUF=counter启动发送过程;发送完成后由硬件TI置位；接收时只要接收位REN=1即可启动接收过程，接收后由硬件TI置位，数据存入SBUF。,