单片机第8章.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8,章,MCS51,串行口,8.,1,串行口及其通信方式,8.,2,IBM-PC,系列机与,单片机 的通信技术,8.,1,串行口及其通信方式,8.1.1,串行通信基础知识,一、异步通讯方式,以字符为传送单位用起始位和停止位标识每个字符的,开始和结束字符间隔不固定，只需字符传送时同步。,1.异步通讯常用格式：一个字符帧,D,0,D,1,D,2,D,3,D,4,D,5,D,6,D,7,停止位,起始位,二、同步通讯,以一串字符为一个传送单位，字符间不加标识位，,在一串字符开始用同步字符标识，硬件要求高，通讯双,方须严格同步。,2.异步通讯双方的两项约定,（1,）字符格式规定,(,一帧,),：,数据位，校验位，起始位和停止位。,（,2,）波特率,(位/秒),对传送速率的规定,例：要求每秒传送,120,个字符，每帧为,10,位。,解：,B=120?0=1200,波特每位,0.83,ms,数据位传输率,=120?=960位/,秒,三,串行接口功能,1.,发送器：并,串数据格式转换，添加标识位和校验位，一,帧发送结束，设置结束标志，申请中断。,2.,接收器：串,并数据格式转换，检查错误，去掉标识位，,保存有效数据，设置接收结束标志，申请中断。,3.,控制器：接收编程命令和控制参数，设置工作方式：同步/,异步、字符格式、波特率、校验方式、数据位与,同步时钟比例等。,四,串行数据传送方向,单工通讯：数据单向传送。,半双工通讯：数据可分时双向传送。,全双工通讯：可同时进行发送和接收。,发送器,接收器,发送器,接收器,8.,1.2,串行口控制寄存器,一、1个全双工串行接口，可同时进行发送和接收。,串行接口输入,/,输出引脚：,TXD(P3.1)、RXD(P3.0),数据格式,(,P.237,图),：按不同方式，一帧位数,8/10/11,发送,/,接收时，数据皆低位在前。,一帧字符发送,/,接收结束，置位标志位,(,TI/RI),并申请,SIO,中断。,中断控制：中断允许位,ES,中断入口：,0023,H,D,0,D,1,D,2,D,3,D,4,D,5,D,6,D,7,停止位,起始位,D,0,D,1,D,2,D,3,D,4,D,5,D,6,D,7,D,0,D,1,D,2,D,3,D,4,D,5,D,6,D,8,停止位,起始位,D,7,二、串行接口控制,1,.数据缓冲器,SBUF,发送,SBUF,和接收,SBUF,共用一个地址99,H。,（1）,发送,SBUF,存放待发送的,8,位数据，写入,SBUF,将同,时启动发送。,发送指令：,MOVSBUF，A,（2）,接收,SBUF,存放已接收成功的,8,位数据，供,CPU,读取。,读取串行口接收数据指令：,MOV A，SBUF,2.,串行口控制,/,状态寄存器,SCON(98H),SM0，SM1：,选择串行口,4,种工作方式。,SM2：,多机控制位，用于多机通讯。,REN：,允许接收控制位，,REN=1，,允许接收；,REN=0，,禁止接,收。,TB8：,发送的第,9,位数据位，可用作校验位和地址,/,数据标识位,RB8：,接收的第,9,位数据位或停止位,TI：,发送中断标志，发送一帧结束，,TI=1，,必须软件清零,RI：,接收中断标志，接收一帧结束，,RI=1，,必须软件清零,3.节电控制寄存器,PCON,SMOD(PCON.7)：,波特率加倍控制位。,SMOD=1，,波特率加倍，,SMOD=0，,则不加倍。,SM0，SM1,选择四种工作方式。,一、方式,0,：同步移位寄存器方式。用于扩展并行,I/O,接口。,1.一帧,8,位，无起始位和停止位。,2.,RXD：,数据输入,/,输出端。,TXD：,同步脉冲输出端，每个脉冲对应一个数据位。,3.波特率,B=fosc/12,如：,fosc,=12MHz，B=1MHz，,每位数据占,1,s。,8.,1.3,串行接口的工作方式,4,.发送过程：写入,SBUF，,启动发送，一帧发送结束，,TI=1。,接收过程：,REN=1,且,RI=0，,启动接收，一帧接收完毕，,RI=1。,发送时序,写入,SBUF,RXD,输出,TXD,TI,D,0,D,1,D,2,D,3,D,4,D,5,D,6,D,7,写REN=1,RI=0,RXD,输入,RI,接收时序,(a),(b),数据从,RXD（P3.0）,引脚串行,输出，低位在先，高位,在后；,TXD（P3.1）,引脚,输出移位脉冲，其频率为,foc/12；,发送完毕后，中断标志位,TI,为1,。如要发送数据，如下所示：,MOV SCON,#00H ；,串行口方式,0,MOV SBUF,A ；,将数据送出,JNB TI,$；,等待数据发送完毕,5.移位寄存器方式举例,二、方式,1,8位数据异步通讯方式。,1.一帧,10,位：,8,位数据位，,1,个起始位,(0)，1,个停止位,(1),。,2,.,RXD：,接收数据端。,TXD：,发送数据端。,3,.波特率：用,T1,作为波特率发生器，,B=(2,SMOD,/32)T1,溢出率。,4,.发送：写入,SBUF，,同时启动发送，一帧发送结束，,TI=1。,接收：,REN=1，,允许接收。接收完一帧，若,RI=0,且停止位为,1(或,SM2=0)，,将接收数据装入,SBUF，,停止位装入,RB8，,并使,RI=1；,否则丢弃接收数据，不置位,RI。,当,REN=1，CPU,开始采样,RXD,引脚负跳变信号，若出,现负跳变，才进入数据接收状态，先检测起始位，若第一,位为,0,，继续接收其余位；否则，停止接收，重新采样负跳,变。数据采样速率为波特率,16,倍频，在数据位中间，用第,7,、,8、9个脉冲采样,3,次数据位，并,3,中取,2,保留采样值。,写入,SBUF,采样,（,a）,发送时序图,TXD,数据输出,TI,D,0,D,1,D,2,D,3,D,4,D,5,D,6,D,7,停止位,起始位,RXD,输入数据,（,b）,接收时序图,D,0,D,1,D,2,D,3,D,4,D,5,D,6,D,7,停止位,起始位,RI,检测,负跳变,9,位数据异步通讯方式。,1,.一帧为,11,位：,9,位数据位，,1,个起始位,(0,)，1个停止位,(1),。第,9,位数据位在,TB8/RB8,中，常用作校验位和多机通讯标识位。,2,.,RXD：,接收数据端，,TXD：,发送数据端。,3,.波特率：方式,2：,B=(2SMOD/64)fosc。,方式,3：,B=(2SMOD/32)T1,溢出率。,三、方式,2,和方式,3,4,.发送：先装入,TB8，,写入,SBUF,并启动发送，发送结束，,TI=1。,接收：,REN=1，,允许接收。接收完一帧，若,RI=0,且第,9,位,为,1(或,SM2=0)，,将接收数据装入接收,SBUF，,第,9,位装入,RB8，,使,RI=1；,否则丢弃接收数据，不置位,RI。,发,送,时,序,写入,SBUF,TXD,输出,TI,RXD,输入,接,收,时,序,RI,D,0,D,1,D,2,D,3,D,4,D,5,D,6,TB,8,停止位,起始位,D,7,D,0,D,1,D,2,D,3,D,4,D,5,D,6,RB,8,停止位,起始位,D,7,检测,负跳变,8.1.4、计算波特率,方式,0,为固定波特率：,B=fosc/12,方式,2,可选两种波特率：,B=(2SMOD/64)fosc,方式,1、3,为可变波特率，用,T1,作波特率发生器。,B=(2SMOD/32)T1,溢出率,T1,为方式,2,的时间常数：,X=28-t/T,溢出时间：,t=(28-X)T=(28-X)12/fosc,T1,溢出率,=1/,t=fosc/12(2n-X),波特率,B=(2SMOD/32)fosc/12(28-X),串行口方式,1、3,，根据波特率选择,T1,工作方式，计算,时间常数,。,T1,选方式,2,：,TH1=X=28-fosc/122SMOD/(32B),T1,选方式,1,用于低波特率，需考虑,T1,重装时间常数时间。,8,.1.5,串行口的应用,串行口初始化编程格式：,SIO：MOV SCON，#,控制状态字；写方式字且,TI=RI=0,(MOV PCON，#80H)；,波特率加倍,(,MOV TMOD，#20H),；T1,作波特率发生器,(,MOV TH1，#X)；,选定波特率,(,MOV TL1，#X),(SETB TR1),(SETB EA)；,开串行口中断,(,SETB ES),一、串行口初始化,二、发送程序,1,.查询方式：,TRAM：MOV A，R0 ；,取数据,MOVSBUF，A ；,发送一个字符,WAIT：JBCTI，NEXT；,等待发送结束,SJMPWAIT,NEXT：INCR0 ；,准备下一次发送,SJMPTRAM,2.,中断方式：,ORG 0023H；,串行口中断入口,AJMP SINT,MAIN：；,初始化编程,TRAM：MOV A，R0 ；,取数据,MOV SBUF，A ；,发送第一个字符,H：SJMP H ；,其它工作,SINT：CLR TI ；,中断服务程序,INC R0,MOV A，R0 ；,取数据,MOV SBUF，A ；,发送下一个字符,RETI,三、接收程序,REN=1、RI=0,等待接收，当,RI=1，,从,SBUF,读取数据。,1,.,查询方式：,WAIT：JBCRI，NEXT；,查询等待,SJMPWAIT,NEXT：MOVA，SBUF；,读取接收数据,MOVR0，A；,保存数据,INCR0 ；,准备下一次接收,SJMPWAIT,四、串行口方式,0,用于扩展单片机的并行,I/O,接口。,串行口实现：并行,串行的数据转换,74,LS165/74LS164,实现：串行,并行的数据转换。,D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7,数据输入,RXD 9,TXD,移位脉冲,2,74,LS165,8051,6 5 4 3 14 13 12 11,D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0,数据输入,RXD 1,2,TXD,移位脉冲,74,LS164,8,8051,3,4 5 6 10 11 12 13,五、异步通讯程序举例,1,.,发送程序：,将片内,RAM 50H,起始单元的,16,个数由串 行口发送。要求发送波特率为系统时钟 的,32,分频，并进行奇偶校验。,MAINT：MOV SCON，#80H ；,串行口初始化,MOV PCON，#80H ；,波特率,SETBEA,SETBES；,开串行口中断,MOV R0，#50H ；,设数据指针,MOV R7，#10H ；,数据长度,LOOP：MOV A，R0 ；,取一个字符,MOV C，P ；,加奇偶校验,MOV TB8，C,MOV SBUF，A ；,启动一次发送,HERE：SJMPHERE；CPU,执行其它任务,ORG 0023H ；,串行口中断入口,AJMP TRANI,TRANI：PUSH A；,保护现场,PUSH PSW,CLR TI ；,清发送结束标志,DJNZ R7，NEXT；,是否发送完？,CLR ES；,发送完，关闭串行口中断,SJMP TEND,NEXT：INC R0 ；,未发送完，修改指针,MOV A，R0 ；,取下一个字符,MOV C，P ；,加奇偶校验,MOV TB8，C,MOV SBUF，A；,发送一个字符,POP PSW；,恢复现场,POP A,TEND：RETI ；,中断返回,2.,接收程序：,串行输入,16,个字符，存入片内,RAM,的50,H,起 始单元，串行口波特率为,2400(,设晶振为,11.0592,MHz)。,RECS：MOV SCON，#50H ；,串行口方式,1,允许接收,MOV TMOD，#20H ；T1,方式,2,定时,MOV TL1，#0F4H ；,写入,T1,时间常数,MOV TH1，#0F4HSETB TR1 ；,启动,T1MOV R0，#50H ；,设数据指针,MOV R7，#10H ；,接收数据长度,WAIT:JBC RI，NEXT ；,等待串行口接收,SJMP WAIT,NEXT:MOV A，SBUF ；,读取接收字符,MOV R0，A ；,保存一个字符,INC R0 ；,修改指针,DJNZ R7，WAIT ；,全部字符接收完,?,RET,3.,接收程序：,串行输入,16,个字符，进行奇偶校验。,RECS：MOV SCON，#0D0H ；,串行口方式,3,允许接收,MOV TMOD，#20H ；T1,方式,2,定时,MOV TL1，#0F4H ；,写入,T1,时间常数,MOV TH1，#0F4HSETB TR1 ；,启动,T1MOV R0，#50H ；,设数据指针,MOV R7，#10H ；,接收数据长度,WAIT:JBC RI，NEXT ；,等待串行口接收,SJMP WAIT,NEXT:MOV A，SBUF ；,取一个接收字符,JNB P，COMP ；,奇偶校验,JNB RB8，ERR ；PRB8，,数据出错,SJMP RIGHT ；P=RB8，,数据正确,COMP:JB RB8，ERR,RIGHT:MOV R0，A ；,保存一个字符,INC R0 ；,修改指针,DJNZ R7，WAIT ；,全部字符接收完,?,CLR F0 ；F0=0，,接收数据全部正确,RETERR：SETB F0 ；F0=1，,接收数据出错,RET,8.2,IBM-PC,系列机与 单片机的通信技术(选),一、异步通信适配器,二、,IBM-PC,机与8031双机通信技术,三、,IBM-PC,机与803,l,多机通信技术,一、异步通信适配器,(一)异步通信芯片8250,(二)8250的内部寄存器,二、,IBM-PC,机与8031双机通信技术,(一)通信接口设计,(二)通信软件设计,三、,IBM-PC,机与803,l,多机通信技术,(一)多机通信原理,(二)通信接口设计,(三)通信软件设计,