2022年单片机系统6.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7章 单片机的串行通信,北华航天工业学院 电子工程系,Prof.胡辉 Tel:[phone],本章学习目标,单片机串行通信,I/O,接口的结构,串行通信控制寄存器,单片机串行通信的工作方式,以及串行通信应用。,一、串行通信方式,-信息传输在一个方向上只占用一跟通信线，它既作为数据线，又作为联络线。,信息各式上分,异步通信方式按字符传输,同步通信方式按数据块传输,0,1,停止位,起始位,低位,高位,7位数据位,奇偶校验,停止位,第N个字符,第N-1个字符,2同步通信SYNC（Synchronous Data Communication）,在同步通信中，数据或字符开始处是用一同步字符来指示（一般约定为12个字符），以实现发送端和接收端同步，一旦检测到约定同步字符，下面就连续按顺序接收数据。,7.1.2 串行通信的波特率,波特率（band rate）是异步通信中数据传送速率的单位，其意义是每秒传送多少位二进制数。,例如：数据传送的速率为120个字符每秒，每个字符由1个起始位、8个数据位和1个停止位组成，则其传送波特率为：,10b120s1200bs1200波特,7.1.3 串行通信的方式,按照数据传送方向，串行通信可分为半双,工（,half duplex,）制式和全双工（,full duplex,）制式。,1,半双工制式,在半双工制式下，甲机和乙机之间只有一个通信回路，接收和发送不能同时进行，只能分时发送和接收。,2,全双工制式,在全双工制式下，甲、乙两机之间数据的发送和接收可以同时进行，称为全双工传送。,不管哪种形式的串行通信，在两机之间均应有共地线。,7.2.2,单片机串行口的控制,1,串行口控制寄存器,SCON,发送/接收1帧数据为11位，其中1位起始位、8位数据位、1位控制/校验位和1位停止位。,MOVPCON，00H ；,DJNZR7，TRS；,3 单片机串行口的应用,在方式0下，串行口通信的波特率是固定的，其值为fosc/12（fosc为主机频率）。,START：MOVR7，20,（7）本次通信结束后，主、从机重置SM21，主机可再对其他从机寻址。,控制/校验位为第9位数据。,MOVTH1，0E8H,DL1：JNBT1，DL1；,WAIT：JNBTI，$；,并行通信方式空间上区分各位数据,SJMP SR1,在方式0下，串行口作同步移位寄存器用，以8位数据为一帧，先发送或接收最低位，每个机器周期发送或接收一位，故其波特率是固定的，为fosc12。,采用定时器1方式2作波特率发生器，波特率为1200波特，fosc110592MHz，预置值TH10E8H。,（1）SM0、SM1：串行口工作方式选择位。,（2）SM2：在方式2和方式3中主要用于多机通信控制。,（3）REN：串行接收允许位。由软件置位或清除。软件置1时，串行口允许接收，清零后禁止接收。,（4）TB8：发送数据的第9位。双机通信时它可作奇偶校验位；在多机通信中可作为区别地址帧或数据帧的标识位。,（5）RB8：在方式2和方式3中是接收的第9位数据。,（6）TI：发送中断标志位。,（7）RI：接收中断标志位。,2,专用寄存器,PCON,PCON,的各位的定义和功能如下：,当,SMOD,l,时，方式,1,、,2,、,3,的波特率加倍，否则不加倍。,7.2.3 单片机串行口的工作方式,1,方式,0,串行接口工作方式,0,为同步移位寄存器方式，多用于,I/O,口的扩展，其波特率是固定的，为,f,osc,/12,。,TXD,引脚输出同步移位脉冲，,RXD,引脚串行输入,/,输出。,2,方式,1,在方式,l,时，串行口被设置为波特率可变的,8,位异步通信接口。发送,/,接收,1,帧数据为,10,位，其中,1,位起始位、,8,位数据位（先低位后高位）和,1,位停止位。,3,方式,2,串行口工作为方式,2,时，被定义为,9,位异步通信接口。发送,/,接收,1,帧数据为,11,位，其中,1,位起始位、,8,位数据位、,1,位控制,/,校验位和,1,位停止位。控制,/,校验位为第,9,位数据。,4,方式,3,方式,3,为波特率可变的,11,位异步通信方式，除了波特率有所区别之外，其余同方式,2,。,5,串行通信的波特率,（,1,）方式,0,的波特率,在方式,0,下，串行口通信的波特率是固定的，其值为,f,osc,/12,（,f,osc,为主机频率）。,（,2,）方式,2,的波特率,在方式,2,下，通信波特率为,f,osc,/32,或,f,osc,/64,，根据特殊功能寄存器,PCON,中,SMOD,位的状态来决定串行口在那个波特率下工作。选择公式为：,（,3,）方式,1,或方式,3,的波特率,在这两种方式下，串行口波特率是由定时器的溢出率决定的，因而波特率是可变的。波特率的公式为：,式中：,K,为定时器,T1,的位数。,7.3,单片机串行口的应用,7.3.1,串行口扩展显示器,【例,7,-,1,】用,8,位串入并出移位寄存器,74HC164,扩展显示器。,功能：把数据从显示缓冲区送到数码管。入口；将要显示的数放在以DIS0为首的,8,个单元中。,出口：把预置的数输出以更新原有的显示。,MOVR2,，,08H,；显示,8,个数码管,MOVR0,，,DIS,7,；显示缓冲区未地址送入,R0,DL0,：,MOVA,，,R0,；取要显示数作查表偏移量,MOVDPTR,，,TAB,；指向字形表首,MOVCA,，,A,DPTR,；查表得字形码,MOVSBUF,，,A,；发送显示,DL1：JNBT1，DL1；等待发送完一帧,CLRT1,；清中断标志，准备继续发送,DECR0,；更新显示单元,DJNZR2,，,DL0,；重复显示所有数码管,TAB,：,DB 0C0H,，,0F9H,，,0A4H,，,0B0H,，,99H,；,0,，,1,，,2,，,3,，,4,，,DB 92H,，,82H,，,0F8H,，,80H,，,90H,；,5,，,6,，,7,，,8,，,9,，,DB 88H,，,83H,，,0C6H,，,0A1H,，,86H,；,A,，,B,，,C,，,D,，,E,，,DB 8EH，0BFH，8CH，0FFH；F，P，暗,7.3.2 串行口扩展的键盘,在方式,0,下，串行口作同步移位寄存器用，以,8,位数据为一帧，先发送或接收最低位，每个机器周期发送或接收一位，故其波特率是固定的，为,f,osc,12,。串行数据由,RXD,（）端输入或输出。,7.3.3,双机通信,编程使乙机从甲机接收,16,个字节数据块，并存入片外,3000H,300FH,单元。接收过程中要求判奇偶校验标志,RB8,。若出错则置,F0,标志为,1,，若正确则置,F0,标志为,0,，然后返回。,【例,7,-,3,】编程把甲机片内,RAM50H,5FH,单元中的数据块从串行口输出。定义在方式,3,下发送，,TB8,作奇偶校验位。采用定时器,1,方式,2,作波特率发生器，波特率为,1200,波特，,f,osc,11,0592MHz,，,预置值,TH1,0E8H,。,发送子程序如下：,MOVTMOD,，,#20H,；设置定时器,1,为方式,2,MOVTL1,，,0E8H,；设预置值,MOVTH1,，,0E8H,SETBTRI,；启动定时器,1,MOVSCON,，,0C0H,；设置串行口为方式,3,MOVPCON,，,00H,；,SMOD,0,MOVR0,，,#50H,；设数据块指针,MOVR7,，,10H,；设数据长度,10H,TRS,：,MOVA,，,R0,；取数据送至,A,MOVC,，,P,MOVTB8,，,C,；奇偶位,P,送至,TB8,MOVSBUF,，,A,启动发送,WAIT,：,JNBTI,，,$,；判,1,帧是否发送完,CLRTI,INCR0；更新数据单元,DJNZR7，TRS；循环发送至结束,接收子程序编程如下：,MOVTMOD,，,20H,；设置定时器,1,为方式,2,MOVTL1,，,0E8H,；设预置值,MOVTH1,，,0E8H,SETBTR1,；启动定时器,1,MOVSCON,，,0C0H,；设置串行口为方式,3,MOVPCON3,，,00H,；,SMOD,0,MOVDPTR,，,3000H,；设置数据块指针,MOVR7,，,10H,；设数据块长度,SETBREN,；允许接收,WAIT,：,JNBRI,，,$,；判,1,帧是否接收完,CLRRI,MOVA,，,SBUF,；读入,1,帧数据,，,PZ,；奇偶位,P,为,0,则跳转,JNBRB8,，,ERR,；,P,l,，,RB8,0,则出错,SJMPYES,；二者全为,1,则正确,PZ,：,JBRB8,，,ERR,；,P,0,，,RB8,l,则出错,YES,：,MOVX,DPTR,，,A,；正确，存放数据,INCDPTR,；修改地址指针,DJNZR7,，,WAIT,；判断数据块接收完否,CLRPSW.5,；接收正确且接收完清,F0,标志,RET,；返回,ERR,：,SETBPSW.5,；出错则置,F0,标志为“,l,”,RET,；返回,7.3.4,多机通信,多机通信的实现，主要靠主、从机之间正确地设置与判断多机通信控制位,SM2,和发送或接收的第,9,数据位（,D,8,）。以下简述如何实现多机通信。,多机之间的通信过程可归纳如下：,（,1,）主、从机均初始化为方式,2,或方式,3,，置,SM2,1,，允许中断。,（,2,）主机置,TB8,1,，发送要寻址的从机地址。,（,3,）所有从机均接收主机发送的地址，并进行地址比较。,（,4,）被寻址的从机确认地址后，置本机,SM2,0,，向主机返回地址，供主机核对。,（,5,）核对无误后，主机向被寻址的从机发送命令，通知从机接收或发送数据。,（,6,）通信只能在主、从机之间进行，两个从机之间的通信需通过主机作中介。,（,7,）本次通信结束后，主、从机重置,SM2,1,，主机可再对其他从机寻址。,例：主机向02号从机发送50H,5FH,中的数据；02号从机将接收到的数据放到内RAM30H,3FH单元中。,主机程序：,ORG 0030H,MAIN：MOV SCON,，,98H,M1：MOV SBUF,，,02H,L1：JNB TI，$,CLR TI,JNB RI，$,MOV A,SUBF,XRL A,#02H,JZ RHT,AJMP M1,RHT：CLR TB8,MOV R0,，,50H,M1：MOV R7,，1,0H,L3：MOV A,，R,0,MOV SBUF,，A,JNB TI，$,CLR TI,INC R0,DJNZ R7,L3,AJMP MAIN,END,从机程序：,ORG 0030H,MAIN：MOV R0,，,30H,MOV R6,，1,0H,SI：MOV SCON,，,0B0H,SR1：JNB RI，$,CLR RI,SR2：MOV A,SUBF,XRL A,#02H,JNZ SR1,CLR SM2,MOV SBUF,，#02H,JNB TI，$,CLR TI,SR3：JNB RI，$,CLR RI,JNB TB8，RHT,SETB SM2,SJMP SR1,RHT：MOV A,，SBUF,MOV,R,0,，,A,INC R0,DJNZ R6,SR3,AJMP SI,END,END,