单片机接口及应用_Chapter6.ppt

第六章 相互通道配置与接口技术 6.1 单片机应用系统中的相互通道 6.2 串行通信基础 6.3 MCS-51串行口及应用 6.1单片机应用系统中的相互通道 6.2 串行通信基础 6.2.1 通信类型 6.2.2 串行通信的基本概念和名词术语 6.2.3 调制解调器 6.2.1 通信类型 1．并行通信 2．串行通信 3．串行通信类型及通信协议 6.2.2 串行通信的基本概念和名词术语 1．发送时钟和接收时钟 3．通信线路连接方式 6.2.3 调制解调器 1．调制解调器 2．调制解调器的种类 6.3 MCS-51串行口及应用 6.3.1 串口工作方式 6.3.2 波特率的选择与设置 6.3.3 单片机收/发数据流程 6.3.3 编写单片机异步通信程序  * * （1）异步串行通信如图6.2所示。 异步通信是采用异步通信控制规程作为通信协议。 图6.3 字符流传输数据格式 （2）同步串行通信如图6.3所示。其数据传输格式如图6.4所示。同步通信采用同步通信规程（BISYNC）或同步数据链路控制规程（SDLC）作为通信协议。 图6.4 二进制位数据流传输格式 （1）发送时钟：并行的数据序列被送入移位寄存器，然后通过移位寄存器由发送时钟进行移位（变成串行数据）输出，数据位的时间间隔可由发送时钟周期来划分。 （2）接收时钟：将串行数据序列逐位移入移位寄存器而装配为并行数据序列的过程。 图6.5 发送时钟示意图 图6.6 接收时钟示意图 2．波特率及时钟频率 （1）波特率：波特率=1÷（二进制位持续时 间） （2）发送时钟频率与波特率的关系 时钟频率=n×波特率 这时n可以是1，16，32等。 就传输方式而言，串行通信线路可分成如下几种连接方式，如图6.7所示。 （1）单工传输方式 （2）半双工传输方式 （3）全双工传输方式 图6.7 通信线路的连接方式 图6.8 MODEM在远程通信的连接示意图 调制解调器按其速率分为低速、中速和高速三种类型：低速一般为33.6kps以下、中速一般为33.6kps至55.6kps之间、高速为64 kps及以上的调制解调器；按调制技术可分为频移键控（FSK）、相移键控（PSK）及相位幅度调制（PAM）三种类型。 51系列单片机的串行接口是由发送缓冲区、接收缓冲区及2个专用寄存器SCON和PCON组成。它占用2条I/O口线（P3.0和P3.1口），分别为RXD和TXD，从而构成了全双工的通信方式。 串口的工作方式由SCON的SM0和SM1定义，共有4种工作方式。 方式0：作为同步移位寄存器，可以通过外接移位寄存器芯片实现扩展I/O接口功能，一般不用于通信。 方式1：8位数据异步通信接口，波特率可变，波特率由定时器T1或T2的溢出率经分频后得到。 方式2：9位数据异步通信接口，波特率由主频fosc分频得到，当SMOD=1时，波特率为fosc/32；当SMOD=0时，波特率为fosc/64。 方式3： 9位数据异步通信接口，波特率可变，波特率由定时器T1或T2的溢出率经分频后得到。 方式1和方式3： 当选择定时器1作为波特率发生器时，通常设置定时器1工作在方式2。由于定时器1的方式2为自动重装入8位计数方式，因此无需中断服务程序，只需对其进行初始化。此时定时器T1的溢出率与波特率成正比。定时器1的溢出率可通过下面公式求得： 方式1和方式3： 特殊功能寄存器PCON中的SMOD位为串行波特率控制位，当SMOD=1时，使波特率加倍 。故波特率的计算可通过下面公式获得： MCS-51单片机串行口发送/接收数据时，需经过2个串行缓冲器SBUF进行。这两个缓冲器使用同一个地址（98H），但在物理上是独立的，其中接收缓冲器只能读出不能写入，发送缓冲器只能写入不能读出。 发送过程： 启动：MOV SBUF,A 待传送的数据由A累加器传入串行发送缓冲器SBUF，由硬件自动在发送字符的始、末加上起始位（低电平）、停止位（高电平）及其他控制位（如奇偶位等），而后在移位脉冲的控制下，低位在前，高位在后，逐位从TXD端（方式0除外）发出。 DATA DATA 数据帧 TXD 高 ———— 低 图6.9 发送过程 A SBUF 接收过程： 接收：MOV A, SBUF 串行口的接收与否受制于允许接收位REN的状态。当REN被软件置“1”后，允许接收器接收。串口的接收器以所选波特率的16倍速对RXD线进行监视。当“1到0跳检测器”联系采样到RXD线上低电平时，便认