第七章 串行通信与8051串行口.ppt

第七章 串行通信与8051串行口 8051是一个8位的单片机，在处理8位数据时，若以并行传送方式一次传送一个字节的数据，至少需要8条数据线。当8051与打印机等设备连接时，除8条数据线外，还需要状态、应答等控制线。但是，当计算机之间、计算机与其终端之间的距离较远时，电缆线过多将会带来很大的负担。 7.1 串行通信概述 7.1.1 数据通信 计算机的CPU与外部设备之间常常要进行信息交换，一台计算机与其他计算机之间也往往要交换信息，所有这些信息交换均可称为通信。 并行通信:数据的各位同时进行传送的通信方式。其优点是传送速度快，缺点是数据传输线多。 串行通信:数据是一位一位按顺序传送的通信方式。它的突出优点是只需一对传输线，这样可大大降低传送成本，特别适用于远距离通信；其缺点是传送速度较低。 7.1.2、串行通信的传送方式 7.1.3、异步通信和同步通信 串行通信有两种基本通信方式。 1．异步通信 数据是一帧一帧传送的。 在帧格式中，一个字符由四个部分组成：起始位、数据位、奇偶校验位和停止位。首先是一个起始位（0），然后是5～8位数据（规定低位在前，高位在后），接下来是奇偶校验位（可略），最后是停止位（1）。 2．同步通信 在数据开始传送前用同步字符来指示（通常约定1～2个字符），并由时钟来实现发送端和接收端同步，即检测到规定的同步字符后，下面就连续按顺序传送数据，直到通信告一段落。同步传送时，字符与字符之间没有间隙，也不用起始位和停止位，仅在数据块开始时用同步字符SYNC来指示。 3．波特率 数据传送的位速率，表示每秒钟传送二进制代码的位数，它的单位是b/s 若数据传送波特率是1200b/s，而每帧包含10个代码位（1个起始位、1个停止位、8个数据位）。这时，要传送600字节的数据至少需要的时间（DT）为： DT=600*(1+8+1)/1200＝5秒 7.2 8051串行口及其应用 7.2.1 8051串行口 8051具有一个可编程的全双工串行通信接口，它可用作UART，也可用作同步移位寄存器。其帧格式可以有8位、10位或11位，并能对波特率进行设置，使用方便灵活。 1、8051串行口的结构 2、串行口控制寄存器 1)．SCON（98H） 8051串行通信的方式选择、接收和发送控制以及串行口的状态标志等均由特殊功能寄存器SCON控制和指示，其控制字格式如图下。 （2）REN：允许接收控制位。由软件置1或清0，只有当REN=l时才允许接收RXD上的串行数据，它相当于串行接收的开关；若REN=0，则禁止接收。 （3）TB8：发送数据的第9位（D8）放入TB8中。在方式2或方式3中，根据发送数据的需要由软件对TB8置位或清0。 (4）RB8：接收数据的第9位。在方式2或方式3中，接收到的第9位数据放在RB8位。它或是约定的奇/偶校验位 （5）SM2：多机通信控制位，主要用于方式2和方式3。 若SM2=1，则允许多机通信。多机通信协议规定，第9位数据（D8）为1，说明本帧为地址帧；若第9位为0，则本帧为数据帧。 （6）TI：发送中断标志。 （7）RI：接收中断标志。 2．PCON（87H） PCON中的最高位SMOD位与串行口工作有关。 SMOD：波特率倍增位。 3、8051串行口工作方式 8051串行口可设置4种工作方式，并有8位、10位或11位等帧格式。 1)．串行口方式0 方式0为同步移位寄存器输入/输出方式，常用于扩展I/O口。串行数据通过RXD输入或输出，而TXD用于输出移位时钟，作为外接部件的同步信号。在这种方式下，收/发的数据为8位，低位在前，无起始位、奇偶校验位及停止位，波特率固定为振荡频率的十二分之一。 2)．串行口方式1 10位通用异步接口工作方式。TXD与RXD分别用于发送与接收数据。收发一帧数据的格式为1位起始位、8位数据位（低位在前）和1位停止位，共10位。 3．串行口方式2和方式3 串行口工作在方式2和方式3均为每帧11位的异步通信格式，由TXD发送、RXD接收。帧格式中包含1位起始位（0），8位数据位（低位在前），1位可编程的第9数据位和1位停止位（1）。发送时，第9数据位（TB8）可以设置为1或0，也可将奇偶位装入TB8，从而进行奇偶校验；接收时第9数据位进入SCON的RB8。 方式2和方式3的不同在于其波特率，方式2中波特率可程控为振荡频率的1/32或1/64，而在方式3中可任意变化，由定时器T1的溢出率决定。 7.2.2 波特率设计 1．方式0的波特率 波特率固定为振荡频率的1/12，不受PCON寄存器中SMOD位的影响。 方式0波特率=fosc/12 2．方