第8章MCS-51单片机的串行口祥解.ppt

第8章　MCS-51单片机的串行口 本章要点： 串行通信的分类、波特率及其制式 MCS-51单片机串行口发送和接收数据过程 MCS-51单片机串行口的工作寄存器各位含义 MCS-51单片机串行口的工作方式 本章难点： 串行通信的接口标准 MCS-51单片机串行口工作方式2、3的应用 8.1串行通信基础 8.1.1 串行通信的概念 （1）串行通信：数据的各位依次逐位发送或接收，也就是每一次（或每一时刻）只能传送一位二进制数位 。 （2）串行通信的分类：异步通信（异步传输）和同步通信（同步传输）。 所谓异步就是指发送端和接收端使用的不是同一个时钟。异步串行通信通常以字符（或者字节）为单位组成字符帧传送。字符帧由发送端一帧一帧地传送，接收端通过传输线一帧一帧地接收。 在单片机中主要采用异步通信方式，其帧的 格式如图8-1所示。 同步通信依靠同步字符保持通信同步。同步 通信的帧是由1～2个同步字符和多字节数据 组成，多字节数据之间不允许有空隙，发送 器和接收器的时钟必须是同一个时钟。 同步通信的帧的格式如图8-2所示。 （3）串行通信速率： 串行通信速率用波特率（bps）描述。波特率 定义为每秒传输二进制数的位数，即1波特= 1 位/秒（1bps），波特率的倒数即为每位传输 所需的时间。 （4）串行通信的制式 单工 半双式 全双工 （3）串行通信的校验 奇偶校验 循环冗余校验（CRC） 累加和校验 8.1.2 串行通信的接口标准 异步串行通信接口标准有三类： RS-232C、RS-449 RS-422 RS-423和RS-485、20mA电流环 本书仅讲述RS-232C接口标准 （1）RS-232C的连接器 （2）RS-232C的电气特性 RS-232C接口采用EIA电平，低电平为+3V～+15V，高电平为-3V～-15V。实际常用±12V或±15V RS-232C接口采用负逻辑，当是高电平，逻辑值为“0”； 当是低电平，逻辑值为“1”。 （3）RS-232C的连接 RS-232C用于计算机与计算机之间或计算机 与外设调制解调器之间的连接。 8.2 MCS-51串行口的结构和工作原理 串行口的基本功能 串/并转换功能 串行数据的格式化功能（封装与拆封） 可靠性功能 串行口与数据通信设备间的握手联络功能 串行口的结构 MCS-51的串行口是一个全双工的异步串行通 信接口，通过它既可以发送数据也可以接收 数据，其硬件主要由发送器部分和接收器部 分组成。 串行口的工作原理 （1）接收：串行口按软件设定的工作方式和波特率通过引脚RXD串行移入格式化数据至输入移位寄存器，待整帧接收完毕后进行反格式化处理，然后并行送入接收SBUF，并形成中断请求RI，通知CPU读取传入的数据。 （2）发送：当CPU向串行口的发送SBUF写入所需发送的数据后，串行口自动按软件设定格式将待传送的数据装成标准格式帧，然后以软件规定的波特率借助于SBUF的移位功能通过TXD逐位移出。待整帧全部移出后，形成中断请求TI，通知CPU准备下一帧数据的发送工作。 8.3 MCS-51串行口的控制寄存器 8.3.1 串行口控制寄存器SCON （2）SM2：多机通信控制位，主要用于方式2和方式3中。 在方式0时，SM2必须为0。 在方式1时，若SM2=1，则规定只有串行口接收到有效停止时才置位RI，产生中断请求，通知CPU接收数据。 在方式2和3时，若SM2=1，且RB8(接收到的第9位数据)=1时，将接收到的前8位数据送入SBUF，并置位RI产生中断请求；否则，将接收到的8位数据丢弃。 而当SM2=0时，则不论第9位数据为0还是为1，都将前8位数据装入SBUF中，并产生中断请求。 （3）REN：允许接收控制位。REN位用于对串行数据的接收进行控制。REN=0，禁止接收；REN=1，允许接收。该位由软件置位或复位。 （4）TB8：方式2和方式3中要发送的第9位数据。在方式2和方式3时，TB8是发送的第9位数据。在多机通信中，以TB8位的状态表示主机发送的是地址还是数据，TB8=0表示数据，TB8=1表示地址。该位由软件置位或复位。 TB8还可用于奇偶校验位。 （5）RB8：方式2和方式3中要接收的第9位数据。在方式2或方式3时，RB8存放接收到的第9位数据。 （6）TI：发送中断标志。 TI=1，表示帧发送结束，可软件查询TI位标志，也可以请求中断。 TI位必须由软件清0。 （7）RI：接收中断标志。 RI=1，表示帧接收结束，可软件查询RI位标志，也可以请求中断。 RI位也必须由软件清0。 8.3.2 电源控制寄存器