单片机串口通信单片机串通信.ppt

第10章 串行通信及接口 学习指南 串行通讯技术是单片机系统开发中常用的技术之一，串行口也是单片机常规内部集成的功能。近几年来，虽然新的通讯技术、手段不断出现，但串行通讯技术由于它技术成熟、开发方便而一直都被广泛应用于工控场合。 51系列单片机中一般也集成了全双工的串行端口。一般通过定时器来设定通讯的波特率，通过设置几个寄存器来设定工作方式等等。 本章主要内容 串行口的结构：介绍与串行通讯相关的寄存器以及工作模式等 串行通讯的原理：主要介绍同步，异步通讯的原理 通讯协议：介绍常用的通讯协议的设计与实现 单机通讯：介绍单片机与PC机、单片机与单片机之间的串行通讯 多机通讯：介绍单片机多机通讯的原理和多机通讯协议的设计 通讯程序的调试：介绍如何调试通讯程序 串行口控制寄存器SCON：该寄存器的字节地址为98H，可位寻址。SCON格式为： SM0、SM 1：控制串行口的工作方式。 SM 2：允许方式2和方式3进行多机通讯控制位。在方式2或方式3中，如SM 2=1，则接收到第9位数据。 EN：允许串行接收控制位。由软件置位时允许接收，软件清零时停止接收。 TE8：是工作在方式2和方式3时，要发送的第9位数据。 ????? RB8：是工作在方式2和方式3时，接收到的第9位数据。 TI：发送中断标志位。由片内硬件在方式0串行发送第8位结束时置位，或在其他方式串行发送停止位的开始时置位。必须由软件清零。 RI：接收中断标志位。由片内硬件在方式0串行接收到第8位结束时置位，或在其他方式串行接收到停止位的中间时置位，必须由软件清零。 PCON：其字节地址a7H、没有位寻址功能。PCON的格式如下，其中与串行接口有关的只有D7。 D7 (SMOD)是波特率加倍位，为1的时候，波特率加倍。 51系列单片机有4种工作方式，通过SCON中的SM1、SM0来设置 所谓的溢出率是指单位时间内T1的溢出次数，假设定时器的初值为N则，溢出率为=fosc/12*(2n-N)。其中n为定时器的定时位数，例如，将T1设置为工作模式2，即8位自动重装的模式，则n=8，溢出率为=fosc/12*(28-N)。 假如fosc=11.0592MHz，想得到9600的拨特率，此时，定时器T1初值的计算方法为： N=28-(2SMOD*11.0592*106)/(9600*32*12) 如果SMOD=1则N=FAH。 10.2 串行通讯的原理 相对与并行通讯来说，串行通讯硬件代价、结构简单，传输距离上也要比并行通讯长的多；但由于数据是一位位传送的,所以在速度上比并行通讯要慢，如图10-1、10-2所示为并行通讯示例和串行通讯示例。 串行通讯在通讯方式上分为单工、半双工和全双工三种。 l??????? 单工：通讯双方为A、B；在单工方式下只能由A--B，或者只能由B--A。 l??????? 半双工：通讯双方为A、B；可以互相传送，但在某个时间内，只能由A--B，或者只能由B--A。 全双工：通讯双方为A、B；可以互相传送，在任何时间内都可以A--B和B--A可以同时进行。 串行通讯在数据传输上的方式分为了异步通讯和同步通讯两种。 u??????? 异步通讯 异步串行通讯规定了字符数据的传送格式，即每个数据以相同的格式传送。一般的格式如图10-3所示。 每一帧信息由起始位、数据位、奇偶校验位和停止位组成。 l??????? 起始位：在通讯线上没有数据传送时处于逻辑“1”状态。当发送设备要发送数据时，首先发出一个逻辑“0”信号，这个逻辑低电平就是起始位。起始位通过通讯线传向接收设备，当接收设备检测到这个逻辑低电平后，就开始准备接收数据位信号。因此，起始位所起的作用就是表示字符传送开始。 l??????? 数据值：当接收设备收到起始位后，紧接着就会收到数据位。数据位的个数可以是5、6、7或8位的数据。在字符数据传送过程中，数据位从最小有效位（最低位）开始传送。 l??????? 奇偶校验位：数据位发送完之后，可以发送奇偶校验位。奇偶校验用于有限差错检测，通讯双方在通讯时须约定一致的奇偶校验方式。就数据传送而言，奇偶校验位是冗余位，但它表示数据的一种性质。这种性质用于检错，虽有限但很容易实现。 l??????? 停止位：在奇偶位或数据位（当无奇偶校验时）之后发送的是停止位是一个字符数据的结束标志，可以是1位、1.5位或2位。 由于异步通讯每次都必须发送起始位，结束位等等，所以在数据传输速度上有限，一般应用于低速场合 u??????? 同步通讯 同步通讯不像异步通讯那样靠起始位在每个字符数据开始时使发送相接收同步，而是通过同步字符在每个数据块传送开始时使收/发双方同步，一