第六章MCS-51的串行口摘要.ppt

第六章 MCS-51的串行口 授课教师: 张 勇 机电学院机械制造及自动化系 6.1 概述 MCS-51单片机内部有一个功能很强的全双工的异步串行通信口（UART） 通常把计算机与外界的数据传送称为通信 通信的方式：并行通信和串行通信；异步通信与同步通信 串行通信的传送机制：单工、半双工、全双工 串行口的结构 串行口控制寄存器SCON 串行口控制寄存器SCON 串行口控制寄存器SCON 串行口控制寄存器SCON 电源控制寄存器PCON IE与IP 串行口方式0 SM0、SMl＝00时，串口工作于方式0 方式0：同步移位寄存器方式，波特率固定为fosc/12。 由RXD(P3.0)引脚输入或输出数据 由TXD(P3.1)引脚输出同步移位时钟 接收/发送的是8位数据，传输时低位在前 一般用于I/O口扩展 发送：当执行任何一条写SBUF指令(MOV SBUF, A)时，就启动串行数据的发送。 接收：当满足REN＝1(允许接收)且接收中断标志RI＝0时，就会启动一次接收过程 串口方式0工作原理图 方式0工作时序 方式0的应用（1） 方式0的应用（2） 串行口方式1 SM0、SMl两位为01时，串行口以方式1工作 方式1：10位通用异步通信 一帧信息为10位：1位起始位(0)、8位数据位(低位在前)、1位停止位(1) TXD(P3.1)是发送端 RXD(P3.0)是接收端 采用T1作为串行口接收和发送的波特率发生器，数据传输波特率可调，由T1的溢出率决定，可用程序设定 方式1波特率= ×定时器1的溢出率 式中SMOD为PCON寄存器的最高位的值(0或1)。 方式1工作原理 方式1输出 串行口以方式1输出时，数据位由TXD端输出，发送一帧信息为10位，1位起始位0，8位数据位(先低位)和1位停止位1，CPU执行一条数据写发送缓冲器SBUF的指令，就启动发送。当发送完数据位，置“1”中断标志位TI。 方式1输入 串行口以方式1输入时(REN=1，SM0、SMl=01)，以所选波特率的16倍的速率采样RXD引脚状态，当采样到RXD端从1到0的跳变时就启动定时器，接收的值是3次采样中至少两次相同的值，以保证可靠无误。当检测到起始位有效时，开始接收一帧其余的信息。一帧信息为10位，1位起始位，8位数据位(先低位)，1位停止位。 当满足以下两个条件时：(1)RI=0；(2)收到的停止位=1或SM2=0时，停止位进入RB8，且置1中断标志RI。若这两个条件不满足，信息将丢失。 方式1工作时序 串行口方式2与方式3 当SM0、SM1两位为10或11时，串行口工作于方式2或方式3，此时串行口被定义为9位异步通讯接口。两种工作方式除波特率的确定方式不一样外，工作原理相同。其波特率分别由下式确定： 方式2波特率= ×振荡器频率 方式3波特率= ×定时器1的溢出率 方式2、3工作原理 1. 方式2、3输出 发送数据由TXD端输出，发送一帧信息为11位，一位起始位0，8位数据位(先低位)，一位可程控为1或0的第9位数据，一位停止位。附加的第9位数据即SCON中的TB8(SCON中D3位)的值，TB8由软件置1或清0，可以作为多机通讯中的地址或数据的标志位，也可以作为数据的奇偶校验位。 2．方式2、3输入 SM0、SMl两位为10，且REN=1时，允许串行口以方式2接收数据。数据由RXD端输入，接收11位信息：1位起始位0，8位数据位，1位附加的第9位数据，1位停止位1。当接收器采样到RXD端从1到0的跳变，并判断起始位有效后，便开始接收一帧信息。在接收器收到第9位数据后，当RI=0且SM2=0或接收到的第9位数据位为1时，接收到的数据送人SBUF(接收缓冲器)，第9位数据送人RB8，并置“1”RI。若不满足这两个条件，接收的信息被丢失。 波特率的设计 串口通讯程序设计单片机与PC机通讯的接口设计 控制系统计算机接口技术 Harbin Institute of Technology 数据传输格式：数据帧 波特率:每秒钟传送的二进制数码的位数，单位为b/s 串行口的功能及其应用场合 功能：数据通讯和系统扩展 应用场合：PC机与单片机数据交互、远程通讯、 多机通信等 组成：发送SBUF、接收SBUF、发送控制器、接收控制器、输入移位寄存 器、输出控制门 两个特殊功能寄存器SCON和PCON用来控制串行口的工作方式和波特率 波特率发生器：主要由T1及内部的一些控制开关和分频器，它提供串行 口的时钟信号为TXC（发送时钟）和RXC（接收时钟）。相应的控制波特率 发生器的特殊功能寄存器有：TMOD、TCON、PCO