单片机及应用_第八章_80C51单片机串行通信5讲解.ppt

第8章 80C51单片机串行通信 主要内容： 8.1 串行通信基础知识 8.2 80C51串行口 8.3 80C51串行口工作方式 8.1 串行通信基础知识 通信：计算机与计算机或I/O设备之间通过通信介质进行的数据传输。 数据传输 并行数据传输：各数据位同时传输。 串行数据传输：数据传输按位顺序进行。 通信通常采用按位顺序传输的方式进行，所以也称为串行通信。 8.1.1 异步通信和同步通信 1. 异步串行通信：以字符为单位 异步串行通信的帧格式 8.1.1 异步通信和同步通信 1. 异步串行通信 信息状态：mark、space 起始位：space，1位 数据位：5、6、7、8 位 奇偶校验位：1位 停止位：mark，1、1.5、2 位 位时间：一个位的传输时间。 传输速率（波特率 baud）：单位时间传输的位数。 帧（frame）：从起始位到停止位的全部内容称为一帧。 ？ 异步串行通信的最大效率 8.1.1 异步通信和同步通信 2. 同步串行通信：一帧传输多个字符（数据） 同步串行通信的数据格式 8.1.1 异步通信和同步通信 2. 同步串行通信 开始时先发送同步字符； 数据字符之间没有间隔； 数据块内各字符格式一致（如都是８位）； 线路空闲时发送同步字符。 要求：发送端和接受端时钟必须保持一致。 1. 单工（ Simplex）形式 8.1.2 串行通信线路形式 2. 全双工（Full-Duplex）形式 8.1.2 串行通信线路形式 3. 半双工（Half-duplex）形式 8.1.2 串行通信线路形式 8.2 80C51串行口 8.2.1 80C51串行口硬件结构 串行口的主要功能是串并变换： 数据发送时的串行化 数据接收时的反串行化 串行口的种类： 通用异步接收器/发送器（UART） 通用同步接收器/发送器（USRT） 通用同步异步接收器/发送器（USART） 8.2.1 80C51串行口硬件结构 8.2.2 串行口控制机制 控制寄存器 中断功能 波特率 8.2.2 串行口控制机制 1. 串行口控制寄存器（SCON） SM0、SM1：串行口工作方式选择位。 SM2：多机通信控制位。TB8：发送数据位8。RB8：接收数据位8。（这3位用于多机通信） REN：允许接收位。 TI：串行发送中断请求标志。 RI：串行接收中断请求标志。 2. 串行中断 两个串行中断（串行发送中断和串行接收中断）共享一个中断向量0023H。 串行中断控制涉及3个寄存器： 串行口控制寄存器SCON：TI、RI 中断允许控制寄存器IE：EA、ES 中断优先级控制寄存器IP：PS 8.2.2 串行口控制机制 8.3 80C51串行口工作方式 4种工作方式，由SCON的 2个工作方式选择位来确定。 注：f为晶振频率。 SM0 SM1 工作方式 功能简述 波特率 0 0 方式0 8位同步移位寄存器 f/12 0 1 方式1 10位UART 可变 1 0 方式2 11位UART f/32、f/64 1 1 方式3 11位UART 可变 8.3.1 串行工作方式0 8位同步移位寄存器，实现I/O的并行扩展 8.3 80C51串行口工作方式 1. 并行输入扩展 8.3.1 串行工作方式0 工作过程： P1.2清0置1，把数据加载到“并入串出”芯片74LS165； REN置1； 在移位脉冲作用下，一位一位接收数据； 接收到8位数据后，将输入移位寄存器的数据打入到接收SBUF，并置位中断标志RI，通知CPU接收到1个数据； CPU读入数据，将RI清0。 8.3.1 串行工作方式0 2. 并行输出扩展 8.3.1 串行工作方式0 工作过程： TI清0后，写数据到寄存器SBUF开始发送； 在移位脉冲作用下，一位一位发送数据； 8位数据发完后，将TI置1，通知CPU一个数据发送完成。 CPU发信号通知输出设备74LS164中的数据有效或把74LS164中的数据打入输出设备，并将TI清0。 8.3.2 串行工作方式1 10位UART（Universal Asyncronous Receiver/Transmitter）： 1个起始位+8个数据位+1个停止位。 波特率可变, 取决于定时器 T1 的溢出速率及电源控制寄存器PCON 中的SMOD的状态。 =T1 的溢出速率*2smod/32 8.3 80C51串行口工作方式 8.3.2 串行工作方式1 数据发送过程： TI清0后，写寄存器SBUF开始发送（硬件自动添加起始位和停止位）； 在移位脉冲作用下，一位一位发送数据； 1帧发完后，TXD维持在mark状态，并将TI置1通知CPU本