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第12章 任务T2-7用电脑控制灯光 12.1 本章的知识点和技能点 12.2 任务描述 13.3 任务分析 单片机和电脑之间的通信主要有两种方式异步串行和TCP/IP，而最常用的是异步串行通信，本任务中，单片机正是利用异步串行通信这种方法和电脑进行通信。为了完成本任务，必须简单了解串行通信协议，明白波特率、数据位、检验位等概念。 12.4 实操训练：电脑控制灯光体验 12.4.2 实验步骤 12.5 知识链接1：RS-232标准 12.5.1 RS232接口及引脚定义 12.5.2 RS232引脚定义 12.5.3 RS232的电平 RS-232早期是用于调制解调器等设备的一种串行通信标准，推荐的最大电缆长度为50英尺，即传输距离一般不超过15m。它的逻辑电平以公共地为对称，其逻辑“0”电平规定在+3V~+25V之间，逻辑“1”电平则在-25V~-3V之间，因而它不仅要使用正负极性的双电源，而且与传统的TTL等数字电路的逻辑电平不兼容，两者之间必须使用电平转换。 12.5.4 RS232的电平转换 12.5.5 RS232的硬件电路 12.5.6 RS232数据格式 起始位必须是逻辑0，因为异步通信是靠这个起始位的下降沿来同步通信双方的。 接下来的是数据位，数据位可以是5位、6位、7位、8位或9位。发送时从低位起，逐位地发出，低位在前，高位在后。 如果校验允许，数据位最高位后面的一位是奇偶校验位。奇偶校验位是通过设置校验位，保持发送的数据位中逻辑1的数目为奇数个或者偶数个，分别称为“奇校验”或“偶校验”。 停止位永远为逻辑1。停止位可以是1个、1.5个或2个，含义是两个被发送的数据之间至少要间隔1位、1.5位或者2位。 12.5.7 RS232的波特率 所谓“异步通信”是指通信双方没有时钟信号用以同步，而是按照预先约定的通信速率进行发送和接收。这一通信速率被称为“波特率”（Baud Rate），波特率为1表示每秒传送1位数据。标准的波特率有50、110、300、600、1200、2400、4800、9600、19200、38400、57600和115200等。 12.6 知识链接2：MC9S08AC16 SCI功能介绍 12.6.1 SCI的发送器和接收器 在MC9S08AC16中存在两个串行通信接口SCI（Serial Communication Interface），每个SCI都具有发送器和接收器，它们的功能独立，但是使用相同的数据格式和波特率。 发送器中存在发送数据寄存器，接收器中存在接收数据寄存器，它们是两个独立的存储空间，但是使用同样一个地址，标号为SCIxD。 12.6.2 SCI的发送器 SCI的发送器负责数据的发送，它由发送数据寄存器和发送移位寄存器组成。 SCI发送数据的流程：1）要发送的数据首先写入发送数据寄存器，写入后由系统自动送到发送移位寄存器，并设置发送数据寄存器空（SCTE） 标志为1；2）发送移位寄存器得到完整的数据后从Tx引脚把数据发送出去，并设置发送完成（TC）标志为1。 若发送中断允许(TIE)和发送结束中断允许(TCIE)置1，则TDRE和TC标志将分别产生中断请求。 12.6.3 SCI的接收器 SCI的接收器负责数据的接收，它由数据恢复模块、接收移位寄存器和接收数据寄存器组成。 SCI接收数据的流程： 1）数据恢复模块以波特率的16倍频率对Rx引脚的每一位数据进行16次采样，并根据其中2/3以上相同的状态来决定该位的逻辑值。例如在16次采样中，如果有14次为高电平，2次为低电平，则认为该数据为1。这样处理可以有效排除干扰，增强数据传输的可靠性。数据恢复模块把每一位接收到数据送到接收移位寄存器。 2）接收移位寄存器在接收到停止位后把数据送到接收数据寄存器中并设置接收数据寄存器满（RDRF） 标志为1； 12.6.3 SCI的接收器（续） SCI接收数据的流程： 3）接收数据寄存器中的数据被读取后，接收数据寄存器满（RDRF） 标志被清0，并设置接收允许（RE）标志为1；当数据寄存器中的数据还未被取走，移位寄存器又接收到下一个数据时，就会发生溢出，此时移位寄存器中未取走的数据将会丢失，状态寄存器中溢出（OR）状态标志置1，以指出溢出错误。 4）如果接收器发现当前数据线处于空闲状态，那么其状态寄存器中的空闲标志IDLE将会置起1。 5）SCI接收器的上述3个标志位（IDLE、RDRF和OR）在允许后能够分别产生中断请求。设置接收中断允许（RIF）控制位就可以允许RDRF和OR状态标志产生硬件中断请求；设置空闲线中断允许（ILIE）控制位就可以允许IDLE状态标志产生硬件中断请求。 12.6.4 SCI的寄存器 每个SCI模块包括8个寄存器，它们分别是波特率寄存器SC