6_MCS-51单片机的串行通信接口.ppt

6.1 串行通信概述 6.1.1 并行通信与串行通信 计算机与计算机或外设之间的数据交换称为通信。 计算机与外部设备的通信有两种基本方式：并行通信和串行通信。 一个信息的各位数据被同时传送的通信方法称为并行通信。并行通信依靠并行I/O接口实现。并行通信速度快，但传输线根数多，成本高，适合近距离通信，通常传送距离小于30米。 一条信息的各位数据被逐位顺序传输的通信方式称为串行通信。串行通信通过串行接口实现。串行通信速度慢，但传输线少，适宜长距离传输。 6.1.2 串行通信的两种基本方式 串行通信的两种基本方式：根据信息传送的格式分为：异步通信和同步通信。 异步通信是以字符为单位传送的，数据传送可靠性高，适合低速通信的场合。 同步通信方式是以多个字符组成的数据块为单位的方式传送的，数据传输率高，适合高速率、大容量的数据通信。 1. 异步通信 异步通信用起始位“0”表示字符的开始，然后从低位到高位逐位传送数据，最后用停止位“1”(长度可以是一位、一位半或两位)表示字符的结束。一个字符又称为一帧信息。 在MCS-51单片机系统中，第九位数据D8可以用作奇偶效验位，也可以用作地址/数据帧标志，D8=1表示该帧信息传送的是地址，D8=0表示传送的是数据。 两帧信息之间可以有间隔，也可以无间隔，且间隔时间可以任意改变，间隔用空闲位“1”(长度不固定)填充。 异步通信方式： 异步通信中计算机与外设间必须约定（通信协议）： (1) 字符格式约定好字符的编码形式、奇偶效验位形式以及起始位和停止位的规定。 每秒数据传输的位数： 波特率(Baud rate) 或比特率(bit rate)。 1波特 = 1bps (位/秒） 异步通信要求发送与接收以相同的波特率进行。 同步通信方式： 同步通信在数据开始处用1～2个同步字符来指示。 同步通信中，由同步时钟来实现发送和接收的同步。在发送时要插入同步字符，接收端在检测到同步字符后，就开始接收串行数据。可见，同步通信具有较高的传输速率，通常在几十至几百千波特，但在硬件上要求较高。 6.1.3 串行通信中数据的传送方向 6.2 MCS-51单片机的串行通信接口 6.2.1 串行口结构及工作原理 串行口工作原理： 串行口的发送和接收都是以特殊功能寄存器SBUF的名义进行读或写的．当向SBUF发“写”命令时(执行“MOV SBUF,A”指令)，即是向发送缓冲器SBUF装载并开始由TXD引脚向外发送一帧数据，发送完便使发送中断标志位TI=1。 在满足串行口接收中断标志位RI=0的条件下,置允许接收位REN=1就会接收一帧数据进入移位寄存器,并装载到SBUF中,同时使RI=1.当89C51发出读SBUF命令时(MOV A,SBUF),便由接收缓冲器SBUF取出数据送入A。 6.2.2 串行通信接口的控制寄存器 1. 串行口控制寄存器SCON (98H) 可位寻址（98H~9FH） SM2：串行口多机通信控制位 (方式2、3的附加控制位) 在方式0时：SM2必须为0。 在方式1时： 若SM2=1，则只有接收到有效的停止位时，才能置位RI。 若SM2=0，则接收一帧信息的第九位数据不管是0还是1，都由软件置位RI。 在方式2或方式3时： 若SM2=1，当接收到的第9位数据RB8=0时，不能置位RI，接收数据无效。 若SM2=0，不管接收到的第9位数据为0或1，前8位数据都送入SBUF，并使RI=1。 REN：串行口接收允许控制位，由软件置位或清0。 = 1 表示允许接收； = 0 禁止接收 TB8：方式2、3中，是要发送的第9位数据。 多机通信中，TB8=0 表示发送的是数据；TB8=1 表示发送的是地址。 (奇偶校验) RB8：在方式2、3中，是收到的第9位数据。 多机通信中，用作区别地址帧/数据帧的标志。(奇偶校验) RI,TI：串行口接收 / 发送数据申请中断标志位 ＝1 申请中断； ＝0 不申请中断 2. 电源控制寄存器PCON (87H) ——PCON不可位寻址 6.2.3 串行口的工作方式 1.方式0：8位移位寄存器I/O方式 工作方式0时，移位脉冲由机器周期的第6个状态周期S6给出，每个机器周期产生一个移位脉冲，发送或接收一位数据。因此，波特率是固定的，为振荡频率的1/12，不受PCON寄存器中SMOD的影响。 发送：SBUF中的串行数据由RxD逐位移出； TxD输出移位时钟，频率=fosc/12； 每送出8位数据 TI就自动置1