第6章MCS-51串行口.ppt

第六章 MCS-51的串行口 6.1 串行通信基础知识 6.1.1 数据通信 6.1.2 串行通信的传输方式 6.1.3 异步通信和同步通信 6.1.1 数据通信 通信：在实际工作中，计算机的CPU与外部设备之间或计算机之间的信息交换均可称为通信。 通信方式：并行通信和串行通信。 通常根据信息传送的距离决定采用哪种通信方式。 并行通信是指数据的各位同时进行传送（发送或接收）的通信方式。 优点：传送速度快； 缺点：占用口线多，线路复杂，成本高，传输距离短。 图6-1（a）所示为8051与外设间8位数据并行通信的连接方法。 串行通信指数据一位一位按顺序传送的通信方式。 优点：只需一对传输线，大大降低了传送成本，特别适用于远距离通信； 缺点：传送速度较低。图6-1（b）所示为串行通信方式的连接方法。 6.1.2 串行通信的传输方式 串行通信的传输方式通常有三种： 单工(simplex)：只允许数据向一个方向传送； 半双工(half duplex)：允许数据向两个方向中的任一方向传送，但每次只能有一个站点发送； 全双工(full duplex)：允许同时双向传送数据。 图6-2 所示为串行通信的数据传输方式。 图6-2 串行通信中的数据传输方式 6.1.3 异步通信和同步通信 串行通信有两种基本通信方式，即异步通信和同步通信。 1、异步通信(Asynchronous Communication) 基本特点：发送时钟与接收时钟相互独立。由起始位和结束位来实现收、发同步。允许±5%的误差。 帧结构：在异步通信中，数据是一帧一帧传送的，每一帧的数据格式如图6-3所示。一帧数据由四部分组成：起始位、数据位、奇偶校验位和停止位。 2、同步通信(Synchronous Communication) 基本特点：接收与发送时钟严格保持同步，发送和接收的数据位宽之间不存在误差累计问题。 数据格式：同步通信是一次发送一批数据。在每批数据的开始约定发送1～2个同步字符码（SYNC），表示传输数据流的开始，确保发送与接收的起始同步。其数据格式如图6-4所示。组成：同步码、数据码、校验码。 传输方式：同步接收端一旦检测到设定的同步字符，从同步字符后的第一位开始计数，按约定的数据格式接收数据。数据传输不允许断流。 3、波特率（Baud rate） 波特率，即数据传送速率，表示每秒钟传送二进制代码的位数，它的单位是比特/秒，即bps。 在异步通信中，收发双方是通过设定相同的波特率、依靠起始位和结束位来实现数据的准确传送。 假设数据传送速率是120字符/s，而每个字符包含1个起始位、1个终止位、8个数据位。这时，传送的波特率为： 10b／字符×120字符／s＝1200bps 6.2 串行口的结构 MCS-51有一个可编程的全双工串行通信接口，可作为通用异步收发器（UART），也可作为同步移位寄存器。它的帧格式有8位、10位和11位，可以设置为固定波特率和可变波特率，给使用者带来很大的灵活性。 8051通过引脚RXD（P3.0，串行数据接收端）和引脚TXD（P3.1，串行数据发送端）与外部进行通信。其内部结构简化示意图如图所示。 串行口的控制寄存器 8051串行口是可编程接口，对它初始化编程只用两个控制字分别写入特殊功能寄存器SCON（98H）和电源控制寄存器PCON（87H）中即可。 （1）SCON（98H） 8051串行通信的方式选择、接收和发送控制以及串行口的状态标志等均由特殊功能寄存器SCON控制和指示。寄存器SCON既可字节寻址也可位寻址，字节地址为98H，位地址为98H～9FH。其控制字格式如图所示。 ① SM0和SM1（SCON.7，SCON.6）——串行口工作方式选择位。两个选择位对应4种通信方式，如下表所示。其中，fosc是振荡频率。 ② SM2（SCON.5）——多机通信控制位。主要用于方式2和方式3。 方式0时，SM2＝0。 方式1时，若SM2＝1，只有接收到有效的停止位，接收中断RI才置1。 方式2和方式3时，若SM2＝1，则只有当接收到的第9位数据（RB8）为1时，才将接收到的前8位数据送入缓冲器SBUF中，并把RI置1、同时向CPU申请中断；如果接收到的第9位数据（RB8）为0，RI置0，将接收到的前8位数据丢弃；而当SM2＝0时，则不论接收到的笫九位数据是0或1 ，都将前8位数据装入SBUF中，并申请中断。 ③REN（SCON.4）——允许串行接收位。由软件置1或清0。 当REN＝1时，允许串行接收； 当REN＝0，则禁止接收。 ④TB8（SCON.3）——发送的第9位数据。 在方式2或方式3中，T