单片机原理第6章串行接口研究.ppt

第6章 串行接口 提要 串行通信基本概念 串行口的控制寄存器 四种工作方式和特点 应用程序编写 * * 6.1串行通信的基础知识 一、串行通信的两种基本方式 通信：CPU与外设之间的信息交换和传输。 串行通信：从单片机的一个I/O口线逐位传输二进制编码数据。 异步通信方式：按字符传送（P119，图6-1），用起始位和停止位标识每个字符的开始和结束，字符间隔不固定 同步通信方式：按数据块传送（P120，图6-2），数据块之前用同步字符作为起始符号，字符之间没有间隔。 * * 6.1串行通信的基础知识 一、串行通信的两种基本方式 通信：CPU与外设之间的信息交换和传输。 串行通信：从单片机的一个I/O口线逐位传输二进制编码数据。 异步通信方式：按字符传送（P119，图6-1），用起始位和停止位标识每个字符的开始和结束，字符间隔不固定 同步通信方式：按数据块传送（P120，图6-2），数据块之前用同步字符作为起始符号，字符之间没有间隔。 二、串行通信的数据传送方式 1. 单工：单方向传送信息。 2. 半双工：可收、发信息，但不能同时收发。 3. 双工：能同时接收和发送信息。 站A 站B 站A 站B 波特率 每秒钟传送二进制数码的位数（bit 数），单位是bps(bit per second)。串行口的通信波特率反映了串行传输数据的速率。 通信波特率的选用不仅和所选通信设备、传输距离有关，还受传输线状况所制约。 在异步通信中，接收端和发送端保持相同的传送波特率，并以字符数据的起始位与发送设备保持同步。否则无法成功地完成串行通信。 三、串行接口 通用异步收发器（UART)的组成和功能： 1.发送器：并?串数据格式转换，添加标识位和校验位，一帧发送结束，设置结束标志，申请中断。 2.接收器：串?并数据格式转换，检查错误，去掉标识位，保存有效数据，设置接收结束标志，申请中断。 3.控制器：接收编程命令和控制参数，设置工作方式：同步/异步、字符格式、波特率、校验方式、数据位与同步时钟比例等。 6.2 MCS-51系列单片机的串行接口 P122， 图6-4。 一、结构 引脚 RXD （ P3.0 ）：串行数据接收端 TXD （ P3.1 ）：串行数据发送端。 控制寄存器SCON，PCON。 波特率发生器（由T1或T2构成）。 两个独立的数据缓冲器 数据接收缓冲器，只能读不能写； 数据发送缓冲器，只能写不能读； 两者用同一符号：SBUF 二、串行口的控制 1. 数据缓冲器SBUF： 发送SBUF和接收SBUF共用一个地址99H。 执行指令MOV SBUF，X，可完成写串行口缓冲器，启动串行发送功能。 执行指令MOV Y，SBUF，可完成读串行口缓冲器，把接收到的8位串行数据读入的功能。 X可以是累加器A、寄存器Rn、间接寻址寄存器@Ri、直接地址direct或立即数＃data。 Y可以是累加器A、寄存器Rn、间接寻址寄存器@Ri或直接地址direct。 二、串行口的控制 2. 串口控制寄存器SCON：存放串口的控制和状态信息。 SM0，SM1：方式选择。 SM2：多机通信控制位。 REN：允许接收控制位，REN=1，允许接收；REN=0，禁止接收。 TB8：发送的第9位数据位，可用作校验位和地址/数据标识位。 RB8：接收的第9位数据位或停止位 T I：发送中断标志，发送一帧结束，TI=1，必须软件清零 R I：接收中断标志，接收一帧结束，RI=1，必须软件清零 * * 二、串行口的控制 方式选择位与串口的四种工作方式（P133, 表4-8） 二、串行口的控制 特殊功能寄存器PCON中的SMOD位 串行口波特率系数控制位SMOD (PCON.7) SMOD=1，波特率加倍 SMOD=0，波特率不加倍。 注意：不能位寻址，只能做字节操作。 三、波特率设计 * * 方式 波特率 0 2 1 3 三、波特率设计 T1溢出率与其工作方式有关 若T1工作在方式2： 溢出时间t= (28 -a)T = (28 -a)×12/ fosc T1溢出率=1/t= fosc /[12×(28 -a)] 波特率B=(2SMOD /32)×fosc/[12×(28-a)] P126，表6-2，常用波特率与其他参数的关系 6.3 串行口工作模式 SM0，SM1选择四种工作模式 一、模式0：同步移位寄存器方式。用于扩展并行I/O接口。 (1) 一帧8位，无起始位和停止位。 (2) RXD：数据输入/输出端。 TXD：同步脉冲输出端，每个脉冲对应一个数据位。 (3) 波特率B = fosc/12 如： fosc=12MHz， B=1MHz，每位数据占1?s。 一、模式0 (4) 发送过程： TI=0,写入SBUF，启动发送