第1节计算机串行通信接口技术.ppt

计算机测控技术 第一章 计算机串行通信接口技术 串行通信的基本概念 以字符为传送单位 , 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，只需字符传送时同步。 串行通信的基本概念 工作方式 1.1.1异步串行通信硬件 串行通信 硬件实现 一般采用UART芯片实现，如下页图。 ①工作原理：发送时，由硬件将并行送来的数据串行由TXD发出，并自动添加辅助位。接收时，自动监视RXD线，测到起始位时转入串行接收，并自动去掉辅助位后并行送出。 串行通信的硬件结构 串行通信 串行通信 51单片机内部有一个功能很强的全双工串行口,可同时发送和接收数据。它有四种工作方式，可供不同场合使用。波特率由软件设置,通过片内的定时/计数器产生。接收、发送均可工作在查询方式或中断方式,使用十分灵活。 51单片机串行通信的实现 发送和接收电路 ①SBUF是两个在物理上独立的接收、发送缓冲器,可同时发送、接收数据。两个缓冲器只用一个字节地址99H,可通过指令对SBUF的读写来区别是对接收缓冲器的操作还是对发送缓冲器的操作。 MOV SBUF,A ;CPU写SBUF,就是修改发送缓冲器; MOV A,SBUF ;CPU读SBUF,就是读接收缓冲器。 串行口对外也有两条独立的收发信号线RXD(P3.0)和TXD(P3.1),因此可以同时发送、接收数据,实现全双工传送 串行通信 ②发送和接收过程都是在发送和接收时钟控制下进行的，必须与设定的波特率保持一致。 串行通信 串行口控制寄存器SCON（98H） 串口的工作方式 串行通信 2.SM2 允许方式2、3的多机通讯特征位(2,3主机0，分机1) 串行通信 5、RB8 在方式2、3中是接收的第九位数据 在方式0中不用RB8。 6、RI 接收中断标志（必须由软件清除） 在方式0中串行接收到第8位结束时自动置位。 在方式1、2、3中串行接收到停止位的中间时置位 串行通信 7、TI 发送中断标志（必须由软件清除） 在方式0中串行发送第8位结束时自动置位。 在方式1、2、3中串行发送停止位的开始时置位。 串行通信 串行口的编程 串行口需初始化后,才能完成数据的输入、输出。其初始化过程如下: ①按选定串行口的操作方式设定SCON的SM0、SM1两位二进制编码。 ②对于操作方式2或3,应根据需要在TB8中写入待发送的第 9位数据。 ③若选定的操作方式不是方式0,还需设定接收/发送的波特率。设定SMOD的状态, 以控制波特率是否加倍。若选定操作方式1或3, 则应对定时器T1进行初始化以设定其溢出率。 串行通信 9.3.2 串行口在其他方式下的应用 在方式1、2、3下，串口用于异步通信，不同之处在帧格式和波特率的差异。 方式1为8位数据位,方式3为9位数据位,两种方式的波特率都是受定时器T1的溢出率控制。 在用方式1或方式3实现串行异步通信时,初始化程序要设定串行口的工作方式,并对定时器T1进行初始化,即设定定时器方式和定时器初值。此外,还要编写发送子程序和接收子程序 串行通信 ①方式1的发送过程如下： 在TI为0的情况下(表示当前不处于发送状态，串行口发送控制电路处于空闲状态)，任何写串行数据输出缓冲器SBUF指令(如MOV SBUF,A)均会触发串行发送过程： 51串行口自动在8个串行数据位的前、后分别插入一个起始位(0)和一个停止位(1)，构成10位信息帧，然后按设定的波特率依次输出起始位(0)、8个数据位(顺序为b0～b7)和停止位(1)。当8位数据(即b7位)发送结束后(即开始发送停止位)，串行口自动将发送中断标志TI置1。 这样执行了写SBUF寄存器操作后，可通过查询TI标志来确定发送过程是否已完成。若中断处于开放状态下，TI有效时，将产生串行中断请求。 串行通信 ②方式1的接收过程如下： 在接收中断标志RI为0(即串行数据输入缓冲器SBUF处于空闲状态)情况下，当REN位为1时，串行口即处于接收状态。 在接收状态下，存在两个定时信号：一个是移位脉冲信号(即发送波特率)；另一个是RXD引脚电平状态检测信号(也称为数据检测脉冲)，它的频率是移位脉冲的16倍。进入接收状态后，串行口便按数据检测脉冲速率不断检测RXD引脚的电平状态， 当发现RXD引脚由高电平变为低电平后——表明发送端开始发送起始位(0)，启动接收过程，并复位接收波特率发生器，使数据检测脉冲与接收移位脉冲保持同步，然后按设定波特率顺序读出数据位和停止位。 串行通信 当接收完一帧信息(即接收到停止位)后，如果RI位为0，便将“接收移位寄存器