单片机UART串行接口.ppt

第七章 UART串行接口;7．1 串行通信概述; 在并行通信中，一个并行数据占多少位二进制数，就要多少根传输线，这种方式的特点是通信速度快，但传输线多，价格较贵，适合近距离传输。 串行通信仅需1～2根传输线，故在长距离传输数据时比较经济，但由于它每次只能传送1位，所以传送速度较慢。;图7.1 基本通信方式图示;7．1．1 同步通信和异步通信方式;1．异步通信ASYNC;;;; 由于异步通信每传送一帧有固定格式，通信双方只需按约定的帧格式来发送和接收数据，所以硬件结构比同步通信方式简单。此外，它还能利用校验位检测错误，所以这种通信方式应用较广泛。在单片机中主要是采用异步通信方式。;2．同步通信SYNC;;7．1．2 串行通信的数据传送速率; 异步通信的数据传送速率一般为50b/s～100kb/s，常用于计算机到CRT终端，以及双机或多机之间的通信等。;7．1．3 串行通信的方式;;;;* 信号的调制与解调;7．1．4 通信协议;7．2 80C51串行口简介;7．2．1 串行口结构与工作原理;图7．3 串行口结构框图; 在进行串行通信时，外界数据通过引脚RXD（P3.0）输入。输入数据首先逐位进入输入移位寄存器，由串行数据转换为并行数据，然后再送入接收寄存器。在接收寄存器中采用了双缓冲结构，以避免在接收到第2帧数据前，CPU未及时响应接收寄存器前一帧的中断请求，没把前一帧数据读走，而造成2帧数据重叠的错误。在发送时，串行数据通过引脚TXD（P3.1）输出。由于CPU是主动的，因此不会产生写重叠问题，一般不需要双缓冲器结构。要发送的数据通过发送控制器控制逻辑门电路逐位输出。;7．2．2 串行口寄存器;1．串行口控制寄存器SCON;;SCON.5位 SM2——多机通信控制位。 在方式2和方式3中，SM2主要用于进行多机通信控制。当串行口以方式2或方式3接收时，如果SM2=1，允许多机通信，且接收到第9位RB8为0时，则RI不置1不接收主机发来的数据；如果SM2=1，且RB8为1，则RI置1，产生中断请求，将接收到的8位数据送入SBUF。当SM2=0时，不论RB8为0还是1，都将收到的8位数据送入SBUF，并产生中断。 在方式1中，当处于接收状态时，若SM2=1，则只有接收到有效的停止位时，RI才置1。在方式0中，SM2应置0。;;;;SCON.1位 TI——发送中断标志位。 在方式0中，发送完8位数据后，由硬件置位；在其他方式中，在发送停止位之初由硬件置位。TI=1时，可申请中断，也可供软件查询用。在任何方式中，都必须由软件来清除TI。 SCON.0位 RI——接收中断标志位。 在方式0中，接收完8位数据后，由硬件置位；在其他方式中，在接收停止位的中间，由硬件置位。RI=1时，可申请中断，也可供软件查询用。在任何方式中，都必须由软件清除RI。;;2．数据缓冲寄存器SBUF;3．电源控制寄存器PCON;4．中断允许控制寄存器IE;5．中断优先级寄存器IP;7．2．3 80C51的帧格式;方式0以8位数据为一帧，不设起始位和停止位，先发送或接收最低位。 方式1以10位为一帧传输，设有1个起始位“0”、8个数据位和1个停止位“1”。 ; 方式2和3以11位为一帧传输，设有1个起始位“0”、8个数据位、1个可编程位（第9数据位）D8和1个停止位“1”。 可编程位D8由软件置“1”或清“0”，该位可作检验位，也可作它用。 ;7．2．4 波特率的设置;1． 方式0和方式2的波特率;2．方式1和方式3的波特率; 当定时器T1作波特率发生器使用时，通常是选用自动重装载方式，即方式2。设计数初值为X，那么每过（256—X）个机器周期，定时器1就会产生一次溢出。为了避免因溢出而产生不必要的中断，此时应禁止T1中断。溢出周期为： 溢出率为溢出周期之倒数，所以： 则定时器T1方式2的初始值为： ;表7.2 定时器T1的常用波特率 ;【例1】已知80C51单片机时钟振荡频率为11.0592MHz选用定时器T1工作方式2作波特率发生器，波特率为2400波特，求时间常数。 解：设波特率控制位SMOD＝0,定时器T1的时间常数为： 所以TH1＝TL1＝F4H。 ;;;7.3 串行通信工作方式;7．3．1 方式0;;;;图7．3 串行口结构框图;7．3．2 方式1;（1）发 送 当执行“MOV SBUF，A”指令时，CPU将1字节的数据写入发送缓冲寄存器SBUF（99H），就启动发送器发送，数据从引脚TXD（P3．1）端输出。当发送完1帧数据后，TI标志置1，在中断方式下将申请中断，通知CPU可以发送下一个数据。如