第七章 串行口及串行通信.ppt

第七章 89C51串行口及串行通信 学习目的及要求 熟悉数据通信中并行/串行、同步/异步、单工/双工以及波特率等概念。 熟悉89C51串行口的基本结构，熟练掌握串行口控制寄存器SCON各个位的含义及其控制功能。 熟练掌握89C51串行口的4种工作方式及其应用 熟悉RS-232C、RS-422A/RS-485标准接口总线及串行通信硬件的设计。 熟悉单片机之间的接收/发送程序的设计思想，理解多机通信的基本原理 了解89C51与PC机之间的通信硬件系统及软件设计 7.1 串行通信基本知识 7.1.1 数据通信 并行通信 串行通信 7.1.2 串行通信的传输方式 1.单工方式 2.半双工方式 3.全双工方式 7.1.3 异步通信和同步通信 1.异步通信 2.同步通信 在异步通信中，数据是一帧一帧(包含一个字符代码或一字节数据)传送。 在帧格式中，一个字符由四个部分组成：起始位、数据位、奇偶校验位和停止位。即首先是一个起始位“0”，然后是5～8位数据(规定低位在前，高位在后)，接下来是奇偶校验位(可省略)，最后是停止位“1”。 在同步通信中，数据开始传送前用同步字符来指示(常约定1～2个)，并由时钟来实现发送端和接收端同步，即检测到规定的同步字符后，下面就连续按顺序传送数据，直到通信告一段落。 在同步传送时，要求用时钟来实现发送端与接收端之间的同步。为了保证接收正确无误，发送方除了传送数据外，还要把时钟信号同时传送。 7.1.4 串行通信的过程及通信协议 通信协议是对数据传送方式的规定，包括数据格式定义和数据位定义等。通信方式必须遵从统一的通信协议。 1.起始位 :当通信线上没有数据被传送时，通信线应处于逻辑“1”状态（高电平）。当发送设备要发送一个字符数据时，首先发出一个逻辑“0”信号（低电平），这个逻辑低电平就是起始位。 2.数据位 :当接收设备收到起始位后，紧接着就会收到数据位。 3.奇偶校验位 :。奇偶校验用于有限差错检测，通信双方应约定一致的奇偶校验方式 .如果选择偶校验，那么组成数据位和奇偶位的逻辑“1”的个数必须是偶数；如果选择奇校验，那么逻辑“1”的个数必须是奇数。 4.停止位约定 :停止位是一个字符数据的结束标志，可以是1位或多位的高电平。 5.波特率设置 :每秒传送多少个二进制位， 叫波特率，它的单位是位/秒(b/s或bps)。 6.握手信号约定 7.2 串行口及应用 7.2.1 89C51串行口 一.结构 MCS-51单片机内部的串行口有两个物理上独立的接收、发送缓冲器SBUF，可同时接收和发送数据。发送缓冲器只能写入不能读出，接收缓冲器只能读出不能写入。两个缓冲器占用同一个地址(99H)。 SCON SM2:允许方式2和方式3进行多机通讯控制位。在方式2或方式3中，如果SM2=1，则接收到的第9位数据(RB8)为0时不激活RI，接收到的数据丢失；只有当收到的第9位数据(RB8)为１时才激活RI，向CPU申请中断。如果SM2=0，则不论收到的第9位数据(RB8)为1还是为0，都会将接收的前8数据装入SBUF中。在方式1时，如果SM2=1，则只收到有效的停止位时才会激活RI；若没有接收到有效的停止位，则RI清零。在方式0中，SM2必须为0。 REN:允许串行接收控制位 ，为1时允许接收，反之禁止接收。 注：在串行通信中，如满足RI=0且REN=1的条件，就允许接收数据，并装入接收SBUF中。 TB8:发送数据的第9位装入TB8中，由软件置1或清0，在方式2、3中用，可作为奇偶校验位，也可作为多机通信的地址帧或数据帧的标志位，1为地址帧，0为数据帧，方式0、1中此位未用。 RB8:在方式2、3时，接收数据的第9位装入RB8中，在方式1时，如果SM2=0,RB8是接收到的停止位，方式0中不用。 PCON 其中的SMOD是波特率选择位，方式1、2、3时，波特率与2SMOD成正比。 三.串行口的工作方式 1.方式0：串行口为同步移位寄存器输入/输出方式，其波特率固定为fosc/12。数据由RXD(P3.0)端输入或输出，同步移位脉冲由TXD(P3.1)端输出，发送、接收的是8位数据，低位在先，高位在后。 2.串行口方式1：10位异步串行通信方式，1位起始位，8位数据位，1位停止位，波特率可变。 a.方式1发送 当执行数据写入发送缓冲器SBUF的命令时，就启动了发送器开始发送。（MOV SBUF,A） b.方式1接收 在REN=1的前提下，并检测到起始位（RXD上检测到由1到0的跳变），方法是以所设波特率的16倍速率采样RXD引脚，其3次采样中至少有相邻两次相同的值进行判断，在确认起始位有效后才开始接收数据。 并同时满足一下两个条件，接收才有效，否则该帧信息丢失： RI