单片机 第5章 MCS-51单片机的串行通信.pptVIP

第5章 MCS－51单片机的串行通信 5.1概述 5.2 MCS-51串行口及特殊功能寄存器 5.3 串行通信的波特率 5.4 串行通信的应用 5.1概述 5.1.1数据通信的概念 一个单片机系统与外部设备或其他系统交换信息的过程称为通信。实现通信的方式基本上有两种： 并行通信 串行通信 5.1.2串行通信的方式 1.同步方式 同步方式是指在传送一组数据块时，要求参与数据传输的双方必须具有相同的传送波特率，且参与传送的脉冲的相序要完全同步，并要在这组数据块的开始位置设置一个同步信号，这个信号是一位或几位二进制字符，当接收方收到该同步信号后，即可进行数据块的连续传送，而中间不需要停顿，直到传输完毕。 2 异步方式 异步方式是指在通信过程中，传送的所有数据并不像同步通信方式那样要组成一个数据块，而是每一个数据作为一个独立的单元参与信息传送，且各数据块之间可以不连续。 5.1.3串行通信的传送方向 根据通信双方的信息传送方向，可以把串行通信分为以下三种形式。 1单工方式 2半双工方式 3全双工方式 5．1．4 串行通信的校验方式 异步通信中单个字符的校验方法通常用奇偶校验法，即在一个字符的各位发完之后，附加一个校验位，若采用奇校验，则校验位的状态（0或1）应使数据各位（含校验位）中“1”的个数为奇数。 5.2 MCS—51串行口用及特殊功能寄存器 MCS－51单片机并行接口中，P3.0(RXD)和P3.1(TXD)的第二功能作为全双工的异步通信接口，能同时发送和接收数据，它的内部结构包括缓冲器（SBUF）、发送控制器、发送端口、接收控制器和接收端口以及波特率控制和中断逻辑等部件。 5．2．1 串行口数据缓冲寄存器SBUF SBUF是串行口缓冲寄存器，其地址空间为99H，不可位寻址，其实SBUF包括发送寄存器和接收寄存器两个单元。一个单元负责数据的发送，一个用于数据的接收，它们虽然有相同的名称（即SBUF）和相同的地址空间（即99H），但其物理空间是相互独立的，且读写特性也不同：一个只能被CPU读取，另一个只能被CPU写入。 5．2．2 串行口控制寄存器SCON 串行口控制寄存器SCON用于定义串行口的工作方式及实施接收和发送控制。字节地址为98H，它是一个可以位寻址的特殊功能寄存器，位地址分别为98H~9FH，其各位名称定义如表5－1所示（P105)。 SM0、SM1：串行口工作方式选择控制位，其定义如表5.2所示 （P106） SM2：多机通讯控制位 REN：接收允许控制位 TB8: 是要发送数据的第9位 RB8：接收到的数据的第9位 TI： 发送中断标志位 RI： 接收中断标志位 5．2．3 特殊功能寄存器PCON 电源控制寄存器PCON也是一个特殊功能寄存器，地址空间为87H，其主要功能是用于CMOS型80C51的低功耗操作。其中只有第7位SMOD是用于串行通信控制的，对于方式0，SMOD位不起作用，而对于方式1、方式2和方式3，SMOD位可对通信的波特率进行控制，当对SMOD位为“0”时，波特率为正常值，而当对SMOD置“1”时，则波特率加倍。 这里需注意的是：由于PCON不能位寻址，对SMOD位的赋值也就不能再用位指令来实现了，而要通过字节操作指令来进行，如对SMOD位置“1”，可以用指令ANL PCON，＃40H来完成。 5.2.4 串行口的工作方式 8051单片机的全双工串行口可编程为4种工作方式，即方式0、方式1、方式2和方式3。其实方式0并不真正用于通信，而是通过外接移位寄存器芯片实现扩展并行I／O口的功能，所以该方式又称移位寄存器方式。方式1、方式2、方式3都是异步通信方式。工作方式的选择取决于SCON的SM0和SM1位。 5．3 串行通信的波特率 在串行通讯中，收发双方的数据传送率（波特率）要有一定的约定。在8051串行口的四种工作方式中，方式0和2的波特率是固定的，而方式1和3的波特率是可变的，由定时器T1的溢出率控制。 方式0 方式0的波特率是固定的，发送的同步时钟频率为单片机时钟频率的1/12，即fosc/12。 方式2 方式2的波特率有两种可以选择，是由PCON中的选择位SMOD来决定的，波特率的计算公式可由下式表示： 波特率＝(2SMOD/64)*fosc ， 也就是当SMOD=1时，波特率为1/32fosc，当SMOD=0时，波特率为1/64fosc 方式1和方式3 这两种方式都是由定时器T1作为波特率发生器，其公式如下： 波特率=(2 SMOD /32)*定时器T1溢出率 其中T1溢出率= T1计数率/产生溢出所需的周期数，即： T1溢出率＝(fosc/12