单片机原理与接口技术 教学课件 作者 朱玉红 单元9.pptVIP

单元9 单片机的串口及应用 学习目的： 掌握单片机的串口结构，熟悉串口通信工作方式，掌握串口编程方法。 重点难点： 单片机串口工作方式和串口的应用。 外语词汇： Sieries（串行）、Baud Rate（波特率）、Communication（通信）。 通常把计算机与外界的数据传送称为通信，随着80C51单片微机应用范围的不断拓宽，单台仪器仪表或控制器往往会带有不止一个的单片微机，而多个智能仪器仪表或控制器在单片微机应用系统中又常常会构成一个分布式采集、控制系统，上层由PC进行集中管理等。单片微机的通信功能也随之得到发展。 9.1数据通信概述 在实际工作中，单片机与外部设备之间、单片机与单片机之间经常需要交换信息，所有这些信息的交换均称为通信。通信按数据传送的方式分为两种，即并行通信和串行通信。 1.并行通信 在数据传输时，如果一个数据编码字符的所有各位都同时发送、并排传输，又同时被接收，则将这种传送方式称为并行通信。 2.串行通信 在数据传输时，如果一个数据编码字符的所有各位不是同时发送，而是按一定顺序，一位接着一位在信道中被发送和接收，则将这种传送方式称为串行通信。串行通信的物理信道为串行总线。 两种基本通信方式比较起来，串行通信方式能够节省传输线，特别是数据位数很多和远距离数据传送时，这一优点更为突出；串行通信方式的主要缺点是传送速度比并行通信要慢。 9.1.3 串行通信的传输方式 （3）全双工方式 若信号在通信双方之间沿两个方向同时传送，任何一方在同一时刻既能发送又能接收信息，这样的方式称为全双工方式，全双工方式如图9-4所示。 9.2 80C51串口及控制 9.2.2 80C51串口控制 各位的意义如下： SM0(SCON.7)、SM1(SCON.6):串口工作方式选择位。串口工作方式设置见表9-1。 方式2和方式3时，若SM2＝1，则只有当接收到的第9位数据（RB8）为1时，才将接收到的前八位数据送入缓冲器SBUF中，并把RI置1、同时向CPU申请中断；如果接收到的第9位数据（RB8）为0，RI置0，将接收到的前八位数据丢弃。这种功能可用于多处理机通信中。 主要用于方式2和方式3（含9位数据）。如果设置接收机的SM2＝1，则接收机允许多机通信。多机通信协议规定如下： 1）当单片机工作在方式2和方式3，并且SM2=1时，如果第9位数据为1，说明本帧为地址帧，如果第9位数据为0，说明本帧为数据帧。 2）如果SM2=0，接收一帧数据后，不管第9位是1还是0，即不管是地址还是数据，都将接收的数据送SBUF中，并置接收标志RI为1，提出接收中断申请。 多机通信过程如下： 1）当一片单片机（称为主机）与多片单片机（称为分机，每个分机预先定义一个地址，即机号）进行多机通信时，先将所有的从机SM2置为1。 2）当主机要和某分机(如1号机)通信时，先发送一个地址帧，即该从机的机号（如1号机），并使第9位（TB8）为1（表示地址）。 9.3串口的工作方式 SMOD(PCON.7):串行通信波特率系数控制位。 当SMOD＝1时，使波特率加倍。复位后，SMOD＝0。 ? ⒊ 串行数据寄存器SBUF? 串行数据寄存器SBUF包含在物理上是隔离的两个8位寄存器：发送数据寄存器和接收数据寄存器，但是它们共用一个地址99H。 读“SBUF（MOV A，SBUF）”，访问接收数据寄存器。 写“SBUF（MOV SBUF，A）”，访问发送数据寄存器。 当SM0＝0、SM1＝0时，串口选择方式0。这种工作方式实质上是一种同步移位寄器方式。 数据传输波特率固定为fosc／12。 由RXD（P3．0）引脚输入或输出数据。 由TXD（P3．1）引脚输出同步移位时钟。 接收／发送的是8位数据，传输时低位在前。串口工作方式0工作原理 图及帧格式如图9-7所示。 如要再次接收数据，必须由软件将RI清0，方式0输入原理图如图9-8所示。 串口工作为方式1时，为十位数据的异步通信方式，TXD为数据发送引脚，RXD为接收数据引脚，方式1帧数据的格式如图9-9所示，其中有1位起始位、8位数据位、1位停止位。 当执行任何一条写 SBUF的指令时，就启动串行数据的发送。 1.方式1输出 当执行一条写SBUF指令时，就启动了串口发送过程。在发送移位时钟（由波特率确定，可变）的同步下，从TXD引脚先送出起始位，然后送出8位数据，最后是停止位。一帧十位数据发送完后，中断标志TI置1。方式1输出时序如图9-10所示，方式1的波特率由T1的溢出率决定。 在接收过程中，数据从移位寄存器右边移入，起始位移至输入移位寄存器最左边时，控制电路进行最后一次移位。当RI=0时，将接收到的8位数据装入接收