第六章单片机接口技术.ppt.ppt

1.教学内容: 1） 串行通信技术的基本概念、结构、工作方式 和工作原理 2）MCS-51单片机的串行口的特点和用法 2.教学重难点 串行通信、并行通信、同步通信、异步通信 几个串行口专用寄存器 串行通信的几种工作方式 3.课时 6 4.作业 习题2，4，5 串行通信是指数据按位顺序传送。 特点是：线路简单，最多只需要一对传输线即可，通信线既能传送数据信息，又能传送控制信息；对信息的传送格式固定为异步和同步两种；对信息的逻辑定义与TTL不相容，需进行电平转换 2. 异步通信(Asynchronous Communication) 异步方式是以字符帧为单位传送数据, 它利用每一帧的起、止信号来建立发送与接收之间的同步,每帧内部各位均采用固定的时间间隔, 但帧与帧之间的时间间隔是随机的。其基本特征是每个字符必须用起始位和停止位作为字符开始和结束的标志, 它是以字符为单位一个个地发送和接收的。 1. 单工、半双工 和 全双工 单工：信息只能沿着一个方向传播 半双工：信息可以沿一条线双向传播，但不能同时实 现双向传播。 全双工：使用两条独立的数据通道，收发可同时进行，全双工方式要占用单片机的两个I/O脚，传输线至少要3根 2. 串行通信的波特率 波特率是衡量串行通信中数据传送速率的单位，表示每秒钟传送多少位二进制数，用bps表示 1波特=1位/秒（ bps） 一位的传送时间为波特率的倒数 串行通信中，数据位的发送和接收分别由发送时钟和接收时钟脉冲进行定时控制，时钟频率高，通信速度快，一般波特率取时钟频率的1/16或1/64 4.2 MCS-51串行通信接口 MCS-51单片机内部有一个功能很强的可编程全双工串行异步通信接口，具有通用异步接收和发送器（UART）的作用，内部有2个独立的接收/发送移位缓冲器。帧格式有8位，10位，和11位，波特率可变。 6.1.3串行口的控制 MCS-51单片机的串行口通过引脚串行数据发送端（TXD）和引脚串行数据接收端(RXD)与外界进行通信。 内部由2个物理上独立的数据缓冲寄存器（即接收缓冲器和发送缓冲器SBUF)、发送控制器、接收控制器、输入移位寄存器、输出门电路、波特率发生器和串行控制寄存器组成。 注意： 接收缓冲器和发送缓冲器共用一个缓冲器名称SBUF，共同占用一个地址99H 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 所以：CPU写SBUF，即修改发送缓冲器 CPU读SBUF，即读接收缓冲器 1. 数据缓冲器SBUF 串行口缓冲器SBUF是可直接寻址的特殊功能寄存器, 其内部RAM字节地址是99H。在物理上, 它对应着两个独立的寄存器, 一个发送寄存器, 一个接收寄存器。发送时, 就是CPU写 SBUF的时候（51 系列单片机没有专门的启动发送状态的指令）; 接收时, 就是读取SBUF的过程, 接收寄存器是双缓冲的, 以避免在接收下一帧数据之前, CPU未能及时响应接收器的中断, 没有把上一帧数据读走, 而产生两帧数据重叠的问题。 SM2: 多机通信时的接收允许标志位。 1） 在模式 2 和 3 中, 若SM2 = 1, 且接收到的第 9 位数据（RB8）是 0, 则接收中断标志（RI）不会被激活；若SM2=0，无论接收到的第 9 位数据（RB8）是 0 还是1，都产生中断标志，接收到的数据装入SBUF。 2）在模式1中, 若SM2=1 且没有接收到有效的停止位, 则 RI不会被激活。 3）在模式 0 中, SM2 必须是 0。 REN：允许串行口接收控制位（软件置位或清除） 为1时，串行口进入接收状态，为0时禁止接收 TB8： 方式2和3中，是发送的第9位数据可 作为奇偶校验位 多机通信时，为1表示发送的本帧数码为 地址码，为0表示发送的本帧数码为数据码 RB8：方式2和3中，是接收的第9位数据 TI： 发送中断标志位（判断一帧数据是否发送完成），为1时申请中断，响应后CPU发送一帧数据，必须由软件清零 方式0时，发送完第8位数据时由硬件自动置位，其它方式中，发送“停止位”之后由硬件自动置位 RI：接收中断标志位，（判断一帧数据是否接收完成），为1时申请中断，要求CPU取走所收到的数据 注意：TI和RI共用一个中断源和一个中断入口地址 发送开始, 把一个起始位（0）送到 T