08第八章 串行通信.pptVIP

第8章 串行接口与应用 7.1 串行通信的基本知识 7.2 MCS-51单片机串行口的结构与工作方式 7.3 主从式多机通信 7.1 串行通信的基本知识 在MCS-51单片机内部，有一个通用异步接收/发送器（UART，通用异步接收/发送装置，UART是一个并行输入成为串行输出的芯片，通常集成在主板上 ）。这是一个全双工串行接口，能同时进行发送和接收数据。利用这个串行接口，可以实现单片机之间的单机通信、多机通信，以及与PC机之间的通信。 7.1.1 数据通信的基本概念 1、数据通信（CPU和外部设备之间的信息交换和传输。） 2、通信方式 有两种通信方式：一种是并行通信，一种是串行通信。 7.1.2 串行通信传送方向 串行通信有三种方式： 单工通信 半双工通信 全双工通信 字符格式：一般由起始位、数据位、奇偶校验位和停止位组成。 起始位：位于字符前，只占一位，始终为低电平0. 数据位：跟在起始位后，可取5、6、7、8位，传输时注意低位、高位在前。如传送ASCⅡ码，常取7位。 奇偶校验位：数据位后，占一位，用于检测数据正确性。 停止位：字符帧末尾，为高电平。 例：设异步通信字符格式为1位起始位，1位奇偶校验位，1位停止位，写出传送数据格式。（ ASCⅡ码M字符） 答：M的ASCⅡ为4DH， 所以：传送数据为：0101100101 2.同步方式 由若干个字符顺序连接起来，成为数据块，数据块前加上特殊的同步字符作为传送的开始，使首发双方去的同步。数据块后加上校验字符，用于检查传送的正确性。所以该方式下，首发双方的时钟必须相同。 3.波特率 串行通信中，每秒钟传送的二进制数码的位数单位为bps，它表示数据传送速率的约定。 波特率高，表示传输速度快，对于MCS-51系统来说，波特率一般为50~9600bps. 7.2 MCS-51单片机串行口的结构与工作方式 7.2.1 串行口的结构 MCS-51有一个可编程的全双工串行通信接口，可作为通用异步接收/发送器UART，也可作为同步移位寄存器。它的帧格式有8位、10位和11位，可以设置为固定波特率和可变波特率，给使用者带来很大的灵活性。与中断系统、定时器/计数器一样，串行口也有自己的控制寄存器，即SCON，在使用串口前也需要对SCON进行初始化操作。 7.2.2 串行口控制寄存器SCON和电源控制寄存器PCON 1、串行口控制寄存器SCON 串行口控制寄存器SCON决定串行口通信工作方式，控制数据的接收和发送，并标示串行口的工作状态等。其位格式为： SM0、SM1：串行口工作方式控制位，两位对应四种工作方式，如表7-1所示（fosc是晶振频率）。 SM2：多机通信控制为，主要用于方式2和方式3，仅用于接收时，SM2=1则允许多机通信，只有当接收到的第九位数据为1时，才能将接收的前8位数据送入SBUF，否则丢弃。SM2=0时则无论接收到的第九位是0还是1，都将前8位数据装入SBUF，并请求中断。 REN：允许接收位，为高电平时，串行口允许接收数据。 TB8、RB8：发送和接收的第9位数据，可用作奇偶校验位，也可以作为数据、地址判断位，做地址时一般为1. TI、RI：发送、接收中断标志位。中断响应后注意要用软件清零。 7.2.3 串行口的四种工作方式 串行口的四种工作方式中，串行通信只使用方式1、方式2、方式3，方式0主要用于扩展并行输入输出口。 1、串行口工作方式0（8位移位寄存器输入、输出方式） 用途：多用于外接移位寄存器用以扩展I/O口 用法：串行数据通过RXD（P3.0）引脚输入或者输出，TXD引脚输出同步移位脉冲。接收和发送的数据均为8位，无发送和停止位，同时，数据低位在前。 一般使用串口做并行输出口的时候，外接一个串入并出的移位寄存器74LS164或者CD4094。做输入口使用时，外接一个并入串出的移位寄存器74LS165或者CD4014。此时，只要REN=1.串口即可接收到外部来的数据。 2、串行口工作方式1 方式1、2、3均为全双工制，串行数据经TXD发送给外设，而外设发送的数据经过RXD接收。 用途：用于两个单片机进行双机通信或者与外设电路进行通信。 字符格式：1帧10位，1位起始位（0），8位数据位，1位停止位。 发送时，将数据送入SBUF，随后在串口自动由硬件增加起始位和停止位，成为一帧完整的10位字符格式。在移位脉冲作用下，由TXD输出，当1帧数据发送完后，使TXD维持在高电平状态，同时使TI置1. 接收时，前提条件是REN=1，串口采样RXD端，当接收到1到0的跳变时，认定接收到起始位，随后在移位脉冲的控制下，将接收的数据送入SBUF，直到停止位到来，把停止位放入RB8，并使RI置1. 3、串行口工作方式2 方式2