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并不错 嵌入式系统设计 第 11 讲 串行通信概述 51单片机的串行通信接口 串行口的工作方式 本讲内容 串行通信概述 51单片机的串行通信接口 串行口的工作方式 计算机通信技术 实现本地或远程、机与机或多机之间的通信，是计算机的重要功能，我们能够坐在计算机前直接看到远方发生的事件或远程现场设备工作的状态和各项运行参数，都得益于计算机的强大通信功能。 计算机通信方式： 串行通讯概述 串行口的设计使MCS-51单片机的功能 大大增加.可以用串行通讯的方式实现单片机与单片机或者是单片机与微机等设备之间的数据交换. 串行通讯电路简单,成本低,可以实现远距离的数据传输。缺点是传输速度低于并行数据传输。 在一个嵌入式系统中,往往采用多单片机构成一个完整的控制系统,它们之间以串行通信的方式进行数据交换---多机通讯(如图). 串行通信总线 串行通信方式有以下多种: 计算机近距离数据通信，现在常用有以下几种总线： USB、RS-232C、IIC、SPI、SCI等总线进行。 计算机远程数据通信，有以下一些常用的通信总线： RS-485总线、CAN总线、电流环、以太网等。 其中的232、485、422、CAN、电流环、以太网等总线在控制领域的应用最多。而这几种总线在单片机系统的应用都是基于单片机的串行通信接口。 本讲仅学习单片机串行接口，上述几种常用通信总线的知识在第21讲开始学习。 串行通信应用示意图 串行通信中的一些基本概念 字符帧:也称数据帧,它是由“起始位”“数据位”和“停止位”构成(如下图所示)。 波特率:每秒钟传输二进制数据的个数.波特率使用的单位是:bps(bit per scond),既 位/秒。 异步通信:数据以字符或字节为单位组成字符帧传送.数据从发送端一帧一帧的发送,通过传输线被接收端一帧一帧的接收.发送与接收相互独立,互不同步。 串行通信中的一些基本概念 同步通信:数据也是以字符或字节为单位组成字符帧传送的。每一位数据都有一个时钟脉冲与之对应。从主机的数据口和时钟口两条线同步进行。 本讲内容 串行通信概述 51单片机的串行通信接口 串行口的工作方式 51单片机的串行通信接口 51单片机的串行通信接口 数据缓冲寄存器 SBUF(接收的SBUF、发送的SBUF) SBUF是用来存放串行口发送和接收数据的寄存器,在SFR的地址为99H.在物理上它对应两个不同的单元:发送寄存器和接收寄存器。 写SBUF就是向发送的SBUF内写一个数据并开始发送数据： SBUF＝data1[i]; 读SBUF就是读取接收的SBUF中的数据，放到一个变量里： m＝SBUF; 由于发送SBUF与接收的SBUF是两个不同的逻辑部件,所以在硬件设计上保证了51单片机串行口是一个可以同时发送与接收的”全双工”接口。 串行口控制寄存器 SM0 SM1: 串行口操作模式选择位。如下表 RI:完成一帧数据接收的标志,原始应清零，接收完成，硬件自动置RI=1并申请中断，然后必须由软件清零(RI=0)，才能接收下一个数据，否则，串口上来的数据，不再进入SBUF，SBUF维持原数据不变。 TI:完成一帧数据发送的标志,原始应清零，发送完成，硬件自动置TI=1并申请中断，然后必须由软件清零(TI=0)，如果不清零TI，直接给串口SBUF送数据，串口会立即正常发出所送的数据(发送会有起始位、数据位和结束位)。如果数据还没有发完，就给SBUF送数据，会立即发送新数据，而且没有起始位。 SM2 :多机通信使能位 1.模式0、1时:SM2应设为0，这样RI才能被正常激活并引发中断。如果此时SM2=1，则只有接收到数据并接收到有效停止位时RI才置1，如果接收到数据，但没有接收到有效停止位，RI就不置位。 2.模式2、3时:使用SM2。收到的第9位数据传给RB8。 若SM2=1,则由RB8为1还是为0，决定RI是否被置位。 若SM2=0,则无论RB8如何，RI都能被置位(RI=1)并引发中断。 具体规则如下： 若SM2=1且RB8=0时,RI不能被激活，数据也不进入SBUF。 若SM2=1且RB8=1时,RI被激活=1并引发中断。 若SM2=0且RB8=0时,RI被激活=1并引发中断。 若SM2=0且RB8=1时,RI被激活=1并引发中断。 如何使用RI，TI标志（中断和查询） CPU与串行口之间不是同步工作的，两者之间的数据交换通过SBUF,何时交换必须借助于标志信号进行。 RI（SCON.0)：接收到一帧数据的标志。 在RI可以被激活的条件下，在接收到一个字节的停止位的中间时刻，RI会被置1。如果系统中断是开放的，则RI=1时会自动引发中断。用户可以通过中