串行通信接口模塊SCI

1、電氣工程學(xué)院Electrical Engineering Institute of NEDU2020年4月3日星期五第十二章串行通信接口模塊（SCI ）Serial Communication Interface電氣工程學(xué)院Electrical Engineering Institute of NEDU2020年4月3日星期五12.1 串行通信接口概述?SCI模塊支持異步通信 ;?SCI接收器和發(fā)送器是雙緩沖的，各自有獨立的使能位和中斷標志位?？梢元毩⒐ぷ?，或全雙工方式工作;?SCI對接收到的數(shù)據(jù)進行間斷檢測，奇偶校驗，越限和幀出錯的檢查 ;?數(shù)據(jù)傳輸速度可編程為 65535種方式;?八位外設(shè)

2、接口。電氣工程學(xué)院Electrical Engineering Institute of NEDU2020年4月3日星期五SCI模塊的特性包括：?兩個外部引腳 SCIRXD、SCITXD?一個16位的波特率選擇寄存器，可編程為 64K種波特率?幀格式:一位啟始位,18數(shù)據(jù)位,可選的奇偶校驗位 ,一位或兩位停止位?4種錯誤檢測標志 :奇偶錯,越限,幀出錯,間斷檢測?兩種多處理器喚醒方式 :空閑線或地址位喚醒?半雙工或全雙工操作12.1 串行通信接口概述電氣工程學(xué)院Electrical Engineering Institute of NEDU2020年4月3日星期五雙緩沖的接收和發(fā)送功能；1.

3、發(fā)送和接收操作可利用狀態(tài)位查詢或中斷完成；2. 發(fā)送器:TXRDY標志(發(fā)送緩沖器準備接收另一個來自CPU的字符),TX EMPTY標志位(發(fā)送移位寄存器空)3. 接收器:RXRDY(接收緩沖器準備接收另一字符 ),4. BRKDT(間斷條件出現(xiàn)),RX ERROR(監(jiān)視4個中斷條件 (FE.OE.PE.BRKDT)5. 不返回零格式；12.1 串行通信接口概述電氣工程學(xué)院Electrical Engineering Institute of NEDU2020年4月3日星期五全雙工模式下SCI的主要部件1.一個發(fā)送器（TX）及和它相關(guān)的主要寄存器；2.一個接收器（RX）及和它相關(guān)的主要寄存器；

4、3.一個可編程的波特率發(fā)生器；4.控制和狀態(tài)寄存器。12.1 串行通信接口概述電氣工程學(xué)院Electrical Engineering Institute of NEDU2020年4月3日星期五12.2 多處理器異步通信模式兩個多處理器通信協(xié)議 :空閑線模式和地址位模式提供了通用異步接收 / 發(fā)送(UART) 通信接口主機TXDRXDTXDRXD從機1TXDRXD從機n12.2.1 串行通信接口可編程的數(shù)據(jù)格式串行通信接口的 NRZ 數(shù)據(jù)格式包括：?一個起始位；?18個數(shù)據(jù)位；?一個奇/ 偶校驗位或無奇/ 偶校驗位；?12個停止位；?一個用于區(qū)分數(shù)據(jù)和地址的額外位。電氣工程學(xué)院Electric

5、al Engineering Institute of NEDU2020年4月3日星期五一條串行線上某一時刻只能進行一次傳送地址字節(jié)：發(fā)送機發(fā)送數(shù)據(jù)塊 ,首先發(fā)送一個地址字節(jié)，它被所有的接收機讀取，僅地址相符的接收機才接收地址字節(jié)后面的數(shù)據(jù) .SLEEP位：所有處理器將各自的 SLEEP位置成1，在監(jiān)測到地址字節(jié)時產(chǎn)生中斷。當(dāng)處理器讀取到的地址與應(yīng)用軟件設(shè)置的本處理器地址相符時，用戶須清除SLEEP位來確保收到每個數(shù)據(jù)字節(jié)時產(chǎn)生中斷。12.2.2 SCI 的多處理器通信電氣工程學(xué)院Electrical Engineering Institute of NEDU2020年4月3日星期五地址字節(jié)的

6、識別空閑線模式 在地址字節(jié)前留有一定長度的空閑空間, 這種模式對于大數(shù)據(jù)塊傳輸更有效。地址位模式在每幀中加入額外地址 /數(shù)據(jù)位,這種模式對于小數(shù)據(jù)塊傳輸更有效。12.2.2 SCI 的多處理器通信電氣工程學(xué)院Electrical Engineering Institute of NEDU2020年4月3日星期五在兩種多處理器模式中，接收步驟如下：?接收地址塊時，在 RX / BK INT ENA位使能條件下，串行通信接口喚醒并請求中斷 ,讀取地址幀。?在中斷服務(wù)程序中校對地址。?如果地址相符，則 CPU就清除SLEEP位并讀取塊中的剩余的數(shù)據(jù)；否則，SLEEP位依舊置位 ,直到下一個地址塊開始

7、才接收并產(chǎn)生中斷。12.2.2 SCI 的多處理器通信電氣工程學(xué)院Electrical Engineering Institute of NEDU2020年4月3日星期五1.空閑線多處理器模式（ ADDR/IDLE MODE=0 ）數(shù)據(jù)塊被塊間的時間間隔分開，該時間間隔比塊中的數(shù)據(jù)幀之間的時間間隔要長，一幀后的空閑時間（10個或更多個高電平位）表明了一個新塊的開始。如下頁圖所示：12.2.2 SCI 的多處理器通信電氣工程學(xué)院Electrical Engineering Institute of NEDU2020年4月3日星期五12.2.2 SCI 的多處理器通信電氣工程學(xué)院Electrica

8、l Engineering Institute of NEDU2020年4月3日星期五空閑線模式接收步驟如下 :?接收到塊啟動信號后 SCI喚醒；?處理器識別出下一個 SCI中斷;?在中斷服務(wù)程序中校對地址 ;?如果該地址與本控制器的地址相符，則 CPU就清除SLEEP位并讀取塊中的剩余的數(shù)據(jù)；?否則，SLEEP位依舊置位,直到下一個地址塊的開始才接收中斷。12.2.2 SCI的多處理器通信的多處理器通信電氣工程學(xué)院Electrical Engineering Institute of NEDU2020年4月3日星期五空閑線模式下有兩種方法可傳送塊的開始信號1.在前一塊的最后一幀的數(shù)據(jù)傳送與新

9、塊的地址幀傳送之間留出 10位或更多位的空閑時間。2.首先將發(fā)送喚醒位TXWAKE 置1，然后再向SCITXBUF 寫入任意一個數(shù)據(jù)，這樣可以在數(shù)據(jù)線上產(chǎn)生11位的空閑時間。12.2.2 SCI 的多處理器通信電氣工程學(xué)院Electrical Engineering Institute of NEDU2020年4月3日星期五喚醒暫存標志位 Wake-UP Temporary (WUT) FlagWUT是一個內(nèi)部標志 ,與TXWAKE 構(gòu)成雙緩沖。TXSHF與SCITXBUF構(gòu)成雙緩沖,當(dāng)SCITXBUF向TXSHF裝載數(shù)據(jù)時, TXWAKE 值傳送給WUT,然后TXWAKE自動清零。12.2.

10、2 SCI 的多處理器通信電氣工程學(xué)院Electrical Engineering Institute of NEDU2020年4月3日星期五空閑線模式下發(fā)送一個塊起始信號步驟1. 設(shè)置發(fā)送喚醒位TXWAKE為1；2. 將一個數(shù)據(jù)字（內(nèi)容不重要）寫到 SCITXBUF寄存器來作為傳送一個塊的開始信號 ;當(dāng)TXSHF寄存器再次空閑時， SCITXBUF寄存器的內(nèi)容被傳送到TXSHF寄存器中， TXWAKE被移位到WUT，而后TXWAKE位被清0。因為WUT為1，則啟始位、數(shù)據(jù)位和奇偶位被11位空閑周期所取代；3. 將新的地址寫入SCITXBUF寄存器。12.2.2 SCI 的多處理器通信電氣工程

11、學(xué)院Electrical Engineering Institute of NEDU2020年4月3日星期五地址位多處理器模式（ ADDR/IDLE MODE=1 ）幀格式中有一個附加位，叫地址位，緊跟在數(shù)據(jù)位之后，在數(shù)據(jù)塊的第一幀中附加位被置成1，在其他幀中被置成 0，通信格式如下：12.2.2 SCI 的多處理器通信12.2.2 SCI的多處理器通信的多處理器通信電氣工程學(xué)院Electrical Engineering Institute of NEDU2020年4月3日星期五地址位模式下發(fā)送地址步驟 :1. 置TXWAKE為1并將地址寫入SCITXBUF,當(dāng)SCITXBUF內(nèi)容送到TXS

12、HF移出時, TXWAKE內(nèi)容送WUT作為地址位移出;2. 因為TXSHF和WUT是雙緩沖的,因此TXWAKE 和SCITXBUF可在裝入TXSHF和WUT后,立即裝入新值;3. 發(fā)送數(shù)據(jù)幀時,應(yīng)將TXWAKE 清零。12.2.2 SCI的多處理器通信的多處理器通信電氣工程學(xué)院Electrical Engineering Institute of NEDU2020年4月3日星期五12.2.3 SCI 通信格式每個數(shù)據(jù)位占用 8個SCICLK 周期，有效的啟始位由4個連續(xù)的內(nèi)部SCICLK周期的0位識別出來。對于啟始位后的位，處理器對中間位采樣 3次來決定其位值，這些采樣點出現(xiàn)在第4、5、6個S

13、CICLK周期，位值取決于多數(shù) (三分之二以上)。電氣工程學(xué)院Electrical Engineering Institute of NEDU2020年4月3日星期五12.2.3 SCI 通信格式電氣工程學(xué)院Electrical Engineering Institute of NEDU2020年4月3日星期五通信模式中的接收器信號12.2.3 SCI 通信格式電氣工程學(xué)院Electrical Engineering Institute of NEDU2020年4月3日星期五例如：地址位喚醒模式，每個字符 6位1. 設(shè)置RXENA 位為1來使能接收器接收數(shù)據(jù) ;2. 數(shù)據(jù)到達SCIRXD 引腳

14、后，檢測到啟始位 ;3. 數(shù)據(jù)從RXSHF 移到SCIRXBUF中，標志RXRDY置1表示已收到一個新字符 ,產(chǎn)生中斷請求標志；4. 讀SCIRXBUF時，標志位RXRDY 自動被清除；5. 如RXENA 為零，接收器被禁止，數(shù)據(jù)繼續(xù)保持在RXSHF 中，沒有移入到 SCIRXBUF中12.2.3 SCI 通信格式電氣工程學(xué)院Electrical Engineering Institute of NEDU2020年4月3日星期五通信模式中的發(fā)送器信號通信模式中的發(fā)送器信號12.2.3 SCI 通信格式電氣工程學(xué)院Electrical Engineering Institute of NEDU2

15、020年4月3日星期五例如：地址位喚醒模式，每個字符3位1. 設(shè)置TXENA位為1使能發(fā)送器發(fā)送數(shù)據(jù);2. SCITXBUF被寫入，TXRDY變低;3. SCITXBUF數(shù)據(jù)傳到 TXSHF，發(fā)送器準備第2個字符(TXRDY變高)，并發(fā)出中斷請求(TX INT ENA位允許);4. 程序?qū)⒌?個字符傳到SCITXBUF，寫入后TXRDY又變低 ，TX EMPTY清零,發(fā)送完第1個字符后，TX EMPTY位置1 。第2個字符傳到TXSHF操作開始;5. 如TXENA位為低，發(fā)送器被禁止，SCI結(jié)束發(fā)送。6. 發(fā)送完第2 個字符后，發(fā)送器變空并準備發(fā)送新字符。12.2.3 SCI 通信格式電氣工程

16、學(xué)院Electrical Engineering Institute of NEDU2020年4月3日星期五12.2.4 串行通信接口中斷串行通信接口的接收器和發(fā)送器可由中斷來控制，標志位TXRDY用來指示發(fā)送中斷條件，標志位RXRDY和RBKDT用來指示接收中斷條件電氣工程學(xué)院Electrical Engineering Institute of NEDU2020年4月3日星期五12.2.5 串行通信接口波特率計算BRR=1到65535時波特率為:SCI波特率=SYSCLK/ （BRR+1）*8BRR=0時:SCI波特率=SYSCLK/16例如：已知SYSCLK=24MHz ，所需波特率為9

17、600bps ，進行RS-232通信，試確定波特率寄存器的值BRRBRR=24000000/ （9600*8）1=311.5 取138H所以波特率選擇寄存器設(shè)置為SCIHBUAD=01H ，SCILBAUD=38H 電氣工程學(xué)院Electrical Engineering Institute of NEDU2020年4月3日星期五12.3 串行通信接口控制寄存器?SCI通信控制寄存器（ SCICCR）?SCI控制寄存器1（SCICTL1）?SCI控制寄存器2（SCICTL2）?SCI波特率選擇高字節(jié)寄存器（ SCIHBAUD ）?SCI波特率選擇低字節(jié)寄存器（ SCILBAUD ）?SCI接收

18、狀態(tài)寄存器（ SCIRXST）?SCI接收數(shù)據(jù)緩沖寄存器（ SCIRXEMU）?SCI接收數(shù)據(jù)緩沖寄存器（ SCIRXBUF）?SCI發(fā)送數(shù)據(jù)緩沖寄存器（ SCITXBUF）?SCI優(yōu)先級控制寄存器（ SCIPRI）STOP BITS停止位個數(shù)選擇0：一個停止位；1：兩個停止位EVEN/ODD PARITY奇偶校驗選擇0：奇校驗；1：偶校驗PARITY ENABLE校驗使能位0：禁止；1：使能LOOP BACK ENA自測試模式使能位0：禁止；1：使能ADDR/IDLE MODE多機模式選擇位0：空閑線模式；1：地址位模式SCICHAR2SCICHAR0 字符長度選擇位12.3串行通信接口控制

19、寄存器串行通信接口控制寄存器RX ERR INT ENA 接收錯誤中斷使能0：禁止；1：使能SW RESET軟件復(fù)位SCI (低有效)，寫1使能SCITXWAKE發(fā)送器喚醒方式選擇位，在空閑線模 式下，寫 1到TXWAKE 則寫入 SCITXBUF中的任意數(shù)據(jù)都會在線路上產(chǎn)生 11個數(shù)據(jù)位的空閑周期；在地址位模式下，為1表示要發(fā)送地址，為 0表示發(fā)送的是數(shù)據(jù)字節(jié)。SLEEP休眠 0：禁止休眠；1：進入休眠TXENA發(fā)送使能位0：禁止；1：使能RXENA接收使能位0：禁止將收到的數(shù)據(jù)發(fā)送到SCIRXBUF1：允許將收到的數(shù)據(jù)發(fā)送到SCIRXBUF12.3串行通信接口控制寄存器串行通信接口控制寄存器電氣工程學(xué)院Electrical Engineering Institute of NEDU2020年4月3日星期五BAUD15 BAUD0波特率設(shè)置12.3 串行通信接口控制寄存