第10章串行通信接口模塊(SCI)

1、第第1010章章 串行通信接口（串行通信接口（SCI)SCI)SCISCI接口模塊接口模塊: :實現(xiàn)與其它外設之間的異步串行實現(xiàn)與其它外設之間的異步串行數(shù)據(jù)通信數(shù)據(jù)通信。波特率可編程。波特率可編程。SCISCI的發(fā)送器與接收器都是雙緩沖的。各自有的發(fā)送器與接收器都是雙緩沖的。各自有工工作使能作使能和和中斷控制中斷控制?？晒ぷ饔?。可工作于全雙工模式全雙工模式。10.1 10.1 串行通信接串行通信接口概述口概述內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示。內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示。（1 1）兩個兩個I/OI/O引腳引腳：SCIRXDSCIRXD與與SCITXDSCITXD（2 2）一個）一個1616位的位的波特率選擇波特率選擇寄存

2、器寄存器可編程，可可編程，可得到得到6553665536種種的不同速率的不同速率。幀格式幀格式寄偶校驗特性寄偶校驗特性WUTSCICTL1.3喚醒方式喚醒方式選擇選擇TXBUF發(fā)送緩沖器發(fā)送緩沖器SCITL2.7TXRDYTXRDY位位TXEMPTYSCICTL2.6TXINTENA(SCICTL2.0)移位發(fā)送器移位發(fā)送器TXENATXENA發(fā)送使能發(fā)送使能SCICTL1.1SCITXD優(yōu)先級優(yōu)先級TXTXRXRX優(yōu)先級優(yōu)先級Clock波特率選擇波特率選擇RXWAKE接收喚醒標志接收喚醒標志SCIRXST.1RXSHF接收移位器接收移位器接收緩沖器接收緩沖器 RXBUFRXENA（接收使能）

3、（接收使能）SCICTL1.0SCIRXST.7.4-2錯誤標志錯誤標志奇偶錯奇偶錯幀出錯幀出錯超時錯超時錯接收中斷使能接收中斷使能RXERRINTENA（SCICTL1.6）SCI RXRDYBRKDT間斷檢測（沒有停止位）間斷檢測（沒有停止位）(RX/BRKDT）INTENASCIRXD（3 3）1-81-8位位的的可編程可編程數(shù)據(jù)位數(shù)據(jù)位。（4 4）長度為）長度為1 1位位或或2 2位位的的可編程可編程停止位停止位。（5 5）內(nèi)部內(nèi)部產(chǎn)生的產(chǎn)生的串行時鐘串行時鐘。（6 6）四個四個錯誤的檢測標志錯誤的檢測標志： 奇偶性錯誤、超限錯誤、幀錯誤、間斷檢測奇偶性錯誤、超限錯誤、幀錯誤、間斷檢測

4、（7 7）兩種兩種喚醒喚醒多處理器模式多處理器模式： 空閑線喚醒空閑線喚醒、位尋址喚醒位尋址喚醒（8 8）半雙工半雙工或或全雙工全雙工。（9 9）雙緩沖雙緩沖接收和發(fā)送功能。接收和發(fā)送功能。（1010）發(fā)送和接收操作均可通過）發(fā)送和接收操作均可通過中斷中斷或或查詢查詢進行。進行。（1111）非歸零格式非歸零格式（NRZNRZ）。）。10.110.1串行通信接口概述串行通信接口概述模塊主要包括以下部件：模塊主要包括以下部件：（1 1）發(fā)送器）發(fā)送器-TX-TX SCITXBUF SCITXBUF- -發(fā)送數(shù)據(jù)緩沖寄存器，存發(fā)送數(shù)據(jù)。發(fā)送數(shù)據(jù)緩沖寄存器，存發(fā)送數(shù)據(jù)。 TXSHFTXSHF發(fā)送移位寄

5、存器，每次發(fā)送移位寄存器，每次1 1位送到位送到SCITXDSCITXD 引腳。引腳。（2 2）接收器）接收器-RX-RX RXSHF RXSHF接收移位寄存器，每次接收移位寄存器，每次1 1位將位將SCIRXDSCIRXD引引 腳上的數(shù)據(jù)移入。腳上的數(shù)據(jù)移入。 SCIRXBUF SCIRXBUF- -接收數(shù)據(jù)緩沖寄存器，存接收數(shù)據(jù)緩沖寄存器，存RXSHFRXSHF接收接收 到數(shù)據(jù)。到數(shù)據(jù)。（3 3）一個）一個可編程的波特率發(fā)生器可編程的波特率發(fā)生器。（4 4）控制和狀態(tài)寄存器）控制和狀態(tài)寄存器( (映射在數(shù)據(jù)存儲器區(qū)）。映射在數(shù)據(jù)存儲器區(qū)）。10.10.7 7 SCI SCI模塊的寄存器地址

6、模塊的寄存器地址 地址地址 寄存器寄存器 名稱名稱7050h7050h SCICCR SCICCR SCISCI通信控制通信控制寄存器寄存器7051h7051h SCICTRL1 SCICTRL1 SCISCI控制控制寄存器寄存器1 17052h7052h SCIBAUD SCIBAUD 波特率選擇波特率選擇寄存器高寄存器高8 8位位7053h7053h SCIBAUD SCIBAUD 波特率選擇波特率選擇寄存器低寄存器低8 8位位 7054h7054h SCICTRL2 SCICTRL2 SCI SCI控制控制寄存器寄存器2 2 7055h7055h SCIRXST SCIRXST SCIS

7、CI接收器狀態(tài)接收器狀態(tài)寄存器寄存器7056h7056h SCIRXEMU SCI SCIRXEMU SCI仿真數(shù)據(jù)仿真數(shù)據(jù)緩沖寄存器緩沖寄存器7057h7057h SCIRXBUF SCIRXBUF SCI SCI接收器數(shù)據(jù)緩沖接收器數(shù)據(jù)緩沖寄存器寄存器 7059h7059h SCITXBUF SCI SCITXBUF SCI發(fā)送數(shù)據(jù)緩沖發(fā)送數(shù)據(jù)緩沖寄存器寄存器705Fh705Fh SCIPRI SCIPRISCISCI優(yōu)先級控制優(yōu)先級控制寄存器寄存器10.2 10.2 可編程的數(shù)據(jù)格式可編程的數(shù)據(jù)格式串行口的數(shù)據(jù)無論是收、發(fā)都采用串行口的數(shù)據(jù)無論是收、發(fā)都采用NRZ(NRZ(非歸零）非歸零

8、）格式格式1 1個個起始位起始位1-81-8個個數(shù)據(jù)位數(shù)據(jù)位. .1 1個或無個或無奇偶校驗位奇偶校驗位1-21-2個個停止位停止位1 1個從數(shù)據(jù)中個從數(shù)據(jù)中識別地址識別地址的的附加位附加位( (僅用于地址模式僅用于地址模式) )基本單位基本單位為一個字符，其為一個字符，其長度長度為為1-81-8位。位。數(shù)據(jù)的每個字符格式化為數(shù)據(jù)的每個字符格式化為1 1個起始位，個起始位，1-21-2個停止位和個停止位和 可選的奇偶校驗位和地址位，如圖所示?？蛇x的奇偶校驗位和地址位，如圖所示。注意：注意：帶有格式化信息數(shù)據(jù)的一個字符稱為一個帶有格式化信息數(shù)據(jù)的一個字符稱為一個字符字符幀幀NRZNRZ（非歸零）

9、數(shù)據(jù)格式：（非歸零）數(shù)據(jù)格式：空閑線模式空閑線模式地址位模式地址位模式 地址地址 校驗校驗001-81-8校驗校驗停止停止為了對數(shù)據(jù)格式化進行編程，要使用為了對數(shù)據(jù)格式化進行編程，要使用SCISCI通信控制通信控制 寄存器寄存器(SCICCR)(SCICCR)。用于對數(shù)據(jù)格式進行編程的用于對數(shù)據(jù)格式進行編程的 位如表所示。位如表所示。 位位 功功 能能 SCICCR.2-0 SCICCR.2-0 選擇字符長度（選擇字符長度（1-81-8位）位） SCICCR.5 SCICCR.5 是否選擇奇偶校驗功能是否選擇奇偶校驗功能 SCICCR.6 SCICCR.6 選擇奇偶校驗，選擇奇偶校驗，1-偶，

10、偶，0-奇奇 SCICCR.7SCICCR.7 停止位的個數(shù)，停止位的個數(shù)，1-1個，個，0- 2個個10.10.3 3 串行接口的多處理器通信串行接口的多處理器通信SCISCI提供了與許多外設的提供了與許多外設的UARTUART通信模式通信模式。異步模式需。異步模式需 要兩條線與標準設備接口，如使用要兩條線與標準設備接口，如使用RS-232CRS-232C格式的格式的 終端和打印機等。終端和打印機等。SCISCI有有兩種多處理器兩種多處理器協(xié)議協(xié)議: : (1) (1)空閑線路空閑線路多處理器模式。多處理器模式。 (2)(2)地址位地址位多處理器模式多處理器模式。協(xié)議協(xié)議允許在允許在多個處理

11、器之間多個處理器之間進行有效的數(shù)據(jù)傳輸。進行有效的數(shù)據(jù)傳輸。10.3 10.3 串行接口的多處理器通信串行接口的多處理器通信多多處理器通信處理器通信中一條串行線上中一條串行線上只能有一個信息源只能有一個信息源。地址字節(jié)地址字節(jié) 發(fā)送的數(shù)據(jù)塊的發(fā)送的數(shù)據(jù)塊的第一個字節(jié)第一個字節(jié)為為地址字節(jié)地址字節(jié)，它被所有，它被所有的接收器讀取，但的接收器讀取，但只有地址正確只有地址正確的的接收器接收器才能才能被緊被緊隨地址字節(jié)后面的數(shù)據(jù)字節(jié)中斷隨地址字節(jié)后面的數(shù)據(jù)字節(jié)中斷，地址不正確地址不正確的接的接收器不被中斷，直到下一個地址字節(jié)。收器不被中斷，直到下一個地址字節(jié)。SLEEPSLEEP位位 串行線路上的所有

12、處理器將它們的串行通信接口串行線路上的所有處理器將它們的串行通信接口 SLEEPSLEEP位位( (SClCTL1.2)SClCTL1.2)設置為設置為1 1，僅在檢測到地址字，僅在檢測到地址字節(jié)時才被中斷。節(jié)時才被中斷。當一個處理器讀取到的一個數(shù)當一個處理器讀取到的一個數(shù)據(jù)塊據(jù)塊地址與本器件地址相一致時，地址與本器件地址相一致時，用戶程序必須清除用戶程序必須清除SLEEPSLEEP位來位來確保確保串行通信接口在收到每個數(shù)據(jù)字節(jié)串行通信接口在收到每個數(shù)據(jù)字節(jié)時產(chǎn)生一個中斷。時產(chǎn)生一個中斷。盡管當盡管當SLEEPSLEEP位為位為1 1時，接收器仍能工作，但它不會使時，接收器仍能工作，但它不會使

13、RXRDYRXRDY、RXINTRXINT或任何接收錯誤狀態(tài)位設置為或任何接收錯誤狀態(tài)位設置為1 1，除，除非檢測到地址字節(jié)，且接收到的幀的地址位是非檢測到地址字節(jié)，且接收到的幀的地址位是1 1。SLEEPSLEEP位位必須必須由用戶軟件改變由用戶軟件改變。識別地址字節(jié)識別地址字節(jié)處理器根據(jù)多處理器的模式來識別一個地址字節(jié)，例處理器根據(jù)多處理器的模式來識別一個地址字節(jié)，例如：如： 空閑線模式空閑線模式在地址字節(jié)前留有一段在地址字節(jié)前留有一段靜空間靜空間。該模式。該模式?jīng)]有一個附加的沒有一個附加的地址數(shù)據(jù)位地址數(shù)據(jù)位，在處理包含，在處理包含多于多于1010個字節(jié)個字節(jié)的數(shù)據(jù)塊的情況下，其的數(shù)據(jù)塊

14、的情況下，其效率效率比地址位模式更比地址位模式更高。高。 地址位模式地址位模式為每個字節(jié)增加一個為每個字節(jié)增加一個附加位附加位( (地址位地址位) )來來從數(shù)據(jù)中識別地址從數(shù)據(jù)中識別地址。該模式在處理。該模式在處理多個小數(shù)據(jù)塊多個小數(shù)據(jù)塊時時更有效。更有效。與空閑線模式不一樣，因為它在數(shù)據(jù)塊之間不需要等與空閑線模式不一樣，因為它在數(shù)據(jù)塊之間不需要等待。但待。但在大數(shù)據(jù)塊傳輸中在大數(shù)據(jù)塊傳輸中效率效率不如空閑線模式不如空閑線模式。控制控制SCI TxSCI Tx和和RxRx特性特性多處理器的模式可通過多處理器的模式可通過ADDRADDRIDLE MODEIDLE MODE位位(SCICCR.3)

15、(SCICCR.3)來設置。來設置。兩種模式都使用兩種模式都使用TXWAKETXWAKE位位（SCICTL1.3)SCICTL1.3)、RXWAKERXWAKE位位(SCIRXST.1)(SCIRXST.1)和和SLEEPSLEEP標志位標志位(SCICTL1.3)(SCICTL1.3)來控制串行來控制串行通信接口發(fā)送器和接收器的工作狀態(tài)。通信接口發(fā)送器和接收器的工作狀態(tài)。接收順序接收順序：在兩種多處理器模式中，接收順序如下：在兩種多處理器模式中，接收順序如下：(1)(1)在接收一個地址塊時，串行通信接口喚醒并請求一在接收一個地址塊時，串行通信接口喚醒并請求一個中斷個中斷( (中斷必須被使能中

16、斷必須被使能) )。它讀取地址塊的第一幀。它讀取地址塊的第一幀數(shù)據(jù)，其中包括數(shù)據(jù)，其中包括目的地址目的地址。(2)(2)通過中斷和通過中斷和查詢查詢程序引入的地址程序引入的地址進入服務程序進入服務程序，并，并且該地址字節(jié)與且該地址字節(jié)與保存在內(nèi)存中的本器件地址保存在內(nèi)存中的本器件地址再次進再次進行校對。行校對。(3)(3)如果檢查表明此塊是如果檢查表明此塊是DSPDSP控制器的地址，則控制器的地址，則CPUCPU清除清除SLEEPSLEEP位并讀塊的其余部分，如果不是，則退出軟件位并讀塊的其余部分，如果不是，則退出軟件子程序，子程序，SLEEPSLEEP位設置為位設置為1 1，直到下一個地址塊

17、開始，直到下一個地址塊開始才接收中斷。才接收中斷。10.3.1 10.3.1 空閑線多處理器模式空閑線多處理器模式ADDRADDRIDLE MODEIDLE MODE0 0，數(shù)據(jù)塊被數(shù)據(jù)塊被塊間的時間間隔分開塊間的時間間隔分開，該時間間隔該時間間隔比塊中數(shù)據(jù)幀之間的時間間隔要長比塊中數(shù)據(jù)幀之間的時間間隔要長。一幀后的空閑時間（十個或更多的高電平位）表明一幀后的空閑時間（十個或更多的高電平位）表明了一個新塊的開始，了一個新塊的開始，單個位的時間可以由波特率值單個位的時間可以由波特率值算出。算出。 幀的幾個塊幀的幾個塊塊之間塊之間10位或位或更多的空閑周期更多的空閑周期幀的一個塊幀的一個塊塊內(nèi)幀塊

18、內(nèi)幀塊內(nèi)的第一幀為地址，塊內(nèi)的第一幀為地址，其后面是其后面是10位或更多的空位或更多的空閑周期閑周期少于少于10位位的空閑周期的空閑周期10位或更多的位或更多的空閑周期空閑周期開始開始開始開始開始開始數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)地址地址最后一個數(shù)據(jù)最后一個數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)格式數(shù)據(jù)格式（引腳（引腳SCIRXD,SCITXD）展開的數(shù)據(jù)格式展開的數(shù)據(jù)格式10.3.2 10.3.2 地址位多處理器模式地址位多處理器模式ADDR/IDLE MODEADDR/IDLE MODE位位1 1，每幀中有，每幀中有一附加的地址位一附加的地址位緊跟緊跟在最后一個數(shù)據(jù)位后。在在最后一個數(shù)據(jù)位后。在數(shù)據(jù)塊數(shù)據(jù)塊的第一幀中，地址的第一幀中，地址位

19、設為位設為1 1，而在其它所有的幀中置成，而在其它所有的幀中置成0 0。空閑周期的?？臻e周期的時間是不相連的。時間是不相連的。 幀的塊幀的塊無信號的空閑周期無信號的空閑周期一個塊一個塊塊的第一幀為地址塊的第一幀為地址（地址位設置為（地址位設置為1）塊內(nèi)的幀塊內(nèi)的幀（地址位設置為（地址位設置為0）下一個塊的第一幀下一個塊的第一幀為地址（地址位為地址（地址位設置為設置為1）空閑時間無信號空閑時間無信號地址位地址位地址位模式幀實例地址位模式幀實例開始開始奇偶奇偶停止停止數(shù)據(jù)格式數(shù)據(jù)格式（引腳（引腳SCIRXD、SCITXD）擴展的數(shù)據(jù)格式擴展的數(shù)據(jù)格式10.4 SCI10.4 SCI通信通信格式格式

20、SCISCI異步通信可使用異步通信可使用半雙工半雙工或或全雙工全雙工模式通信模式通信。在這種。在這種模式下，模式下，一個幀一個幀包括包括1 1個起始位個起始位、1-81-8個數(shù)據(jù)位個數(shù)據(jù)位、1 1個個可選的奇偶校驗位可選的奇偶校驗位以及以及1-21-2個停止位個停止位。每個數(shù)據(jù)每個數(shù)據(jù)占占8 8個個SCICLKSCICLK周期周期。接收器在接收到一個有效的起始位后開始工作。接收器在接收到一個有效的起始位后開始工作。一個一個有效的起始位有效的起始位由由4 4個個連續(xù)的內(nèi)部連續(xù)的內(nèi)部SCICLKSCICLK周期的零位來周期的零位來識別。如果任何一個位都不為識別。如果任何一個位都不為0 0，則處理器

21、重新啟動，則處理器重新啟動并開始尋找另一個起始位。并開始尋找另一個起始位。多數(shù)表多數(shù)表決原則決原則下降沿檢測下降沿檢測每個數(shù)據(jù)占每個數(shù)據(jù)占8個個SCICLK周期周期每個數(shù)據(jù)占每個數(shù)據(jù)占8個個SCICLK周期周期起始位起始位數(shù)據(jù)低位數(shù)據(jù)低位SCICLK(內(nèi)部內(nèi)部)SCIRXD對于起始位后的位，處理器通過在其中間進行對于起始位后的位，處理器通過在其中間進行三次采三次采樣樣來判定其位值。來判定其位值。采樣點采樣點位于位于第第4 4、5 5、6 6個個SCICLKSCICLK周期周期。如果如果三次采樣三次采樣有有兩次兩次為某值，則判定為該值。為某值，則判定為該值。10.5 SCI10.5 SCI中斷中

22、斷SCISCI的接收器和發(fā)送器可以由中斷控制，的接收器和發(fā)送器可以由中斷控制，SCICTL2SCICTL2寄存寄存器器中有一個中有一個標志位標志位（TXRDYTXRDY）表示有效的）表示有效的中斷條件中斷條件，SCIRXSTSCIRXST寄存器寄存器有有兩個兩個中斷標志位（中斷標志位（RXRDYRXRDY和和BRKDTBRKDT）和和接收錯誤標志位（接收錯誤標志位（RX ERRORRX ERROR），），其中其中RX ERRORRX ERROR是是FEFE、OEOE和和PEPE條件的邏輯或。條件的邏輯或。發(fā)送器發(fā)送器和和接收器接收器有各自有各自的中斷使能位。的中斷使能位。當中斷被屏蔽時，不會產(chǎn)

23、生中斷，但當中斷被屏蔽時，不會產(chǎn)生中斷，但條件標志位條件標志位仍有仍有效，效，該位反映了發(fā)送和接收的狀態(tài)，可用于查詢方該位反映了發(fā)送和接收的狀態(tài)，可用于查詢方式。式。串行通信接口（串行通信接口（SClSCl）的發(fā)送器和接收器有自己獨立）的發(fā)送器和接收器有自己獨立的的外設中斷向量外設中斷向量。外設中斷請求可使用外設中斷請求可使用高優(yōu)先級高優(yōu)先級或或低優(yōu)先級，低優(yōu)先級，中斷優(yōu)先中斷優(yōu)先級由級由SCIPRISCIPRI寄存器中相應的位來控制。當接收和發(fā)寄存器中相應的位來控制。當接收和發(fā)送中斷都設置為送中斷都設置為相同的優(yōu)先級時相同的優(yōu)先級時，接收中斷接收中斷往往具往往具有有更高的優(yōu)先級更高的優(yōu)先級，

24、這樣可以減少接收超時錯誤。，這樣可以減少接收超時錯誤。如果如果RXRXBK INT ENABK INT ENA位（位（SCICTL2.1SCICTL2.1）置）置1 1，則當發(fā)生，則當發(fā)生以下事件之一就產(chǎn)生一次以下事件之一就產(chǎn)生一次接收中斷接收中斷：（1 1）SCISCI接收到一個完整的幀接收到一個完整的幀并將并將RXSHFRXSHF寄存器中的內(nèi)寄存器中的內(nèi)容傳送到容傳送到SCIRXBUFSCIRXBUF寄存器，該操作會寄存器，該操作會置位置位RXRDYRXRDY（SCIRXST.6SCIRXST.6），并初始化中斷。），并初始化中斷。（2 2）間斷檢測條件發(fā)生間斷檢測條件發(fā)生（在一個丟失的停

25、止位之后，（在一個丟失的停止位之后，SCIRXDSCIRXD引腳保持引腳保持1010個周期的低電平）。該操作會設個周期的低電平）。該操作會設置置BRKDTBRKDT標志位，并初始化中斷。標志位，并初始化中斷。如果如果TX INT ENATX INT ENA位（位（SCICTL2.0SCICTL2.0）置位）置位，當，當SCITXBUFSCITXBUF寄寄存器中的數(shù)據(jù)傳送到存器中的數(shù)據(jù)傳送到TXSHFTXSHF寄存器時，將產(chǎn)生一個寄存器時，將產(chǎn)生一個發(fā)發(fā)送中斷送中斷請求，用以表示請求，用以表示CPUCPU可以寫數(shù)據(jù)到可以寫數(shù)據(jù)到SCITXBUFSCITXBUF寄存器中寄存器中，該操作會置位，該操作會置位TXRDYTXRDY標志標志-SCICTL2.7-SCICTL2.7，并，并初始化一個中斷。初始化一個中斷。 10.6 SCI10.6 SCI波特率計算波特率計算內(nèi)部產(chǎn)生的串行時鐘由系統(tǒng)時鐘頻率內(nèi)部產(chǎn)生的串行時鐘由系統(tǒng)時鐘頻率CLKOUTCLKOUT和和兩個波兩個波特率選擇寄存器特率選擇寄存