單片機(jī)串行通信

1、1.基本原理1.1 8051單片機(jī)串行口工作原理MCS-51系列單片機(jī)片內(nèi)有一個串行IO端口，通過引腳RXD(P30)和TXD(P31)可與外設(shè)電路進(jìn)行全雙工的串行異步通信。8051單片機(jī)的串行端口有4種基本工作方式，通過編程設(shè)置，可以使其工作在任一方式，以滿足不同應(yīng)用場合的需要。其中，方式0主要用于外接移位寄存器，以擴(kuò)展單片機(jī)的IO電路；方式1多用于雙機(jī)之間或與外設(shè)電路的通信；方式2，3除有方式l的功能外，還可用作多機(jī)通信，以構(gòu)成分布式多微機(jī)系統(tǒng)。串行端口有兩個控制寄存器(SCON和PCON)，用來設(shè)置工作方式、發(fā)送或接收的狀態(tài)、特征位、數(shù)據(jù)傳送的波特率(每秒傳送的位數(shù))以及作為中斷標(biāo)志等。

2、串行端口有一個數(shù)據(jù)寄存器SBUF(在特殊功能寄存器中的字節(jié)地址為99H)，該寄存器為發(fā)送和接收所共同。發(fā)送時只寫不讀；接收時，只讀不寫。在一定條件下，向SBUF寫入數(shù)據(jù)就啟動了發(fā)送過程；讀SBUf就啟動了接收過程。串行通信的波特率可以程控設(shè)定。在不同工作方式中，由時鐘振蕩頻率的分頻值或由定時器T1的溢出率確定，使用十分方便靈活。1.2 波特率的設(shè)定 在串行通信中，收發(fā)雙方對發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的速率（即波特率）要有一定的約定，8051的波特率發(fā)生器的時鐘來源有兩種：一是來自于系統(tǒng)時鐘的分頻值，由于系統(tǒng)時鐘的頻率是固定的，所以此種方式的波特率是固定的；另一種是由定時器T1提供的，波特率由溢出率控制，T

3、1的計數(shù)初值是可以用軟件改寫的，因此是一種可變波特率方式，此時T1工作于定時方式2（8位自動重裝入方式）。波特率是否提高一倍由PCON的SMOD值確定，SMOD=1時，波特率加倍。串行口的工作方式中，方式0和方式2采用固定波特率，方式1和方式3采用可變波特率。2.電路的設(shè)計2.1自發(fā)自收電路圖3.1自發(fā)自收電路 上圖是本次課程設(shè)計的第一個要求：用自發(fā)自收的方式，實(shí)現(xiàn)串行中的自檢，當(dāng)串口正常時，發(fā)光二極管亮，否則，燈不亮。因此只需要一個單片機(jī)即可實(shí)現(xiàn)該功能。2.2串行通信電路圖3.2串行通信電路上圖是實(shí)現(xiàn)第二個要求：甲乙兩機(jī)采用串行方式1通信。的圖。在本次的設(shè)計中，兩邊都是采用相同的波特率為48

4、00.。其中甲機(jī)為主機(jī)，發(fā)送程序；已機(jī)為從機(jī)，接收數(shù)據(jù)，并在乙機(jī)上顯示器上顯示出甲機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)：0，1，2，3，4，.1F.。3串行通信程序設(shè)計3.1程序設(shè)計流程圖 設(shè)定T1和scon設(shè)定發(fā)送數(shù)據(jù)地址指針和塊長度計數(shù)器開中斷開關(guān)EA允許串行口中斷發(fā)送等待中斷清T1修改數(shù)據(jù)地址指針和塊長度計數(shù)器全部數(shù)據(jù)發(fā)送完發(fā)送中斷返回清EA或ESYN主程序中斷服務(wù)程序（a）中斷方式發(fā)送程序主程序設(shè)定T1和SCON置位REN允許接收開中斷開關(guān)EA允許串行口中斷等待中斷中斷服務(wù)程序清R1接收數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)送接收緩沖器數(shù)據(jù)塊接收完清EA或ES中斷返回NY設(shè)定接收緩沖區(qū)首址置接收數(shù)據(jù)個數(shù)計數(shù)器（b）中斷方式接收程序圖2.1

5、串行通信中斷方式流程圖 串行通信可采用兩種方式：查詢方式和中斷方式，T1和R1是一幀發(fā)送完否或一幀數(shù)據(jù)到齊否的標(biāo)志。當(dāng)采用中斷方式:發(fā)送程序:發(fā)送一個數(shù)據(jù)-等待中斷，在中斷中再發(fā)送下一個數(shù)據(jù)。接收程序：等待中斷，在中斷中再接收一個數(shù)據(jù)。兩種方式中，當(dāng)發(fā)送或接收數(shù)據(jù)后都要注意清T1或R1。為保證收、發(fā)雙方的協(xié)調(diào)，除兩邊的波特率要一致外，雙方可以約定以某個標(biāo)志字符作為發(fā)送數(shù)據(jù)的起始，發(fā)送方先發(fā)這個標(biāo)志字符，待對方收到該字符，并給以回應(yīng)后再正式發(fā)數(shù)據(jù)。以上是針對點(diǎn)對點(diǎn)的通信，如果是多機(jī)通信，標(biāo)志字符就是各個分機(jī)的地址。3.2自發(fā)自收程序ORG 0000HMOV TMOD,#20HMOV TH1,#0

6、CCHMOV TL1,#0CCH ；設(shè)定波特率SETB TR1MOV SCON,#50HABC : CLR TI MOV P1,#0FEH ；LED滅 ACALL DAY ；延時 MOV A,#0FFH MOV SBUF,A ；發(fā)送數(shù)據(jù)FFH JNB RI, $ ；RI1等待 CLR RI MOV A,SBUF ；接收數(shù)據(jù)，A=FFH MOV P1,A ；燈亮 JNB TI, $ ；TI1等待 ACALL DAY ；延時 SJMP ABCDAY: MOV R0,#0DAL: MOV R1,#0 DJNZ R1, $ DJNZ R0,DAL RET END3.3發(fā)送程序及分析#include&l

7、t;reg51.h>unsigned int i;unsigned char table="0123456789abcdefg"void init()TMOD=0x20 ;/設(shè)定定時器T1TH1=0xfa ;/串口波特率4800bpsTL1=0xfa ;PCON=0x00 ;/置SMOD=0SCON=0x40 ;/置SM0=0,SM1=1TR1=1 ;/開定時器T1void main()init() ;for(i=0;i<16;i+)SBUF=tablei ;while(TI=0) ;TI=0 ; 這段就是應(yīng)用中斷方式所編寫發(fā)送的程序.。串行通信的編程時有要點(diǎn)如

8、下：定好波特率，串行口的波特率有兩種方式：固定波特率和可變波特率。當(dāng)使用可變波特率時，應(yīng)計算T1的初值，并對T1進(jìn)行初始化。本次的實(shí)驗(yàn)中，因?yàn)橐?位自動重裝入方式，故要采用方式2，所以設(shè)定的TH1=TL1=oxfa。又因?yàn)楸堵什患颖叮許MOD=0。再有串行口采用方式1工作，所以SCON=0400-化為二進(jìn)制為：0100 0000 即SM0 SM1 選擇方式1，的REN串行接收禁止，只是發(fā)送端。3.4接收程序及分析#include"reg52.h"#include"1602.c"#define uchar unsigned char#define u

9、int unsigned intuchar *p,*tempr,*q;uchar i;void reveal(uchar *temp) ; /液晶顯示函數(shù)/*函數(shù)名：init_serial函數(shù)功能：從機(jī)串行通信方式初始化*/void init_serial()TMOD=0x20 ; /設(shè)定定時器T1TL1=0xfa ; /串口波特率4800bpsTH1=0xfa ;PCON=0x00 ; /置SMOD=0SCON=0x50 ; /工作方式1，允許接收EA=1 ; /開中中斷ES=1 ; /開串口中斷TR1=1 ; /開定時器T1void main()p=0x20 ;/將存儲單元的首地址賦給p，

10、q=p ;/且之后的程序中p的值不用改變*(p+15)=0x00 ;/用于判斷賦值是否到達(dá)0x2f這一單元init_serial() ; /初始化串行通信while(1) if(*(p+15)!=0)/if語句為真的條件等同于賦值進(jìn)行到0x2f單元break;ES=0 ; /賦值完成后關(guān)閉串口中斷tempr=p ;reveal(tempr) ;/從RAM中提出接收到的數(shù)據(jù)并顯示在液晶上while(1) ;void receive() interrupt 4RI=0;i=SBUF;*q=i;q+;這段便是應(yīng)用中斷方式所編寫接收的程序.。串行通信的編程時要點(diǎn)與發(fā)送相同。TH1和TJ1的設(shè)定也相同，

11、TMOD的設(shè)定也相同的。只是SCON的設(shè)定是不同的。因?yàn)槭墙邮辗?，所以SCON=0500?；癁槎M(jìn)制便是：0101 0000 第4位REN=1.即串行接收允許。4仿真及結(jié)果分析利用軟件將程序編譯生成 HEX 文件，輸入到單片機(jī)中，用Proteus進(jìn)行仿真。自發(fā)自收電路仿真結(jié)果為發(fā)光二極管不停閃爍。雙機(jī)串行通信電路仿真結(jié)果如下圖：仿真結(jié)果圖接收端的數(shù)碼管按0,1,2,1F順序顯示，完成了數(shù)據(jù)從主機(jī)到從機(jī)的完整的發(fā)送，結(jié)果符合要求。完成了課程設(shè)計任務(wù)書上給出的兩個作務(wù)。同時也完成了仿真。5.心得體會我認(rèn)為，在這次的課程設(shè)計中，在收獲知識的同時，還收獲了閱歷，收獲了成熟，在此過程中，我們通過查找大量

12、資料，請教老師，以及不懈的努力，不僅培養(yǎng)了獨(dú)立思考、動手操作的能力，在各種其它能力上也都有了提高。更重要的是，在設(shè)計過程中，我學(xué)會了很多學(xué)習(xí)的方法。而這是日后最實(shí)用的，真的是受益匪淺。要面對社會的挑戰(zhàn)，只有不斷的學(xué)習(xí)、實(shí)踐，再學(xué)習(xí)、再實(shí)踐。這對于我們的將來也有很大的幫助。以后，不管有多苦，我想我們都能變苦為樂，找尋有趣的事情，發(fā)現(xiàn)其中珍貴的事情。就像中國提倡的艱苦奮斗一樣，我們都可以在實(shí)驗(yàn)結(jié)束之后變的更加成熟，會面對需要面對的事情。   與隊友的合作更是一件快樂的事情，只有彼此都付出，彼此都努力維護(hù)才能將作品做的更加完美。而團(tuán)隊合作也是當(dāng)今社會最提倡的。曾經(jīng)聽過，mba之所以最近不受歡迎就是因?yàn)榍啡眻F(tuán)隊合作的精神和技巧。很感謝學(xué)校和老師給我們安排了這次課程設(shè)計，讓我真正感受到的是合作的重要，許多時候都是組員的討論，就出現(xiàn)的讓人欣喜的結(jié)果；理論知識同樣很重要，有些問題都是由于基礎(chǔ)知識掌握不好才出現(xiàn)的.通過本次的實(shí)驗(yàn)，我對單片機(jī)有了更進(jìn)一步的認(rèn)識。對我而言，知識上的收獲重要，精神上的豐收更加可喜。挫折是一份財富，經(jīng)歷是一份擁有。這次實(shí)習(xí)必將成為我人生旅途上一個非常美好的回