單片機串口通信

1、第七講7.2 80C51的串行口7.1 計算機串行通信基礎(chǔ)7.3 單片機串行口編程應(yīng)用舉例1異步通信的數(shù)據(jù)格式 ：異步通信的特點：不要求收發(fā)雙方時鐘的嚴格一致，實現(xiàn)容易，設(shè)備開銷較小，但每個字符要附加23位用于起止位，各幀之間還有間隔，因此傳輸效率不高。2五、傳輸速率與傳輸距離 1、傳輸速率比特率是每秒鐘傳輸二進制代碼的位數(shù)，單位是：位秒（bps）。如每秒鐘傳送240個字符，而每個字符格式包含10位(1個起始位、1個停止位、8個數(shù)據(jù)位)，這時的比特率為： 10位240個/秒 = 2400 bps32、功能特性4近程通信連接 57.2 80C51的串行口 有兩個物理上獨立的接收、發(fā)送緩沖器SBU

2、F，它們占用同一地址99H ；接收器是雙緩沖結(jié)構(gòu) ；發(fā)送緩沖器，因為發(fā)送時CPU是主動的，不會產(chǎn)生重疊錯誤。 7.2.1 80C51串行口的結(jié)構(gòu) 6 SCON 是一個特殊功能寄存器，用以設(shè)定串行口的工作方式、接收/發(fā)送控制以及設(shè)置狀態(tài)標志： 7.2.2 80C51串行口的控制寄存器 SM0和SM1為工作方式選擇位，可選擇四種工作方式： 7SM2，多機通信控制位，主要用于方式2和方式3。當接收機的SM2=1時可以利用收到的RB8來控制是否激活RI（RB80時不激活RI，收到的信息丟棄；RB81時收到的數(shù)據(jù)進入SBUF，并激活RI，進而在中斷服務(wù)中將數(shù)據(jù)從SBUF讀走）。當SM2=0時，不論收到的

3、RB8為0和1，均可以使收到的數(shù)據(jù)進入SBUF，并激活RI（即此時RB8不具有控制RI激活的功能）。通過控制SM2，可以實現(xiàn)多機通信。在方式0時，SM2必須是0。在方式1時，若SM2=1，則只有接收到有效停止位時，RI才置1。REN，允許串行接收位。由軟件置REN=1，則啟動串行口接收數(shù)據(jù)；若軟件置REN=0，則禁止接收。8TB8，在方式2或方式3中，是發(fā)送數(shù)據(jù)的第九位，可以用軟件規(guī)定其作用?？梢杂米鲾?shù)據(jù)的奇偶校驗位，或在多機通信中，作為地址幀/數(shù)據(jù)幀的標志位。在方式0和方式1中，該位未用。RB8，在方式2或方式3中，是接收到數(shù)據(jù)的第九位，作為奇偶校驗位或地址幀/數(shù)據(jù)幀的標志位。在方式1時，若

4、SM2=0，則RB8是接收到的停止位。9TI，發(fā)送中斷標志位。在方式0時，當串行發(fā)送第8位數(shù)據(jù)結(jié)束時，或在其它方式，串行發(fā)送停止位的開始時，由內(nèi)部硬件使TI置1，向CPU發(fā)中斷申請。在中斷服務(wù)程序中，必須用軟件將其清0，取消此中斷申請。RI，接收中斷標志位。在方式0時，當串行接收第8位數(shù)據(jù)結(jié)束時，或在其它方式，串行接收停止位的中間時，由內(nèi)部硬件使RI置1，向CPU發(fā)中斷申請。也必須在中斷服務(wù)程序中，用軟件將其清0，取消此中斷申請。10PCON中只有一位SMOD與串行口工作有關(guān) ： SMOD（PCON.7） 波特率倍增位。在串行口方式1、方式2、方式3時，波特率與SMOD有關(guān)，當SMOD=1時，

5、波特率提高一倍。復(fù)位時，SMOD=0。116.2.3 80C51串行口的工作方式 一、方式0 方式0時，串行口為同步移位寄存器的輸入輸出方式。主要用于擴展并行輸入或輸出口。數(shù)據(jù)由RXD（P3.0）引腳輸入或輸出，同步移位脈沖由TXD（P3.1）引腳輸出。發(fā)送和接收均為8位數(shù)據(jù)，低位在先，高位在后。波特率固定為fosc/12。 1、方式0輸出12 2、方式0輸入 方式0接收和發(fā)送電路13二、方式1 方式1是10位數(shù)據(jù)的異步通信口。TXD為數(shù)據(jù)發(fā)送引腳，RXD為數(shù)據(jù)接收引腳，傳送一幀數(shù)據(jù)的格式如圖所示。其中1位起始位，8位數(shù)據(jù)位，1位停止位。 1、方式1輸出14 2、方式1輸入 用軟件置REN為1

6、時，接收器以所選擇波特率的16倍速率采樣RXD引腳電平，檢測到RXD引腳輸入電平發(fā)生負跳變時，則說明起始位有效，將其移入輸入移位寄存器，并開始接收這一幀信息的其余位。接收過程中，數(shù)據(jù)從輸入移位寄存器右邊移入，起始位移至輸入移位寄存器最左邊時，控制電路進行最后一次移位。當RI=0，且SM2=0（或接收到的停止位為1）時，將接收到的9位數(shù)據(jù)的前8位數(shù)據(jù)裝入接收SBUF，第9位（停止位）進入RB8，并置RI=1，向CPU請求中斷。15四、波特率的計算 在串行通信中，收發(fā)雙方對發(fā)送或接收數(shù)據(jù)的速率要有約定。通過軟件可對單片機串行口編程為四種工作方式，其中方式0和方式2的波特率是固定的，而方式1和方式3

7、的波特率是可變的，由定時器T1的溢出率來決定。 串行口的四種工作方式對應(yīng)三種波特率。由于輸入的移位時鐘的來源不同，所以，各種方式的波特率計算公式也不相同。方式0的波特率 = fosc/12方式2的波特率 =（2SMOD/64） fosc 方式1的波特率 =（2SMOD/32）（T1溢出率）方式3的波特率 =（2SMOD/32）（T1溢出率）16 當T1作為波特率發(fā)生器時，最典型的用法是使T1工作在自動再裝入的8位定時器方式（即方式2，且TCON的TR1=1，以啟動定時器）。這時溢出率取決于TH1中的計數(shù)值。 T1 溢出率 = fosc /12256 （TH1） 在單片機的應(yīng)用中，常用的晶振頻率

8、為：12MHz和11.0592MHz。所以，選用的波特率也相對固定。常用的串行口波特率以及各參數(shù)的關(guān)系如表所示。17 串行口工作之前，應(yīng)對其進行初始化，主要是設(shè)置產(chǎn)生波特率的定時器1、串行口控制和中斷控制。具體步驟如下：確定T1的工作方式（編程TMOD寄存器）；計算T1的初值，裝載TH1、TL1；啟動T1（編程TCON中的TR1位）；確定串行口控制（編程SCON寄存器）；串行口在中斷方式工作時，要進行中斷設(shè)置（編程IE、IP寄存器）。187.3.1 單片機與單片機的通信 一、點對點的通信 1、硬件連接 192、通信協(xié)議所有從機的SM2位置1，處于接收地址幀狀態(tài)。主機發(fā)送一地址幀，其中8位是地址

9、，第9位為地址/數(shù)據(jù)的區(qū)分標志，該位置1表示該幀為地址幀。 所有從機收到地址幀后，都將接收的地址與本機的地址比較。對于地址相符的從機，使自己的SM2位置0（以接收主機隨后發(fā)來的數(shù)據(jù)幀），并把本站地址發(fā)回主機作為應(yīng)答；對于地址不符的從機，仍保持SM2=1，對主機隨后發(fā)來的數(shù)據(jù)幀不予理睬。從機發(fā)送數(shù)據(jù)結(jié)束后，要發(fā)送一幀校驗和，并置第9位（TB8）為1，作為從機數(shù)據(jù)傳送結(jié)束的標志。20主機接收數(shù)據(jù)時先判斷數(shù)據(jù)接收標志（RB8），若RB8=1，表示數(shù)據(jù)傳送結(jié)束，并比較此幀校驗和，若正確則回送正確信號00H，此信號命令該從機復(fù)位（即重新等待地址幀）；若校驗和出錯，則發(fā)送0FFH，命令該從機重發(fā)數(shù)據(jù)。若接

10、收幀的RB8=0，則存數(shù)據(jù)到緩沖區(qū)，并準備接收下幀信息。主機收到從機應(yīng)答地址后，確認地址是否相符，如果地址不符，發(fā)復(fù)位信號（數(shù)據(jù)幀中TB8=1）；如果地址相符，則清TB8，開始發(fā)送數(shù)據(jù)。從機收到復(fù)位命令后回到監(jiān)聽地址狀態(tài)（SM2=1）。否則開始接收數(shù)據(jù)和命令。213、應(yīng)用程序主機發(fā)送的地址聯(lián)絡(luò)信號為：00H，01H，02H ， （即從機設(shè)備地址），地址FFH為命令各從機復(fù)位，即恢復(fù)SM2=1。主機命令編碼為：01H，主機命令從機接收數(shù)據(jù)；02H，主機命令從機發(fā)送數(shù)據(jù)。其它都按02H對待。RRDY=1：表示從機準備好接收。TRDY=1：表示從機準備好發(fā)送。ERR=1： 表示從機接收的命令是非法的

11、。 程序分為主機程序和從機程序。約定一次傳遞數(shù)據(jù)為16個字節(jié)，以01H地址的從機為例。 221.由上位機發(fā)送1給單片機時，蜂鳴器以400ms頻率發(fā)聲，發(fā)2時以200ms頻率發(fā)聲，發(fā)3時以100ms頻率發(fā)聲，發(fā)4時關(guān)閑蜂鳴器。1.以2400bps從計算機發(fā)送任一字節(jié)數(shù)據(jù)，當單片機收到該數(shù)據(jù)后，在此數(shù)據(jù)前加上一序號然后連同此數(shù)據(jù)一起發(fā)送至計算機，當序號超過255時歸零。2.以16進制發(fā)送一個0-65536之間的任一數(shù)，當單片機收到后在數(shù)碼管上動態(tài)顯示出來，波特率自定。3. 用AD以1HZ的頻率采集模擬信號，然后轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，再將其以1200bps發(fā)送到計算機，在計算機上顯示。4.按下矩陣鍵盤第一行時以1200bps發(fā)送，1，2，3，4，第二行時以2400bps發(fā)送5，6，7，8，第三行以4800bps發(fā)送，9，10，11，12，第四行以9600pbs 發(fā)送，13，14，15，16.23#includeunsigned char flag,a;void main()TMOD=0 x20;/設(shè)置定時器1為工作方式2TH1=0 xfd;TL1=0 xfd;TR1=1;REN=1;SM0=0;SM1=1;EA=1;ES=1;while(1)