片機串行通訊及其接口

1、第九章 串行通訊及其接口精選ppt計算機與外部設(shè)備或計算機與計算機之間的數(shù)據(jù)交換稱為通信。9.1概述9.1.1 串行通信的基本概念精選ppt通信分為并行通信與串行通信兩種基本方式。9.1.1.1 并行通信和串行通信串行通信：將數(shù)據(jù)分成1位1位的形式在一條傳輸線上逐個地傳送。并行通信：將數(shù)據(jù)的各位用多條數(shù)據(jù)線同時進行傳送，外加地址線和通信控制線。精選ppt特點：并行通信常用于集成電路芯片的內(nèi)部、同一插件板上各部件之間、同一機箱內(nèi)各插件板之間的信息交互串行通信常用于設(shè)備之間的信息交互 串行通信1）交互數(shù)據(jù)信息和控制信息 2）有嚴格的格式（同步和異步） 3）電平需要轉(zhuǎn)換精選ppt 若接收端與發(fā)送端使

2、用的不是同一時鐘信號（但必須同頻率），則為異步通信。 1、異步通信 以字符為單位，一個字符一個字符地傳送，并且每一個字符要有起始符和停止符作為開始和結(jié)束的標志。（一個字符就是一幀）9.1.1.2同步通信和異步通信 根據(jù)數(shù)據(jù)傳輸方式的不同，可將串行通信分為同步通信和異步通信。精選ppt 停止位后面是不定長的空閑位。數(shù)據(jù)的傳送可以是不連續(xù)的。 每幀數(shù)據(jù)由4部分組成：起始位(占1位)、數(shù)據(jù)位(占位)、奇偶校驗位(占位，也可以沒有校驗位)、停止位(占1或2位)。精選ppt起始位：1位。低電平（邏輯0）。標志一個字符傳送的開始。數(shù)據(jù)位： 58位。低位在前，高位在后。字符編碼方式的不同，使得數(shù)據(jù)可以是58

3、位。奇偶校驗位：1位。檢查字符傳送的準確性。有三種方式：奇校驗、偶校驗和無校驗，由用戶決定。停止位： 1位、1位半或者兩位（高電平邏輯1）。標志一個字符傳送的結(jié)束。精選ppt 發(fā)送方：傳送時先輸出起始位“”作為聯(lián)絡(luò)信號，接下來的是數(shù)據(jù)位和奇偶校驗位，停止位“1”表示一個字符的結(jié)束。其中，數(shù)據(jù)的低位在前，高位在后。字符之間允許有不定長度的空閑位。 接收方：傳送開始后，接收設(shè)備不斷檢測傳輸線的電平狀態(tài)，當(dāng)收到一系列的“1”(空閑位或停止位)之后，檢測到一個“”，說明起始位出現(xiàn)，就開始接收所規(guī)定的數(shù)據(jù)位和奇偶校驗位以及停止位。 特點：所需傳輸線少，設(shè)備開銷較小，在單片機控制系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。 但

4、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。工作流程精選ppt目的：提高可靠性方法：奇偶校驗法、校驗和法校驗方法基本思想： 依據(jù)偶校驗或奇校驗原則，比較發(fā)送方和接收方的校驗位是否相同。精選ppt奇偶校驗法的缺點： 1. 每次需要傳送檢驗位。 2. 不能監(jiān)測偶數(shù)個錯誤。精選ppt2. 校驗和方法特點：校驗和方法效率更高，可靠性更高。精選ppt2、同步通信 同步通信是一種數(shù)據(jù)連續(xù)傳輸?shù)拇型ㄐ欧绞?，通信時發(fā)送方把需要發(fā)送的多個字節(jié)數(shù)據(jù)和校驗信息連接起來，組成數(shù)據(jù)塊。 發(fā)送時，發(fā)送方只需在數(shù)據(jù)塊前插入12個特殊的同步字符，然后按特定速率逐位輸出(發(fā)送)數(shù)據(jù)塊內(nèi)的各位數(shù)據(jù)。 接

5、收方在接收到特定的同步字符后，也按相同速率接收數(shù)據(jù)塊內(nèi)的各位數(shù)據(jù)。精選ppt 在這種通信方式中，數(shù)據(jù)塊內(nèi)的各位數(shù)據(jù)之間沒有間隔，傳輸效率高；發(fā)送、接收雙方必須保持同步(使用同一時鐘信號)， 且數(shù)據(jù)塊長度越大，對同步要求就越高。同步通信設(shè)備復(fù)雜，成本高，一般只用在高速數(shù)字通信系統(tǒng)中。 精選ppt9.1.1.3串行通信方式1）單工方式：這種方式只允許數(shù)據(jù)按一個固定的方向傳輸。數(shù)據(jù)傳輸僅能從發(fā)送設(shè)備傳輸?shù)浇邮赵O(shè)備。精選ppt2）半雙工方式：數(shù)據(jù)可以從A發(fā)送到B，也可以由B發(fā)送到A。但A、B之間只有一根傳輸線，因此同一時刻只能作一個方向的傳送。其傳送方向由收發(fā)控制開關(guān)K切換。平時一般讓A、B方都處于接

6、收狀態(tài)，以便能夠隨時響應(yīng)對方的呼叫。 兩個串行通信設(shè)備之間只有一條數(shù)據(jù)線，數(shù)據(jù)傳輸可以沿兩個方向，但需要分時進行。精選ppt3）全雙工方式：數(shù)據(jù)可同時在兩個方向上傳送。 3種方式中，1）全雙工方式的效率最高；2）半雙工方式配置和編程相對靈活，傳輸成本較低 ；3）串行通信設(shè)備常選用半雙工方式。精選ppt9.1.1.5波特率（Baud rate）單位：bps（bit per second）定義：每秒鐘傳送的二進制位數(shù)。Baudrate：50 19200 57600 50，100，150，300，600，1200，2400， 4800，9600，19200，38400，57600，115200 如每

7、秒傳送240個字符，而每個字符格式包含10位這時的波特率為10位(bit)240個/s = 2400 bit/s。在異步串行通信中，接收方和發(fā)送方應(yīng)使用相同的波特率，才能成功傳送數(shù)據(jù)。精選pptBaudrate9600bps 對應(yīng)于一個數(shù)據(jù)位寬約為104us。數(shù)據(jù)位寬(每一位代碼的傳輸時間) Td 1 / Baudrate精選ppt計算機系統(tǒng)中常用串行、并行接口并行：EPP：打印機IDE：硬盤、電子盤IEEE488（GPIB）：智能化儀器PCI精選ppt串行：異步：RS232-C 384Kbps (15 to 20m)RS422、RS485 1.2Mbps (1200m)同步：USB 1.1

8、12MbpsUSB 2.0 480Mbps1394 400MbpsSPI 26Mbps (Motorola)Microwire 10Mbps (National Semiconductor，國家半導(dǎo)體公司)I2C 400Kbps (Philips)精選pptRS232C 簡介信號線25 芯，22 根信號線，常用9 根線最簡方式 3 根線RXD：數(shù)據(jù)接收線TXD：數(shù)據(jù)發(fā)送線GND：地線例如 PC 機上的串口COM1、COM2精選ppt電平制采用負邏輯，對應(yīng)電平如下：1 ： 3V 15V0 ： 3V 15V常用驅(qū)動器典型的線驅(qū)動器MC1488(反向驅(qū)動) 12V 供電典型的線接收器 MC1489(

9、反向驅(qū)動)精選ppt常用驅(qū)動器MAXIM202精選ppt常用驅(qū)動器Sipex 220精選ppt常用驅(qū)動器Max232精選ppt異步串口硬件連線方式精選ppt1. 4 種工作方式的特點是什么？分別應(yīng)用 于什么場合？2. 如何啟動發(fā)送和接收過程？3. 首先移出或發(fā)送的是D0，還是D7？ (9AH10011010B)4. 在接收數(shù)據(jù)過程中采用了什么措施提 供可靠性？5. TI 標志和RI 標志何時會自動置1？6. 哪些情況下傳送的數(shù)據(jù)會丟失?精選ppt 全雙工的異步通訊串行口，具有UART的全部功能，能同時進行數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收 4種工作方式 ,波特率由片內(nèi)定時器/計數(shù)器控制。 每發(fā)送或接收一幀數(shù)據(jù)，

10、均可發(fā)出中斷請求。 除用于串行通訊，還可用來擴展并行I/O口,或作為串并轉(zhuǎn)換等。9.2 MCS-51的串行口精選ppt MCS-51的串行口主要由兩個獨立的串行數(shù)據(jù)緩沖寄存器SBUF（一個發(fā)送緩沖寄存器，一個接收緩沖寄存器），發(fā)送控制器、接收控制器、輸入移位寄存器及若干控制門電路組成?；窘Y(jié)構(gòu)如圖所示。9.2.1 串行口的組成精選pptP3.0是串行數(shù)據(jù)接收端RXD，P3.1是串行數(shù)據(jù)發(fā)送端TXD。串行接口的結(jié)構(gòu)由串行接口控制電路、發(fā)送電路和接收電路3部分組成。發(fā)送電路由發(fā)送緩沖器(SBUF)、發(fā)送控制電路組成，用于串行接口的發(fā)送。接收電路由接收緩沖器(SBUF)、接收控制電路組成，用于串行接

11、口的接收。兩個數(shù)據(jù)緩沖器(SBUF)在物理上相互獨立，在邏輯上卻占用同一字節(jié)地址99H。 精選ppt MCS-51可以通過特殊功能緩沖器SBUF對串行接收或串行發(fā)送寄存器進行訪問，兩個緩沖器共用一個地址99H，由指令操作決定訪問哪一個緩沖器。 執(zhí)行寫時訪問串行發(fā)送緩沖器，讀時訪問接收緩沖器。發(fā)送緩沖器只能寫入，不能讀出；接收緩沖器只能讀出，不能寫入。 接收器具有雙緩沖結(jié)構(gòu)，即在從接收緩沖器中讀出前一個已收到的字節(jié)之前，便能接收第二個字節(jié)，如果第二個字節(jié)已經(jīng)接收完畢，第一個字節(jié)還沒有讀出，則將丟失其中一個字節(jié)，編程時應(yīng)引起注意。 對于發(fā)送器，因為數(shù)據(jù)是由CPU控制和發(fā)送的，所以不需要考慮。精選p

12、pt 單片機串行接口工作方式是通過初始化設(shè)置，將兩個相應(yīng)控制字分別寫入串行控制寄存器SCON(98H)和電源控制寄存器PCON(87H)即可。數(shù)據(jù)緩沖器(99H)發(fā)送緩沖器：只管發(fā)送數(shù)據(jù)，CPU寫入SBUF的時候 (MOV SBUF，A)即為發(fā)送；接收緩沖器：只管接收數(shù)據(jù)，CPU讀取SBUF的過程 (MOV A，SBUF)即為接收。精選ppt9.2.1.1控制狀態(tài)寄存器SCON MCS-51串行口工作方式的設(shè)定、接收與發(fā)送控制以及工作狀態(tài)標志的設(shè)置都是通過對串行口控制寄存器SCON的編程確定的。 SCON為一SFR，其地址為98H，可位尋址，其各位的作用定義如下： 精選ppt（1）SM0、SM

13、1串行口4種工作方式的選擇位 表 串行口的4種工作方式SM0 SM1 方式 功 能 說 明 0 0 0 同步移位寄存器方式（用于擴展I/O口） 0 1 1 8位異步收發(fā)，波特率可變（由定時器控制） 1 0 2 9位異步收發(fā)，波特率為fosc/64或fosc/32 1 1 3 9位異步收發(fā)，波特率可變（由定時器控制）精選ppt當(dāng)串行口以方式2或方式3接收時， 如果SM2=1，只有當(dāng)接收到的第9位數(shù)據(jù)（RB8）為“1”時，才將接收到的前8位數(shù)據(jù)送入SBUF，并置“1” RI，產(chǎn)生中斷請求；當(dāng)接收到的第9位數(shù)據(jù)（RB8）為“0”時，則將接收到的前8位數(shù)據(jù)丟棄。 如果SM2=0，則不論第9位數(shù)據(jù)是“1

14、”還是“0”，都將前8位數(shù)據(jù)送入SBUF中，并置“1” RI，產(chǎn)生中斷請求。方式1時，如果SM2=1，則只有收到停止位時才會激活RI，沒有收到有效的停止位時，RI清0。方式0時，SM2必須為0。（2）SM2 多機通信控制位 用于方式2或方式3中。精選ppt（3）REN允許串行接收位 由軟件置“1”或清“0”。 REN=1 允許串行口接收數(shù)據(jù)。REN=0 禁止串行口接收數(shù)據(jù)。 （4）TB8發(fā)送的第9位數(shù)據(jù) 方式2和3時，TB8是要發(fā)送的第9位數(shù)據(jù)，可作為奇偶校驗位使用，或在多機通信中可作為地址幀或數(shù)據(jù)幀的標志。 =1為地址幀, =0為數(shù)據(jù)幀 （5）RB8接收到的第9位數(shù)據(jù) 方式2和3時，RB8存

15、放接收到的第9位數(shù)據(jù)，作為奇偶校驗位或地址幀/數(shù)據(jù)幀的標志位。在方式1，如果SM2=0，RB8是接收到的停止位。在方式0，不使用RB8。精選ppt（6）TI發(fā)送中斷標志位方式0時，串行發(fā)送第8位數(shù)據(jù)結(jié)束時由硬件置“1”，其它工作方式，串行口發(fā)送停止位的開始時置“1”。TI=1，表示一幀數(shù)據(jù)發(fā)送結(jié)束，可供軟件查詢，也可申請中斷。CPU響應(yīng)中斷后, 向SBUF寫入要發(fā)送的下一幀數(shù)據(jù)。TI必須由軟件清0。（7）RI接收中斷標志位 方式0時，接收完第8位數(shù)據(jù)時，RI由硬件置1。其它工作方式，串行接收到停止位時，該位置“1”。RI=1，表示一幀數(shù)據(jù)接收完畢，并申請中斷, CPU從接收SBUF取走數(shù)據(jù)。該

16、位狀態(tài)也可軟件查詢。RI必須由軟件清“0”。精選pptSMOD：波特率選擇位。 SMOD=1，波特率加倍。SMOD0，波特率不加倍。 例如：方式1的波特率的計算公式為： 方式1波特率=（2SMOD/32）定時器T1的溢出率也稱SMOD位為波特率倍增位。9.2.1.2 特殊功能寄存器PCON 字節(jié)地址為87H，沒有位尋址功能，需要字節(jié)傳送。精選ppt MCS-51單片機串行口共有4種工作方式，SM0、SM1是串行接口的工作方選擇位，如表所示。SM0 SM1方式 功 能 說 明 波 特 率 001101010123移位寄存器方式8位異步通訊接口9位異步通訊接口9位異步通訊接口fosc/12可變fo

17、sc/64，fosc/32可變 串行接口中的4種工作方式中，串行通信只使用方式1 、方式2、方式3。 方式0主要用于擴展并行輸入輸出口。9.2.2 串行口的4種工作方式精選ppt9.2.2.1 方式0 方式0是把串行接口作為同步移位寄存器使用。其波特率是固定的，為fosc/12，即一個機器周期移位一次。 數(shù)據(jù)由RXD端輸出或輸入，同時由TXD端輸出同步移位脈沖信號。 移位數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收以一個字符的8位為一組，不設(shè)起始位和停止位。 低位在前，高位在后。其格式為：D0D1D2D3D4D5D6D7精選ppt 1方式0發(fā)送當(dāng)執(zhí)行任何一條寫SBUF的指令時，就啟動了串行接口的發(fā)送過程(如MOV SBU

18、F，A)。內(nèi)部的定時邏輯在SBUF寫入數(shù)據(jù)之后，經(jīng)過一個完整的機器周期，輸出移位寄存器中輸出位的內(nèi)容送RXD引腳輸出；移位脈沖由TXD引腳輸出，它使RXD引腳輸出的數(shù)據(jù)移入外部移位寄存器。8位數(shù)據(jù)以fosc/12的固定波特率從RXD引腳串行輸出。當(dāng)數(shù)據(jù)的最高位D7位移出后，停止發(fā)送數(shù)據(jù)和移位脈沖，就完成了1B的輸出，并把中斷標志(TI)置“1”。如要再發(fā)送下一字節(jié)數(shù)據(jù)，必須用軟件先將TI清“0”。 精選ppt時序如圖所示。精選ppt 2方式0接收 REN=0，禁止接收。 REN=1，允許接收。 向串口的SCON寫入控制字（置為方式0，并置“1”REN位，同時RI=0）時，產(chǎn)生一個正脈沖，串行口

19、即開始接收數(shù)據(jù)。 RXD為數(shù)據(jù)輸入端，TXD為移位脈沖信號輸出端 接收器也以fosc/12的固定波特率采樣RXD引腳的數(shù)據(jù)信息，當(dāng)收到8位數(shù)據(jù)時置“1” RI。表示一幀數(shù)據(jù)接收完。 如要再接收數(shù)據(jù)，就再用軟件將RI清“0”。 精選ppt時序如下：精選ppt 方式0下，SCON中的TB8、RB8位沒有用到，發(fā)送或接收完8位數(shù)據(jù)由硬件置“1”TI或RI，CPU響應(yīng)中斷。TI或RI須由用戶軟件清“0”，可用如下指令：CLR TI；TI位清“0”CLR RI ；RI位清“0” 方式0時，SM2位必須為0。 串行接口為同步移位寄存器的輸入/輸出方式，而不是通信方式，可外接移位寄存器，用于擴展并行I/O接

20、口。 數(shù)據(jù)都由RXD(P3.0)引腳輸入或輸出，TXD引腳 總是用于輸出同步移位脈沖。精選ppt 方式1 波特率可變的8位異步通信串行接口為波特率可變的8位數(shù)據(jù)的異步通信接口。TXD為數(shù)據(jù)發(fā)送引腳，RXD為數(shù)據(jù)接收引腳。傳送1幀數(shù)據(jù)為10位，其中，1位起始位(0)，8位數(shù)據(jù)位(低位在先)，1位停止位(1)。方式1的波特率由定時器(T1)的溢出率和SMOD的狀態(tài)決定。精選ppt 1方式1發(fā)送 方式1輸出時，數(shù)據(jù)由TXD輸出， 一幀信息為10位，1位起始位0，8位數(shù)據(jù)位（先低位）和1位停止位1。 當(dāng)執(zhí)行一條數(shù)據(jù)寫發(fā)送緩沖器SBUF的指令，就啟動發(fā)送。圖中TX時鐘的頻率就是發(fā)送的波特率。 發(fā)送開始時

21、，內(nèi)部發(fā)送控制信號變?yōu)橛行?。將起始位向TXD輸出，此后，每經(jīng)過一個TX時鐘周期，便產(chǎn)生一個移位脈沖，并由TXD輸出一個數(shù)據(jù)位。8位數(shù)據(jù)位全部發(fā)送完畢后，置“1” TI。 如要再發(fā)送下一字節(jié)數(shù)據(jù)，必須用軟件先將TI清零。精選ppt精選ppt 2方式1接收 數(shù)據(jù)從RXD（P3.0）腳輸入。當(dāng)檢測到起始位的負跳變時，開始接收數(shù)據(jù)。 定時控制信號有兩種 1）接收移位時鐘（RX時鐘，頻率和波特率相同） 2）位檢測器采樣脈沖：接收器以所選擇波特率的16倍速率采樣RXD引腳電平， 接收的值是3次連續(xù)采樣（第7、8、9個脈沖時采樣）進行表決以確認是否是真正的起始位（負跳變）的開始。 接收過程中，將每個數(shù)據(jù)位寬

22、度分成16個狀態(tài)，并在中間的第7、8、9狀態(tài)時對RXD采樣，采樣數(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。精選ppt精選ppt 當(dāng)一幀數(shù)據(jù)接收完，須同時滿足兩個條件，接收才真正有效。 RI=0，即上一幀數(shù)據(jù)接收完成時，RI=1發(fā)出的中斷請求已被響應(yīng)，SBUF中的數(shù)據(jù)已被取走，說明“接收SBUF”已空。 SM2=0或SM2=1且收到的停止位=1（方式1時，停止位進入RB8），則收到的數(shù)據(jù)裝入SBUF和RB8（RB8裝入停止位），置“1”中斷標志RI。若這兩個條件不同時滿足，收到的數(shù)據(jù)將丟失。精選ppt 9.2.2.3 方式2 9位異步通信接口。每幀

23、數(shù)據(jù)均為11位，1位起始位0，8位數(shù)據(jù)位（先低位），1位可程控的第9位數(shù)據(jù)和1位停止位。幀格式如下。 方式2波特率= （2SMOD/64）fosc 精選ppt 1方式2發(fā)送 發(fā)送前，先根據(jù)通訊協(xié)議由軟件設(shè)置TB8（例如，雙機通訊時的奇偶校驗位或多機通訊時的地址/數(shù)據(jù)的標志位）。 方式2發(fā)送數(shù)據(jù)波形如圖所示。 精選ppt例 方式2發(fā)送在雙機通訊中的應(yīng)用。 發(fā)送中斷服務(wù)程序，是在雙機通訊中，以TB8作為奇偶校驗位，處理方法為數(shù)據(jù)寫入SBUF之前，先將數(shù)據(jù)的奇偶校驗位寫入TB8，以保證采用偶校驗發(fā)送。SDTI：PUSH PSW ；現(xiàn)場保護 PUSH Acc SETB SM0 ；設(shè)置方式2發(fā)送 CLR

24、 SM1 CLR TI ；發(fā)送中斷標志清“0”MOV A，R0；取數(shù)據(jù)MOV C,P ；校驗位送TB8,采用偶校驗 MOV TB8 ,C MOV SBUF,A ；啟動發(fā)送 INC R0 ；數(shù)據(jù)指針加1 POP Acc ；恢復(fù)現(xiàn)場 POP PSW RETI ；中斷返回精選ppt 2方式2接收 SM0、SM1=10，且REN=1。數(shù)據(jù)由RXD端輸入，接收11位信息。當(dāng)位檢測到RXD從1到0的負跳變，并判斷起始位有效后，開始收一幀信息。在接收器完第9位數(shù)據(jù)后，需滿足兩個條件，才能將接收到的數(shù)據(jù)送入SBUF。 （1）RI=0，意味著接收緩沖器為空。 （2）SM2=0或接收到的第9位數(shù)據(jù)位RB8=1時。

25、 當(dāng)上述兩個條件滿足時，接收到的數(shù)據(jù)送入SBUF（接收緩沖器），第9位數(shù)據(jù)送入RB8，并置“1”RI。若不滿足兩個條件，接收的信息將被丟棄。精選ppt方式2接收數(shù)據(jù)的時序如圖所示。精選ppt PIRI:PUSH PSWPUSH AccSETB SM0；設(shè)置方式2接收CLR SM1CLR RI MOV A,SBUF；收到數(shù)據(jù)送AMOV C,PJNC L1；P0,跳L1JNB RB8,ERP；P1，RB80,ERP為出錯處理程序 AJMP L2 ；P1，RB81,接收數(shù)據(jù)正確 L1: JB RB8,ERP；RB81，跳ERP L2:MOV R0,A INC R0 POP Acc POP PSW E

26、RP: ；出錯處理程序段 RETI例 方式2接收在雙機通訊中的應(yīng)用。與上例相對應(yīng)。若第9位數(shù)據(jù)為校驗位，在接收程序中作偶校驗處理，設(shè)1組寄存器區(qū)的R0為數(shù)據(jù)緩沖器指針。精選ppt 9.2.2.4 方式3SM0、SM1=11，串口為方式3。 波特率可變的9位異步通訊方式，除波特率外，方式3和方式2相同。方式3的時序見方式2。 方式3波特率=（2SMOD/32）定時器T1的溢出率精選ppt 9.2.3波特率的設(shè)定串行通信雙方對發(fā)送或接收數(shù)據(jù)的波特率事先要約定好保持一致。MCS-51單片機的波特率設(shè)置與工作方式有關(guān)，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的波特率是可變的，由定時器T1的

27、溢出率和SMOD的狀態(tài)決定。定時器T1產(chǎn)生波特率的計算（1）方式0波特率時鐘頻率fosc1/12，不受SMOD位的值的影響。若fosc=12MHz，波特率為fosc/12即1Mb/s。（2）方式2波特率=（2SMOD/64）fosc 若fosc=12MHz: SMOD=0 波特率=187.5kb/s； SMOD=1 波特率=375kb/s精選ppt （3）方式1或方式3時，波特率為：波特率=（2SMOD/64）T1的溢出率 當(dāng)T1作為波特率發(fā)生器時，常使T1工作在自動重裝初值的8位定時器方式，并禁止T1中斷。這種方式可避免重新設(shè)定定時初值而產(chǎn)生波特率誤差。TH1從初值計數(shù)到產(chǎn)生溢出，它每秒溢出

28、的次數(shù)稱為溢出率。 精選ppt 實際上是先給定數(shù)據(jù)傳輸速率，根據(jù)速率來確定計數(shù)初值N精選ppt精選ppt 例 若8031單片機的時鐘振蕩頻率為11.0592MHz，選用T1為方式2定時作為波特率發(fā)生器，波特率為2400b/s，求初值。 這里時鐘振蕩頻率選為11.0592 MHz，就可使初值為整數(shù)，從而產(chǎn)生精確的波特率。精選ppt在單片機的應(yīng)用中，相同機種單片機的波特率很容易達到一致，只要晶振頻率相同，可以采用完全一致的設(shè)置參數(shù)。異機種單片機的波特率設(shè)置較難達到一致，這時的設(shè)計原則應(yīng)使兩個通信設(shè)備之間的波特率誤差小于2.5%。常用的串行接口波特率、晶振頻率以及各參數(shù)的關(guān)系如表7所示。精選ppt串

29、口工作方式及波特率/(bit/s)fosc/MHzSMOD定時器(T1) C/T工作方式初值方式01MHz12無關(guān)方式2375kHz121無關(guān)方式1方式362.5 kHz12102FFH19.2 kHz11.0592102FDH9600Hz11.0592002FDH4800Hz11.0592002FAH2400Hz11.0592002F4H1200Hz11.0592002E8H精選ppt 表中有兩點需要注意：(1) 時鐘振蕩頻率為12MHz或6MHz時，表中初值X和相應(yīng)的波特率之間有一定誤差。例如，F(xiàn)DH的對應(yīng)的理論值是10416波特（時鐘6MHz）。與9600波特相差816波特，消除誤差可以

30、調(diào)整時鐘振蕩頻率fosc實現(xiàn)。例如采用的時鐘振蕩頻率為11.0592MHz。(2) 如果串行通訊選用很低的波特率，例如，波特率選為55，可將定時器T1設(shè)置為方式1定時。但在這種情況下，T1溢出時，需用在中斷服務(wù)程序中重新裝入初值。中斷響應(yīng)時間和執(zhí)行指令時間會使波特率產(chǎn)生一定的誤差，可用改變初值的方法加以調(diào)整。精選ppt精選ppt精選ppt精選ppt例使用MCS-51單片機串行工作收發(fā)字節(jié)字符，并要求偶校驗，要求傳送波特率為1200 baud。 解分析：因要求有校驗位，故為串行工作方式2或方式3，又因波特率為1200 baud，故只能在方式3下工作。定義定時器1采用工作方式2。由表可知，定時器T

31、1的初始值為0E8H，設(shè)發(fā)送數(shù)據(jù)區(qū)的首地址為20H，接收數(shù)據(jù)后的首地址為40H。主程序：MOV TMOD，#20H ；設(shè)置定時器1工作方式2MOV TL1，#0E8HMOV TH1，#0E8H MOV R0，#20HMOV R1，#40HSETB TR1 ；啟動定時器1MOV SCON，#OEOH ；設(shè)置串行工作方式3,接收允許SETB EASETB ESACALL SENDSJMP $精選ppt中斷服務(wù)程序： ORG 0023H ；串行中斷入口 AJMP SERSER: JNB RI，SEN ；不是RI中斷（即為TI中斷） 轉(zhuǎn)發(fā)送子程序 ACALL RECIVE ；是RI中斷轉(zhuǎn)接收子程序 S

32、JMP NEXTSEN: ACALL SENDNEXT:RETI精選ppt發(fā)送子程序：SEND: MOV A,R0 MOV C,P ；置偶校驗位 MOV TB8,C INC R0 MOV SBUF，A CLR TI ；TI清零 RET接收子程序：RECIVE：MOV A,SBUF MOV C,RB8 ；取校驗位 MOV R1，A INC R1 CLR RI ；RI清0 RET精選ppt9.2.4 單片機串行通信 單片機串行接口主要用于計算機之間的串行通信，包括兩單片機之間多個單片機以及單片機與PC機之間的串行通信。 精選ppt1雙機串行通信 兩臺MCS-51單片機可采用三線零調(diào)制解調(diào)方式連接，

33、兩臺單片機的發(fā)送端TXD與接收端的RXD交錯相連，地線相連，即完成硬件的連接。 兩個MCS-51單片機相距在幾米之內(nèi)精選ppt兩個MCS-51單片機相距在幾米以外精選ppt3 MCS-51單片機與PC機的串行通信 如果雙機通訊距離在30米之內(nèi)，可利用RS-232C標準接口實現(xiàn)點對點的雙機通訊精選ppt精選ppt精選ppt精選ppt串行通信方式的應(yīng)用一、串行口數(shù)據(jù)發(fā)送/接收程序的基本結(jié)構(gòu) 數(shù)據(jù)發(fā)送/接收程序的基本結(jié)構(gòu)如圖所示精選ppt9.3 應(yīng)用程序設(shè)計波特率的計算和UART 的初始化串行口工作于方式0：方式2：方式1、3：精選ppt9.3 應(yīng)用程序設(shè)計方式1、3的波特率精選ppt9.3 應(yīng)用程

34、序設(shè)計例 1：fosc6MHz，SMOD1，波特率9600bps，求 T1 的初值解：T1 的分頻值N 有：N60009.61216= 3.255取 N3則有 TH10FDH，TL10FDH精選ppt9.3 應(yīng)用程序設(shè)計例 2： 預(yù)用 51 單片機的UART 傳送數(shù)據(jù)，要求采用偶校驗方法，波特率為9600bps，試選擇UART 的工作方式，并寫出初始化代碼。（fosc6MHz）解：選擇串行口工作方式方式2 為9 bit UART，但Baud ratefosc/64 or fosc/32因此選擇方式3計算T1 的初值初始化代碼：MOV SCON, #11010000B ; SM0 SM1=1 1

35、 (方式3，9bitUART); SM2=0; REN=1 允許接收MOV PCON, #80H ;1000 0000B, SMOD=1MOV TMOD, #20H ;0010 0000 定時方式2MOV TH1, #0FDHMOV TL1, #0FDHSETB TR1精選ppt9.3 應(yīng)用程序設(shè)計查詢方式下數(shù)據(jù)的基本收發(fā)過程發(fā)送：MOV SBUF, #0AAHJNB TI, $CLR TIMOV SBUF, #55H接收：JNB RI, $CLR RIMOV A, SBUF奇偶校驗方法的應(yīng)用采用 9 位UART 方式：1start + 8data + 1parity + 1stop精選ppt

36、9.3 應(yīng)用程序設(shè)計例 3：閱讀以下代碼段，歸納程序的功能， 并說明 R0，R7 的作用。A 機發(fā)送：SEND: MOV A, R0MOV C, P ; P按偶校驗原則置位MOV TB8, C ；存入檢驗位MOV SBUF, ASWAIT:JBC TI, NEXTSJMP SWAITNEXT: INC R0DJNZ R7, SENDRETB 機接收：RWAIT: JBC RI, REVSJMP RWAITREV: MOV A, SBUFJNB P, ISNP ; P=0JNB RB8, ISERR ; P=1 但RB8=0SJMP SAVE ; P=1 , RB8=1ISNP: JB RB8,

37、 ISERR ; P=0, 但RB81SAVE: MOV R0, AINC R0DJNZ R7, RWAITRETISERR: SETB F0 ;PSW.5 置出錯標志為1SJMP SAVE精選ppt9.3 應(yīng)用程序設(shè)計校驗和方法的應(yīng)用8 位UART 方式：1start + 8data +1stopA 機發(fā)送：SEND: MOV A, R0MOV SBUF, AADD A, R2MOV R2, A ；計算校驗和 ；僅保留低 8 位JNB TI, $CLR TI B 機接收：REV: JNB RI, $CLR RIMOV A, SBUFMOV R0, AADD A, R2 ;計算校驗和MOV R

38、2, A ；接收校驗和、比較、設(shè)置標志信息JNB RI, $CLR RIMOV A, SBUFCJNE A, 02H, ERR ;默認為0 組 ;寄存器中的R2MOV A, #00HSJMP MIXERR: MOV A, #0FFHMIX: 思考：1. R2 有何作用？2. 與“奇偶校驗法”相比“校驗和”方法有何優(yōu)點？精選ppt9.3 應(yīng)用程序設(shè)計聯(lián)絡(luò)的必要性及其實現(xiàn)基本方法：A 機B 機： 發(fā)“AA”， 即 10101010BB 機 A機： 發(fā)“BB”， 即 10111011B聯(lián)絡(luò)過程的實現(xiàn)A 方：CONTACT:MOV SBUF, #0AAHJNB TI, $CLR TIACALL D5M

39、SJNB RI, CONTACTCLR RIMOV A, SBUFCJNE A, #0BBH, CONTACT;聯(lián)絡(luò)成功B 方：CONTACT:JNB RI, $CLR RIMOV A, SBUFCJNE A, #0AAH,CONTACTMOV SBUF, #0BBHJNB TI, $CLR TI;聯(lián)絡(luò)成功Baudrate9600bps，發(fā)送一個字節(jié)（10bits）所需要的時間1.04 ms精選ppt9.3 應(yīng)用程序設(shè)計雙機通訊設(shè)計實例任務(wù)要求：將A 機片內(nèi)RAM 中的10 個數(shù)據(jù)發(fā)送給B 機兩機中的數(shù)據(jù)存放地址相同波特率為9600bps (系統(tǒng)fosc=12MHz)采用校驗和方法檢測數(shù)據(jù)的正

40、確性基本思想和方案設(shè)計選8 位UART 方式，方式1，波特率可變SCON=0101 0000B =50H ；UART 方式1，允許接收PCON=00H (SMOD=0)精選ppt9.3 應(yīng)用程序設(shè)計確定TMOD，TH1，TL1T1 定時方式2： TMOD0010 0000B 20HT1 的分頻值N12000/9.6/12/32=3.255取 N3則有 TL1TH1FDH12000/9.6=1250精選ppt9.3 應(yīng)用程序設(shè)計3. 資源分配R0：數(shù)據(jù)塊首地址R1：數(shù)據(jù)塊長度R2：校驗和低8 位4. 聯(lián)絡(luò)方法： A 機發(fā)出“AA”，B 機發(fā)出“BB”5. 狀態(tài)信息聯(lián)絡(luò)過程出錯：EEH檢驗正確：

41、00H檢驗錯誤： FFH精選ppt9.3 應(yīng)用程序設(shè)計精選ppt9.3 應(yīng)用程序設(shè)計雙機通訊中的常見問題1、幀格式不統(tǒng)一2、波特率不統(tǒng)一3、實際波特率存在誤差（單片機與PC 機通信時需特別關(guān)注）例 4：設(shè)SMOD=1，Baudrate9600bps，T1 的分頻值為6，分別對應(yīng)于fosc12MHz 和11.0592MHz 求取實際波特率。fosc12MHz：實際Baudrate12000/12/6/16=10417bpsfosc11.0592MHz：實際Baudrate11059.2/12/6/16=9600bps精選ppt9.3 應(yīng)用程序設(shè)計4、T1 定時計數(shù)器未正確設(shè)置T1 多選用定時方式2T1 也可選為定時方式1，但必須在T1 中斷程序中對T1 進行重新賦值。T0不可作為波特率發(fā)生器使用52 系列中T2 也可作為波特率發(fā)生器優(yōu)點：T2 可工作于16 位