串行口以及串行通信技術(shù)

1、關(guān)于串行口及串行通信技術(shù)第1頁(yè)，共74頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)5分，星期四什么是串行通信？串行通信和并行通信 計(jì)算機(jī)1 GND 計(jì)算機(jī)2 GND并行通信 計(jì)算機(jī)1 GND 計(jì)算機(jī)2 GND發(fā)送接收串行通信并行通信：數(shù)據(jù)的各位同時(shí)傳送；串行通信：數(shù)據(jù)一位一位順序傳送。快、多（數(shù)據(jù)線）、近慢、少、遠(yuǎn)第2頁(yè)，共74頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)5分，星期四串行通信制式：?jiǎn)喂?a)、半雙工(b)和全雙工(c) (simplex half duplex full duplex)發(fā)送器A站接收器B站單工通信(a)發(fā)收A站發(fā)收B站發(fā)收A站發(fā)收B站(b)(c)第3頁(yè)，共74頁(yè)，2022年，5月2

2、0日，17點(diǎn)5分，星期四 異步通信，ASYNC (Asynchronous Data Communication)：幀格式傳送,信息量不大1個(gè)起始位，058個(gè)數(shù)據(jù)位奇偶校驗(yàn)位12個(gè)停止位，0串行通信的分類：異步(Asynchronous Communication) 同步(Synchronous Communication) 第4頁(yè)，共74頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)5分，星期四 同步通信，SYNC(Synchronous Data Communication)：嚴(yán)格同步,發(fā)送同步字符,數(shù)據(jù)連續(xù),信息量大,速度較高按數(shù)據(jù)塊傳送把要傳送的字符順序連接起來(lái)數(shù)據(jù)塊前有同步字符，后有檢驗(yàn)字符同步

3、字符可由通信雙方約定，也可采用ASCII碼中規(guī)定的SYNC代碼，即16H。數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)同步字符同步字符1同步字符2同步傳送時(shí)，要求用時(shí)鐘來(lái)實(shí)現(xiàn)發(fā)送端與接收端之間的同步。第5頁(yè)，共74頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)5分，星期四波特率（Band rate）數(shù)據(jù)傳送速率：每秒傳送的二進(jìn)制代碼的位數(shù)。波特率反映了串行通信的速率，也反映了對(duì)于傳輸通道的要求。波特率越高，要求傳輸通道的頻率越寬，一般異步通信的波特率在50b/s19200b/s之間。相互通信的甲乙雙方必須具有相同的波特率，否則無(wú)法成功地完成串行數(shù)據(jù)通信。通信線上傳送的所有位信號(hào)都保持一致的信號(hào)持續(xù)時(shí)間，每一位的信號(hào)持續(xù)時(shí)間都由數(shù)

4、據(jù)傳送速度確定。第6頁(yè)，共74頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)5分，星期四舉例假如在1秒內(nèi)，89C51串口把100個(gè)FFH的數(shù)據(jù)發(fā)送出去，問波特率是多少？假若每個(gè)字符是包含一個(gè)起始位、一個(gè)終止位和8個(gè)數(shù)據(jù)位。第7頁(yè)，共74頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)5分，星期四根據(jù)串行通信的格式及約定（如：同步方式、通訊速率、數(shù)據(jù)塊格式、信號(hào)電平等）不同，形成了多種串行通信的協(xié)議與接口標(biāo)準(zhǔn)。常見的有：通用異步收發(fā)器(UART)本課程介紹的串口通用串行總線（USB）I2C總線CAN總線SPI總線RS-485，RS-232C，RS422A標(biāo)準(zhǔn)等等串行通信的基本特征是數(shù)據(jù)逐位順序進(jìn)行傳送。第8頁(yè)，共74頁(yè)，

5、2022年，5月20日，17點(diǎn)5分，星期四 串行口及串行通信技術(shù)串行通信基本知識(shí)89C51串口及其應(yīng)用兩個(gè)單片機(jī)之間的通信單片機(jī)與PC機(jī)之間的通信第9頁(yè)，共74頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)5分，星期四概述有一個(gè)可編程全雙工異步串行通信接口（UART) (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter )管腳：TXD（P3.1）、RXD（P3.0）可同時(shí)發(fā)送、接收數(shù)據(jù)(Transmit/Receive)有四種工作方式，幀格式有8、10、11位。波特率(Baud rate)可設(shè)置 波特率：每秒鐘傳送二進(jìn)制數(shù)碼的位數(shù)，也叫比特?cái)?shù)，單位為b/s，即位/秒。

6、89C51的串行接口第10頁(yè)，共74頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)5分，星期四圖7-7return第11頁(yè)，共74頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)5分，星期四串行口結(jié)構(gòu) 引腳RXD (P3.0串行數(shù)據(jù)接收端) 引腳TXD (P3.1串行數(shù)據(jù)發(fā)送端) MOV SBUF, A ：發(fā)送數(shù)據(jù)到串口引腳 MOV A , SBUF ：接收數(shù)據(jù) RI ：從串口上接收數(shù)據(jù)到SBUF RI=1 TI ：數(shù)據(jù)從SBUF向外發(fā)送完 TI=1第12頁(yè)，共74頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)5分，星期四MCS-51串行接口寄存器SBUF串行口數(shù)據(jù)緩沖器SCON串行口控制寄存器PCON電源及波特率選擇寄存器第13

7、頁(yè)，共74頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)5分，星期四控制寄存器SCONSM0SM1SM2RENTB8RB8TIRI工作方式選擇多機(jī)通信控制位允許串行接收位接收數(shù)據(jù)的第9位發(fā)送數(shù)據(jù)的第9位接收中斷標(biāo)志發(fā)送中斷標(biāo)志9FH9EH9DH9CH9BH9AH99H98HSM2置1，多機(jī)通信，用于方式2和方式3D81，地址幀D80，數(shù)據(jù)幀SM2置0，不屬于多機(jī)通信第14頁(yè)，共74頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)5分，星期四SM0 SM1工作方式功能波特率0 0方式08位同步移位寄存器fosc/120 1方式110位UART可變1 0方式211位UARTfosc/64或fosc/321 1方式311位U

8、ART可變串行方式的定義例：設(shè)串行口工作在方式1，允許接收，則指令為： MOV SCON,#01010000B第15頁(yè)，共74頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)5分，星期四串行通信只用該位，為1時(shí)，波特率2；為0時(shí)不變。電源及波特率選擇寄存器PCONSMODGF1GF0PDIDL87H第16頁(yè)，共74頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)5分，星期四串行口四種工作方式應(yīng)用比較方式的選擇由SM1、SM0實(shí)現(xiàn)。工作方式功能說明波特率方式08位同步移位寄存器常用于擴(kuò)展I/O口fosc/12方式110位UART8位數(shù)據(jù)、起始位、結(jié)束位可變（取決于定時(shí)器1溢出率）方式211位UART8位數(shù)據(jù)、起始位0、結(jié)束

9、位1和奇偶校驗(yàn)位fosc/64或fosc/32方式311位UART數(shù)據(jù)、起始、校驗(yàn)、結(jié)束位可變（取決于定時(shí)器1溢出率）波特率的設(shè)定可參見表7.2，實(shí)際無(wú)需計(jì)算。表第17頁(yè)，共74頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)5分，星期四方式0 在方式0下，串行口作同步移位寄存器用，其波特率固定為fosc/12。串行數(shù)據(jù)從RXD(P3.0)端輸入或輸出，同步移位脈沖由TXD(P3.1)送出。這種方式常用于擴(kuò)展I/O口。方式0用于擴(kuò)展I/O口輸出第18頁(yè)，共74頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)5分，星期四方式0用于擴(kuò)展I/O口輸入第19頁(yè)，共74頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)5分，星期四方式110位的幀

10、格式 串行口為波特率可調(diào)的10位通用異步接口UART。每發(fā)送或接收的一幀信息中，包括1位起始位0，8位數(shù)據(jù)位和1位停止位1。第20頁(yè)，共74頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)5分，星期四方式2 串行口為11位UART，傳送波特率與SMOD有關(guān)。發(fā)送或接收的一幀數(shù)據(jù)中包括1位起始位0，8位數(shù)據(jù)位，1位可編程位(用于奇偶校驗(yàn))和1位停止位1。11位的幀格式第21頁(yè)，共74頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)5分，星期四方式3 方式3為波特率可變的11位UART通信方式，除了波特率以外，方式3和方式2完全相同。第22頁(yè)，共74頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)5分，星期四MCS-51串行口的波特率1.

11、方式0和方式2的波特率是固定的 在方式2中，波特率取決于PCON中的SMOD值： 當(dāng)SMOD=0時(shí)，波特率為fosc/64； 當(dāng)SMOD=1時(shí)，波特率為fosc/32.即波特率 = 。oscSMODf642 在方式0中，波特率為時(shí)鐘頻率的1/12，即fosc/12，固定不變圖第23頁(yè)，共74頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)5分，星期四2. 方式1和方式3的波特率可變，由定時(shí)器1的溢出率決定波特率/(b/s)fosc/MHzSMOD定時(shí)器1C/模式初始值方式0：1 M方式2：375 k方式1、3：62.5 k19.2 k9.6 k4.8 k2.4 k1.2 k137.5 k1101101212

12、1211.05911.05911.05911.05911.05911.9866121110000000000000000222222221FFHFDHFDHFAHF4HE8H1DH72HFEEBHT波特率=returnRETURN第24頁(yè)，共74頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)5分，星期四 解決的方法只有調(diào)整單片機(jī)的時(shí)鐘頻率fosc，通常采用11.0592MHz晶振。常用波特率及其產(chǎn)生條件 常用波特率通常按規(guī)范取1200、2400、4800、9600、，若采用晶振12MHz和6MHz，則計(jì)算得出的T1定時(shí)初值將不是一個(gè)整數(shù)，產(chǎn)生波特率誤差而影響串行通信的同步性能。第25頁(yè)，共74頁(yè)，2022

13、年，5月20日，17點(diǎn)5分，星期四四種工作方式應(yīng)用舉例第26頁(yè)，共74頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)5分，星期四串行口的應(yīng)用編程注意事項(xiàng)設(shè)置串行口工作方式設(shè)置波特率（SMOD，若是方式1、3，設(shè)置TI初值）若串行口接收數(shù)據(jù)，REN必須賦值為1TI和RI標(biāo)志，須由軟件清0第9位第27頁(yè)，共74頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)5分，星期四串行口工作方式0 用于擴(kuò)展I/O口，外接74HC164（串入并出）或165（并入串出）。RXD作為數(shù)據(jù)輸入/輸出端，TXD作為同步時(shí)鐘信號(hào)，接至?xí)r鐘端。 8位數(shù)據(jù)為1幀，由低位到高位，無(wú)起始位和停止位。 波特率： fosc/12第28頁(yè)，共74頁(yè)，2022年

14、，5月20日，17點(diǎn)5分，星期四例用89C51串行口外接CD4049或164串入-并出移位寄存器擴(kuò)展8位并行口；8位并行口的每位都接一個(gè)發(fā)光二極管，要求發(fā)光二極管從左到右以一定延遲輪流顯示，并不斷循環(huán)。設(shè)發(fā)光二極管為共陰極接法。如圖所示。89C51 RXD TXD P1.0DATA CD4049CLK STB 第29頁(yè)，共74頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)5分，星期四解：設(shè)數(shù)據(jù)串行發(fā)送采用中斷方式，顯示延遲通過延遲程序DELAY來(lái)實(shí)現(xiàn)。程序清單：ORG 0000H LJMP MAINORG0023HAJMPSBRORG2000HMAIN: MOVSCON, #00H ；串行口方式0初始化M

15、OVA, #80H ；最左一位發(fā)光二極管先亮CLRP1.0 ；關(guān)閉并行輸出MOVSBUF, A ；開始串行輸出LOOP: SJMP$ ；等待中斷SBR:SETBP1.0 ；啟動(dòng)并行輸出ACALL DELAY ；顯示延遲一段時(shí)間CLRTI ；清發(fā)送中斷標(biāo)志RRA ；準(zhǔn)備右移一位顯示CLR P1.0 ；關(guān)閉并行輸出MOVSBUF, A ；再一次串行輸出RETI 第30頁(yè)，共74頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)5分，星期四串行口工作方式110位通用異步串行口UART (Universal Asynchronous Receiver / Transmitter) ，1位起始位、8位數(shù)據(jù)、1位停止位。

16、波特率可調(diào)，由定時(shí)器T1的溢出率（定時(shí)時(shí)間）決定。 當(dāng)一幀數(shù)據(jù)接收完畢后，必須同時(shí)滿足以下條件，這次接收才真正有效：REN =1RI=0, SBUF為空SM2=0或SM2=1時(shí)，收到停止位為1，收到的數(shù)據(jù)才能裝到SBUF里。 第31頁(yè)，共74頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)5分，星期四串行口工作方式1波特率 （定時(shí)器T1的溢出速率） PCON.7波特率選擇位第32頁(yè)，共74頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)5分，星期四7位ASCII碼+1位奇偶校驗(yàn)位=8A中1的個(gè)數(shù)為奇數(shù)，P=1，如果最高位為為P的值，則A的1的個(gè)數(shù)編程偶數(shù)，因此，要把P的值取反以后放入ASCII碼最高位，才是奇校驗(yàn)。設(shè)發(fā)送

17、數(shù)據(jù)區(qū)的首地址為20H，接收首地址為40H例 89C51串行口按雙工方式收發(fā)ASCII字符，最高位用作奇校驗(yàn)，要求傳送碼率為1200b/s，fosc=11.059MHz。奇偶校驗(yàn)位：數(shù)據(jù)位和奇偶位中1的個(gè)數(shù)偶校驗(yàn)：以上1的個(gè)數(shù)為偶數(shù)奇校驗(yàn)：以上1的個(gè)數(shù)為奇數(shù)第33頁(yè)，共74頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)5分，星期四MOV TMOD, #20H; MOV TL1, #0E8H;MOV TH1, #0E8H;SETB TR1;MOV SCON, #50H;MOV R0, #20H;MOV R1, #40H;SETBES;SETBEA;LCALLSOUT;SJMP$;T1為模式2時(shí)間常數(shù)，見表7

18、-2重裝時(shí)常啟動(dòng)T1串行口方式1，允許接收發(fā)送數(shù)據(jù)區(qū)首址接收數(shù)據(jù)區(qū)首址串行口開中斷CPU開中斷發(fā)送一個(gè)字符等待中斷表ORG0000HLJMP MAINORG0050HMAIN:第34頁(yè)，共74頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)5分，星期四中斷服務(wù)程序ORG0023HLJMP SBR1ORG0100HPUSHACCPUSHPSWJNBRI,SENDLCALLSINSJMP NEXTLCALLSOUTPOPPSWPOPACCRETISBR1:SEND:NEXT:第35頁(yè)，共74頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)5分，星期四發(fā)送子程序CLRTIMOV A,R0MOV C,PCPLCMOV ACC.7

19、,CMOV SBUF,AINC R0RETSOUT:；若奇數(shù)個(gè)1，P1；取要發(fā)送的數(shù)據(jù)；A中的ASCII碼為奇校驗(yàn)；發(fā)送；修改發(fā)送數(shù)據(jù)區(qū)指針第36頁(yè)，共74頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)5分，星期四接收子程序CLR RIMOV A,SBUFJNB P,ERANL A,#7FHMOV R1,AINC R1RETSIN:；若偶數(shù)個(gè)1，出錯(cuò)；讀接收到的數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)存入接收區(qū)；修改接收數(shù)據(jù)區(qū)指針；若奇數(shù)個(gè)1，ACC.7清0ER:；處理出錯(cuò)程序第37頁(yè)，共74頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)5分，星期四串行口工作方式2和方式3每幀11位：1位起始位，9位數(shù)據(jù)（D8D0），1位停止位；第9位數(shù)據(jù)作為奇

20、偶校驗(yàn)位或地址/數(shù)據(jù)標(biāo)志位；發(fā)送時(shí)，第9位（D8）數(shù)據(jù)裝入TB8；-串口自動(dòng)完成MOV A ,DATAMOV TB8, CMOV SBUF, A接收時(shí)，第9位（D8）數(shù)據(jù)裝入RB8；D0D7 SBUFD8RB8RI =1多機(jī)通信第38頁(yè)，共74頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)5分，星期四串行口工作方式2和方式3方式2，波特率位fosc/32或fosc/64；方式3，波特率可調(diào)，同方式1。第39頁(yè)，共74頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)5分，星期四用第9個(gè)數(shù)據(jù)位作奇偶校驗(yàn)位， 編制串行口方式2的發(fā)送程序。例：設(shè)計(jì)一個(gè)發(fā)送程序，將片內(nèi)RAM 50H5FH中的數(shù)據(jù)串行發(fā)送；串行口設(shè)定為方式2狀態(tài)

21、，TB8作奇偶校驗(yàn)位，采用偶校驗(yàn)。串行口初始化地址指針R0長(zhǎng)度計(jì)數(shù)器R7置初值取數(shù)據(jù)APTB8ASBUFTI =1?0TI,指針R0+1(R7)-1=0?返回YYNN第40頁(yè)，共74頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)5分，星期四程序清單TRT: MOV SCON, #80H ；方式2設(shè)定 MOV PCON, #80H ; 波特率=fosc/32 MOV R0,#50H ;首地址R0 MOV R7, #10H ;數(shù)據(jù)長(zhǎng)度LOOP:MOV A,R0 ;取數(shù)據(jù) MOV C, PSW.0 ;PTB8 MOV TB8, C MOV SBUF, A ;數(shù)據(jù)SBUF,啟動(dòng)發(fā)送WAIT: JBC TI, CO

22、NT ;判斷發(fā)送中斷標(biāo)志 SJMP WAITCONT: INC R0 DJNZ R7, LOOP RET第41頁(yè)，共74頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)5分，星期四 串行口及串行通信技術(shù)串行通信基本知識(shí)89C51串口及其應(yīng)用兩個(gè)單片機(jī)之間的通信單片機(jī)與PC機(jī)之間的通信第42頁(yè)，共74頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)5分，星期四兩個(gè)單片機(jī)之間的通信通信協(xié)議：幀格式、校驗(yàn)方式等 波特率第43頁(yè)，共74頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)5分，星期四雙機(jī)通信軟件編程查詢方式 1) 甲機(jī)發(fā)送 編程將甲機(jī)片外1000H101FH單元的數(shù)據(jù)塊從串行口輸出。定義方式2發(fā)送，TB8為奇偶校驗(yàn)位。發(fā)送波特率3

23、75 kb/s，晶振為12 MHz, SMOD=1。第44頁(yè)，共74頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)5分，星期四參考發(fā)送子程序如下： MOV SCON，#80H ；設(shè)置串行口為方式2 MOV PCON，#80H ；SMOD=1 MOV DPTR，#1000H ；設(shè)數(shù)據(jù)塊指針 MOV R7，#20H ；設(shè)數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)度 START： MOVX A，DPTR ；取數(shù)據(jù)給A MOV C,P MOV TB8,C ；奇偶位P送給TB8 MOV SBUF,A ；數(shù)據(jù)送SBUF，啟動(dòng)發(fā)送 WAIT: JBC TI,CONT ；判斷一幀是否發(fā)送完。若送完，清TI，取下一個(gè)數(shù)據(jù) AJMP WAIT ；未完等待 C

24、ONT： INC DPTR ；更新數(shù)據(jù)單元 DJNZ R7,START ；循環(huán)發(fā)送至結(jié)束 RET 第45頁(yè)，共74頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)5分，星期四2) 乙機(jī)接收 編程使乙機(jī)接收甲機(jī)發(fā)送過來(lái)的數(shù)據(jù)塊，并存入片內(nèi)50H6FH單元。接收過程要求判斷RB8，若出錯(cuò)置F0標(biāo)志為1，正確則置F0標(biāo)志為0，然后返回。 在進(jìn)行雙機(jī)通信時(shí)，兩機(jī)應(yīng)采用相同的工作方式和波特率。第46頁(yè)，共74頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)5分，星期四參考接收子程序如下： MOV SCON，#80H ；設(shè)置串行口為方式2 MOV PCON，#80H ；SMOD=1MOV R0，#50H ；設(shè)置數(shù)據(jù)塊指針MOV R7

25、，#20H ；設(shè)置數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)度SETB REN ；啟動(dòng)接收WAIT：JBC RI，READ ；判斷是否接收完一幀。若完，清RI，讀入數(shù)據(jù)AJMP WAIT ；未完等待READ：MOV A，SBUF ；讀入一幀數(shù)據(jù)aJNB PSW.0,PZ ；奇偶位為0則轉(zhuǎn)JNB RB8, ERR ；P=1，RB8=0，則出錯(cuò) SJMP RIGHT ；二者全為1，則正確 PZ: JB RB8, ERR ；P=0，RB8=1，則出錯(cuò)RIGHT: MOV R0, A ；正確，存放數(shù)據(jù)INC R0 ；更新地址指針DJNZ R7, WAIT ；判斷數(shù)據(jù)塊是否接收完CLR PSW.5 ；接收正確，且接收完清F0標(biāo)志RET

26、；返回 ERR: SETB PSW.5 ；出錯(cuò)，置F0標(biāo)志為1RET ；返回第47頁(yè)，共74頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)5分，星期四7.3 多個(gè)89C51通信多機(jī)通信步驟：主機(jī)SM20，所有從機(jī)的SM21，以便接收主機(jī)發(fā)來(lái)的地址。主機(jī)發(fā)送地址，其中D81。所有從機(jī)接收主機(jī)發(fā)來(lái)的地址，進(jìn)入中斷服務(wù)程序，并和本機(jī)地址比較，確認(rèn)是否是被尋址從機(jī)。被尋址從機(jī)清除SM2，以便接收數(shù)據(jù)，并向主機(jī)發(fā)回從機(jī)地址，供主機(jī)核對(duì)。其他從機(jī)保持SM21，并退出中斷服務(wù)程序。數(shù)據(jù)通信完畢，被尋址從機(jī)SM21，退出中斷服務(wù)程序，等待下次通信。第48頁(yè)，共74頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)5分，星期四 串行口及串

27、行通信技術(shù)串行通信基本知識(shí)89C51串口及其應(yīng)用兩個(gè)單片機(jī)之間的通信單片機(jī)與PC機(jī)之間的通信第49頁(yè)，共74頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)5分，星期四PC機(jī)與單片機(jī)通信 PC機(jī)是國(guó)內(nèi)目前使用應(yīng)用最廣泛的微機(jī)，在與單片機(jī)串行接口后，可以方便地構(gòu)成主從分布式多機(jī)系統(tǒng)。從機(jī)（單片機(jī)）作數(shù)據(jù)采集或?qū)崟r(shí)控制，主機(jī)作數(shù)據(jù)處理或中央管理等。 這種多機(jī)系統(tǒng)在過程控制、儀表生產(chǎn)、生產(chǎn)自動(dòng)化和企業(yè)管理等方面都有廣泛的應(yīng)用。此外微機(jī)和單片機(jī)串行接口后，可以大大方便單片機(jī)的開發(fā)過程。第50頁(yè)，共74頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)5分，星期四7.4 89C51與PC機(jī)通信電氣規(guī)范不一致，TTL與RS232電平轉(zhuǎn)

28、換，1488、148989C51第51頁(yè)，共74頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)5分，星期四采用MAX232芯片接口的PC機(jī)與89C51單片機(jī)串行通信接口電路只需單一的+5V電源即可Tin、Rout-接單片機(jī)Rin、Tout-接PC機(jī) Tin、Tout成對(duì)使用 Rin、Rout成對(duì)使用 T、R是針對(duì)單片機(jī)的動(dòng)作命名的第52頁(yè)，共74頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)5分，星期四PC機(jī)一般使用通用異步接收器/發(fā)送器(8250) 或16c550/作為串行通訊的控制器，使用9針或25針的接插件將串行口的信號(hào)送出。第53頁(yè)，共74頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)5分，星期四一、PC機(jī)串口資源及編程

29、使用方法 PC機(jī)一般有COM1和COM2兩個(gè)串口。 寄存器名稱端口地址復(fù)位后初始值COM1COM2發(fā)送器保持寄存器（TBR）3F8H2F8HXXXXXXXXB接收器數(shù)據(jù)寄存器（RBR）3F8H2F8HXXXXXXXXB波特率因子低位寄存器（DLL）3F8H2F8H00000000B波特率因子高位寄存器（DLH）3F9H2F9H00000001B中斷允許寄存器（IER）3F9H2F9H00000000B中斷標(biāo)識(shí)寄存器（IIR）3FAH2FAH00000000B線路控制寄存器（LCR）3FBH2FBH01100000B調(diào)制解調(diào)器控制寄存器（MCR）3FCH2FCHXXXX0000B線路狀態(tài)寄存器（

30、LSR）3FDH2FDHXXXXXXXXB調(diào)制解調(diào)器狀態(tài)寄存器（MSR）3FEH2FEHXXXXXXXXB8250系列寄存器的定義： 第54頁(yè)，共74頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)5分，星期四使用串口必須先初始化，有以下4個(gè)步驟DLHDLL波特率DLHDLL波特率DLHDLL波特率09H00H5000HC0H60000H18H480006H00H7500H60H120000H10H720004H17H11000H40H180000H0CH960003H59H134.500H3AH200000H06H1920003H00H15000H30H240000H03H3840001H80H30000

31、H20H360000H01H115200例：設(shè)COM1的波特率為9600，則outportb（0 x3fb，0 x80）；/*寫線路控制寄存器，訪問波特率因子寄存器*/ outportb（0 x3f8，0 x0c）；/*寫入波特率因子低字節(jié)*/ outportb（0 x3f9，0 x00）；/*寫入波特率因子高字節(jié)*/ 設(shè)置波特率PC機(jī)串口初始化第55頁(yè)，共74頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)5分，星期四 設(shè)置數(shù)據(jù)格式 例：設(shè)數(shù)據(jù)為7位，1位起始位，1位停止位，偶校驗(yàn)，則設(shè)置如下：outportb（0 x3fb，0 x1a）； 設(shè)置操作方式不允許中斷：outportb（0 x3fc，0 x0

32、3）；允許中斷：outportb（0 x3fc，0 x0b）；自測(cè)試工作方式，且不允許中斷：outportb（0 x3fc，0 x13）； 設(shè)置中斷允許寄存器開放中斷語(yǔ)句：outportb（0 x3f9，0 x0f）； PC機(jī)串口初始化第56頁(yè)，共74頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)5分，星期四例1 將PC機(jī)的COM1初始化為9600波特率、7位數(shù)據(jù)、偶校驗(yàn)、1位停止位、不中斷，則初始程序如下：initcom1（）outportb（0 x3fb，0 x80）； /*寫線路控制寄存器，訪問波特率因子寄存器*/ outportb（0 x3f8，0 x0c）； /*寫入波特率因子低字節(jié)*/ out

33、portb（0 x3f9，0 x00）； /*寫入波特率因子高字節(jié)*/ outportb（0 x3fb，0 x1a）； /*設(shè)數(shù)據(jù)為7位，1位起始 位，1位停止位，偶校驗(yàn)*/ outportb（0 x3fc，0 x03）； /*不允許中斷*/PC機(jī)的發(fā)送、接收程序第57頁(yè)，共74頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)5分，星期四例2 PC機(jī)從COM1發(fā)送一個(gè)字符，程序如下：send（char sendchar）Int coms;do/*查詢發(fā)送緩沖器是否空*/coms=inportb（0 x3fd）；while（coms!=0 x20）；查詢等待com1的線路狀態(tài)寄存器（LSR）的第五位的狀態(tài)是否

34、為1,即發(fā)送保持寄存器是否為空？outportb（0 x3f8，sendchar）；第58頁(yè)，共74頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)5分，星期四例3 PC機(jī)從COM1接收一個(gè)字符，程序如下：char receive（） char coms，receivechar；waitok：/*查詢接收數(shù)據(jù)是否有效*/coms=inportb（0 x3fd）；if（coms&0 x01）=0）goto waitok；receivechar= inportb（0 x3f8）；return receivechar；第59頁(yè)，共74頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)5分，星期四二、PC機(jī)與單片機(jī)雙機(jī)通信 PC機(jī)

35、與單片機(jī)構(gòu)成主從式上下位計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。 例：從PC機(jī)鍵盤上輸入一個(gè)字符，然后將這個(gè)字符發(fā)送給單片機(jī)，單片機(jī)接收到這個(gè)字符后，不做任何處理，又將它發(fā)回給PC機(jī)，PC機(jī)將這個(gè)字符顯示在屏幕上。連接電路如下： PC機(jī)RXDTXDMAX232T1OUTR1INT1IN(R1OUTRXDTXDMCS-51約定：波特率：2400b/s信息格式：8位數(shù)據(jù)，1位停止位傳送方式：PC機(jī)采用查詢式收發(fā)數(shù)據(jù)，單片機(jī)采用中斷式收發(fā)數(shù)據(jù) 由于PC機(jī)是RS-232C電平，單片機(jī)是TTL電平，用MAX232進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換。PC機(jī)與單片機(jī)通信設(shè)計(jì)第60頁(yè)，共74頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)5分，星期四 PC機(jī)的通信軟件 #

36、include “stdio.h”main（） char c1，c2； int coms；outportb（0 x3fb，0 x80）；/*初始化8250*/outportb（0 x3f8，0 x30）； outportb（0 x3f9，0 x00）；outportb（0 x3fb，0 x03）；/*8位數(shù)據(jù)，1位停止位*/outportb（0 x3fc，0 x03）；c1=getchar（）；開 始初始化8250有鍵輸入嗎？取鍵盤字符發(fā)送寄存器空否？向單片機(jī)發(fā)送字符接收單片機(jī)發(fā)回的字符接收的數(shù)據(jù)有效碼？顯示發(fā)回的字符NNNYYY結(jié) 束PC機(jī)發(fā)送程序第61頁(yè)，共74頁(yè)，2022年，5月20日，

37、17點(diǎn)5分，星期四開 始初始化定時(shí)器T1初始化串行口啟動(dòng)定時(shí)器T1開放中斷主程序踏步中斷服務(wù)程序關(guān)中斷清接收中斷標(biāo)志RI保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)接收PC機(jī)發(fā)來(lái)的字符將字符發(fā)送回PC機(jī)開中斷，恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)中斷返回MCS-51單片機(jī)通信軟件主程序中斷服務(wù)程序第62頁(yè)，共74頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)5分，星期四主程序：ORG0000HLJMPMAINORG0023HLJMPSERVEMAIN： MOVTMOD，#20H ；初始化T1MOVTH1，#0F3HMOVTL1，#0F3HMOVSCON，#50H；串行口為方式1，REN=1MOVPCON，#80H；SMOD=1SETBTR1SETBEASETBESHE

38、RE： SJMPHERE單片機(jī)接收程序第63頁(yè)，共74頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)5分，星期四中斷服務(wù)程序：SERVE：CLREA；中斷服務(wù)程序CLRRIPUSHPSW；保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)PUSHACCMOVA，SBUF；接收PC機(jī)發(fā)來(lái)的字符MOVSBUF，A；將字符回送給PC機(jī)WAIT：JNBTI，WAIT；等待發(fā)送完畢CLRTIPOPACC；恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)POPPSWSETBEARETIEND第64頁(yè)，共74頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)5分，星期四三、PC機(jī)與單片機(jī)通訊多機(jī)通信多機(jī)通信的關(guān)鍵問題：識(shí)別單片機(jī)！給單片機(jī)編號(hào)。怎樣識(shí)別單片機(jī)？起始位D0D1D2D3D4D5D6D7奇偶位停止位起始位

39、D0D1D2D3D4D5D6D7TB8停止位 從PC機(jī)和單片機(jī)幀格式可知：通過軟件編程，使得PC機(jī)在發(fā)送地址（單片機(jī)編號(hào)）時(shí)，奇偶位為1，發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)為0；單片機(jī)接收時(shí)，TB8為1表示收到的地址，為0表示收到的數(shù)據(jù)。 PC機(jī)與單片機(jī)通訊多機(jī)通信第65頁(yè)，共74頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)5分，星期四例：從PC機(jī)的鍵盤上輸入單片機(jī)的編號(hào)，要求PC機(jī)與該單片機(jī)進(jìn)行通信測(cè)試，從鍵盤上輸入一個(gè)字符，發(fā)送給某單片機(jī)，單片機(jī)受到該字符后，又發(fā)回給PC機(jī)，在屏幕上顯示出來(lái)。 由于RS-232C不能實(shí)現(xiàn)多機(jī)通信，故采用RS-422標(biāo)準(zhǔn)。電路如下： PC機(jī)TXDRXD232/422轉(zhuǎn)換器RXDTXDMCS-

40、5175175751741號(hào)RXDTXDMCS-5175175751742號(hào)RXDTXDMCS-517517575174n號(hào)PC機(jī)與單片機(jī)的多機(jī)通信圖中75174是長(zhǎng)線發(fā)送器，它將單端輸入信號(hào)變成差動(dòng)輸出信號(hào)，并增強(qiáng)驅(qū)動(dòng)能力。75175是長(zhǎng)線接收器，它將差動(dòng)輸入信號(hào)變成單端輸出信號(hào)。第66頁(yè)，共74頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)5分，星期四什么是差分信號(hào)？一個(gè)差分信號(hào)是用一個(gè)數(shù)值來(lái)表示兩個(gè)物理量之間的差異。一個(gè)差分信號(hào)作用在兩個(gè)導(dǎo)體上,信號(hào)值是兩個(gè)導(dǎo)體間的電壓差。采用差分信號(hào)有什么好處 ？因?yàn)槟阍诳刂苹鶞?zhǔn)電壓，所以能夠很容易地識(shí)別小信號(hào)。 它對(duì)外部電磁干擾（EMI）是高度免疫的。 在一個(gè)單

41、電源系統(tǒng)，能夠從容精確地處理雙極信號(hào) 第67頁(yè)，共74頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)5分，星期四開 始初始化8250輸入單片機(jī)編號(hào)發(fā)送單片機(jī)編號(hào)接收單片機(jī)送回的編號(hào)取鍵盤字符編號(hào)一致嗎？向單片機(jī)發(fā)送字符接收單片機(jī)發(fā)回的字符顯示發(fā)回的字符NY結(jié) 束多機(jī)通訊程序設(shè)計(jì)第68頁(yè)，共74頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)5分，星期四程序清單：#include “stdio.h”main（） char c1，c2，n1，n2； int coms； outportb（0 x3fb，0 x80）；/*初始化8250*/ outportb（0 x3f8，0 x30）； outportb（0 x3f9，0 x00）； outportb（0 x3fb，0 x2b）；/*8位數(shù)據(jù)，1位停止，奇偶校驗(yàn)位為1*/ outportb（0 x3fc，0 x03）；/*PC機(jī)處于發(fā)送地址狀態(tài)*/ outportb（0 x3f9，0 x00）；/*禁止8250中斷*/ printf（“Please input the number of MCS：n”）； scanf（“%c”，&n1）；