第8章AT89S51單片機(jī)的串行口

第8章

AT89S51單片機(jī)的

串行口12全雙工異步串行口并行通信并行通信和串行通信串行通信數(shù)據(jù)的各位同時(shí)傳送（接收）數(shù)據(jù)的逐位分時(shí)傳送（接收）異步通信和同步通信異步通信（AsynchronousCommunication）：同步通信(SynchronousCommunication）：同步通信是指通信時(shí)要建立發(fā)送方時(shí)鐘對(duì)接收方時(shí)鐘的直接控制，使收發(fā)雙方達(dá)到完全同步的一種通信方式。異步通信是指發(fā)送端和接收端使用各自的時(shí)鐘來(lái)控制數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收的一種通信方式。這兩個(gè)時(shí)鐘源彼此獨(dú)立，無(wú)需嚴(yán)格同步。4

串行通信的3種制式:單工（simplex）半雙工（halfduplex）

全雙工（duplex）概述：可編程的全雙工異步串行口

管腳：TXD(P3.1)、RXD（P3.0）可同時(shí)發(fā)送、接收數(shù)據(jù)

四種工作方式，幀格式有8位、10位、11位波特率（Baudrate）可設(shè)置

波特率(比特率):每秒鐘傳送二進(jìn)制數(shù)的位數(shù)，單位b/s。8.1串行口的結(jié)構(gòu)6圖8-1內(nèi)部結(jié)構(gòu)PCONSCON7SBUF_串行口數(shù)據(jù)緩沖器兩個(gè)物理上獨(dú)立的接收、發(fā)送緩沖器發(fā)送緩沖器只寫(xiě)不能讀。接收緩沖器只讀不能寫(xiě)。兩個(gè)緩沖器共用一個(gè)字節(jié)地址（99H）。

SCON__串行口控制寄存器（98H）,可位尋址

PCON__電源控制寄存器（87H）,不可位尋址8.1.1串行口控制寄存器SCON接收中斷標(biāo)志發(fā)送中斷標(biāo)志發(fā)送中斷標(biāo)志接收的第9位數(shù)據(jù)發(fā)送的第9位數(shù)據(jù)允許串行接收位多機(jī)通信控制位允許串行接收位工作方式選擇位9SM0SM1工作方式功能波特率0008位同步移位寄存器（擴(kuò)展IO口）fosc/1201110位異步收發(fā)（8位數(shù)據(jù)）可變，由定時(shí)器1溢出率控制10211位異步收發(fā)（9位數(shù)據(jù)）fosc/64或fosc/3211311位異步收發(fā)（9位數(shù)據(jù)）可變，由定時(shí)器1溢出率控制表8-1 串行口的工作方式8.1.2電源控制及波特率選擇寄存器PCON

10當(dāng)SMOD=1時(shí)，要比SMOD=0時(shí)波特率加倍，所以也稱(chēng)SMOD位為波特率倍增位。例如，方式1的波特率計(jì)算公式：方式1波特率

=

定時(shí)器T1的溢出率8.2串行口的4種工作方式8.2.1方式0同步移位寄存器輸入/輸出方式。該方式并不用于兩個(gè)AT89S51單片機(jī)之間的異步串行通信，而是用于串行口外接移位寄存器，擴(kuò)展并行I/O口。8位數(shù)據(jù)為一幀，無(wú)起始位和停止位，先發(fā)送或接收最低位。波特率為fosc/12。幀格式如圖8-4。

圖8-4方式0的幀格式111．方式0輸出（1）方式0輸出的工作原理當(dāng)執(zhí)行一條將數(shù)據(jù)寫(xiě)入發(fā)送緩沖器SBUF指令時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)正脈沖，串行口開(kāi)始把SBUF中的8位數(shù)據(jù)以fosc/12的固定波特率從RXD引腳串行輸出，低位在先，TXD引腳輸出同步移位脈沖，發(fā)送完8位數(shù)據(jù)，中斷標(biāo)志位TI置“1”。發(fā)送時(shí)序如圖8-5。12圖7-5方式0發(fā)送時(shí)序13（2）方式0輸出的應(yīng)用典型應(yīng)用是外擴(kuò)串行輸入/并行輸出的同步移位寄存器74LS164，實(shí)現(xiàn)并行輸出端口的擴(kuò)展。

圖8-6為串行口工作在方式0，通過(guò)74LS164的輸出來(lái)控制8個(gè)外接LED發(fā)光二極管亮滅的接口電路。當(dāng)串行口被設(shè)置在方式0輸出時(shí)，串行數(shù)據(jù)由RXD端（P3.0）送出，移位脈沖由TXD端（P3.1）送出。在移位脈沖的作用下，串行口發(fā)送緩沖器的數(shù)據(jù)逐位地從RXD端串行地移入74LS164中。1415圖8-6串行口的方式0外接8個(gè)LED發(fā)光二極管的接口電路【例8-1】如圖8-6所示，編寫(xiě)程序控制8個(gè)發(fā)光二極管輪流點(diǎn)亮。圖中74LS164的CLK端為同步脈沖輸入端，CLR為控制端，當(dāng)CLR=0時(shí)，允許串行數(shù)據(jù)從A和B端輸入但是8位并行輸出端關(guān)閉；當(dāng)CLR=1時(shí)，A和B輸入端關(guān)閉，但是允許74LS164中的8位數(shù)據(jù)并行輸出。當(dāng)8位串行數(shù)據(jù)發(fā)送完畢后，引起中斷，在中斷服務(wù)程序中，單片機(jī)通過(guò)串行口輸出下一個(gè)8位數(shù)據(jù)。采用中斷方式的參考程序如下。16#include<reg51.h>#include<stdio.h>sbitP1_0=0x90;unsignedcharnSendByte;voiddelay(unsignedinti){ intj; for(;i>0;i--) for(j=0;j<125;j++);} main(){ SCON=0x00; /*設(shè)置串行口為方式0*/ EA=1; /*全局中斷允許*/ ES=1; /*允許串行口中斷*/ nSendByte=1; SBUF=nSendByte; //啟動(dòng)串口發(fā)送

P1_0=0; //允許串口向164串行發(fā)送數(shù)據(jù)

while(1);}17voidSerial_Port()interrupt4using0{ TI=0;P1_0=1; nSendByte<<=1; if(nSendByte==0)nSendByte=1; SBUF=nSendByte; delay(500); P1_0=0;}182．方式0輸入（1）方式0輸入工作原理方式0接收，REN為允許接收控制位，REN=0，禁止接收；REN

=

1，允許接收。當(dāng)向SCON寄存器寫(xiě)入控制字（設(shè)置為方式0，并使REN位置“1”，同時(shí)RI

=

0）時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)正脈沖，串行口開(kāi)始接收數(shù)據(jù)。引腳RXD為數(shù)據(jù)輸入端，TXD為移位脈沖信號(hào)輸出端，接收器以fosc/12的固定波特率采樣RXD引腳的數(shù)據(jù)信息，當(dāng)接收完8位數(shù)據(jù)時(shí)，中斷標(biāo)志RI置“1”，表示一幀數(shù)據(jù)接收完畢，通知CPU讀取該數(shù)據(jù)，并執(zhí)行RI=0指令，準(zhǔn)備接收下一幀數(shù)據(jù)，時(shí)序如圖8-7。19圖7-7方式0接收時(shí)序2021（2）方式0輸入應(yīng)用舉例

【例8-2】圖8-8為串口外接一片8位并行輸入、串行輸出的同步移位寄存器74LS165，擴(kuò)展一個(gè)8位并行輸入口的電路，可將接在74LS165的8個(gè)開(kāi)關(guān)的狀態(tài)通過(guò)串口方式0讀入到單片機(jī)內(nèi)。74LS165的SH/LD端為控制端。若SH/LD=0，則74LS165可并行輸入數(shù)據(jù)，且串行輸出端關(guān)閉；SH/LD=1，則并行輸入關(guān)斷，可以串行輸出。22圖8-8外接并行輸入串行輸出的同步移位寄存器#include<reg51.h>sbitP1_1=0x91;voiddelay(unsignedinti){ intj; for(;i>0;i--)for(j=0;j<125;j++);}voidmain(){SCON=0x10; /*串行口初始化為方式0*/while(1){P1_1=0;P1_1=1;while(RI==0);RI=0;P2=SBUF;/*讀入SBUF中的數(shù)據(jù)*/delay(10);}}23參考程序如下：查詢(xún)方式讀入開(kāi)關(guān)狀態(tài)作業(yè)：中斷方式讀入開(kāi)關(guān)狀態(tài)8.2.2方式1方式1為雙機(jī)串行通信方式，如圖8-9所示。當(dāng)SM0、SM1=01時(shí)，串行口設(shè)為方式1的雙機(jī)串行通信。TXD腳和RXD腳分別用于發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。

圖8-9

方式1雙機(jī)串行通信的連接電路24方式1一幀數(shù)據(jù)為10位，1個(gè)起始位（0），8個(gè)數(shù)據(jù)位，1個(gè)停止位（1），先發(fā)送或接收最低位。幀格式如圖8-10。

圖8-10

方式1的幀格式方式1為波特率可變的8位異步通信接口。波特率由下式確定：

方式1波特率

=

定時(shí)器T1的溢出率SMOD為PCON寄存器的最高位的值（0或1）。251．方式1發(fā)送方式1輸出時(shí)，數(shù)據(jù)位由TXD端輸出，當(dāng)CPU執(zhí)行一條數(shù)據(jù)寫(xiě)SBUF的指令，就啟動(dòng)發(fā)送。發(fā)送時(shí)序見(jiàn)圖8-11。圖8-11中TX時(shí)鐘的頻率就是發(fā)送的波特率。26內(nèi)部發(fā)送控制信號(hào)圖8-11方式1發(fā)送時(shí)序中斷標(biāo)志位TI置“1發(fā)送移位時(shí)鐘信號(hào)空閑為12．方式1接收方式1接收時(shí)（REN

=

1），數(shù)據(jù)從RXD（P3.1）引腳輸入。當(dāng)檢測(cè)到起始位的負(fù)跳變，則開(kāi)始接收。接收時(shí)序見(jiàn)圖8-12。27

圖8-12

方式1接收時(shí)序接收移位時(shí)鐘信號(hào)空閑為1D7接收數(shù)據(jù)有效（能裝入SBUF且能被CPU讀出的）的條件：（1）RI=0；SM2=0（方式1時(shí)，SM2設(shè)為0）。（2）RI=0；

RB8

=

1(控制激活RI的功能)，

SM2=1（只有接收到有效的停止位，RI才被置“1”。若不滿(mǎn)足任何一個(gè)條件，收的數(shù)據(jù)不能被CPU讀，該幀數(shù)據(jù)將丟棄。288.2.3方式2方式2和方式3，9位異步通信接口。每幀數(shù)據(jù)為11位，1位起始位0，8位數(shù)據(jù)位（先低位），1位可程控為1或0的第9位數(shù)據(jù)和1位停止位。方式2、方式3幀格式如圖8-13。

圖8-13

方式2、方式3的幀格式

方式2波特率

=

fosc291．方式2發(fā)送發(fā)送前，先根據(jù)協(xié)議由軟件設(shè)置TB8（如奇偶校驗(yàn)位或多機(jī)通信的地址/數(shù)據(jù)標(biāo)志位），然后將要發(fā)送的數(shù)據(jù)寫(xiě)入SBUF，即啟動(dòng)發(fā)送。TB8自動(dòng)裝入第9位數(shù)據(jù)位，逐一發(fā)送。發(fā)送完畢，使TI位置“1”。

圖8-14

方式2和方式3發(fā)送時(shí)序302．方式2接收SM0、SM1=10，且REN=1時(shí)。數(shù)據(jù)由RXD端輸入，當(dāng)位檢測(cè)邏輯采樣到RXD的負(fù)跳變，判斷起始位有效，便開(kāi)始接收一幀信息。在接收完第9位數(shù)據(jù)后，需滿(mǎn)足以下兩個(gè)條件，才能將接收到的數(shù)據(jù)送入接收緩沖器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。當(dāng)滿(mǎn)足上述兩個(gè)條件時(shí)，收到的數(shù)據(jù)送SBUF（接收緩沖器），第9位數(shù)據(jù)送入RB8，且RI置“1”。若不滿(mǎn)足這兩個(gè)條件，接收的信息將被丟棄。31串行口方式2和方式3接收時(shí)序如圖8-15。

圖8-15

方式2和方式3接收時(shí)序328.2.4方式3SM0、SM1=11時(shí)，方式3。為波特率可變的9位異步通信方式，除了波特率外，方式3和方式2相同。方式3發(fā)送和接收時(shí)序如圖8-14和圖8-15所示。方式3波特率

=

定時(shí)器T1的溢出率338.4波特率的制定串行通信，收、發(fā)雙方發(fā)送或接收的波特率必須一致。8.4.1波特率的定義波特率的定義：串行口每秒鐘發(fā)送（或接收）的位數(shù)。348.4.2定時(shí)器T1產(chǎn)生波特率的計(jì)算（1）方式0時(shí)，波特率固定為時(shí)鐘頻率fosc的1/12，不受SMOD位值的影響。若fosc

=

12MHz，波特率1Mbit/s。（2）方式2時(shí)，波特率僅與SMOD位的值有關(guān)。 方式2波特率

=

fosc

若fosc

=

12MHz：

SMOD

=

0，波特率

=

187.5kbit/s；SMOD

=

1，波特率

=

375kbit/s。波特率

=

定時(shí)器T1的溢出率 （8-1）波特率由T1溢出率和SMOD的值共同決定。實(shí)際設(shè)定波特率時(shí)，T1常設(shè)置為方式2定時(shí)（自動(dòng)裝初值），即TL1作為8位計(jì)數(shù)器，TH1存放備用初值。定時(shí)器T1的溢出率

=

（8-2）35（3）方式1或方式3時(shí)，用T1作為波特率發(fā)生器波特率

= （8-3）結(jié)論：波特率隨fosc、SMOD和定時(shí)器TL0初值X而變化。定時(shí)器TL1在方式2的初值為X

實(shí)際使用時(shí)，經(jīng)常根據(jù)已知波特率和時(shí)鐘頻率fosc來(lái)計(jì)算TL1的初值X。為避免繁雜的初值計(jì)算，常用的波特率和初值X間的關(guān)系常列成表8-2形式，供查用。36

表8-2 用定時(shí)器T1產(chǎn)生的常用波特率37波特率foscSMOD位方式初值X62.5kbit/s12MHz11、3FFH19.2kbit/s11.0592MHz11、3FDH9.6kbit/s11.0592MHz01、3FDH4.8kbit/s11.0592MHz01、3FAH2.4kbit/s11.0592MHz01、3F4H1.2kbit/s11.0592MHz01、3E8H表8-2有兩點(diǎn)需要注意：（1）在使用的時(shí)鐘振蕩頻率fosc為12MHz或6MHz時(shí)，將初值X和fosc帶入式（8-3）中計(jì)算出的波特率有一定誤差。消除誤差可采用時(shí)鐘頻率11.0592MHz。（2）如果選用很低的波特率，如選為55，可將定時(shí)器T1設(shè)為方式1定時(shí)。但這種情況，T1溢出時(shí)，需在中斷服務(wù)程序中重新裝入初值。中斷響應(yīng)時(shí)間和執(zhí)行指令時(shí)間會(huì)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。38【例8-3】

若時(shí)鐘頻率為11.0592MHz，選用T1的方式2定時(shí)作為波特率發(fā)生器，波特率為2

.4kbit/s，求初值。設(shè)T1為方式2定時(shí)，選SMOD

=

0。將已知條件帶入式（7-3）中

波特率

=

=

2400b/s從中解得：X

=

244

=

F4H。只要把F4H裝入TH1和TL1，即得波特率2400bit/s。也可直接從表7-2中查到。這里時(shí)鐘振蕩頻率選為11.0592MHz，就可使初值為整數(shù)，從而產(chǎn)生精確的波特率。398.5串行通信的應(yīng)用設(shè)計(jì)串行通信接口設(shè)計(jì)時(shí)，需考慮如下問(wèn)題。（1）首先確定串行通信雙方的數(shù)傳速率和通信距離；（2）由串行通信的數(shù)傳速率和通信距離確定采用的串行通信接口標(biāo)準(zhǔn)；（3）注意串行通信的通信線(xiàn)選擇，一般選用雙絞線(xiàn)較好，并根據(jù)傳輸?shù)木嚯x選擇纖芯的直徑。如空間干擾較多，還要選擇帶有屏蔽層的雙絞線(xiàn)。8.5.1各種串行通信接口標(biāo)準(zhǔn)AT89S51單串口的輸入、輸出均為T(mén)TL電平。以TTL電平串行傳輸數(shù)據(jù)的方式，抗干擾性差，傳輸距離短，速率低。為了提高串行通信可靠性，增大串行通信的距離和提高傳輸速率，一般都采用標(biāo)準(zhǔn)串行接口，如RS-232、RS-422A、RS-485等。418.5.2方式1的應(yīng)用設(shè)計(jì)

【例8-4】如圖甲、乙雙機(jī)串行通信，雙機(jī)的RXD和TXD相互交叉相連，甲機(jī)的P1口接8個(gè)開(kāi)關(guān)，乙機(jī)的P1口接8個(gè)發(fā)光二極管。甲機(jī)設(shè)置為只發(fā)不收的單工方式。要求甲機(jī)讀入P1口的8個(gè)開(kāi)關(guān)的狀態(tài)后，通過(guò)串行口發(fā)送到乙機(jī)，乙機(jī)將接收到的甲機(jī)的8個(gè)開(kāi)關(guān)的狀態(tài)數(shù)據(jù)送入P1口，由P1口的8個(gè)發(fā)光二極管來(lái)顯示8個(gè)開(kāi)關(guān)的狀態(tài)。雙方晶振均采用11.0592MHz。

參考程序如下。#include<reg51.h>voiddelay(unsignedinti){intj;for(;i>0;i--)for(j=0;j<125;j++);}voidmain(){TMOD=0x20; /*設(shè)置定時(shí)器T1為方式2*/TH1=0xfd; /*波特率9600*/TL1=0xfd;SCON=0x40; /*方式1只發(fā)送，不接收*/PCON=0x00; /*串行口初始化為方式0*/TR1=1; /*啟動(dòng)T1*/P1=0xff; /*P1口為輸入*/SBUF=P1;while(1){ if(TI==1); /*如果TI=1，發(fā)送完數(shù)據(jù)*/{ SBUF=P1; /*讀入P1口開(kāi)關(guān)的狀態(tài)數(shù)據(jù)并送串行口發(fā)送*/ delay(100); TI=0; /*已發(fā)送完，再把TI清0*/ }}}44P218頁(yè)書(shū)中的程序是否工作正常，如不能找出原因/*甲機(jī)串行發(fā)送*/#include<reg51.h>voiddelay(unsignedinti){intj;for(;i>0;i--)for(j=0;j<125;j++);}voidmain(){ TMOD=0x20; /*設(shè)置定時(shí)器T1為方式2*/ TH1=0xfd; /*波特率9600*/ TL1=0xfd; SCON=0x50; /*設(shè)置串口為方式1接收，REN=1*/ PCON=0x00; /*SMOD=0*/ TR1=1; /*啟動(dòng)T1*/ while(1) { if(RI==1); /*若RI為1，接收到數(shù)據(jù)*/ { P1=SBUF; /*接收的數(shù)據(jù)送P1口控制8個(gè)LED的亮與滅*/ delay(100); RI=0; /*接收到數(shù)據(jù)，則把RI清0*/ } }}45 /*乙機(jī)串行接收*/8.5.3方式2和方式3的應(yīng)用

方式2和方式1兩點(diǎn)不同:方式2收/發(fā)11位信息，第0位為起始位，第1～8位為數(shù)據(jù)位，第9位是程控位，可由用戶(hù)置TB8決定，第10位是停止位1。方式2波特率=振蕩器頻率/n。

當(dāng)SMOD

=

0時(shí)，n

=

64。當(dāng)SMOD

=

1時(shí)，n

=

32。除波特率的差別外，方式2的使用和方式3是一樣的，所以下面介紹的方式3應(yīng)用編程，也適用于方式2?！纠?-6】甲乙兩個(gè)單片機(jī)進(jìn)行方式3（或方式2）串行通訊。甲機(jī)將8個(gè)流水燈控制數(shù)據(jù)發(fā)送給乙機(jī)，乙機(jī)再利用該數(shù)據(jù)點(diǎn)亮其P1口的8個(gè)LED。方式3比方式1多了一個(gè)可編程位TB8，該位一般作奇偶校驗(yàn)位。乙機(jī)接收到的8位二進(jìn)制數(shù)據(jù)有可能出錯(cuò)，需進(jìn)行奇偶校驗(yàn)，其方法是將乙機(jī)的RB8和PSW的奇偶校驗(yàn)位P進(jìn)行比較，如相同，接收數(shù)據(jù)；否則拒絕接收。參考程序如下。

4749甲機(jī)發(fā)送程序如下：#include<reg51.h>unsignedcharcodeTab[]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f};voidSend(unsignedchardat) /*發(fā)送一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)的函數(shù)*/{ SBUF=dat;/*將待發(fā)送的數(shù)據(jù)寫(xiě)入發(fā)送緩沖器*/TB8=P;/*將奇偶校驗(yàn)位寫(xiě)入TB8*/ while(TI==0);/*檢測(cè)發(fā)送標(biāo)志位TI，TI=0，未發(fā)送完*/ ; /*空操作*/ TI=0; /*一個(gè)字節(jié)發(fā)送完，TI清0*/}voidDelay(void) /*延時(shí)大約200ms函數(shù)*/{ unsignedcharm,n; for(m=0;m<250;m++); for(n=0;n<250;n++);}voidmain(void) /*主函數(shù)*/{ unsignedchari; TMOD=0x20; /*設(shè)置定時(shí)器T1為方式2*/ SCON=0xc0; /*設(shè)置串口為方式3*/ PCON=0x00; /*SMOD=0*/ TH1=0xfd;/*給定時(shí)器T1賦初值，波特率設(shè)置為9600*/ TL1=0xfd; TR1=1; /*啟動(dòng)定時(shí)器T1*/ while(1) { for(i=0;i<8;i++) { Send(Tab[i]); Delay();/*大約200ms發(fā)送一次數(shù)據(jù)*/ }}}51乙機(jī)接收程序如下：#include<reg51.h>unsignedcharReceive(void) /*接收一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)的函數(shù)*/{ unsignedchardat; while(RI==0);/*檢測(cè)接收中斷標(biāo)志RI，RI=0，未接收完，則循環(huán)等待*/ ; RI=0; /*已接收一幀數(shù)據(jù)，將RI清0*/ ACC=SBUF; /*將接收緩沖器的數(shù)據(jù)存于ACC*/ if(RB8==P) /*只有奇偶校驗(yàn)成功才接收數(shù)據(jù)*/ { dat=ACC; /*將接收緩沖器的數(shù)據(jù)，存于dat*/ returndat; /*將接收的數(shù)據(jù)返回*/ }}voidmain(void) /*主函數(shù)*/{TMOD=0x20; /*設(shè)置定時(shí)器T1為方式2*/ SCON=0xd0; /*設(shè)置串口為方式3，允許接收REN=1*/ PCON=0x00; /*SMOD=0*/ TH1=0xfd; /*給定時(shí)器T1賦初值，波特率為9600*/ TL1=0xfd; TR1=1; /*啟動(dòng)定時(shí)器T1*/while(1) P1=Receive();/*將接收到的數(shù)據(jù)送P1口顯示*/}多個(gè)單片機(jī)利用串口進(jìn)行多機(jī)通信，常采用圖8-16的主從式結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)中1個(gè)主機(jī)（單片機(jī)或其他有串行接口的微機(jī)）和多個(gè)單片機(jī)組成的從機(jī)系統(tǒng)。主機(jī)的RXD與所有從機(jī)的TXD端相連，TXD與所有從機(jī)的RXD端相連。從機(jī)地址分別為01H、02H和03H。

圖8-16

多機(jī)通信系統(tǒng)示意圖538.3多機(jī)通信主從式只有一個(gè)主機(jī)，其余全是從機(jī)。

主機(jī)SM2=0；從機(jī)SM2=1，從機(jī)只能接收地址。主機(jī)發(fā)送帶TB8=1的地址幀，以選擇要通信的從機(jī)。各從機(jī)接收到主機(jī)發(fā)送的地址，與本機(jī)地址比較。相同時(shí)向主機(jī)發(fā)回本機(jī)地址，并置SM2=0,準(zhǔn)備接收主機(jī)發(fā)送給本機(jī)的數(shù)據(jù)，其他從機(jī)SM2=1;

主機(jī)收到從機(jī)回應(yīng)地址后，開(kāi)始發(fā)送帶TB8=0的命令或數(shù)據(jù)，按照約定進(jìn)行通信。通信結(jié)束后，從機(jī)SM2=1；主從式只有一個(gè)主機(jī)，其余全是從機(jī)。主機(jī)發(fā)送的信息可以被所有從機(jī)接收，任何一個(gè)從機(jī)發(fā)送的信息，只能由主機(jī)接收。從機(jī)和從機(jī)之間不能進(jìn)行直接通信，只能經(jīng)主機(jī)才能實(shí)現(xiàn)。多機(jī)通信的工作原理：

55要保證主機(jī)與所選擇的從機(jī)通信，須保證串口有識(shí)別功能。SCON中的SM2位就是為滿(mǎn)足這一條件設(shè)置的多機(jī)通信控制位。其工作原理是在串行口以方式2（或方式3）接收時(shí)，若SM2=1，則表示進(jìn)行多機(jī)通信，有以下兩種情況：（1）從機(jī)接收到主機(jī)發(fā)來(lái)的第9位數(shù)據(jù)RB8=1時(shí)，前8位數(shù)據(jù)才裝入SBUF，并置中斷標(biāo)志RI

=

1，向CPU發(fā)出中斷請(qǐng)求。在中斷服務(wù)程序中，從機(jī)把接收到的SBUF中的數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)緩沖區(qū)中。（2）如果從機(jī)接收到的第9位數(shù)據(jù)RB8=0時(shí)，則不產(chǎn)生中斷標(biāo)志RI=1，不引起中斷，從機(jī)不接收主機(jī)發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)。若SM2

=

0，則接收的第9位數(shù)據(jù)不論是0還是1，從機(jī)都將產(chǎn)生RI

=

1中斷標(biāo)志，接收到的數(shù)據(jù)裝入SBUF中。56多機(jī)通信的工作過(guò)程：（1）各從機(jī)初始化程序允許從機(jī)串口中斷，將串口編程為方式2或方式3接收，即9位異步通信方式，且SM2和REN位置“1”，使從機(jī)處于多機(jī)通信且只接收地址幀的狀態(tài)。（2）在主機(jī)和某從機(jī)通信之前，先將從機(jī)地址（即準(zhǔn)備接收數(shù)據(jù)的從機(jī)）發(fā)送給各個(gè)從機(jī)，接著才傳送數(shù)據(jù)（或命令），主機(jī)發(fā)出的地址幀信息的第9位為1，數(shù)據(jù)（或命令）幀的第9位為0。當(dāng)主機(jī)向各從機(jī)發(fā)送地址幀時(shí)，各從機(jī)的串行口接收到的第9位信息RB8為1，且由于各從機(jī)的SM2=1，57則RI置“1”，各從機(jī)響應(yīng)中斷，在中斷服務(wù)子程序中，判斷主機(jī)送來(lái)的地址是否和本機(jī)地址相符合，若為本機(jī)地址，則該從機(jī)SM2位清“0”，準(zhǔn)備接收主機(jī)的數(shù)據(jù)或命令；若地址不相符，則保持SM2

=

1。（3）接著主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)（或命令）幀，數(shù)據(jù)幀的第9位為0。此時(shí)各從機(jī)接收到的RB8=0。只有與前面地址相符合的從機(jī)（即SM2位已清“0”的從機(jī)）才能激活中斷標(biāo)志位RI，從而進(jìn)入中斷服務(wù)程序，接收主機(jī)發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)（或命令）；與主機(jī)發(fā)來(lái)的地址不相符的從機(jī)，由于SM2保持為1，又RB8

=

0，因此不能激活中斷標(biāo)志RI，就不能接受主機(jī)58發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)幀。從而保證主機(jī)與從機(jī)間通信的正確性。此時(shí)主機(jī)與建立聯(lián)系的從機(jī)已經(jīng)設(shè)置為單機(jī)通信模式，即在整個(gè)通信中，通信的雙方都要保持發(fā)送數(shù)據(jù)的第9位（即TB8位）為0，防止其他從機(jī)誤接收數(shù)據(jù)。（4）結(jié)束數(shù)據(jù)通信并為下一次的多機(jī)通信做好準(zhǔn)備。在多機(jī)系統(tǒng)，每個(gè)從機(jī)都被賦予唯一的地址。例如，圖8-16三個(gè)從機(jī)的地址可設(shè)為：01H、02H、03H。還要預(yù)留1~2個(gè)“廣播地址”，它是所有從機(jī)共有的地址，例如將“廣播地址”設(shè)為00H。當(dāng)主機(jī)與從機(jī)的數(shù)據(jù)通信結(jié)束后，一定要將從機(jī)再設(shè)置為多機(jī)通信模式，以便進(jìn)行下一次的多機(jī)通信。59這時(shí)要求與主機(jī)正在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)膹臋C(jī)須隨時(shí)注意，一旦接收的數(shù)據(jù)第9位（RB8）為“1”，說(shuō)明主機(jī)傳送的不再是數(shù)據(jù)，而是地址，這個(gè)地址就有可能是“廣播地址”。當(dāng)收到“廣播地址”后，便將從機(jī)的通信模式再設(shè)置成多機(jī)模式，為下一次多機(jī)通信做好準(zhǔn)備。608.5.4主從式多機(jī)通信的應(yīng)用介紹主從式多機(jī)通信的應(yīng)用編程?！纠?-7】如圖所示，主機(jī)分別與三個(gè)從機(jī)進(jìn)行通信，這里僅以地址為01H的1#從機(jī)為例，實(shí)現(xiàn)主從機(jī)的通信，其他從機(jī)的程序與1#從機(jī)相同，只是定義的地址不同。約定如下。（1）3臺(tái)從機(jī)的地址為00H~02H。（2）主機(jī)發(fā)出的地址FFH為一條控制指令，使所有從機(jī)都處于SM2=1的狀態(tài)。（3）其余的控制指令：00H—接收指令，01H—發(fā)送指令。這兩條指令是作為數(shù)據(jù)發(fā)送的。（4）從機(jī)的狀態(tài)字如圖8-21所示。6162圖8-21從機(jī)狀態(tài)字的格式約定其中：ERR(位D7)=1，表示收到非法命令。TRDY(位D1)=1，表示發(fā)送準(zhǔn)備完畢。RRDY(位D0)=1，表示接收準(zhǔn)備完畢。通信時(shí)，主機(jī)采用查詢(xún)方式，從機(jī)采用中斷方式。主機(jī)串行口設(shè)為方式3，允許接收，并置TB8為1，因?yàn)橹挥幸粋€(gè)主機(jī)，所以主機(jī)的SCON控制寄存器中的SM2不要置1，故控制字為11011000，即D8H。/*主機(jī)程序*/#include<reg51.h> #defineucharunsignedchar #defineBytenum16 /*傳送一次的字節(jié)數(shù)*/

ucharmaster（ucharaddrs,ucharcomnd）ucharslave=0x00； /*從機(jī)地址*/ucharidatardata[16];ucharidatatdata[16]={“abcdefghijklmnop”}; voidmain(void){ uchari;for(i=0;i<10;i++); /*延時(shí)參數(shù)可根據(jù)需要調(diào)整*/ TMOD=0x20； /*設(shè)置T1為定時(shí)器方式2*/ TH1=0xfa; /*波特率4800*/ TL1=0xfa； 63PCON=0x00； SCON=0xd0； /*方式3，允許接收，SM2=1*/ TR1=1； /*啟動(dòng)T1*/ SCON=0xd0； /*方式3允許接收*/master（slave,0x01）;master（slave,0x02）;slave++}voiderror(void){ SBUF=0xff； /*發(fā)給從機(jī)數(shù)據(jù)出錯(cuò)標(biāo)志*/while(TI!=1)； /*等待發(fā)送完*/TI=0；}64ucharmaster（ucharaddrs,ucharcomnd）{ uchara,i,p; while(1){ SBUF=slave /*發(fā)呼叫地址*/while(TI!=1)； /*等待發(fā)送完*/TI=0；while(RI!=1)； /*等待從機(jī)應(yīng)答*/RI=0；if(SBUF!=addrs)error() /*若地址出錯(cuò)，發(fā)出錯(cuò)標(biāo)志，從機(jī)復(fù)位*/ else{TB8=0; /*清地址標(biāo)志位，準(zhǔn)備接收數(shù)據(jù)*/SBUF=comnd； /*發(fā)命令幀*/65while(TI!=1)；TI=0； while(RI!=1)；RI=0； a=SBUF; /*接收從機(jī)返回的地址幀*/if(a&0x80)==80){TB8=1;error();} /*若主機(jī)命令非法，發(fā)復(fù)位信號(hào)給從機(jī)*/else{if(comnd==0x01); /*主機(jī)發(fā)送的命令是請(qǐng)求從機(jī)接收數(shù)據(jù)*/if(a&0x01)==0x01)； /*從機(jī)準(zhǔn)備接收就緒*/{ do{ p=0; /*清校驗(yàn)和*/ for(i=0;i<Bytenum;i++); { SBUF=tdata[i]; /*發(fā)送數(shù)據(jù)*/p=p+tdata; /*計(jì)算校驗(yàn)和*/while(TI!=1)；TI=0；}SBUF=p； /*發(fā)送校驗(yàn)和給從機(jī)*/66while(TI!=1)；TI=0；while(RI!=1)；RI=0； } while(SBUF!=0)；/*從機(jī)接收不正確，主機(jī)重新發(fā)送*/TB8=1;return(0)；}}else{if(comnd==0x02); /*主機(jī)發(fā)送的是接收命令，從機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)*/{ if(a&0x02)==0x02)； /*從機(jī)準(zhǔn)備接收就緒*/{ while(1)；p=0; /*清校驗(yàn)和*/for(i=0;i<Bytenum;i++); while(RI!=1)；RI=0；rdata[i]=SBUF; /*主機(jī)接收數(shù)據(jù)*/p+=rdata[i];}67while(RI!=0)；RI=0； if(SBUF==p)；{ SBUF=0x00； /*校驗(yàn)和相同，發(fā)送0x00給從機(jī)*/while(TI!=1)；TI=0；}else{ SBUF=0x0f；/*校驗(yàn)和不同，發(fā)送0x0f給從機(jī)*/while(TI!=1)；TI=0；}}TB8=1； /*重置地址標(biāo)志位*/return(0)；}68}}}}}}/*從機(jī)程序*/#include<reg51.h>#defineucharunsignedchar /*傳送一次的字節(jié)數(shù)*/#defineslave0x00#defineBytenum16 ucharidatatdata[16];ucharidatardata[16];bittrdy;bitrrdy;69voidmain(void){ TMOD=0x20； /*設(shè)置T1為定時(shí)器方式2*/ TL1=0xfa； /*波特率4800*/TH1=0xfa; PCON=0x00；TR1=1；SCON=0xf0； /*方式3，允許接收，SM2=1*/ES=1;EA=1; /*允許串口中斷*/while(1){trdy=1;rrdy=1;}; /*準(zhǔn)備好發(fā)送和接收*/}voidslave(void)interrupt4using1{ voidstr(void); voidsre(void); uchara; RI=0; ES=0; /*關(guān)串口中斷*/70if(SBUF!=slave){ES=1;gotoreti;} /*非本機(jī)地址，繼續(xù)監(jiān)聽(tīng)*/SM2=0; /*取消監(jiān)聽(tīng)狀態(tài)*/ SBUF=slave； /*發(fā)回從機(jī)地址*/while(TI!=1)；TI=0；while(RI!=1)；RI=0；if(RB8==1){SM2=1;ES=1;gotoreti;}/*確認(rèn)地址不符，從機(jī)復(fù)位*/a=SBUF;if(a==0x01){ /*從機(jī)接收主機(jī)的數(shù)據(jù)*/if(rrdy==1)SBUF=0x01; /*接收準(zhǔn)備好，發(fā)回0x01*/ elseSBUF=0x00;while(TI!=1)；TI=0；while(RI!=1)；RI=0；if(RB8==1){SM2=1;ES=1;gotoreti;}/*確認(rèn)地址不符，從機(jī)復(fù)位*/sre(); /*接收數(shù)據(jù)*/71} else{ if(a==0x02) /*從機(jī)向主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)*/ {{ if(trdy==1)SBUF=0x02; /*發(fā)送準(zhǔn)備好*/elseSBUF=0x00;while(TI!=1)；TI=0；while(RI!=1)；RI=0；if(RB8==1){SM2=1;ES=1;gotoreti;} str(); /*發(fā)送數(shù)據(jù)*/} else{ SBUF=0x80; /*命令非法*/while(TI!=1)；TI=0；SM2=1;ES=1; /*恢復(fù)監(jiān)聽(tīng)*/72}}reti:;}voidstr(void) /*發(fā)送數(shù)據(jù)函數(shù)*/{ ucharp,i; trdy=0;do{ p=0; for(i=0;i<Bytenum;i++); { SBUF=tdata[i]; /*發(fā)送數(shù)據(jù)*/ p+=tdata[i]; while(TI!=1)；TI=0；

}SBUF=p; /*發(fā)送校驗(yàn)和*/while(TI!=1)；TI=0；while(RI!=1)；RI=0；}while(SBUF!=0)； /*主機(jī)接收不正確，重新發(fā)送*/SM2=1;ES=1;73}voidsre(void) /*接收數(shù)據(jù)函數(shù)*/{ ucharp,i;rrdy=0; while(1)；{ p=0; /*初始化校驗(yàn)和為0*/ for(i=0;i<Bytenum;i++); { while(RI!=1)；RI=0；tdata[i]=SBUF；p+=rdata[i];}while(RI!=1)；RI=0；if(SBUF!==p){SBUF=0x00;break;} /*校驗(yàn)和相同，發(fā)00H*/ else{ SBUF=0xff;while(TI!=1)；TI=0；/*校驗(yàn)不同，發(fā)FFH，重新接收*/}74}SM2=1;ES=1; } 8.5.5單片機(jī)與PC機(jī)的串行通信測(cè)控系統(tǒng)中，常使用單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，但由于單片機(jī)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量和數(shù)據(jù)處理能力都較低，所以一般情況下單片機(jī)通過(guò)串口與PC機(jī)串口相連，把采集到的數(shù)據(jù)傳送到PC機(jī)上，再在PC機(jī)上進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。由于單片機(jī)的輸入輸出是TTL電平，而PC機(jī)配置的都是RS-232標(biāo)準(zhǔn)串行接口，為9針“D”型連接器（插座），如圖8-26所示。表8-3為RS-232C的“D”型9針插頭的引腳定義。75圖8-26“D”型9針插頭引腳定義圖8-27單片機(jī)與PC機(jī)的串行通信接口7677由于兩者的電平不匹配，因此必須把單片機(jī)輸出的TTL電平轉(zhuǎn)換為RS-232電平。單片機(jī)與PC機(jī)的接口方案如圖8-27。圖中所用的電平轉(zhuǎn)換芯片為MAX232，接口連接只用3條線(xiàn)，即RS-232插座中的2腳、3腳與5腳。一、單片機(jī)向計(jì)算機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)【例8-8】單片機(jī)向計(jì)算機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)的接口電路如圖8-27。要求單片機(jī)通過(guò)串行口的TXD腳向計(jì)算機(jī)串行發(fā)送8個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)。實(shí)際上單片機(jī)向計(jì)算機(jī)與單片機(jī)向單片機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)的方法是完全一樣的。單片機(jī)向計(jì)算機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)的參考程序如下。

78#include<reg51.h>codeTab[]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f} /*欲發(fā)送的流水燈控制碼數(shù)組，定義為全局變量*/ voidsend(unsignedchardat){ SBUF=dat; /*待發(fā)送數(shù)據(jù)寫(xiě)入發(fā)送緩沖寄存器*/ while(TI==0); /*串口未發(fā)送完，等待*/ ; /*空操作*/ TI=0; /*一個(gè)字節(jié)發(fā)送完畢，軟件將TI標(biāo)志清0*/}/*主函數(shù)*/ voidmain(void) { unsignedchari; TMOD=0x20； /*設(shè)置T1為定時(shí)器方式2*/ SCON=0x40； /*串行口方式1，TB8=1*/79#include<reg51.h>codeTab[]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f} /*欲發(fā)送的流水燈控制碼數(shù)組，定義為全局變量*/ voidsend(unsignedchardat){ SBUF=dat; /*待發(fā)送數(shù)據(jù)寫(xiě)入發(fā)送緩沖寄存器*/ while(TI==0); /*串口未發(fā)送完，等待*/ ; /*空操作*/ TI=0; /*一個(gè)字節(jié)發(fā)送完畢，軟件將TI