單片機(jī)串行口的應(yīng)用

單片機(jī)串行口的應(yīng)用2023/4/27例說89S51-C語言8-1第1頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/27例說89S51-C語言8-2本章內(nèi)容

硬件部分：認(rèn)識8x51串行口、串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)并行數(shù)據(jù)IC、并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)串行數(shù)據(jù)IC，以及MAX232系列等。程序與實踐部分：

mode0串行口的接收與發(fā)送、其它工作方式的應(yīng)用、兩個8x51最小系統(tǒng)的互傳應(yīng)用、多處理器通信、RS-232通信等。

第2頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/27例說89S51-C語言8-3串行口的思考串行口一次傳輸一個bit，并行口一次傳輸一個byte，誰快？使用串行口的場合越來越多，使用并行口場合越來越少，為什么？并行口快要被串行口完全取代，而消失了！并行端口的最后一塊版圖－打印機(jī)端口，逐漸被USB與Ethernet并吞。低成本簡單第3頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/27例說89S51-C語言8-4串行口常見名稱通用異步傳輸，UART(UniversalAsynchronousReceiver-Transmitter)，也可稱為通用異步串行口，就是微控制器里常用的通信方式。RS-232C是一種串行口的通信接口，在RS-232C里，傳輸?shù)臏?zhǔn)位提升，使傳輸距里增加、抗噪聲能力提高，為微型計算機(jī)里常見的接口。第4頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/27例說89S51-C語言8-5單工及雙工串行式數(shù)據(jù)傳輸里，有單工及雙工之分，單工就是一條線只能有一種用途，例如輸出線就只能發(fā)送數(shù)據(jù)、輸入線就只能接收數(shù)據(jù)。而雙工就是在同一條在線，可接收數(shù)據(jù)，也可發(fā)送數(shù)據(jù)。

第5頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/27例說89S51-C語言8-6半雙工與全雙工若在系統(tǒng)上，只有一條傳輸線，而在該傳輸線同一個時間里，不是進(jìn)行數(shù)據(jù)接收，就是數(shù)據(jù)發(fā)送，稱之為“半雙工”。

若在系統(tǒng)上有兩條傳輸線，而這兩條傳輸在線，可同時進(jìn)行數(shù)據(jù)接收與發(fā)送，稱之為“全雙工”。

第6頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/27例說89S51-C語言8-7波特率

通常以每秒傳輸多少位(bitpersecond，簡稱bps)表示串行式數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾剩裘總€傳輸單元為1bit時，又稱為波特率(baudrate)。

第7頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/27例說89S51-C語言8-88051的串行發(fā)送數(shù)據(jù)在8051里，若要通過串行口發(fā)送數(shù)據(jù)，只要把8位數(shù)據(jù)放入串行緩沖器(SBUF)即可，8051就會幫我們把這些數(shù)據(jù)，一個位一個位送出去。第8頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/27例說89S51-C語言8-98051的串行接收數(shù)據(jù)在8051里，若要通過串行口接收數(shù)據(jù)，則8051會自動接收串行數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)收集在串行緩沖器里，當(dāng)8位數(shù)據(jù)到齊(串行緩沖器滿了)，8051就會中斷，要我們把這筆數(shù)據(jù)提走。

第9頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/27例說89S51-C語言8-10串行口的四種工作方式

mode0：此方式屬于半雙工同步傳輸，其波特率為系統(tǒng)時鐘脈沖的12分之1，即fOSC/12，以12MHz的系統(tǒng)為例，則其波特率為1Mbps。mode1或mode3：此方式為可變波特率的異步數(shù)據(jù)傳輸，主要是為了配合所連接系統(tǒng)的時序，以達(dá)到不同系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸。mode2：此方式提供兩種不同波特率的選擇，即fOSC/32或fOSC/64，其中的fOSC為系統(tǒng)時鐘脈沖，屬于異步數(shù)據(jù)傳輸。第10頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/27例說89S51-C語言8-11mode0接收數(shù)據(jù)

第11頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/27例說89S51-C語言8-12mode0發(fā)送數(shù)據(jù)

第12頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/27例說89S51-C語言8-13mode1串行數(shù)據(jù)傳輸

第13頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/27例說89S51-C語言8-14mode1的數(shù)據(jù)格式

第14頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/27例說89S51-C語言8-15mode2的數(shù)據(jù)格式

第15頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/27例說89S51-C語言8-16SCON寄存器第16頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/27例說89S51-C語言8-17方式設(shè)置第17頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/27例說89S51-C語言8-18Timer1產(chǎn)生的常用波特率表fOSC波特率11.05921214.74561620SMOD1500x400x300x00---3000xa00x980x800x750x5206000xd00xcc0xc00xbb0xa9012000xe80xe60xe00xde0xd5024000xf40xf30xf00xef0xea04800-0xf30xef0xef-148000xfa-0xf8-0xf5096000xfd-0xfc--09600----0xf51192000xfd-0xfc--138400--0xfe---76800--0xff---第18頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/27例說89S51-C語言8-19Timer2應(yīng)用在波特率產(chǎn)生方式示意圖

第19頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/27例說89S51-C語言8-20Timer2產(chǎn)生的常用波特率表fOSC波特率611.059212161100xf9-0x57--0xee-0x3f3000xfd-0x8f0xfb-0x800xfb-0x1e0xf9-0x7d6000xfe-0xc80xfd-0xc00xfd-0x8f0xfc-0xbf12000xff-0x640xfe-0xe00xfe-0xc80xfe-0x5f24000xff-0xb20xff-0x700xff-0x640xff-0x3048000xff-0xd90xff-0xb80xff-0xb20xff-0x989600-0xff-0xdc0xff-0xd90xff-0xcc19200-0xff-0xee-0xff-0xe638400-0xff-0xf7-0xff-0xf376800-0xff-0xfa--第20頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/27例說89S51-C語言8-21幀錯誤檢測示意圖

第21頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/27例說89S51-C語言8-22UARTmode1時序圖第22頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/27例說89S51-C語言8-23UARTmode2/3時序圖第23頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/27例說89S51-C語言8-24自動地址識別功能

由于在mode0下，SM2=1沒有作用，所以無法在mode0下執(zhí)行自動地址識別功能。在mode1時，stopbit取代第九位，當(dāng)接收的地址與自己的地址相符，且stopbit是個正確的停止位(1)，則RI位將自動設(shè)置為1。在mode2或mode3時，直接將第九位置入SCON寄存器的RB8位，然后接收stopbit。若將SCON寄存器的SM2位設(shè)置為1，則接收到stopbit，且RB8=1時，將產(chǎn)生中斷。

第24頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/27例說89S51-C語言8-25產(chǎn)生自己的地址(givenaddress)

0代表不使用1代表使用SADDR值x代表可為任意值第25頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/27例說89S51-C語言8-26SADDR與SADEN設(shè)置范例x代表可為任意值0代表不使用1代表使用SADDR值0代表不使用1代表使用SADDR值0代表不使用1代表使用SADDR值第26頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/27例說89S51-C語言8-27產(chǎn)生廣播地址(broadcastaddress)

OR運(yùn)算第27頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/27例說89S51-C語言8-28主從式處理器結(jié)構(gòu)

第28頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/27例說89S51-C語言8-29主處理器→從處理器

由處理器A送出目的處理器的地址字節(jié)，其中第九位(bit9)為1(即bit9=1)，代表該幀數(shù)據(jù)為地址字節(jié)。每個處理器都可以接收到地址字節(jié)(bit9=1)，且會產(chǎn)生中斷。在中斷子程序里，將接收到的地址字節(jié)與自己的地址相比較。若相符合，則SM2位設(shè)置為1；不相符合，則SM2位設(shè)置為0。處理器A再送出數(shù)據(jù)字節(jié)(bit9=0)，而SM2=1的處理器，接收到的是數(shù)據(jù)字節(jié)時，將會產(chǎn)生中斷子程序里，將讀取所接收到的數(shù)據(jù)字節(jié)。當(dāng)然，SM2=0的處理器，接收到的是數(shù)據(jù)字節(jié)時，將不會產(chǎn)生中斷。

第29頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/27例說89S51-C語言8-30廣播

由處理器A送出廣播地址字節(jié)，其中第九位(bit9)為1(即bit9=1)，代表該幀數(shù)據(jù)為地址字節(jié)。每個處理器都可以接收到地址字節(jié)(bit9=1)，且會產(chǎn)生中斷。在中斷子程序里，所接收到的廣播地址字節(jié)與自己的地址一定符合，所以SM2位設(shè)置為1。處理器A再送出數(shù)據(jù)字節(jié)(bit9=0)，而所有處理器的SM2=1，接收到的是數(shù)據(jù)字節(jié)時，將會產(chǎn)生中斷子程序里，將讀取所接收到的數(shù)據(jù)字節(jié)。

第30頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/27例說89S51-C語言8-31噪聲容限(NoiseMargin)

TTLVIL=0.8V、VOL=0.4VVNML=VIL-VOL=0.4VVIH=2V、VOH=3.5VVNMH=VOH-VIH=1.5VCMOSVIL=0.3VDD、VOL0VVNML=VIL-VOL=0.3VDDVIH=0.7VDD、VOHVDD

VNMH=VOH-VIH=0.3VDD第31頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/27例說89S51-C語言8-32MAX232/MAX3232第32頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/27例說89S51-C語言8-33MAX3232的電容建議表第33頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/27例說89S51-C語言8-34RS232線路第34頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/27例說89S51-C語言8-3574164引腳圖

第35頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/27例說89S51-C語言8-3674164時序圖第36頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/27例說89S51-C語言8-3774165引腳圖

第37頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/27例說89S51-C語言8-3874165真值表

輸 入輸 出shift/loadclockinhibitclockserialinput并行輸入A～Houtout0×××a～hhh100××QhoQho10↑1×QnQn10↑0×QnQn11↑××QhoQho第38頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/27例說89S51-C語言8-39實例演練8-8-1并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)串行數(shù)據(jù)實驗第39頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/27例說89S51-C語言8-40并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)串行數(shù)據(jù)實驗電路圖

第40頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/27例說89S51-C語言8-41

流程圖

第41頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/27例說89S51-C語言8-42mode0串行輸入實驗(ch08-8-1.c)第42頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/27例說89S51-C語言8-43實例演練8-8-2串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)并行數(shù)據(jù)實驗第43頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/27例說89S51-C語言8-44串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)并行數(shù)據(jù)實驗電路圖

第44頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/27例說89S51-C語言8-45流程圖

第45頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/27例說89S51-C語言8-46mode0串行輸出實驗(ch08-8-2.c)第46頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/27例說89S51-C語言8-47實例演練8-8-3MODE1自傳實驗第47頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/27例說89S51-C語言8-48自傳實驗電路圖

第48頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/27例說89S51-C語言8-498-8-3mode1實例演練第49頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/27例說89S51-C語言8-50流程圖

第50頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/27例說89S51-C語言8-51Mode1實驗

(ch08-8-3.c)

第51頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/27例說89S51-C語言8-52思考一下！在本實驗里，采用“查詢”方式，所以程序幾乎不能做其它事！請采用“中斷”方式，而主程序驅(qū)動蜂鳴器(P3.7)，以產(chǎn)生1kHz的嗶、嗶聲？

第52頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/27例說89S51-C語言8-53程序參考(CH08-8-3a.c)-1

第53頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/27例說89S51-C語言8-54程序參考(CH08-8-3a.c)-2第54頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/27例說89S51-C語言8-55思考一下！同前一個問題，若使用8x52，請改采用Timer2產(chǎn)生約9600bps波特率？T2CON寄存器詳見第七章。

第55頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/27例說89S51-C語言8-56程序參考(CH08-8-3b.c)-1

第56頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/27例說89S51-C語言8-57程序參考(CH08-8-3b.c)-2第57頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/27例說89S51-C語言8-58實例演練8-8-4MODE2實驗第58頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/27例說89S51-C語言8-59流程圖

第59頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/27例說89S51-C語言8-60Mode2實驗(ch08-8-4.c)

第60頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/27例說89S51-C語言8-61思考一下！在本實驗里，采用1/32fOSC的波特率，請將波特率修改為1/64fOSC？

在本實驗里，采用“查詢”方式，所以程序幾乎不能做其它事！請采用“中斷”方式，而主程序驅(qū)動蜂鳴器(P3.7)，以產(chǎn)生1kHz的嗶、嗶聲？(可參考8-8-3節(jié))

第61頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/27例說89S51-C語言8-62實例演練8-8-5MODE3實驗第62頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/27例說89S51-C語言8-638051互傳實驗(ch08-8-5.c)

第63頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/27例說89S51-C語言8-64思考一下！在本實驗里，采用約9600bps的波特率，請將波特率修改為4800bps？

在本實驗里，采用“查詢”方式，所以程序幾乎不能做其它事！請采用“中斷”方式，主程序驅(qū)動蜂鳴器(P3.7)，以產(chǎn)生1kHz嗶、嗶聲？(可參考8-8-3節(jié))

第64頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/27例說89S51-C語言8-65實例演練8-8-6點(diǎn)對點(diǎn)通信實驗第65頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/27例說89S51-C語言8-66對傳電路圖

第66頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/27例說89S51-C語言8-678051互傳實驗(ch08-8-6.c)

第67頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/27例說89S51-C語言8-68思考一下！1、在本實驗里，兩片采用mode2，請試改以mode1或mode3，重新測試？

2、本實驗的通信距離并不長，為了加長通信距離與質(zhì)量，請在本實驗中的兩個8x51系統(tǒng)里，各增加一個MAX232/MAX232A/MAX32322電路，如圖8－18所示；再以RS232電纜連接兩個8x51系統(tǒng)，以進(jìn)行相同的實驗。在圖8－18里，隨著所使用IC的不同，其中的電容與接法有些不同，如下：

第68頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/27例說89S51-C語言8-69思考一下！若使用MAX232，則C1～C5全部采用10μF/16V電解電容，而C3的負(fù)腳連接到VCC。若使用MAX232A，則C1～C5全部采用0.1μF陶瓷電容，而C3的負(fù)腳連接到VCC。若使用MAX3232，則C1、C5采用0.1μF陶瓷電容，C2～C4采用0.47μF電解電容，而C3的負(fù)腳連接到GND。MAX232/MAX232A/MAX3232的第11腳連接到8x51的TxD引腳(P3.1)、第12腳連接到8x51的RxD引腳(P3.0)。再通過DB9電纜線*，連接到個人計算機(jī)的com1或com2。第69頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/27例說89S51-C語言8-70MAX232/MAX232A/MAX3232

的應(yīng)用電路圖

第70頁，共80頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/27例說89S51-C語言8-71DB9、DB15的RS232

連接器引腳號碼與名稱

DB9腳號DB25腳號信號名稱說 明18CD載波信號檢測(CarrierDetect)23RxD接收(Receive)32TxD發(fā)送(Transmit)420DTR數(shù)據(jù)端準(zhǔn)備妥(DataTerminalReady)57GND接地(Ground)66DSR數(shù)據(jù)設(shè)置準(zhǔn)