《單片機原理及應(yīng)用項目化教程》課件項目七 串行通信應(yīng)用

項目七串行通信應(yīng)用任務(wù)1串行通信工作原理任務(wù)2兩個單片機之間的單向通信應(yīng)用任務(wù)3兩個單片機之間的雙向通信應(yīng)用教學任務(wù)任務(wù)1：串行通信工作原理。任務(wù)2：兩個單片機之間的單向通信應(yīng)用。任務(wù)3：兩個單片機之間的雙向通信應(yīng)用。教學目標(1)掌握串行通信的工作原理，串行通信的兩種基本方式。(2)掌握同步通信和異步通信的實現(xiàn)方法。(3)掌握單片機控制系統(tǒng)之間的相互通信以及具體的實現(xiàn)方法。(4)掌握實際項目中利用串行通信技術(shù)來解決實際問題的能力。

任務(wù)1串行通信工作原理

任務(wù)要求：在本小節(jié)學習基礎(chǔ)上簡述串行通信工作原理及波特率、溢出率的計算方式。學習目標：(1)掌握串行通信的工作原理。(2)掌握SCON寄存器的結(jié)構(gòu)及串行口工作方式。(3)掌握PCON寄存器的結(jié)構(gòu)及各種方式下波特率的計算方式。串行接口是一種可以將接收的來自CPU的并行數(shù)據(jù)字符轉(zhuǎn)換為連續(xù)的串行數(shù)據(jù)流發(fā)送出去，同時可將接收的串行數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換為并行的數(shù)據(jù)字符供給CPU的器件。一般完成這種功能的電路，我們稱為串行接口電路。51單片機內(nèi)部有一個全雙工串行接口。一般來說，只能接收或只能發(fā)送的串行口稱為單工串行；既可接收又可發(fā)送，但不能同時進行的稱為半雙工；能同時接收和發(fā)送的串行口稱為全雙工串行口。SBUF寄存器：它是兩個在物理上獨立的接收、發(fā)送緩沖器，可同時發(fā)送、接收數(shù)據(jù)，可通過指令對SBUF的讀寫來區(qū)別是對接收緩沖器的操作還是對發(fā)送緩沖器的操作，從而控制外部兩條獨立的收發(fā)信號線RXD(P3.0)、TXD(P3.1)，同時發(fā)送、接收數(shù)據(jù)，實現(xiàn)全雙工。SM2：多機通信控制位。REN：串行接收允許位：REN?=?0時，禁止接收；REN?=?1時，允許接收。TB8：在方式2、3中，TB8是發(fā)送機要發(fā)送的第9位數(shù)據(jù)。在多機通信中它代表傳輸?shù)牡刂坊驍?shù)據(jù)，TB8?=?0時為數(shù)據(jù)，TB8?=?1時為地址。RB8：在方式2、3中，RB8是接收機接收到的第9位數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)正好來自發(fā)送機的TB8，從而識別接收到的數(shù)據(jù)特征。TI：串行口發(fā)送中斷請求標志。RI：串行口接收中斷請求標志。表中各位(從左至右為從高位到低位)含義如下。SMOD：波特率加倍位。SMOD?=?1，當串行口工作于方式1、2、3時，波特率加倍。SMOD?=?0，波特率不變。GF1、GF0：通用標志位。PD(PCON.1)：掉電方式位。當PD?=?1時，進入掉電方式。IDL(PCON.0)：待機方式位。當IDL?=?1時，進入待機方式。波特率計算：在了解了串行口相關(guān)的寄存器之后，我們可得出其通信波特率的一些結(jié)論：(1)方式0和方式2的波特率是固定的。在方式0中，波特率為時鐘頻率的1/12，即fOSC/12，固定不變。在方式2中，波特率取決于PCON中的SMOD值，即波特率為當SMOD?=?0時，波特率為fOSC/64；當SMOD?=?1時，波特率為fOSC/32。(2)方式1和方式3的波特率可變，由定時器1的溢出率決定。當定時器T1用作波特率發(fā)生器時，通常選用定時初值自動重裝的工作方式2(注意：不要把定時器的工作方式與串行口的工作方式搞混淆了)。其計數(shù)結(jié)構(gòu)為8位，假定計數(shù)初值為Count，單片機的機器周期為T，則定時時間為(256?-?Count)?×?T。從而在1?s內(nèi)發(fā)生溢出的次數(shù)(即溢出率)可由公式(1)求得：從而波特率的計算公式由公式(2)求得：在實際應(yīng)用時，通常是先確定波特率，然后根據(jù)波特率求T1定時初值，因此式(2)又可寫為

任務(wù)2兩個單片機之間的單向通信應(yīng)用

任務(wù)要求：在某個控制系統(tǒng)中有U1、U2兩個單片機，U1單片機首先將P1端口指撥開關(guān)數(shù)據(jù)載入SBUF，然后經(jīng)由TXD將數(shù)據(jù)傳送給U2單片機，U2單片機將接收數(shù)據(jù)存入SBUF，再由SBUF載入累加器，并輸出至P1端口，點亮相應(yīng)端口的LED。學習目標：(1)掌握51單片機單向通信的基本實現(xiàn)思路。(2)掌握C語言子函數(shù)的調(diào)用方法。(3)掌握按鍵延時消抖的代碼實現(xiàn)。1．硬件電路設(shè)計所需元件：晶振(CRYSTAL)、電阻(RES)、電容(CAP)、電解電容(CAP-ELEC)、單片機(AT89C51)、數(shù)碼管(7SEG)、按鍵(Button)、排阻(RES8PACK)。3．仿真效果效果：當按下矩陣按鍵中的任意一個按鍵的時候，在右邊的數(shù)碼管上面則會顯示當前按下的按鍵的鍵值，例如圖7-2中按下了鍵值為4的按鍵，于是就能在數(shù)碼管上面看到顯示的值是4。程序編譯通過后，生成?.hex文件導入仿真圖AT89S51單片機內(nèi)，執(zhí)行特效即為項目所需特效。

任務(wù)3兩個單片機之間的雙向通信應(yīng)用

任務(wù)要求：甲單片機按鍵同時控制甲單片機本身和乙單片機3個LED燈，分別實現(xiàn)四種效果；第一次按下并抬起，實現(xiàn)閃爍；第二次按下并抬起，實現(xiàn)LED1亮；第三次按下并抬起，實現(xiàn)LED2亮；第四次按下并抬起，實現(xiàn)流水顯示。乙機按鍵每按下并抬起一次，甲機數(shù)碼管加1顯示。學習目的：(1)了解51單片機串行口(UART)的結(jié)構(gòu)和工作方式。(2)了解串行口通信的原理及數(shù)據(jù)交換過程。(3)掌握單片機之間進行串口通信的編程方法。1．硬件電路設(shè)計所需元件：晶振(CRYSTAL)、電阻(RES)、電容(CAP)、電解電容(CAP-ELEC)、單片機(AT89C51)、LED燈(LED-RED)、按鍵(BUTTON)。2．仿真效果程序編譯通過后，生成?.hex文件導入仿真圖AT89S51單片機內(nèi)，執(zhí)行特效即為項目所需特效。效果：甲