51單片機(jī)串口工作方式0和1

1、串口工作方式 5.1 方式0 同步移位寄存器方式，比特率固定為fosc/12。 常用于外接移位寄存器，以擴(kuò)展并行I/O口，SM2位必須為0 。 1方式0發(fā)送： 當(dāng)CPU執(zhí)行寫(xiě)入發(fā)送緩沖器SBUF的指令時(shí)，串行口即把SBUF中的8位數(shù)據(jù)以fosc/12的固定比特率從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)置“1”中斷標(biāo)志位TI,圖5-1,CPU響應(yīng)中斷后：CLR TI,請(qǐng)求中斷,寫(xiě)入SBUF后自動(dòng)開(kāi)始發(fā)送,5.2.2 用74LS164擴(kuò)展并行輸出口 74LS164：8位串入并出移位寄存器。 圖是利用74LS164擴(kuò)展二個(gè)8位并行輸出口的接口電路。 .,圖5-2-1

2、,5.2 用AT89C51的串行口擴(kuò)展并行口,RXD/ TXD/,74HC595: 8位串入并出移位寄存器,帶鎖存及三態(tài)輸出功能。 （相當(dāng)于74LS164+273+244）,清0,串行口工作于方式0： 同步移位寄存器方式 發(fā)送,fosc/12,每當(dāng)新數(shù)據(jù)寫(xiě)入SBUF,即把SBUF中的8位數(shù)據(jù)以串行移出,2方式0接收 向串口的SCON寫(xiě)入控制字（置為方式0，并置“1”REN位，同時(shí)RI=0）時(shí)，串行口即開(kāi)始接收數(shù)據(jù)。RXD為數(shù)據(jù)輸入端，TXD為移位脈沖信號(hào)輸出端，也以fosc/12的固定比特率，當(dāng)收到8位數(shù)據(jù)時(shí)置“1” RI。表示一幀數(shù)據(jù)接收完，時(shí)序如下：,圖5-2,CPU響應(yīng)中斷后：CLR R

3、I,RI=0時(shí),其中REN=1,請(qǐng)求中斷,寫(xiě)入SBUF后自動(dòng)開(kāi)始發(fā)送,5.2.1 用74LS165擴(kuò)展并行輸入口,圖9-21,P.159-160,74LS165：8位并入串出移位寄存器。 圖9-22是利用74LS164擴(kuò)展二個(gè)8位并行輸入口的接口電路。,并行鎖存,串行口工作于方式0： 同步移位寄存器方式 接收,fosc/12,每當(dāng)向SCON寫(xiě)入控制字為方式0且REN=“1” ，即串行移入8位數(shù)據(jù)到SBUF,5.2.2 方式1 ：8位異步收發(fā)，比特率可變（由定時(shí)器控制） SM0、SM1=01 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7

4、-7：,方式1比特率=（2SMOD/32）定時(shí)器T1的溢出率 SMOD為PCON寄存器的最高位的值（0或1）。,圖7-7,1方式1發(fā)送 2方式1接收,圖7-8,圖7-9,P.105,請(qǐng)求中斷,請(qǐng)求中斷,可寫(xiě)下一個(gè)要發(fā)送的數(shù)據(jù),可從SBUF讀取新接收的數(shù)據(jù),寫(xiě)入SBUF后自動(dòng)開(kāi)始發(fā)送,5.3.1 比特率的制定方法 方式0、方式2的比特率是固定的；方式1、方式3比特率由定時(shí)器T1的溢出率來(lái)確定。 5.3.2 定時(shí)器T1產(chǎn)生比特率的計(jì)算 （1）方式0波特率=時(shí)鐘頻率fosc1/12，不受SMOD位的值的影響。若fosc=12MHz，比特率為fosc/12即1Mb/s。 （2）方式2波特率=（2SMO

5、D/64）fosc 若fosc=12MHz: SMOD=0 比特率=187.5kb/s； SMOD=1 比特率=375kb/s （3）方式1或方式3時(shí)，比特率為： 比特率= （2SMOD/32）T1的溢出率 = fosc/12/(T1計(jì)數(shù)次數(shù)) （2SMOD/32） 實(shí)際設(shè)定比特率時(shí)，T1常設(shè)置為方式2定時(shí)（自動(dòng)裝初值）這種方式不僅操作方便，也可避免因軟件重裝初值而帶來(lái)的定時(shí)誤差。,P.109,P.110,時(shí)鐘振蕩頻率為6MHz或12 MHz時(shí)，產(chǎn)生的比特率偏差較大，故用到串口通信時(shí)通常選用11.0592MHZ晶體振蕩器。,= /12,= /32,= /12/計(jì)次/16,9.6kbit/s 實(shí)

6、際10.416 6MHz 1 0 2 FDH 1.2kbit/s 實(shí)際1.302 6MHz 0 0 2 F4H,= /12/計(jì)次/16,= /12/計(jì)次/32,1200bps,9600bps,計(jì)1次,計(jì)3次,計(jì)24次,計(jì)3次,計(jì)6次,計(jì)12次,比特率,比特率,MCS-51 單片機(jī)串行接口的硬件,MCS-51 單片機(jī)串行接口的控制,MCS-51 單片機(jī)串行接口工作方式,P3.0 位的第二功能 收端 RXD P3.1 位的第二功能 發(fā)端 TXD,寄存器 SCON、PCON、SBUF 寄存器 IE、IP,方式 0 方式 2,方式 1 方式 3,串行口的結(jié)構(gòu),有兩個(gè)數(shù)據(jù)緩沖寄存器SBUF，一個(gè)輸入移位

7、寄存器，一個(gè)串行控制寄存器SCON和一個(gè)特殊功能寄存器PCON等組成。,8 位SBUF是全雙工串行接口寄存器， 它是特殊功能寄存器，地址為 99H，不可位尋址；串行輸出時(shí)為發(fā)送數(shù)據(jù)緩沖器，發(fā)送寄存器只寫(xiě)不讀，數(shù)據(jù)從 發(fā)送端TXD（P3.1）輸出； 串行輸入時(shí)為接收數(shù) 據(jù)緩沖器，接收寄存 器只讀不寫(xiě)，數(shù)據(jù)從 接收端 RXD（P3.0） 輸入；由指令確定是對(duì)發(fā) 送寄存器或接收寄存器作用。,SM0、SM1 串行接口工作方式定義位,SM0、SM1 = 00 方式 0，8位同步移位寄存器 SM0、SM1 = 01 方式 1，10 位異步接收發(fā)送 SM0、SM1 = 10 方式 2，11 位異步接收發(fā)送

8、SM0、SM1 = 11 方式 3，11 位異步接收發(fā)送,7.1.1 串行口控制寄存器SCON,注意: 方式 0 的特點(diǎn)，方式 2、方式 3 的差異,SM2 多機(jī)通信控制位（方式2和3）,SM2 = 0，無(wú)多機(jī)通信 SM2 = 1，允許多機(jī)通信,串行口控制寄存器SCON,REN 串行口接收數(shù)據(jù)控制位,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),由軟件置位或清除,7.1.2 特殊功能寄存器PCON,串行數(shù)據(jù)傳送速率控制寄存器 PCON,SMOD = 0，定義波特率不變,SMOD = 1，定義波特率加倍,注：PCON 寄存器的地址為87H， 僅 b7 位有用，不可位尋址

9、。,地址：87H,TDL:等待方式位,PD:掉電方式,GF1、 GF2通用標(biāo)志位,ANL PCON，7FH：對(duì)SMOD位清零,ORL PCON，80H：對(duì)SMOD位置位,串行口的4種工作方式,SM0 SM1,串行口工作方式選擇位,可變,5.3.1 方式 0 移位寄存器輸入/輸出方式,非串行通信用方式擴(kuò)展并行I/O,RXD、TXD 線(xiàn)的作用,用并入串出移位寄存器擴(kuò)展并行輸入口 用串入并出移位寄存器擴(kuò)展并行輸出口,RXD 串 并、并 串 數(shù)據(jù)傳送線(xiàn) TXD 同步時(shí)鐘線(xiàn)，同步時(shí)鐘為 fosc/12(固定波特率),注：為應(yīng)用串行接口擴(kuò)展并行接口的方式。,串行口為同步移位寄存器方式,方式 0 用于擴(kuò)展并

10、行 I/O口,串 并方式，擴(kuò)展并行輸出口,電路圖,RXD TXD,DATA CLK,功能線(xiàn),RXD 接移位寄存器的數(shù)據(jù)輸入端 TXD 接移位寄存器的同步時(shí)鐘端,8031,串入并出移位寄存器,注: 注意信號(hào)方向,方式 0 用于擴(kuò)展并行 I/O口,并 串方式，擴(kuò)展輸入口,電路圖,功能線(xiàn),RXD TXD,DATA CLK,8031,并入串出移位寄存器,RXD 接移位寄存器的數(shù)據(jù)輸出端 TXD 接移位寄存器的同步時(shí)鐘端,注: 注意信號(hào)方向,方式 0 用于擴(kuò)展并行 I/O口,例1：用 8031 的串口外接 1 個(gè)串入并出移位寄存器 芯片CD4094 擴(kuò)展為 8 位并行輸出口，并口接 8 個(gè) LED，并循

11、環(huán)輪流顯示。,電路圖,P1.0,DATA CLK,TBS,CD4094,8031,TXD,RXD,方式 0 用于擴(kuò)展并行 I/O口,編程,ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0023H LJMP SBR MAIN: MOV SCON，#00H; 方式 0，TI = 0 SETB EA SETB ES MOV A，#80H ; 初值，左邊 LED 亮 CLR P1.0 ; CD4094 輸出并口關(guān)閉 MOV SBUF，A ; 數(shù)據(jù)傳出，產(chǎn)生中斷 LOOP: SJMP $,方式 0 用于擴(kuò)展并行 I/O口,編程（續(xù)）,SBR: SETB P1.0 ; CD4094 輸出并口打開(kāi)，LED

12、 亮 ACALL DELAY CLR TI ; 手動(dòng)清中斷標(biāo)志 RR A ; 循環(huán)位移 ; 80H、40H、20H、10H、08H CLR P1.0 ; CD4094 輸出并口關(guān)閉 MOV SBUF，A ; 數(shù)據(jù)傳出，產(chǎn)生中斷 RETI END,注: 延時(shí)子程序 DELAY 未給出,方式 0 用于擴(kuò)展并行 I/O口,例2：用 8031 的串口外接 1 個(gè)并入串出移位寄存器 芯片 CD4014 擴(kuò)展為 8 位并行輸入口，并口 接 8 個(gè)開(kāi)關(guān)量輸入，開(kāi)關(guān) K 閉合時(shí)有效。,電路圖,P/S,CD4014,8031,P1.0,K,RXD,TXD,DATA,CLK,P1.1,方式 0 用于擴(kuò)展并行 I/

13、O口,編程,START: JB P1.0，START ; 若 K 未合上則循環(huán)查詢(xún) SETB P1.1 ; CD4014 并行數(shù)據(jù)輸入有效 MOV SCON，#00X1XXX0B ; 方式 0，REN = 1 允許接收，RI = 0 CLR P1.1 ; CD4014 串行數(shù)據(jù)輸出有效 LOOP: JNB RI，LOOP ; 若 RI = 0 數(shù)據(jù)未收完 ; 若 RI = 1 數(shù)據(jù)已收完 CLR RI ; 手動(dòng)清 RI，準(zhǔn)備下次傳送數(shù)據(jù) MOV A，SBUF,方式 1 10 位異步接收/發(fā)送（波特率可變）,方式 1 的數(shù)位,1 位起始位 值 0 8 位數(shù)據(jù)位 為有用信息（低位在前，可含 1 位

14、校驗(yàn)位） 1 位停止位 值 1,異步傳送時(shí)的速率設(shè)置,速率設(shè)置的方法 設(shè)置定時(shí)器 T1 的初值 常用波特率： 用T1作為波特率發(fā)生器，B=(2SMOD/32)T1溢出率。,串行口為8位異步通信接口,方式 1（續(xù)）,異步發(fā)送時(shí)的工作過(guò)程,發(fā)送條件 清 SCON 中發(fā)送中斷標(biāo)志 TI = 0,發(fā)送指令 MOV SBUF，A,注: 需發(fā)送的 8 位字節(jié)數(shù)據(jù)送串行數(shù)據(jù)緩沖器 SBUF 后將啟動(dòng)異步發(fā)送開(kāi)始。,起始位 0、停止位 1 在執(zhí)行發(fā)送指令時(shí)自動(dòng)加入,發(fā)送傳輸線(xiàn) TXD、GND,發(fā)送 10 位數(shù)據(jù)結(jié)束 發(fā)送中斷標(biāo)志 TI = 1,注: 若需繼續(xù)發(fā)送，置TI = 0，送數(shù)據(jù)到 SBUF,方式 1（

15、續(xù)）,異步接收時(shí)的工作過(guò)程,接收條件 清 SCON 中接收中斷標(biāo)志 RI = 0 置 SCON 中接收控制標(biāo)志 REN = 1,接收傳輸線(xiàn) RXD、GND,接收同步位 接收傳輸線(xiàn) RXD 有從 1 到 0 的信號(hào),接收數(shù)據(jù) 9 位數(shù)據(jù)送數(shù)據(jù)接收器,8 位字節(jié)數(shù)據(jù)送串行數(shù)據(jù)緩沖器 SBUF 1 位停止位送入 SCON 中的 RB8 = 1,接收 10 位數(shù)據(jù)結(jié)束 接收中斷標(biāo)志 RI = 1,注: 若需繼續(xù)接收，置RI = 0,方式 1 用于串行通信,例3：8031串行口雙工方式收發(fā) ASCII 字符，最高 1 位用來(lái)作奇偶校驗(yàn)位，采用奇校驗(yàn)方式， 波特率為 1200 。,工作方式,數(shù)據(jù)區(qū),主頻選

16、用,方式 1， 7 位 ASCII 碼，1 位校驗(yàn)碼,發(fā)送數(shù)據(jù)區(qū)首址 20H，接收數(shù)據(jù)區(qū)首址 40H,T1 設(shè)置,fosc = 6MHz,方式 2，初值為 F4H（查表 10.2）,方式 1 用于串行通信,主程序（2 個(gè)單片機(jī)均有）,ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0023H LJMP SBR1 MOV TMOD，#20H ; 定時(shí)器 T1 設(shè)置為方式 2 MOV TL1，#0F4H MOV TH1，#0F4H ; 裝定時(shí)器 T1 的初值 SETB TR1 ; 啟動(dòng)定時(shí)器 T1,方式 1 用于串行通信,主程序（2 個(gè)單片機(jī)均有）,MOV SCON，#50H ; 串口工作方式 1

17、，REN = 1 MOV R0，#20H ; 發(fā)數(shù)據(jù)區(qū)首址 MOV R1，#40H ; 收數(shù)據(jù)區(qū)首址 SETB ET1 ; 開(kāi) T1 中斷 SETB ES ; 開(kāi)串口中斷 SETB EA ; 開(kāi)總中斷 ACALL SOUT ; 調(diào)用發(fā)送子程序 SJMP $,方式 1 用于串行通信,串行口中斷服務(wù)程序,SBR1: JNB RI，SEND ACALL SIN ; 若 RI = 1，調(diào)用接收子程序 SJMP NEXT SEND: ACALL SOUT ; 若 RI = 0，調(diào)用發(fā)送子程序 NEXT: RETI,方式 1 用于串行通信,發(fā)送子程序,SOUT: MOV A，R0 MOV C，P CPL

18、C MOV ACC.7，C INC R0 MOV SBUF，A CLR，TI RET,方式 1 用于串行通信,接收子程序,SIN: MOV A，SBUF MOV C，P CPL C ANL A，#7FH MOV R1，A INC R1 CLR RI RET,7.3 單片機(jī)串行口的應(yīng)用,7.3.1 串行口擴(kuò)展顯示器 【例7-1】用8位串入并出移位寄存器74HC164擴(kuò)展顯示器。,功能：把數(shù)據(jù)從顯示緩沖區(qū)送到數(shù)碼管。入口；將要顯示的數(shù)放在以DIS0為首的8個(gè)單元中。出口：把預(yù)置的數(shù)輸出以更新原有的顯示。,MOVR2，08H；顯示8個(gè)數(shù)碼管 MOVR0，DIS7；顯示緩沖區(qū)未地址送入R0 DL0：MOVA，R0；取要顯示數(shù)作查表偏移量 MOVDPTR，TAB；指向字形表首