4 MCS-51的串行口.ppt

1、1、第4章MCS-51串行端口和應用、主要內(nèi)容串行端口的結構串行端口的工作方式波特率的修正簡單應用、2，4.1.1殘奧水平通信和串行通信修正機用二進制數(shù)字(位)表示數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)從一臺修正機傳輸?shù)搅硪慌_修正機數(shù)據(jù)通信有殘奧級通信和串行通信兩種方式。4.1數(shù)據(jù)通信的基本概念、殘奧電平通信、串行通信、3、4.1數(shù)據(jù)通信的基本概念、4.1.2串行通信方式串行通信有單工通信、半雙工通信和全雙工通信三種方式。單工通信、4、4.1數(shù)據(jù)通信的基本概念、4.1.2串行通信方式串行通信有單工通信、半雙工通信和全雙工通信三種方式。半雙工方式、5、4.1數(shù)據(jù)通信的基本概念、4.1.2串行通信方式串行通信有單工通信、半

2、雙工通信和全雙工通信三種方式。 半雙工方式，6，(1)異步方式，4.1數(shù)據(jù)通信的基本概念，4.1.3數(shù)據(jù)通信的同步方式，異步方式的1幀數(shù)據(jù)格式，1字符的開始為1開始位，字符的結束為停止位，數(shù)據(jù)位位于開始位之后的通信時，數(shù)據(jù)為低位為了確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏蚀_性，在數(shù)據(jù)位之后緊跟奇偶校驗位，用于有限差錯檢測。 如果數(shù)據(jù)不需要奇偶校驗，可以省略此位。 7、(1)異步方式、4.1數(shù)據(jù)通信的基本概念、4.1.3數(shù)據(jù)通信的同步方式、異步通信中的數(shù)據(jù)傳輸格式、8、(1)異步方式異步通信的情況下，通信雙方必須遵守以下基本約定： (1)。 (2)通信速率必須相同。 所謂非同步，不要求雙方的幀和幀間的同步，將4.1數(shù)據(jù)

3、通信的基本概念、4.1.3數(shù)據(jù)通信的同步方式、9、(1)非同步方式串行通信的速度稱為波特率，所謂波特率是指每秒傳輸二進制碼的比特數(shù)，單位為比特/秒() 1臺設備的數(shù)據(jù)傳輸速率為240字符/秒，在異步通信方式的情況下，字符格式位為1比特的開頭比特、8比特的數(shù)據(jù)比特、1比特的停止比特，波特率為24010=2400比特/s的二進制碼位4.1數(shù)據(jù)通信的基本概念、4.1.3數(shù)據(jù)通信的同步方法、10、(2)同步方法等于每個數(shù)據(jù)比特占用的時間，并且發(fā)射器幾乎以相同的時間單位發(fā)送數(shù)據(jù)比特，從而接收器必須與傳輸碼元同步地使采樣定時脈沖周期與碼元一致在傳輸數(shù)據(jù)塊時，在數(shù)據(jù)塊的前面加上同步字符(SYN )，接著連續(xù)

4、傳輸數(shù)據(jù)，以正確的時鐘保證發(fā)送側和接收側的同步，在線路空閑的期間不斷地發(fā)送同步字符。 可以將一個大數(shù)據(jù)塊分解為多個小數(shù)據(jù)塊，每個小數(shù)據(jù)塊之間用同步字符來區(qū)分。4.1數(shù)據(jù)通信的基本概念、4.1.3數(shù)據(jù)通信的同步方式、11、4.2mcs51單片機的串行端口結構、4.2.1 MCS51單片機的串行端口內(nèi)部結構、12、串行端口的動作有多種方式在接收方式中，串行數(shù)據(jù)通過RXD(P3.0)進入單片機。 當接收控制器檢測到接收側RXD上的負跳頻時，在接收過程開始時，串行端口以程序設定的格式以恒定頻率(波特率)接收一幀數(shù)據(jù)，接收完成，并且將數(shù)據(jù)存儲在接收緩沖器SBUF中在發(fā)送模式下，由CPU執(zhí)行MOV SBU

5、F，a命令開始發(fā)送過程，數(shù)據(jù)以TXD(P3.1位為單位發(fā)出，發(fā)送最后的位，TI設為1。、4.2 MCS51單片機串行端口、4.2.1 MCS51單片機串行端口結構、13、(1)串行端口控制寄存器(SCON，98H ) :設定串行端口的工作方式，串行端口、4.2 MCS51單片機串行端口、4.2.2串行端口的控制、14、(1)SM0、SM1:串行端口操作方式選擇位。 p39，4.2 MC s51單片機串行端口，4.2.2串行端口的控制，(2)SM2 :方式2和3的多機通信控制位。 在方案2或3中，SM21僅在RB81的情況下，將所接收的數(shù)據(jù)傳輸至SBUF，并將RI設為1。 否則，丟棄接收到的數(shù)據(jù)

6、。 另一方面，不管RB8是否為1，SM20都將高8比特的數(shù)據(jù)存儲在SBUF中，并將RI并排為1。 SCON各位的定義：15、4.2mcs51單板機的串行端口、4.2.2串行端口的控制、(3)REN :串行接收許可位。 REN1允許接收，REN1禁止接收。 (4)TB8:方式2和3的情況下發(fā)送的第9位數(shù)據(jù)。 TB8可以是奇偶校驗位。 在多機通信中，把地址幀和數(shù)據(jù)幀設為發(fā)送標記。 TB81表示該發(fā)送幀是地址幀，TB80表示該發(fā)送幀是數(shù)據(jù)幀。 (5)RB8:方式2或者3接收到的第9位數(shù)據(jù)有可能是奇偶校驗位或者地址/數(shù)據(jù)識別位的方式1中是SM20、RB8接收到的停止位，方式0中不使用RB8 RI必須通

7、過軟件清除。 TI1表示完成了1幀的數(shù)據(jù)的發(fā)送。 TI需要通過軟件清除。 SCON各位的定義：16，(2)電源控制寄存器(PCON，87H )，SMOD :波特率倍增選擇位。 在串行端口以方式1、方式2、方式3進行動作的情況下，在定時/計數(shù)器T1中產(chǎn)生波特率時，SMOD設定為1，波特率提高2倍，SMOD0，波特率不上升。4.2 MCS51單片機的串行端口、4.2.2串行端口的控制、波特率選擇位、17、(1)串行端口工作方式0方式0時，串行端口作為同步移位寄存器使用，此時，RXD為移位寄存器、4.2 MCS51單片機串行端口、4.2.3串行端口的控制方式、18、(1)串行端口工作方式0、串行端口

8、方式0的順序、4.2 MCS51單片機串行端口、4.1 可設定收發(fā)頻率。 TXD是發(fā)送側，RXD是接收側，按照一定的頻率發(fā)送數(shù)據(jù)，從定時/計數(shù)器提供來。4.2 MCS51單片機串行端口、4.2.3串行端口的控制方式、20、(2)串行端口動作方式1、串行端口方式1的順序、4.2 MCS51單片機串行端口、4.3 計數(shù)器溢出率的倒數(shù)是定時/計數(shù)器的溢出周期，即定時時間。 設定修正數(shù)的初始值是x，定時時間是晶體振蕩器的頻率。4.2 MCS51單片機串行端口、4.2.3串行端口的控制方式、22、波特率計時/計數(shù)器的初始時間常數(shù)、4.2 MCS51單片機串行端口、4.2 如果選擇SMOD=1，則T1時間

9、常數(shù)為n=256-2 *6* 100000/(32 * 12 * 2400 )=f3h，計時器1和串行端口的初始化是：4.2 MCS51單片機的串行端口。 將T1設定為方式2 MOV TH、#F3。 置位時間常數(shù)MOV Tl、#F3； SETB TR1； 啟動T1 ORL PCON、#80H； SMOD=1 MOV SCON，#50H； 串行端口在方式1下動作，(24 )、(3)串行端口動作方式2 11比特設定為1幀的異步串行通信方式、1比特開始比特、9比特數(shù)據(jù)、1比特停止比特。發(fā)送和接收頻率是固定的： SMOD1，波特率是晶體振蕩器頻率的1/32，波特率是SMOD0，其可以是晶體振蕩器頻率的

10、1/32，波特率是晶體振蕩器頻率的1/64。 在發(fā)射時，數(shù)據(jù)的第8位被設置為TB8，而在接收時，數(shù)據(jù)的第8位被設置在RB8上。 收發(fā)原理的步驟與方式1相同。 支持多機通信方式。4.2 MCS51單片機串行端口、4.2.3串行端口的控制方式、25、(3)串行端口工作方式2、串行端口方式2、3的順序、4.2 MCS51單片機串行端口、 方式3支持多機通信方式。4.2 MCS51單片機串行端口、4.2.3串行端口的控制方式、27、串行端口動作方式0的功能相當于一個移位寄存器，為實現(xiàn)串行殘奧電平、殘奧串行數(shù)據(jù)格式間的轉(zhuǎn)換，可實現(xiàn)殘奧延遲具有一般殘奧電平輸入串行輸出功能的TTL芯片是74ls 145、7

11、4hc 145，而CMOS芯片是CD4094，其可以耦合到具有串行輸入殘奧電平輸出功能的芯片，以擴展殘奧電平I/O端口。 具有串行輸入殘奧電平輸出功能的TTL芯片是74LS144、74HC144，CMOS芯片是CD4014。 4.3串行端口的應用，4.3.1殘奧級I/O端口擴展，28，4.3串行端口的應用，4.3.1殘奧級I/O端口擴展，8移位寄存器74HC164圖片，(1)殘奧級輸出4.3串行端口的應用，以及殘奧級輸出端口擴展示例： p41、31、4.3串行端口的應用、4.3.1殘奧級I/O端口擴展、 74LS144菜單、33、4.3串行端口的應用、4.3.1殘奧級I/O端口的擴展、(2)采

12、用殘奧級輸出端口的擴展、串行端口的擴展的16位殘奧級輸出接口電路、34、MCS-51單片機最常用的方法是方法1和3，其通信的波特率是可變的，用戶可根據(jù)具體情況進行選擇。 在任一種情況下，在軟件設置修改時，能夠以查詢方案和中斷方案來實現(xiàn)數(shù)據(jù)幀的格式可以根據(jù)情形而確定。 在通信時，必須保證通信雙方采用相同的波特率和數(shù)據(jù)格式。 4.3串行端口的應用，4.3.2串行端口異步通信，35，例如a、b兩臺MCS-51單片機進行單工串行通信，a機為發(fā)送狀態(tài)，b為接收狀態(tài)，如圖4.18所示。 當前，a設備的片上RAM將從30H單元開始存儲的14字節(jié)數(shù)據(jù)向b設備發(fā)送，并存儲在來自片上RAM20H單元的區(qū)域。 a、

13、b單板機的水晶振動頻率均為11.0592MHz，采用的通信波特率為9400 bit/s。 在、4.3串行端口的應用、4.3.2串行端口異步通信、(1)方式1的應用、36、數(shù)據(jù)通信之前，需要(1)建立定時/計數(shù)器T1的工作方式，設置TMOD。 將正常時序/計數(shù)器T1設置為模式2和時序模式。 (2)根據(jù)波特率校正定時/計數(shù)器T1的計數(shù)初始值，并分別裝載TH1和TL1。 (3)啟動定時/計數(shù)器T1、SETB TR1。 (4)決定串行端口的工作方式，設定SCON，在接收時設定REN1。 (5)使用中斷方法，釋放CPU中斷(EA1 )并且允許串行端口中斷(ES1 )。4.3串行端口的應用、4.3.2串行

14、端口異步通信、(1)方式1的應用、37、MCS-51單片機串行通信、4.3串行端口的應用、4.3.2串行端口異步通信波特率為2400bit/s。 單片機系統(tǒng)晶體振蕩器的頻率為11.0592MHz。4.3串行端口的應用、4.3.2串行端口異步通信、(2)方式3的應用、39、對系統(tǒng)的通信請求用方式3實現(xiàn)。 方式3的波特率的計算方法與方式1相同，能夠在定時/計數(shù)器T1中產(chǎn)生所需的通信速率。 在數(shù)據(jù)通信時，單片機一旦接收到數(shù)據(jù)，則首先判斷接收到的偶數(shù)校驗和所接收到的第9位(RB8)是否相同，僅在奇偶校驗位相同的情況下，將接收到的數(shù)據(jù)存儲在指定單元，否則丟棄數(shù)據(jù)4.3串行端口的應用、4.3.2串行端口異步通信、(2)方式3的應用、40、MCS-51單片機在串行端口控制器SCON中的SM2位是多機通信控制位。 當串行端口在模式2或模