中穎單片機_EUART

1、頁數(shù)(PAGE)1/12實驗五：異步串行通訊實驗目標：學習 8051 異步串行通訊的方法（包括異步串行接收、異步串行發(fā)送）需求資源：中穎 SH79F32 學習板，串口線，PC 機，串口調(diào)試軟件實驗操作：步驟一：燒錄程序1. Option 設置：設置振蕩器為外部 32.768KHz，電源為 5V，開啟看門狗和 LVR 復位功能。若仿真器版本為 V2.2 及 V2.2 以上，需勾選“使用 Reset Pin 燒寫”和“上電之前先下電”。2. 將程序燒錄到學習板上，運行程序即可。3. 使用串口線與 PC 機相連，若要使用 USB 轉串口模塊，則使用 USB 線與 PC 機相連(使用前必須前安裝驅動，

2、同時連接 USB 線可能造成程序下載失敗，最好燒錄程序后再連接)。步驟二：系統(tǒng)操作1. 打開串口調(diào)試工具，設置串口參數(shù)。若電腦只有一個串口，則串口號為 1，若有兩個串口，則根據(jù)具體情況選擇 1 或 2。若使用 USB 轉串口模塊，則串口號為 5。2. 設置波特率為 9600，數(shù)據(jù)位 8 位。3. 點擊“打開窗口”。4. 輸入任意數(shù)據(jù)。無論發(fā)送什么，MCU 都反饋“收到了”頁數(shù)(PAGE)2/12關鍵技術說明（包含程序）：1. 串口通訊1) 串口通訊原理串口通訊技術是由電子工業(yè)協(xié)會在上世紀60年代發(fā)布的，如今已發(fā)展出多種通訊標準，包括 RS232、RS485、RS422 等，他們的原理大致上是相

3、同的，區(qū)別只是在通訊速度、通訊距離等電氣特性上。在家用領域應用中，一般采用 RS232 標準，其通訊距離短，通訊速率慢(快于并口)，工作方式為一發(fā)一收。而在工業(yè)領域則采用 RS485 和 RS422 等，它們通訊距離長，通訊速率快，并且允許一發(fā)多收。由于工作領域的關系，本章只以 RS232 作為對象。如今，串口通訊技術在單片機通訊中占有很大的比重，經(jīng)常被用于單片機之間的通訊，以及單片機和 PC 機之間的通訊。傳統(tǒng) 8051 中集成了一組全雙工的串行通訊模塊，而中穎 8051 單片機是增強型的 8051，比傳統(tǒng) 8051 多增加了一組全雙工的串口通行模塊，兩組分別為 EUART 和 EUART1

4、。我們先來看看中穎 8051 學習板上，單片機與 PC 機串口通訊模塊電路：頁數(shù)(PAGE)3/12SH79F32 串口通訊引腳圖P3.1TxD 口，用于串口數(shù)據(jù)輸出；P3.0RxD 口，用于串口數(shù)據(jù)輸入。電平轉換電路圖從圖中我們可以看到，串口發(fā)送時，數(shù)據(jù)通過單片機主機 Txd(P3.1 口)輸出，經(jīng) MAX232 電平(TxIN 輸入，TxOUT 輸出,x=1,2)轉換后，再通過串口線被 PC 機的 RxD 口接收。串口接收時，數(shù)據(jù)通過 PC 機的 Txd 口發(fā)送，通過串口線進入主機的 MAX232 模塊(RxIN輸入，RxOUT 輸出,x=1,2)進行電平轉化，單片機主機通過 Rxd(P3

5、.0)口接收。而當用于單片機兩機通訊時，就需要去掉 MAX232 芯片了。我們或許會想，為什么與 PC 機通訊時，數(shù)據(jù)必須通過 MAX232 進行轉換了。原因是兩者的電平標準不同。PC 機串口通訊為 RS232 電平標準，當 bit=0 時電平為-15V左右，bit=1 時電平為+15V 左右。而單片機采用的是 TTL 電平標準，當 bit=0 時電平為 0V， bit=1 時電平為+5V。若直接將 PC 機的串口數(shù)據(jù)通過串口線直接接入到單片機的 IO 口，將損壞單片機。RS232 標準采用的串口插口為 DB9 針，引腳分布如下圖：串口公頭：頁數(shù)(PAGE)4/12PC 機端：串口公頭(正面向

6、用戶)Pin No.Signal1DCD2RxD3TxD4DTR5GND6DSR7RTS8CTS9-串口母頭：單片機端：串口母頭(正面向用戶)Pin No.Signal1DCD2TxD3RxD4DSR5GND頁數(shù)(PAGE)5/126DTR7CTS8RTS9-我們在通訊中，一般只使用其中的 3 個引腳，分別是 GND、TxD 和 RxD。其中主機的 TxD 口通過電平轉換后與從機的 RxD 口相連，主機的 RxD 口通過電平轉換后與從機的 TxD 相連。2) 串口通訊相關寄存器 波特率串口通訊速率有兩種度量方式，一種為波特率，一種為比特率。波特率表示的是每秒傳輸多少個數(shù)據(jù)信號，單位為 Bps。

7、比特率表示的是每秒傳輸多少個數(shù)據(jù)位，單位為 bps。兩者經(jīng)常會被混淆一談，波特率指的是數(shù)據(jù)信號對載波的調(diào)制速率，它用單位時間內(nèi)載波調(diào)制狀態(tài)改變的次數(shù)來表示。當數(shù)據(jù)不壓縮時，這時一個調(diào)制狀態(tài)對應一個數(shù)據(jù)位，此時波特率等于比特率。當數(shù)據(jù)壓縮時，這時一個調(diào)制狀態(tài)對應兩個或兩個以上數(shù)據(jù)位。兩者的關系公式如下：比特率=波特率 單個調(diào)制狀態(tài)對應的二進制位數(shù)中穎 8051 中，波特率可以設置為系統(tǒng)時鐘的分頻或定時器的分頻。設置注意事項及規(guī)則如下：A. 波特率不能等于系統(tǒng)時鐘頻率或定時器溢出率，只能為其分頻值。B. 當為串口方式 1 或 3 時，波特率發(fā)生器通過 T2CON 的 TCLK 和 RCLK 來選擇

8、。TCLK和 RCLK 為 1 時，選 Timer2；TCLK 和 RCLK 為 0 時，選 Timer1。C. 當使用 EUART1 時，不能使用 Timer1 產(chǎn)生波特率。不管 TCLK 和 RCLK 為 1 或 0，波特率發(fā)生器都為定時器 2。但是當 TCLK 或 RCLK 為 1 時，波特率為 TCLK 或 RCLK 為 0 時的波特率的二分頻。D. UART 工作在不同的工作方式下，波特率發(fā)生器有所不同，具體見下表。SM0SM1方式類型幀長起始位停止位第 9 位波特000同步8 位000系統(tǒng)時鐘/12 或/4011異步10 位110定時器1 或 2 溢出/32 或/16102異步11

9、 位111系統(tǒng)時鐘/64 或/32113異步11 位111定時器1 或 2 溢出/32 或/16當為方式 0 時，波特率固定，波特率發(fā)生器為系統(tǒng)時鐘的分頻。當 SM2=1 時，波特率為系統(tǒng)時鐘的 4 分頻；當 SM2=0 時，波特率為系統(tǒng)時鐘的 12 分頻。當為方式 1 時，波特率可變，通過設置 TCLK 和 RCLK 來選擇 Timer1 或 Timer2 作為波特率發(fā)生器。通過 SMOD 位(二倍頻控制位)來選擇分頻值。當 SMOD=1 時，波特率為定時器 1 或 2 溢出率 / 32 的二倍頻，即 16 分頻；當 SMOD=0 時，波特率為定時器 1 或 2 溢出率的 32 分頻。當為方

10、式 2 時，波特率固定，波特率發(fā)生器為系統(tǒng)時鐘的分頻。通過 SMOD 位(二倍頻控制位)來選擇分頻值。當 SMOD=1 時，波特率為系統(tǒng)時鐘 / 64 的二倍頻，即 32 分頻；當 SMOD=0頁數(shù)(PAGE)6/12時，波特率為系統(tǒng)時鐘的 64 分頻。當為方式 3 時，波特率可變，通過設置 TCLK 和 RCLK 來選擇 Timer1 或 Timer2 作為波特率發(fā)生器。通過 SMOD 位(二倍頻控制位)來選擇分頻值。當 SMOD=1 時，波特率為定時器 1 或 2 溢出率 / 32 的二倍頻，即 16 分頻；當 SMOD=0 時，波特率為定時器 1 或 2 溢出率的 32 分頻。 串口工作

11、方式由上一節(jié)，我們了解到要選擇串口工作方式，我們可以根據(jù)自己的使用需要，設置 SCON的 SM1 和 SM0 位來得到合適的工作方式，下面我來對 4 個串口工作方式進行講解。工作方式 08 位同步通訊，固定波特率(系統(tǒng)時鐘的 4 / 12 分頻)，由 8 個數(shù)據(jù)位組成 8 位同步通訊，RxD 被作為輸入/輸出串行端口，而 TxD 被作為移位時鐘。也就是說，當使用串口工作方式 0 時，不管是輸出數(shù)據(jù)還是輸入數(shù)據(jù)，都使用 RxD 口作為數(shù)據(jù)端口，而 TxD 端口則振蕩產(chǎn)生移位時鐘。串口發(fā)送時，將數(shù)據(jù)載入到 SBUF 中，每一個移位時鐘(TxD 振蕩產(chǎn)生)，8 位數(shù)據(jù)從低位到高位逐個從 RxD 口移

12、出，當移完最后一個位時，發(fā)送結束，TI 硬件置一，RxD 要保持在高電平(無發(fā)送狀態(tài))。方式 0 發(fā)送時序串口接收時，當 RxD 端口讀到低電平時，開始接收動作。先將 REN 置一、R1 清零，以允許接收。接收從下一個系統(tǒng)時鐘開始。每一個移位時鐘(TxD 振蕩產(chǎn)生)，8 位數(shù)據(jù)從低位到高位逐個從 RxD 口移入，當移完最后一個位時，接收結束，RI 硬件自動置一。方式 0 接收時序頁數(shù)(PAGE)7/12工作方式 110 位異步通訊，波特率可變(定時器 1 溢出率的 16 / 32 分頻，或定時器 2 溢出率的 16 分頻)，由起始位(邏輯 0)、8 位數(shù)據(jù)、結束位組成。串口發(fā)送時，先將 TI

13、清零，然后將 8 位數(shù)據(jù)存入到 SBUF 中，就會啟動發(fā)送，先移出起始位，再移出數(shù)據(jù)位，當溢出結束位時，發(fā)送完成，TI 硬件自動置一。發(fā)送完成后，TxD 口要輸出高電平。方式 1 發(fā)送時序串口接收時，當 RxD 端口讀到低電平時，開始接收動作。先將 REN 置一、RI 清零，然后MCU 就會對 RxD 端口進行采樣。當接收完 8 個數(shù)據(jù)位和結束位時，接收結束，RI 硬件置一。8位數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)寄存器中，接收位存入 RB8 中。接收完后，要繼續(xù)接收，必須將 RI 清零。方式 1 接收時序工作方式 211 位異步通訊，波特率固定(系統(tǒng)時鐘的 16 / 32 分頻)起始位、8 位數(shù)據(jù)、奇偶位和結束位組

14、成。此工作模式，增加了一個第九位，該位存入到 RB8 和 TB8 中?？捎糜谄媾夹ｒ灒脩艨梢栽O置為 PSW 中的奇偶位 P；也可用于多機通訊時，作為地址/數(shù)據(jù)標志位。本 DEMO 中，該位用于奇偶校驗，載入 PSW 的奇偶位 P。串口發(fā)送時，先將 TI 清零，并發(fā)送起始位(邏輯 0)，然后將 8 位數(shù)據(jù)載入到 SBUF 中，TB8載入 PSW 的 P 位。當發(fā)送完結束位時，發(fā)送結束，TI 硬件置一。發(fā)送完數(shù)據(jù)后，TxD 端口要處在高電平狀態(tài)。頁數(shù)(PAGE)8/12方式 2 發(fā)送時序串口接收時，當 RxD 端口讀到低電平時，開始接收動作。先將 RI 清零、REN 置一，MCU開始采樣 RxD

15、 的狀態(tài)，當接收完結束位時，接收結束，RI 硬件置一。當只有 RB8 等于 PSW 的奇偶位 P 時，此時接收才是正確的，我們才將數(shù)據(jù)保存到數(shù)據(jù)寄存器中。接收完后，要繼續(xù)接收，必須將 RI 清零。方式 2 接收時序工作方式 311 位異步通訊，波特率可變(定時器 1 溢出率的 16 / 32 分頻，或定時器 2 溢出率的 16 分頻)除波特率可變以外，其余與工作方式 2 一致。下面，我們就以本 DEMO 中串口通訊部分為例，進行具體講解。/*-串口通訊初始化-*/TR1=0;TR2=0;TF1=0;TF2=0;TMOD=Bin(00010001);/設置 Timer1 為定時模式，工作方式一(

16、16bit，用于)頁數(shù)(PAGE)9/12TL1=LOBYTE(CLOCK_1MS);TH1=HIBYTE(CLOCK_1MS);T2MOD=Bin(00000000);/設置 Timer2 用于產(chǎn)生波特率T2CON=Bin(00110000);SCON=Bin(11010000);/設置串口通訊方式為方式 3RCAP2L=LOBYTE(UART_BAUDRATE); /設置定時器溢出率TL2=LOBYTE(UART_BAUDRATE);RCAP2H=HIBYTE(UART_BAUDRATE);TH2=HIBYTE(UART_BAUDRATE);TR1=1;/start timer1TR2=1

17、;/start timer2IEN0 =Bin(00011000);/開啟 EUART 和 Timer1 中斷IEN1 =Bin(00000000);/* 波特率計算公式，其中 f T2 為系統(tǒng)時鐘，DEMO 的系統(tǒng)時鐘為 8.192MHz，要得到 9600Bps，則定時器 2 計數(shù)值為 65536 8192000/ 32 / 9600 = UART_BAUDRATE */*-數(shù)據(jù)發(fā)送-*/void UartSend (void)Byte IntTemp;if(TI)/發(fā)送完一個數(shù)據(jù)TI=0x00;/*-數(shù)據(jù)發(fā)送中-*/if(gbUartTran)/*-發(fā)送未完成-*/if(gBUartLen

18、 MAX_UART_DATA_LEN )gbUartRece =gBUartLen =0;0x00;/關閉接收/*-超時處理-*/void UartRxdTimeout(void)if(gbUartRece)if(gWUartRxdTimeOut-)=0)/接收完成/finishgbUartRece = 0;gbUartTran = 0;gbUartRxdFrameReq = 1;REN = 0;/清接收數(shù)據(jù)狀態(tài)標志/清發(fā)送數(shù)據(jù)狀態(tài)標志/設置接收完一個數(shù)據(jù)包標志/禁止接收/* 為了防止接收出錯，接收部分做了兩個保護。1.當接收時間完成，但仍在接收數(shù)據(jù)，且沒有超過最大字節(jié)數(shù)，則以接收完成處理。2.在接收時間內(nèi)，接收到的數(shù)據(jù)大于用戶設置的最大字節(jié)數(shù)，