第7单 串行通信2.doc

1、二方式 1： 8 位数据异步通讯方式1. 设定为 10 位异步通信方式：1 个起始位(“0” )，8 位数据位，1 个停止位(“1 ”)。 2. RXD：接收数据端。TXD：发送数据端。 【注意和方式 0 不一样，恢复正常】3.波特率：用 T1 作为波特率发生器213SMODBT溢 出 率4.发送：在 TI0 时，当把 数据写入 SBUF 后，即可启动发送 ，串行口内自动把发送缓冲器中的数据送入发送移位寄存器。发送移位寄存器先发一位起始位，接着按先低位后高位，再发停止位，从而完成一帧的发送。串行数据均由 TXT 端输出， TI 在发送停止位时，由硬件置 TI=1。接收：在 RI0 和 REN1

2、 的条件下。在接收到第 9 数据位（即停止位）时，接收电路必须满足以下两个条件：RI0 且 SM20；接收到的停止位为“1”时，才能把接收到的 8 位字符存入“SBUF（接收） ”中，把停止位送入 RB8 中，使 RI 1 并发出串行口中断请求（若中断开放） 。若上述条件不满足，则这次收到的数据就被舍去，不装入“SBUF（接收） ”中，这是不能允许的，因为这意味着丢失了一组接收数据。在方式 1 下，发送时钟、接收时钟和通信波特率都由定时器溢出率脉冲经过 32 分频得到，并可由 SMOD1 倍频。因此，方式 1 的波特率是可变的。其实，SM2 是用于方式 2 和方式 3 的。在方式 1 下，SM

3、2 应设为“0” 。方式 1 时序图：三方式 2 和方式 3方式 2 和方式 3 都是 11 为异步收发。两者的差异仅在于通信波特率有所不同：方式 2 的波特率由 fosc 经过 32 或 64 分频后提供；方式 3 的波特率由定时器 T1（或 T2）的溢出率经 32 分频后提供。方式 2 和方式 3 的发送过程类似于方式 1，所不同的是方式 2 和方式 3 有9 位有效数据位。发送时，CPU 除要把发送字符装入“SBUF（发送） ”外，还要把第 9 位数据位预先装入 SCON 的 TB8 中。第 9 数据位可由用户安排，可以是奇偶校验位，也可以是其它控制位。第 9 数据位的值装入 TB8 后

4、，便可用一条以 SBUF 为目的的传送指令把发送数据装入 SBUF 来启动发送过程。一帧数据发送完后，TI1，CPU 便可通过查询 TI 来以同样方法发送下一个字符帧。方式 2 和方式 3 的接收过程也和方式 1 类似。所不同的是：方式 1 时 RB8中存放的是停止位，方式 2 和方式 3 时 RB8 中存放的是第 9 数据位。因此，方式 2 和方式 3 时必须满足接收有效字符的条件变为：RI0 且 SM20 或收到的第 9 数据位为“1” ，只有上述两个条件同时满足，接收到的字符才能送入SBUF，第 9 数据位才能装入 RB8 中，并使 RI1；否则，这次收到的数据无效，RI 也不置位。其实

5、，上述第一个条件（RI0）是要求 SBUF 空，即用户应预先读走SBUF 中的信息，以便让接收电路确认它已空。第二个条件（SM20）是提供了利用 SM2 和第 9 数据位共同对接收加以控制：如果第 9 数据位是奇偶校验位，则可令 SM20，以保证串口能可靠接收；如果要求利用第 9 数据位参与接收控制，则可令 SM21，然后依靠第 9 数据位的状态来决定接收是否有效。方式 2、3 时序图：7.3.4 串行口的编程及应用一串行口的初始化编程1串行口控制寄存器 SCON 位的确定根据工作方式确定 SM0、SM1 位；对于方式 2 和方式 3 还要确定 SM2 位；如果是接收端，则置允许接收位 REN

6、 为 1；如果方式 2 和方式 3 发送数据，则应将发送数据的第 9 位写入 TB8 中。2设置波特率串行通信，收、发双方发送或接收的波特率必须一致。方式 0 和方式 2 的波特率是固定的；方式 1 和方式 3 的波特率是可变的，由 T1 溢出率确定。定时器的不同工作方式，得到的波特率的范围不一样，这是由 T1 在不同工作方式下计数位数的不同所决定。（1）方式 0 时，波特率固定为晶体振荡频率 fosc 的 1/12（fosc /12 ） ，不受SMOD 位值的影响。若 fosc = 12 MHz，波特率为 1Mbit/s。（2）方式 2 时，波特率仅与 SMOD 位的值有关。方式 2 波特率

7、 = 64SMODSCf如果 SMOD 0，则所选波特率为 fosc /64；如果 SMOD1，则所选波特率为 fosc /32。若 fosc = 12 MHz： SMOD = 0，波特率 = 187.5 kbit/s；SMOD = 1，波特率为 375 kbit/s。（3）方式 1 或方式 3，常用 T1 作为波特率发生器，其关系式为 ：（7-1）SMODT12波 特 率 定 时 器 的 溢 出 率由式（7-1 ）见，T1 溢出率和 SMOD 的值共同决定方式 1 或方式 3 的波特率。【注：定时器 T1 的溢出率定义为定时时间的倒数定时时间可参见 CAP5T1 的定时时间计数值机器周期N2

8、12初 值晶 体 振 荡 频 率T1 的溢出率1/定时时间 t= N(2晶 体 振 荡 频 率初 值 )所以： 波特率 = （2 SMOD/32）fosc/12 (2n-初值 )SMODN1()2SCf波 特 率 3初 值NOSf初 值 2 波 特 率其中：N 为定时器 T1 的位数，它和定时器 T1 的设定方式有关。即如果定时器 T1 为方式 0，则 N13；如果定时器 T1 为方式 1，则 N16；如果定时器 T1 为方式 2，则 N8。在实际设定波特率时，T1 常设置为方式 2 定时（自动装初值） ，即 TL1作为 8 位计数器，TH1 存放定时初值。这种方式操作方便，也避免因软件重装初

9、值带来的定时误差。实际使用时，经常根据已知波特率和时钟频率 fosc 来计算 T1 的初值 X。为避免繁杂的初值计算，常用的波特率和初值 X 间的关系常列成下表的形式，以供查用。下表列出了常用波特率与定时器 T1 的初值关系表定时器 T1波特率 fosc(MHz) SMOD /CT所选方式 相应初值9.6K 12 0 0 2 FD4.8K 12 0 0 2 FB2.4K 12 0 0 2 F31.2K 12 0 0 2 E6模式 1、30.6K 12 0 0 2 CCB9600 ，初值252.74=253=FDB4800 ，初值249.48=250=FBB=2400，初值 242.97243=

10、128+64+32+16+2+1=F3B=1200，初值 229.95=23012864324211100110E6B600 ，初值203.92=20412864+8+4=CC4 种方式比较：方式 波特率 传送位数 发送端 接收端 用途0 1/12 Fosc(固定不变) 8（数据） RXD RXD 接移位寄存器，扩充并口1 2SMOD/32T1 溢出率10（起始位、8 位数据位、停止位）TXD RXD 单机通信2 2SMOD/64T1fosc 11（第 9 位为 1：地址；为 0：数据） TXD RXD 多机通信3 2SMOD/32T1 溢出率 11 位（同方式 2） TXD RXD 多机通信

11、二串行口的应用通常用于三种情况：利用方式 0 扩展并行 I/O 口；利用方式 1 实现点对点的双机通信；利用方式 2 或方式 3 实现多机通信。1利用方式 0 扩展并行 I/O 口MCS-51 单片机的串行口在方式 0 时，当外接一个串入并出的移位寄存器，就可以扩展并行输出口，当外接一个并入串出的移位寄存器时，就可以扩展并行输入口。AT89S51 的串口的方式 0 是同步串行通信接口。方式 0 的典型应用是外扩串行输入并行输出的同步移位寄存器 74LS164，实现并行 I/O 的扩展。【例 14-5】图 14-2 是利用串行口方式 0 通过 74LS164 外接 8 个 LED 发光二极管的接

12、口电路，编写程序使发光二极管轮流显示。图中 CLK 端为同步脉冲输入端。STB 为控制端，当 STB=0 时，则 8 位并行输出端关闭，但是允许串行数据从 A 和 B 端输入。当 STB=1 时，A 和 B 输入端关闭，但允许 8 位并行数据输出。H = HIGH（高）电平h = 先于低-至- 高时钟跃变一个建立时间 (set-up time) 的 HIGH（高）电平L = LOW（低）电平l = 先于低 -至-高时钟跃变一个建立时间 (set-up time) 的 LOW（低）电平q = 小写字母代表先于低-至-高时钟跃变一个建立时间的参考输入 (referenced input) 的状态

13、= 低-至-高时钟跃变当 8 位串行数据发送完毕后，引起中断，在中服务程序中，串行发出下一个 8 位数据。参考程序如下。图 14-2 串行口方式 0 外接 8 个 LED 发光二极管的接口电路【已调试，cap72、CAP72LED 、CAP72LED2】#include #includesbit P10 = P10；unsigned char nIndex；void Delay(unsigned int count)；main() SCON = 0x00； /* 串行口初始化为方式 0*/ES=1；EA=1； /* 全局中断允许 */nIndex=1；SBUF=nIndex；P10=0； /

14、MR 为复位端while(1)；void Serial_Port() interrupt 4 using 0if(TI= =1)TI 0； / 清除串行发送中断请求P10=1； / Delay( 500)；nIndexsbit P10=P10;unsigned char nIndex;void delay(unsigned int count);void main(void)SCON=0x00;ES=1;EA=1;nIndex=1;SBUF=nIndex;P10=0;while(1);void serial_port() interrupt 4 using 0if(TI=1)TI=0;P10=

15、1;delay(1000);nIndexsbit P10=P10;unsigned char nIndex;unsigned char zixing10=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90;void delay(unsigned int count);void main(void)SCON=0x00;P10=0;P10=1;SBUF=0x92; / LED 上显示数字 “5”，只发送一次，没有用中断while(1);#include sbit P10=P10;unsigned char zixing10=0xc0,0xf9,0xa

16、4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90;void delay(unsigned int count);void main(void)SCON=0x00;ES=1;EA=1;SBUF=zixing0;P10=0;while(1);void serial_port() interrupt 4 using 0if(TI= =1) TI=0;P10=1;delay(1000);SBUF=zixingnIndex;void delay(unsigned int count)unsigned char j;unsigned int i;for(i=0;icount;i+)

17、for(j=0;j120;j+);（2）方式 0 接收应用举例图 7-8 为串行口外接两片 8 位并行输入串行输出的寄存器 74LS165 扩展两个 8 位并行输入口的电路。当 74LS165 的 端由高到低负跳变 时，并行输入端的数据被置入寄存器；/SL当 = 1，且时钟禁止端（第 15 脚）为低电平时，允许 TXD（P3.1 ）串行移/SL位脉冲输入，这时在移位脉冲作用下，数据由右向左方向移动，以串行方式进入串行口的接收缓冲器中。图 7-8 扩展 74LS165 作为并行输入口在图 7-8 中：TXD（ P3.1）作为移位脉冲输出与所有 75LS165 的移位脉冲输入端 CLK 相连；RXD（P3.0）作为串行数据输入端与 74LS165 的串行输出端 SO 相连；P1.0 与 相连，用来控制 74LS165 的串行移位或并行输入；/SHLD74LS165 的时钟禁止端（第 15 脚）接地，表示允许时钟输入。当扩展多个 8 位输入口时，相邻两芯片的首尾（QH 与 SIN）相连。在方式 0，SCON 中的 TB8、RB8 位没有用到，发送或接收完 8 位数据由硬件使 TI 或 RI 中断标志位置 “1”，CPU 响应 TI 或 RI 中断，在中断服务程序中向发送 SBUF 中送入下一个要发送的数据或从接收 SBUF 中把接收到的 1B