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文檔簡介
單片機第五章串行口第一頁,共十六頁,2022年,8月28日串行口通訊方式
單工通訊:通訊接口只能發送或接受的單向通訊方式
半雙工通訊:通訊接口既可發送又可接受,但不能同 時進行
全雙工通訊:通訊接口能同時發送接受的通訊方式異步傳送方式與同步傳送
異步通訊:利用起始位表示字符的開始,用停止位 表示字符結束D0D1D2D3D4D5D6D7D010P0起始位數據位D0~D7校驗位結束位第n個字符(幀)第二頁,共十六頁,2022年,8月28日2.
同步通訊:在同步通訊中,每個字符要用起始位和停止位作為字符開始和結束的標志,占用了時間;所以在數據塊傳遞時,為了提高速度,常去掉這些標志,采用同步傳送。由于數據塊傳遞開始要用同步字符來指示,同時要求由時鐘來實現發送端與接收端之間的同步,故硬件較復雜。第三頁,共十六頁,2022年,8月28日串行通信的數據傳送率
傳送率:數據傳送速度
波特率(baudrate):異步通信中數據傳輸速率的單 位,其含義每秒傳送多少位二進制數。例:數據傳送的速率為120個字符每秒,每個字符有1個起始位、8個數據位和一個停止位組成,則其傳送波特率為:
每一位的傳送時間為波特率的倒數:第四頁,共十六頁,2022年,8月28日5.2.2MCS-51串行口結構發送控制器發送SBUF(99H)接受SBUF(99H)門接受控制器+串行口中斷串行控制寄存器(98H)輸入移位寄存器定時器T1內部總線T1R1TXD(P3.1)RXD(P3.0)888物理空間上各自獨立的發送寄存器和接收寄存器,有相同名字和地址空間,但不會出現沖突,因為發送寄存器只讀不寫,接受寄存器只寫不讀。第五頁,共十六頁,2022年,8月28日串行口控制寄存器SCOND7D6D5D4D3D2D1D0SM0SM1SM2RENTB8RB8TIRISM0SM1:串行口方式選擇位SM0SM1方式
功能說明0008位同步移位寄存器方式(用于I/O擴展)01110位UART,波特率可變(T1溢出率/n)10211位UART,波特率fosc/64或fosc/3211311位UART,波特率可變(T1溢出率/n)SM2:允許方式2和方式3多機通訊位第六頁,共十六頁,2022年,8月28日REN:接收允許控制位。由軟件置位以允許接收,又由軟件清 0來禁止接收。TB8:
是要發送數據的第9位。在方式2或方式3中,要發送的第 9位數據,根據需要由軟件置1或清0。例如,可約定作為 奇偶校驗位,或在多機通訊中作為區別地址幀或數據幀 的標志位。RB8:接收到的數據的第9位。在方式0中不使用RB8。在方式1 中,若(SM2)=0,RB8為接收到的停止位。在方式2或 方,式3中,RB8為接收到的第9位數據。TI:發送中斷標志。在方式0中,第8位發送結束時,由硬件 置位。在其它方式的發送停止位前,由硬件置位。TI置 位既表示一幀信息發送結束,同時也是申請中斷,也可 用軟件查詢的方法獲得數據已發送完畢的信息,或用中 斷的方式來發送下一個數據。TI必須用軟件清0。第七頁,共十六頁,2022年,8月28日RI:
接收中斷標志位。在方式0,當接收完第8位數據后,由 硬件置位。在其它方式中,在接收到停止位的中間時 刻由硬件置位(例外情況見于SM2的說明)。RI置位 表示一幀數據接收完畢,可用查詢的方法獲知或者用 中斷的方法獲知。RI也必須用軟件清0。特殊功能寄存器PCON:是為了在CHMOS的80C51單片機上實現電源控制而附加的。其中最高位是SMOD。第八頁,共十六頁,2022年,8月28日5.2.3串行口工作方式一、方式0
方式0為移位寄存器輸入/輸出方式。可外接移位寄存器以擴展I/O口,也可以外接同步輸入/輸出設備。8位串行數據都是從RXD(P3.0)輸入或輸出,TXD(P3.1)用來輸出同步脈沖。
1、方式0發送串行數據從RXD引腳輸出,TXD引腳輸出移位脈沖。CPU將數據寫入發送寄存器時,立即啟動發送,將8位數據以fosc/12的固定波特率從RXD輸出,低位在前,高位在后。發送完一幀數據后,發送中斷標志TI由硬件置位。第九頁,共十六頁,2022年,8月28日2、方式0接收
當串行口以方式0接收時,先置位允許接收控制位REN。此時,RXD(P3.0)為串行數據輸入端,TXDP3.1仍為同步脈沖移位輸出端。當(RI)=0和(REN)=1同時滿足時,開始接收。當接收到第8位數據時,將數據移入接收寄存器,并由硬件置位RI。
?第十頁,共十六頁,2022年,8月28日二、方式1
方式1為波特率可變的10位異步通訊接口方式。發送或接收一幀信息,包括1個起始位0,8個數據位和1個停止位1。1.
方式1發送
當CPU執行一條指令將數據寫入發送緩沖SBUF時,就啟動發送。串行數據從TXD引腳輸出,發送完一幀數據后,就由硬件置位TI。2.
方式1接受
在(REN)=1時,串行口采樣RXD引腳,當采樣到1至0的跳變時,確認是開始位0,就開始接收一幀數據。只有當(RI)=0且停止位為1或者(SM2)=0時,停止位才進入RB8,8位數據才能進入接收寄存器,并由硬件置位中斷標志RI;否則信息丟失。所以在方式1接收時,應先用軟件清零RI和SM2標志。第十一頁,共十六頁,2022年,8月28日
在串行通訊中,收發雙方的數據傳送率(波特率)要有一定的約定。在8051串行口的四種工作方式中,方式0和2的波特率是固定的,而方式1和3的波特率是可變的,由定時器T1的溢出率控制。
方式0和方式2的波特率:
在方式0,每個及其周期發送或接受一位數據,波特率的數值固定為時鐘頻率(fosc)的1/12,且不受SMOD的影響。在方式2中,波特率由PCON中的選擇位SMOD來決定,當SMOD=0時,波特率為1/64fosc
當SMOD=1時,波特率為1/32fosc,
第十二頁,共十六頁,2022年,8月28日
方式1和方式3的波特率:
其中,T1的溢出率取決于計數速率和定時器的預制值。T1計數率取決于它工作在定時器狀態還是計數器狀態,當工作于定時器狀態時,T1計數脈沖為fosc/12;當工作于計數器狀態時,T1計數脈沖取決于外部輸入時鐘頻率。
第十三頁,共十六頁,2022年,8月28日
[例5_3]
應用串行口方式0輸出,在串行口外接移位寄存器,構成顯示器接口.如圖所示,三片(理論上可以為n片,為舉例方便而用三片)74LS164串接成24位并行輸出移位寄存器,每片74LS164接一個共陽極8段LED顯示器,構成三維數據顯示,這里P1.0作串行輸出選擇信號(只有P1.0為高時,串行同步信號TXD才能輸出),這種顯示器稱為靜態顯示,CPU不必為顯示服務而頻繁執行掃描任務.
設顯示緩沖區設在DISBUF開始的區域中.解:1.確定工作方式
(1)送方式控制字(SCON)=00000000B=00H;串行口以方式0輸出5.2.4串行口應用第十四頁,共十六頁,2022年,8月28日P1.0RXDTXD8051e74LS16434g5f610d11c12b13aLED0e74LS16434g5f610d11c12b13aLED1e74LS16434g5f610d11c12b13aLED2&8989895V5V1.21.21.2第十五頁,共十六頁,2022年,8月28日DISPLY:MOVSCON,#00H ;選擇串行口為方式0發送
MOVR7,#3H ;字節計數
MOVR0,DISBUF ;R0指向顯示緩沖區
SETBP1.0 ;選通TXD同步移位時鐘L1:MOVA,@R0;區要顯示的數
MOVSBUF,A;開始發送
JNBT1,$;等待一幀發送完
CLRTI;清發送中斷標志
INCR0;修改顯示緩沖區指針
DJNZR7,L1;三個LED實現完了否?
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