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1、第七章 串行通信及其接口,7-1 概 述,7-2 MCS-51的串行口,7-3 串行口的控制,7.1 概 述,1、串行通信数据传送方向 1）单工方式数据只能向一个方向传输。2）半双工方式允许数据分时两个方向传输。,3）全双工方式数据可以同时往两个相反的方向传输。,2）同步方式：每个数据位占用的时间都相等，发送机每一个基本的时间单位发送一位，接收机与发送机的时钟必须严格同步。其格式如图。,2、异步和同步通信方式1）异步方式：用一个起始位表示字符的开始，停止位表示字符的结束。数据位则在起始位之后，停止位之前，这样构成一帧，其格式如图。,7.2MCS-51的串行口,1、数据缓冲器SBUF 发送SBU
2、F和接收SBUF共用一个地址99H。2、串行口控制寄存器SCON 寄存器的字节地址为98H，可位寻址。SCON格式如图。,SM0、SM1：控制串行口的工作方式SM2：多机控制位，用于多机通讯。REN：允许接收控制位，REN=1，允许接收；REN=0，禁止接收。TB8：发送的第9位数据位，可用作校验位和地址/数据标识位RB8：接收的第9位数据位或停止位TI：发送中断标志，发送一帧结束，TI=1，必须软件清零RI：接收中断标志，接收一帧结束，RI=1，必须软件清零,3特殊功能寄存器PCON其字节地址为87H，没有位寻址功能，其中与串行接口有关的只有D7位。SMOD(PCON.7)：波特率倍增位。当
3、SMOD=1时，波特率加倍；当SMOD=0时，波特率不加倍。,3、串行口的工作方式,(1)方式0：同步移位寄存器方式。用于扩展并行I/O接口。1.一帧8位，无起始位和停止位。2.RXD：数据输入/输出端。TXD：同步脉冲输出端，每个脉冲对应一个数据位。3.波特率B=fosc/12如：fosc=12MHz，B=1MHz，每位数据占1s。4.发送过程：写入SBUF，启动发送，一帧发送结束，TI=1。接收过程：REN=1且RI=0，启动接收，一帧接收完毕，RI=1。,(2)方式1：8位数据异步通讯方式。,1.一帧10位：8位数据位，1个起始位(0)，1个停止位(1)。2.RXD：接收数据端。TXD：
4、发送数据端。3.波特率：用T1作为波特率发生器，B=(2SMOD/32)T1溢出率。4.发送：写入SBUF，同时启动发送，一帧发送结束，TI=1。接收：REN=1，允许接收。接收完一帧，若RI=0且停止位为1(或SM2=0)，将接收数据装入SBUF，停止位装入RB8，并使RI=1；否则丢弃接收数据，不置位RI。,当REN=1，CPU开始采样RXD引脚负跳变信号，若出现负跳变，才进入数据接收状态，先检测起始位，若第一位为0，继续接收其余位；否则，停止接收，重新采样负跳变。数据采样速率为波特率16倍频，在数据位中间，用第7、8、9个脉冲采样3次数据位，并3中取2保留采样值。,方式1串行发送接收时序
5、图,(3)方式2和方式3 9位数据异步通讯方式。,1.一帧为11位：9位数据位，1个起始位(0)，1个停止位(1)。第9位数据位在TB8/RB8中，常用作校验位和多机通讯标识位。2.RXD：接收数据端，TXD：发送数据端。3.波特率：方式2：BR=(2SMOD/64)fosc。方式3：BR=(2SMOD/32)T1溢出率。4.发送：先装入TB8，写入SBUF并启动发送，发送结束，TI=1。接收：REN=1，允许接收。接收完一帧，若RI=0且第9位为1(或SM2=0)，将接收数据装入接收SBUF，第9位装入RB8，使RI=1；否则丢弃接收数据，不置位RI。,（4）计算波特率,方式0为固定波特率：
6、BR=fosc/12方式2可选两种波特率：BR=(2SMOD/64)fosc 方式1、3为可变波特率，用T1作波特率发生器。BR=(2SMOD/32)T1溢出率串行口方式1、3，根据波特率选择T1工作方式，计算时间常数。T1选方式2：TH1=X=28-(2SMOD fosc)/(1232BR)T1选方式1用于低波特率，需考虑T1重装时间常数时间。,.3 串行口的控制,7-3-1 主从机间的通信 1 双机串行异步通信（1）单片机与单片机间的串行异步通信接口设计 两台8031直接通信如图:,两台8031采用RS232C总线通信如图:,例 如图8751-1的工作是检查接在P1口上的 SW开关，当检测
7、到开关的状态有变化时，就将变化后的状态读入，通过串行口将这个开关状态传送给8751-2。当8751-2接收到这个字节后就将它输出到P1口上显示，并且也将它接收到的数据回传给8751-1以通知8751-1已经接收到数据。当8751-1接收到这个响应数据后与刚才传出去的数据比较，若不相同再发送一次，以确保将正确的数据传递给8751-2。,通信约定：双方都采用串行通信方式，波特率为9600（晶振为11.059M），采用中断方式进行发送和接收数据。8751-1程序：BUFFEREQU30H；发送数据缓冲区ECHOFLAGBIT00H；当发送与接收到的数据相同时此标志置1ERRFLAGBIT01H；当发
8、送与接收到的数据不同时此标志置1ORG0000HSJMPSTARTORG0023H；串行口中断输入口 SJMPUART1ORG0030HSTART：MOV TMOD，#20H；定时器1设置为方式2，作波特率发生器 ANL PCON，#7FH MOV TH1，#0FDH；波特率为9600 MOV TL1，#0FDH SETB TR1 MOV SCON，#50H；设置为串行方式1允许接收 MOV IE,#90H；允许串行口中断 MOV BUFFER，#00H；缓冲区清零WAIT：MOVA，P1 CJNEA，BUFFER，SWCH,SJMPWAITSWCH：MOVBUFER，ATRAGIN：MOVS
9、BUF，A；发送数据CLRECHOFLAGCLRERRFLAGWAITEO：JBERRFLAG，TRAGINJNBECHOFLAG，WAITEOSJMPWAITUART1：PUSHPSWPUSHACCSETBRS0CLRRS1JBCRI,RCV1；判断是否为接收中断CLRTISJMPRETURNRCV1：MOVA，SBUFCJNEA，BUFFER，DATAERSETBECHOFLAGSJMPRETURNDATAER：SETBERRFLAGRETURN：POPACCPOPPSWRETIEND,（）单片机与PC系列微机间的异步串行通信接口设计,8031单片机与PC系列微机是两种不同类型的机种，它们
10、的硬件结构不同，具有的电气特性也不一样，因此它们之间不能用导线直接连接，而要通过电平转换电路。8031单片机和PC机通过RS232C总线通信接口图如下:,7-3-2 多机通信接口,1多机通信原理 串行口控制寄存器SCON中的SM2为多机通信接口控制位。串行口以方式2或3接收时，若SM2为1，则仅当接收到的第9位数据RB8为1时，数据才装入SBUF，置位RI，请求CPU对数据进行处理；如果接收到的第9位数据RB8为0，则不产生中断标志RI，信息丢失，CPU不做任何处理。当SM2为0时，则接收到一个数据后，不管第9位数据RB8是0还是1，都将数据装入接收缓冲器SBUF并置位中断标志RI，请求CPU
11、处理。MCS-51的主从多机通信正是利用了这个特性。,2多机通信程序设计,MCS-51多机通信程序设计 以典型的PC机和MCS-51构成的主从式多机系统（PC机为主机MCS-51单片机为从机或前沿机）为例，如图:,设MCS-51晶振为6MHz设置波特率为2400，以方式3进行多机串行通信为例，编程方法如下：,MOV TMOD，#20H MOV TH1，#0F9H；设置波特率为2400 MOV TL1，#0F9H MOV SCON，#0F0H；设置串行口为方式3，;SM2=1,允许接收 ANLPCON，#7FHSETBTR1SETBES；允许串行口中断SETBEAWAIT：SJMPWAIT；听号,当接收到地址帧“呼号”且地址帧与本机地址相符时，要置SM2为0以便准备接收数据帧，同时需要将本机地址发回作为应答，建立与主机的联络。编程如下：SIO：CLRRI PUSH PSW PUSH ACC MOV A，SBUF；接收串行数据 XRLA，#ADDR；判断是否与本机地址 相符 JNZBACK；不相符则返回 CLRSM2；相符则SM2为0且发回本机地址 MOVSBUF，AWAIT：JNBTI，WAIT CLRTIBACK：POP ACC POP PSW RETI,
