單片微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)

之

80C51單片微機(jī)的串行接口

原理及應(yīng)用王賢勇.通信通信vs.通訊為什么用怎么用構(gòu)成一個(gè)分布式采集、控制系統(tǒng)上層由PC機(jī)進(jìn)行集中管理.概述并行傳送vs.串行傳送并行概念特點(diǎn)缺點(diǎn)串行特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)應(yīng)用.術(shù)語與指標(biāo)方向與同時(shí)性單工（simplex）半雙工（half－duplex）全雙工（full－duplex）異步、同步異步（起止同步）同步波特率每秒傳送？？的數(shù)目位周期RS－232C.80C51串行口結(jié)構(gòu)技術(shù)問題數(shù)據(jù)傳送數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換UART80C51中的串行口全雙工異步串行通信它可作UART同步移位寄存器.結(jié)構(gòu).串行口的內(nèi)部包含SBUF接收緩沖器SBUF和發(fā)送緩沖器SBUF兩個(gè)寄存器，一個(gè)地址SCON引腳雙緩沖控制邏輯接受來自波特率發(fā)生器的時(shí)鐘信號控制串/并變換（入）控制并/串變換（出）控制串行中斷（RI和TI）.串行口控制狀態(tài)控制寄存器SCONSM0、SM1——工作方式選擇.SCONSM0、SM1SM2允許方式2、3中的多機(jī)處理通信位REN—允許接收TB8—transmittedbit8RB8—receivedbit8RI—transmitinterruptflagTI—receiveinterruptflag.PCON、SBUF電源控制寄存器PCON僅有幾位有定義其中最高位SMOD與串行口控制有關(guān)當(dāng)SMOD＝1時(shí)，使波特率加倍復(fù)位后，SMOD＝0其它位與掉電方式有關(guān)地址為87H，只能字節(jié)尋址串行數(shù)據(jù)寄存器SBUF在物理上是隔離的兩個(gè)8位寄存器發(fā)送數(shù)據(jù)寄存器接收數(shù)據(jù)寄存器但是它們共用一個(gè)地址99H.方式0—同步移位寄存器特點(diǎn)波特率固定fosc/12RxD輸入或輸出TxD輸出同步移位脈沖8位數(shù)據(jù)低位在前.方式0.方式0——時(shí)序.方式1—8位UART波特率數(shù)據(jù)傳輸波特率由定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T1和T2的溢出率決定，可用程序設(shè)定當(dāng)T2CON寄存器中的RCLK和TCLK置位時(shí)，采用T2作為串行口接收和發(fā)送的波特率發(fā)生器而當(dāng)RCLK和TCLK都為零時(shí)，采用T1作為串行口接收和發(fā)送的波特率發(fā)生器TxD發(fā)送數(shù)據(jù)RxD接收數(shù)據(jù)一幀信息10位低位在前.方式1—發(fā)送.方式1—接收.方式1——時(shí)序.方式2、3—9位UARTTXD（P3．l）引腳發(fā)送數(shù)據(jù)RXD（P3．0）引腳接收數(shù)據(jù)一幀信息為11位1位起始位（0）、8位數(shù)據(jù)位(低位在前)、1位可編程位和1位停止位（l）發(fā)送時(shí)可編程位TB8可設(shè)置為1或0，接收時(shí)可編程位進(jìn)入SCON寄存器的RB8位波特率方式2的波特率是固定的，為振蕩器頻率的1/32或1/64方式3的波特率則由T1和T2的溢出決定，可用程序設(shè)定.方式2.方式2——時(shí)序.方式3——時(shí)序.多處理機(jī)通信方式——原理SCON中：SM2位當(dāng)串行口以方式2或方式3接收時(shí)若SM2＝1，只有當(dāng)接收到的第9位數(shù)據(jù)（RB8）為1時(shí)，才將數(shù)據(jù)送入接收緩沖器SBUF，并使RI置1，申請中斷否則數(shù)據(jù)將丟失若SM2＝0，則無論第9位數(shù)據(jù)（RB8）是1還是0，都能將數(shù)據(jù)裝入SBUF，并且發(fā)中斷.多處理機(jī)通信方式——過程系統(tǒng)初始化時(shí)，將所有從機(jī)中的SM2位均設(shè)置為1，并處于允許串行口中斷接收狀態(tài)主機(jī)欲與某從機(jī)通信，先向所有從機(jī)發(fā)出所選從機(jī)的地址，從機(jī)地址符合后，接著才發(fā)送命令或數(shù)據(jù)在主機(jī)發(fā)地址時(shí)，置第9位數(shù)據(jù)（RB8）為1，表示主機(jī)發(fā)送的是地址幀當(dāng)主機(jī)呼叫某從機(jī)聯(lián)絡(luò)正確后，主機(jī)發(fā)送命令或數(shù)據(jù)幀時(shí)，將第9位數(shù)據(jù)（RB8）清0。各從機(jī)由于SM2置1，將響應(yīng)主機(jī)發(fā)來的第9位數(shù)據(jù)（RB8）為1的地址信息。從機(jī)響應(yīng)中斷后若從機(jī)的地址與主機(jī)點(diǎn)名的地址不相同，則該從機(jī)將繼續(xù)維持SM2為l，從而拒絕接收主機(jī)后面發(fā)來的命令或數(shù)據(jù)信息，等待主機(jī)的下一次點(diǎn)名若從機(jī)的地址與主機(jī)點(diǎn)名的地址相同，該從機(jī)將本機(jī)的SM2清0，繼續(xù)接收主機(jī)發(fā)來的命令或數(shù)據(jù)，響應(yīng)中斷.波特率發(fā)生器UART方式時(shí)使用結(jié)構(gòu).波特率計(jì)算方式0固定：fosc/12方式2由fosc與SMOD確定.波特率計(jì)算方式1、3由T1或T2的溢出率與SMOD確定用T1T1方式0T1方式1T1方式2用T2.方式0的編程和應(yīng)用同步移位寄存器用于擴(kuò)展并行I/O口如接74LS164接74LS165例使用74LS164的并行輸出瑞接8只發(fā)光二極管，利用它的串入并出功能，把發(fā)光二極管從左向右依次點(diǎn)亮，并不斷循環(huán).方式1的編程和應(yīng)用例試編寫雙機(jī)通信程序。甲、乙雙機(jī)均為串行口方式1，并以定時(shí)器T1的方式2為波特率發(fā)生器，波特率為2400。通過串行口發(fā)送帶奇偶校驗(yàn)位的數(shù)據(jù)塊。ASCII碼由7位組成，因此其最高位可作為奇偶校驗(yàn)位用。數(shù)據(jù)塊通過串行口發(fā)送和接收，采用8位異步通信，波特率為1200，已知fosc＝11.0592MHz.方式2和3的編程和應(yīng)用方式2接收/發(fā)送的一幀信息是11位：第0位起始位（0）；第1～8位數(shù)據(jù)位；第9位是程控位，可由用戶置TB8決定；第10位是停止位一般說來，用定時(shí)器方式2來制定波特率是比較理想的，它不需要用中斷服務(wù)程序來置數(shù)，并且算出的波特率也比較準(zhǔn)確。在使用的波特率不太低的情況下，宜于用定時(shí)器1的方式2來制定波特率例一般通信多機(jī)通信.實(shí)際要考慮的問題比如通信規(guī)約（規(guī)程、協(xié)議）命令、數(shù)據(jù)格式順序差錯超時(shí)接口（物理層）如果與微機(jī)通信通信軟件開發(fā)等.實(shí)驗(yàn)——串行口實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模赫莆?031串行口方式0工作方式及編程方法；掌握利用串行口擴(kuò)展I/O通道的方法。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：利用8031串行口，和并行輸出移位寄存器74LS164，擴(kuò)展I/O口，在數(shù)碼管顯示器上循環(huán)顯示0～9這10個(gè)數(shù)字。實(shí)驗(yàn)主要步驟：在TSC-51實(shí)驗(yàn)臺上或Proteus