1、1、第7章AT89S51單片機串行端口、7.1串行端口的結(jié)構(gòu)7.1.1串行端口控制寄存器SCON 7.1.2特殊功能寄存器PCON 7.2串行端口的4種工作方式7.3多機通信0.4波特率的I2C SPI、RS232、USB、通用串行通信接口：I2C總線有兩條信號線，一條是SDA (數(shù)據(jù)線)，一條是SCL (時鐘線)。 SPI，串行外圍接口的縮寫是串行外圍設(shè)備接口。 在高速、全雙工、同步的通信總線中，芯片引腳只占有4條線，節(jié)省了芯片引腳。3、1、通信兩種基本方式，1、通信：校正計算機與外界的信息交換。 2 .基本方式：傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的各位同時收發(fā)，信息傳輸線路的位數(shù)與數(shù)據(jù)的位數(shù)相等這兩種殘奧水平通信

2、。 特點：速度快，適合近距離傳送。 例如，電腦并排，打印機。 但是，占有數(shù)據(jù)線的情況很多，線路復(fù)雜，成本高。 串行通信：傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的各比特按順序每次發(fā)送接收1比特，先傳輸?shù)臀槐忍兀瑐鬏敻呶槐忍亍?特點：線路簡單，適用于一對傳輸線通信的低成本電信。 然而，傳輸速度很慢。4、2、串行通信的分類，根據(jù)串行數(shù)據(jù)的時鐘控制方式，串行通信為1，異步通信：接收機和發(fā)射機各自具有各自的時鐘，它們動作異步，異步通信在一幀中代表一個字符，并且，在一幀中的信息是開頭比特，數(shù)據(jù)比特， 包括奇偶校驗位和停止位四個部分的異步通信相對靈活，實現(xiàn)相對簡單，6、2，同步通信：接收器和發(fā)射器由相同的時鐘源控制。 在同步傳輸方式中

3、，刪除異步傳輸?shù)拈_頭比特和停止比特，在傳輸數(shù)據(jù)塊時，首先只傳輸一個同步標志即可。 例如0010010、SYN(16H )雙同步字符EB90H。 如果進入同步字符串搜索方式，檢測到設(shè)定的同步字符串，則從同步字符串后面的第一個數(shù)據(jù)開始計數(shù)，在約定的數(shù)據(jù)段接收。 數(shù)據(jù)之間沒有間隔，可以連續(xù)發(fā)送。 注：同步傳輸方法比異步傳輸方法快，但是硬件設(shè)備很復(fù)雜，因為需要使用一個時鐘來調(diào)整收發(fā)器的操作。p、奇偶校驗位、7、3、波特率、串行通信中的重要指示被稱為波特率(也稱為比特數(shù))，并被定義為每秒傳輸?shù)亩M制比特數(shù)，是比特/秒(bps )單位。 波特率反映了串行通信的速度。 在異步通信中，波特率是每秒發(fā)送的字符數(shù)

4、與每字符位數(shù)的乘積。 例如，如果數(shù)據(jù)傳輸速率為120字符/秒，且各個字符包含10比特的二進制(1比特開始比特、7比特數(shù)據(jù)位、1比特奇偶校驗比特、1比特停止比特)，則波特率為120字符/秒10比特/字符1200 一般異步通信的波特率為509600bps，同步通信的波特率為56000bps以上。 (1)單工作格式數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)站之間的傳輸方向被單向傳輸，并且只需要一條傳輸路徑。 (2)半雙工形式的數(shù)據(jù)傳輸是雙向的，但不能同時進行。 傳輸線可以是一條，也可以是兩條。 (3)全雙工形式的數(shù)據(jù)傳輸是雙向的，可以同時收發(fā)。 需要兩條傳輸線。 9、單工、雙工、半雙工方式、單工：廣播、雙工：電話、10、7.1串

5、行端口的結(jié)構(gòu)、物理上獨立的接收、發(fā)送緩沖器SBUF (屬于特殊功能寄存器)有兩種，可以同時收發(fā)數(shù)據(jù)。發(fā)送緩沖區(qū)不可寫入不可讀取接收緩沖區(qū)不可讀取僅讀取兩個緩沖區(qū)共用的特殊功能寄存器字節(jié)地址(99H )。 控制寄存器有特殊功能寄存器SCON和PCON兩種。11，12，7.1.1串行端口控制寄存器SCON、字節(jié)地址98H、可以進行比特地址、(1)SM0、SM1串行端口的4個動作模式選擇比特、13， (2)SM2多機器通信控制比特多機器串行端口以方式2或方式3接收時，如果SM2=1，則只在接收到的第9位數(shù)據(jù)(RB8)為“1”時，將RI設(shè)為“1”，產(chǎn)生中斷請求，接收到的高位8位接收到的第9位數(shù)據(jù)(RB

6、8)為“0”時，丟棄接收到的高位8位數(shù)據(jù)。 在SM2=0的情況下，無論第9位的數(shù)據(jù)是1還是0，都將高8位的數(shù)據(jù)發(fā)送到SBUF，將RI設(shè)置為1，從而產(chǎn)生中斷請求。 在方法1中，如果SM2=1，則僅在接收到有效的停止比特時才使RI有效。 方式0時，SM2必須為0。 (3)REN許可串行接收比特。 用軟件清除“1”或“0”。 REN=1，允許串行端口接收數(shù)據(jù)。 REN=0，禁止數(shù)據(jù)的接收。 (4)由TB8發(fā)送的第九位數(shù)據(jù)方法2和方法3以及TB8是要發(fā)送的第九位數(shù)據(jù)，并且在軟件中將該值設(shè)置為“1”或“0”。 在雙設(shè)備串行通信的情況中，在通常被用作奇偶校驗位的多機器串行通信中，用于指示主機是尋址幀還是數(shù)

7、據(jù)幀，其中TB8=1是地址幀，而TB8=0是數(shù)據(jù)幀。 (5)RB8接收的第9位數(shù)據(jù)方式2和方式3，RB8存儲接收的第9位數(shù)據(jù)。 在方法1中，如SM2=0，RB8是接收到的停止比特。 方式0不使用RB8。 (15 ) (6) TI發(fā)送中斷標志位方式0、串行發(fā)送的第8位數(shù)據(jù)結(jié)束時刻TI在硬件中被設(shè)為“1”，在以外的方式中，串行端口發(fā)送停止位的開始時刻ti被設(shè)為“1”。 TI=1表示1幀的數(shù)據(jù)發(fā)送結(jié)束。 TI的狀態(tài)可以通過軟件查詢，也可以申請中斷。 CPU在回應(yīng)中斷后，將下一幀的數(shù)據(jù)寫入SBUF，以便發(fā)送到中斷服務(wù)程序。 TI必須通過軟件清零。 (7)當RI接收到中斷標志位方法0并且接收完第八位的數(shù)

8、據(jù)時，RI在硬件中設(shè)置為“1”。 在其他動作模式下串行接收停止位時，其位置為“1”。 RI=1表示1幀的數(shù)據(jù)的接收完成，請求中斷，請求CPU從接收SBUF取出數(shù)據(jù)。 軟件也可以查詢該位的狀態(tài)。 RI必須通過軟件清除“0”。16、例：串行端口方式1 MOV SCON、#40h000000方式1禁止接收、17，7.1.2特殊功能寄存器PCON、字節(jié)地址87H、位地址不可。 格式如圖7-3所示。 SMOD :波特率選擇位。 例如，在方式1的波特率校正公式中，當方式1的波特率=計時器T1的溢出速率SMOD=1時，由于是SMOD=0時的波特率的倍倍數(shù)，因此將SMOD位稱為波特率倍數(shù)位。 18、串行通道數(shù)

9、據(jù)寄存器： SBUF這是兩個8移位寄存器，一個是發(fā)送緩沖器，只讀寫，另一個是接收緩沖器，只讀寫，它們是一個地址99H，19，7.2串行端口7.2.1模式0該方案使用于串行端口外移寄存器，而不是使用于兩個AT89S51單片機之間的異步串行通信，并擴展了殘奧級I/O端口。 8位數(shù)據(jù)是1幀，沒有開頭位和停止位，收發(fā)最低位。 波特率是固定的，是fosc/12。 幀格式如圖7-4所示。 20， 1方式0發(fā)送、CPU執(zhí)行將數(shù)據(jù)寫入發(fā)送緩沖器SBUF的指令時，產(chǎn)生正脈沖，串行端口以fosc/12的固定波特率開始從RXD端子串行輸出SBUF中的8位數(shù)據(jù)，低位先行、TXD端子輸出同步移位脈沖，8位中斷標志、21

10、、方式0的應(yīng)用例(由波特率固定、機器周期決定)的移位寄存器輸入輸出方式，同步發(fā)送接收8位的數(shù)據(jù)，在每個機器周期各移位1位，移動脈沖由TXD供給。如圖：所示，輸出方式輸入方式、22、方式0輸出的基本命令： MOV SCON、#00H MOV A、#nnH CLR TI MOV SBUF、A WAIT: JNB TI、WAIT CLR TI、SM0=0 SM1=0、選擇方式0； 取得應(yīng)該輸出的數(shù)據(jù)nnH； 清除中斷標志發(fā)送的數(shù)據(jù)寫入SBUF； 確定是否已發(fā)送數(shù)據(jù)，TI=1？ 清除發(fā)送完成標志，準備發(fā)送下一個字節(jié)，說明：當數(shù)據(jù)被寫入SBUF時，單片機立即自動開始發(fā)送TXD端子，在每個機械周期發(fā)出移動

11、脈沖SBUF中的數(shù)據(jù)在移動脈沖下向右移動一次如果SBUF中的所有數(shù)據(jù)都被刪除，則單片機會自動將TI設(shè)為1，必須清除TI才能再次發(fā)送數(shù)據(jù)。23、2方式0接收、方式0接收、REN是串行端口許可接收控制位、REN=0、接收禁止REN=1、接收許可。 向SCON寄存器寫入控制字(設(shè)為方式0，REN位置1，同時RI=0)時，產(chǎn)生正脈沖，串行端口開始接收數(shù)據(jù)。 讀取RXD是數(shù)據(jù)輸入端子，TXD是移動脈沖信號輸出端子，接收機以fosc/12的固定波特率對RXD讀取的數(shù)據(jù)信息進行采樣，當接收完8位數(shù)據(jù)時，將中斷標志RI設(shè)置為1，完成一幀數(shù)據(jù)的接收，然后24、模式0輸入：清除ren CLR RI SETB RE

12、N WAIT: JNB TI、WAIT MOV A、SBUF、接收完成標志允許接收位置1判斷SBUF中的數(shù)據(jù)接收是否完成，25、方式0、SCON中的TB8， 不使用RB8位，發(fā)送接收或者接收完成8位的數(shù)據(jù)的CPU應(yīng)答TI或者RI中斷，通過中斷服務(wù)程序向發(fā)送SBUF送入接下來發(fā)送的數(shù)據(jù)，或者將從接收SBUF接收到的1B保存到內(nèi)部RAM中TI比特清“0” CLRRI； RI位清除“0”方式為0時，SM2位(多機器通信控制位)必須設(shè)為0。26、7.2.2方式1、方式1為雙機串行通信方式，如圖7-9所示。 SM0、SM1=01時，串行端口為方式1的雙串行通信。 TXD腳和RXD腳分別用于數(shù)據(jù)的收發(fā)。

13、另外，方式一幀數(shù)據(jù)在10比特、1開始比特(0)、8數(shù)據(jù)比特、1停止比特(1)中，首先發(fā)送接收最下位比特。 幀格式如圖7-10所示。 圖7-10方式1的幀格式方式1是波特率可變的8位異步通信接口。 波特率被決定為，在方式1的波特率=計時器T1的溢出速率方式中，SMOD成為PCON寄存器的最上位的值(0或者1 )。 在輸出模式1，27、28、以及1 -模式1的情況中，從TXD側(cè)輸出數(shù)據(jù)比特，并且一幀消息發(fā)送10比特： 1比特開始比特0，8比特數(shù)據(jù)比特(較低位)和1比特停止比特1。 CPU執(zhí)行寫入SBUF的指令后，開始發(fā)送。 在圖7-11中TX時鐘的頻率是傳輸波特率。 發(fā)送開始時，內(nèi)部發(fā)送控制信號變

14、為有效，將開始位輸出到TXD管腳(P3.1)，然后，每經(jīng)過TX時鐘周期就產(chǎn)生移位脈沖，從TXD管腳輸出數(shù)據(jù)位。 一旦完成所有八個位數(shù)據(jù)比特的傳輸，中斷標志比特TI被設(shè)置為“1”。29，2方式1接收、方式1接收時(REN=1)、從RXD(P3.0)端子輸入數(shù)據(jù)。 檢測到開頭位的負跳躍時開始接收。 在接收時刻，存在兩種接收移位時鐘(RX時鐘)控制信號，定時控制信號的頻率與要發(fā)送的波特率相同，另一個是比特檢測采樣脈沖，并且其頻率是RX時鐘的16倍。 以波特率的16倍速率對RXD腿的狀態(tài)進行采樣。 當RXD端子對從1到0的負跳躍進行采樣時，開始檢測器，接收的值在3次連續(xù)采樣(第7、8、9個脈沖的時刻采

15、樣)中取相同的值2次，確認開始比特(負的跳躍)的開始，良好地除去噪聲帶來的影響。 30、確認起始位有效后，開始接收幀信息。 每位數(shù)據(jù)進行三次連續(xù)采樣(第七、八、九個脈沖采樣)，接收到的值在三次采樣中的至少兩次為相同的值。1幀的數(shù)據(jù)接收完成后，只有同時滿足以下2個條件，接收才有效。 31、(1)當RI=1，即前一幀的數(shù)據(jù)接收完成時，響應(yīng)來自RI=1的中斷請求，指示SBUF中的數(shù)據(jù)被刪除，“接收SBUF”為空。 (2)SM2=0或接收到的停止比特=1(方式1的情況下，停止比特已經(jīng)放入RB8)，將接收到的數(shù)據(jù)放入SBUF和RB8(放入停止比特)，并且將中斷標志RI設(shè)為“1”。 如果不同時滿足這兩個條

16、件，則無法將接收到的數(shù)據(jù)加載到SBUF中，并丟棄幀數(shù)據(jù)。 32、7.2.3方式2方式2和方式3是9比特異步通信接口。 每幀的數(shù)據(jù)為11比特、1比特開頭比特0、8比特數(shù)據(jù)位(先行下位)、1比特可編程為1或0的第9比特數(shù)據(jù)以及1比特停止比特。 方式2、方式3的幀格式在圖7-13中表示。 在發(fā)送圖7-13的模式2、模式3的幀格式模式2波特率=fosc、32、33、1模式2之前，用與通信協(xié)議相應(yīng)的軟件設(shè)定TB8 (例如奇偶校驗位或多機器通信的地址/數(shù)據(jù)標志位) 發(fā)送完成后，將TI位置設(shè)為“1”。 發(fā)送定時在圖7-14中示出。 圖7-14方式2和方式3的發(fā)送時序、33、34、【例7-1】方式2發(fā)送雙串行

17、通信中的不大于應(yīng)用的發(fā)送中斷服務(wù)程序，并以TB8作為奇偶校驗位，進行偶數(shù)校驗發(fā)送。 在將數(shù)據(jù)寫入SBUF之前，將數(shù)據(jù)的偶數(shù)位寫入TB8(將第二組工作寄存器區(qū)域的R0作為發(fā)送數(shù)據(jù)區(qū)域地址指針)。 推式開關(guān)； 現(xiàn)場保護推式ACC setb RS 1； 選擇第二組工作寄存器區(qū)域CLRRS0 CLRTI。 發(fā)送中斷標志清“0” MOVA，R0； 取數(shù)據(jù)MOVC，p的奇偶校驗位發(fā)送TB8、偶數(shù)校驗MOVTB8、c； P=1、校正位TB8=1、P=0、校正位TB8=1、34、35、MOV SBUF、a； a數(shù)據(jù)發(fā)送、同時發(fā)送TB8 INC R0； 數(shù)據(jù)指針加1 POP Acc； 修復(fù)現(xiàn)場POP PSW RETI； 在中斷恢復(fù)、35、36、2方式2接收、SM0、SM1=10且REN=1的情況下，以方式2接收數(shù)據(jù)。 數(shù)據(jù)從RXD側(cè)輸入，接收11位的信息。 如果位檢測邏輯被采樣到RXD的負跳躍，并且確定起始位有效，則開始接收一幀的信息。 接