1、熟悉串行通信的基本概念 掌握串行口的結(jié)構(gòu)及工作原理 掌握串行口的工作方式 掌握串行口的應(yīng)用,學(xué)習(xí)重點(diǎn)和難點(diǎn),80C51單片機(jī)串行通信的基本原理 單片機(jī)串行通信的應(yīng)用,教學(xué)目的,第8章 80C51單片機(jī)串行通信,第8章 80C51單片機(jī)串行通信,8.1 串行通信基礎(chǔ)知識(shí) 8.2 80C51串行口 8.3 80C51串行口工作方式 8.4 串行通信數(shù)據(jù)傳輸速率 8.5 串行通信應(yīng)用,8.1 串行通信基礎(chǔ)知識(shí),通信：指計(jì)算機(jī)與外部設(shè)備或計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)之間的信息交換。,在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，CPU與外部通信的基本方式有兩種： 并行通信數(shù)據(jù)的各位同時(shí)傳送。 串行通信數(shù)據(jù)一位一位順序傳送。,基本通信方式示意圖,

2、8.1 串行通信基礎(chǔ)知識(shí),并行通信的特點(diǎn)：各數(shù)據(jù)位同時(shí)傳送，傳送速度快、效率高。但有多少數(shù)據(jù)位就需要有多少根數(shù)據(jù)線，因此傳送成本高。在集成電路芯片的內(nèi)部、同一插件板上各部件之間、同一機(jī)箱內(nèi)各插件板之間等的數(shù)據(jù)傳送都是并行的。并行數(shù)據(jù)傳送的距離通常小于30米。 串行通信的特點(diǎn)：數(shù)據(jù)傳送按位順序進(jìn)行，最少只需一根傳輸線即可完成，成本低，但速度慢。計(jì)算機(jī)與遠(yuǎn)程終端或終端與終端之間的數(shù)據(jù)傳送通常都是串行的。串行數(shù)據(jù)傳送的距離可以從幾米到幾千公里。 串行通信有同步通信和異步通信兩種基本方式。,1. 異步串行通信 異步串行通信是以字符為單位的間歇傳輸形式。傳送時(shí)按字符進(jìn)行包裝，為此，在數(shù)據(jù)位之外要增添起始

3、位、奇偶校驗(yàn)位和停止位，構(gòu)成一個(gè)通信幀。下圖為異步通信的幀格式。,8.1.1 異步通信和同步通信,幾點(diǎn)說(shuō)明： 在串行通信中，信息的兩種狀態(tài)分別以mark和space標(biāo)志。其中mark譯為標(biāo)號(hào)，對(duì)應(yīng)邏輯狀態(tài)1，在發(fā)送器空閑時(shí)，數(shù)據(jù)線應(yīng)保持在mark狀態(tài)；space譯為空格，對(duì)應(yīng)邏輯狀態(tài)0。 起始位。發(fā)送器通過(guò)發(fā)送起始位而開(kāi)始一個(gè)字符的傳輸。起始位使數(shù)據(jù)線處于space狀態(tài)。 數(shù)據(jù)位。起始位之后傳送數(shù)據(jù)位。在數(shù)據(jù)位中，低位在前(左）高位在后(右）。由于字符編碼方式的不同，數(shù)據(jù)位可以是5、6、7或8位等多種形式。 奇偶校驗(yàn)位。用于對(duì)字符傳送作正確性檢查，因此，奇偶校驗(yàn)位是可選擇的，共有3種可能，即奇

4、校驗(yàn)、偶校驗(yàn)和無(wú)校驗(yàn)，由用戶根據(jù)需要選定。,所謂偶校驗(yàn)，即數(shù)據(jù)位和奇偶校驗(yàn)位中邏輯1的個(gè)數(shù)加起來(lái)必須是偶數(shù)(全0也視為偶數(shù)個(gè)1）。 所謂奇校驗(yàn)，即數(shù)據(jù)位和奇偶校驗(yàn)位中邏輯1的個(gè)數(shù)加起來(lái)必須是奇數(shù)。 停止位。停止位在最后，用于標(biāo)志一個(gè)字符傳輸?shù)慕Y(jié)束，對(duì)應(yīng)于mark狀態(tài)。停止位可能是1、1.5或2位，在實(shí)際應(yīng)用中根據(jù)需要確定。 位時(shí)間。一個(gè)格式位的時(shí)間寬度。 幀(Frame）。從起始位開(kāi)始到停止位結(jié)束的全部?jī)?nèi)容稱為一幀。 異步串行通信是一幀接一幀進(jìn)行的，傳輸可以是連續(xù)的，也可以是斷續(xù)（間歇）的。,2. 同步串行通信 為提高傳送速度，把數(shù)據(jù)傳輸按相等的時(shí)間間隔分塊進(jìn)行，在數(shù)據(jù)塊的開(kāi)始加一些特殊字符，

5、作為發(fā)送和接收雙方的同步標(biāo)志。由于數(shù)據(jù)塊的位數(shù)較多，為防止錯(cuò)位，在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)一般同時(shí)給出時(shí)鐘信號(hào)，以保持接收與發(fā)送的同步，這就是同步串行通信。同步串行通信的數(shù)據(jù)傳送格式如下圖所示：,同步串行通信的數(shù)據(jù)格式有如下特點(diǎn)和要求： 只在數(shù)據(jù)塊傳輸?shù)拈_(kāi)始使用同步字符串，作為發(fā)送和接收雙方同步的標(biāo)志，而在結(jié)束時(shí)不需要同步標(biāo)志。 數(shù)據(jù)字符之間不允許有間隔，當(dāng)線路空閑或沒(méi)有數(shù)據(jù)可發(fā)時(shí)，可發(fā)送同步字符串。 數(shù)據(jù)塊內(nèi)各字符的格式必須相同。 同步串行通信比異步串行通信的傳送速度快，但同步串 行通信要求收發(fā)雙方在整個(gè)數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中始終保持同步， 這將對(duì)硬件提出更高的要求，實(shí)現(xiàn)起來(lái)難度大一些；而異步 串行通信只要求在每

6、幀的短時(shí)間內(nèi)保持同步即可，實(shí)現(xiàn)起來(lái) 容易得多。所以同步串行通信適用于數(shù)據(jù)量大、對(duì)速度要求 比較高的串行通信場(chǎng)合。,1. 單工形式 單工(Simplex)形式的數(shù)據(jù)傳輸是單向的。通信雙方中一方固定為發(fā)送端，另一方則固定為接收端。單工形式的串行通信只需要一條數(shù)據(jù)線，如下圖所示。 例如，計(jì)算機(jī)與打印機(jī)之間的串行通信。,8.1.2 串行通信線路形式,2. 全雙工形式 全雙工(Full duplex)形式的數(shù)據(jù)傳輸是雙向的，可以同時(shí)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，因此，全雙工形式的串行通信需要兩條數(shù)據(jù)線。,3. 半雙工形式 半雙工(Half duplex)形式的數(shù)據(jù)傳輸也是雙向的。但任何時(shí)刻只能由其中的一方發(fā)送數(shù)據(jù)，另

7、一方接收數(shù)據(jù)。因此半雙工形式既可以使用一條數(shù)據(jù)線，也可以使用兩條數(shù)據(jù)線。,近程串行通信 單片機(jī)的數(shù)據(jù)信號(hào)在傳輸線上傳送時(shí)，由于受到線間分布電容和噪聲干擾等影響，將引起傳輸信號(hào)的幅度衰減和波形畸變，極易導(dǎo)致傳輸錯(cuò)誤。加之導(dǎo)線越長(zhǎng)電容越大，所以傳輸距離就受到一定的限制。 由于近距離串行通信不改變數(shù)據(jù)位波形和頻率，所以也稱為基帶傳輸方式。雖然基帶方式實(shí)現(xiàn)起來(lái)既方便又經(jīng)濟(jì)，但只能用于近程通信。,對(duì)于近距離的串行通信(例如一個(gè)房間內(nèi)的計(jì)算機(jī)之間， 距離不超過(guò)10 m)，傳輸中雖有波形畸變產(chǎn)生，但不會(huì)嚴(yán) 重到影響使用，仍可使用TTL電平直接傳輸。近距離的串 行通信并不復(fù)雜，只需將兩端串行口直接連接就可進(jìn)行

8、 串行數(shù)據(jù)通信，省去了接口的麻煩，見(jiàn)下圖。,遠(yuǎn)程通信,對(duì)于遠(yuǎn)程通信（例如城市之間），不能使用基帶傳輸方式，只能使用模擬信 號(hào)形式進(jìn)行，一般使用電話線。 為了在電話線上進(jìn)行串行數(shù)據(jù)傳輸，需要在發(fā)送端把數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)槟M信 號(hào)再進(jìn)行發(fā)送，這種把數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)槟M信號(hào)的過(guò)程稱為調(diào)制。在接收端 應(yīng)把模擬信號(hào)再轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)，這一過(guò)程稱為解調(diào)。遠(yuǎn)程通信多采用雙工 方式，即通信雙方都應(yīng)具有發(fā)送和接收功能。為此在通信線路的兩端都設(shè)置 調(diào)制器和解調(diào)器，并且把二者結(jié)合在一起稱為調(diào)制解調(diào)器(Modem)。使用電 話線作傳輸線的遠(yuǎn)程通信連接如下圖所示。,8.2 80C51串行口,為了實(shí)現(xiàn)串行通信，需要有硬件電路以解

9、決串行數(shù)據(jù)傳輸中的一系列協(xié)調(diào)問(wèn)題，這些硬件就是串行接口電路或簡(jiǎn)稱串行口。 8.2.1 80C51串行口硬件結(jié)構(gòu) 通常把實(shí)現(xiàn)異步通信的串行口稱為通用異步接收器/發(fā)送器UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter）。 80C51的串行口，雖然是既能實(shí)現(xiàn)同步通信，又能實(shí)現(xiàn)異步通信的全雙工串行口，但在單片機(jī)的串行數(shù)據(jù)通信中，最常用的是異步方式，因此，常把它寫(xiě)為UART。串行接口結(jié)構(gòu)如下圖所示。,80C51串行口寄存器結(jié)構(gòu),80C51單片機(jī)有兩個(gè)獨(dú)立的接收、發(fā)送緩沖器SBUF(屬于特殊功能寄存器)，一個(gè)用作發(fā)送，一個(gè)用作接收。發(fā)送緩沖器只能寫(xiě)入不能讀出

10、；接收緩沖器只能讀出不能寫(xiě)入，兩者共用一個(gè)字節(jié)地址(99H)。 在發(fā)送時(shí)，CPU由一條寫(xiě)發(fā)送緩沖器的指令把數(shù)據(jù)(字符)寫(xiě)入串行口的發(fā)送緩沖器SBUF(發(fā))中，然后從TXD端一位位地向外發(fā)送。與此同時(shí)，接收端RXD也可一位位地接收數(shù)據(jù)，直到收到一個(gè)完整的字符數(shù)據(jù)后通知CPU，再用一條指令把接收緩沖器SBUF(收)的內(nèi)容讀入累加器?？梢?jiàn)，在整個(gè)串行收發(fā)過(guò)程中，CPU的操作時(shí)間很短，使得CPU還可以從事其他的各種操作(指工作在中斷方式下)，從而大大提高了CPU的效率。,80C51串行口通過(guò)控制寄存器、中斷功能和波特率設(shè) 置實(shí)現(xiàn)串行通信控制。 串行口控制寄存器（SCON）98H SM0、SM1串行口工

11、作方式選擇位。其狀態(tài)組合所對(duì)應(yīng)的工作方式為： SM0 SM100，工作方式0； SM0 SM101，工作方式1； SM0 SM110，工作方式2； SM0 SM111，工作方式3。,8.2.2 串行口控制機(jī)制,SM2多機(jī)通信控制位。TB8發(fā)送數(shù)據(jù)位8。RB8接收數(shù)據(jù)位8。（這3位用于多機(jī)通信）,因?yàn)槎鄼C(jī)通信是在方式2和方式3下進(jìn)行的，因此SM2主要用于方式2和方式3。當(dāng)串行口以方式2和方式3接收數(shù)據(jù)時(shí)， SM2=1，則只有在接收到的第9位數(shù)據(jù)(RB8)為1時(shí)才將接收到的前8位數(shù)據(jù)送入SBUF，并置位RI產(chǎn)生中斷請(qǐng)求；否則將接收到的前8位數(shù)據(jù)丟棄。 SM2=0，則不論第9位數(shù)據(jù)是0還是1，都將前

12、8位數(shù)據(jù)裝入SBUF中，并產(chǎn)生中斷請(qǐng)求。在方式0時(shí)，SM2必須為0。,REN允許接收位。REN0；禁止接收；REN1，允許接收。 TI串行發(fā)送中斷請(qǐng)求標(biāo)志。在數(shù)據(jù)發(fā)送過(guò)程中，當(dāng)最后一個(gè)數(shù)據(jù)位被發(fā)送完成后，TI由硬件置位。 RI串行接收中斷請(qǐng)求標(biāo)志。在數(shù)據(jù)接收過(guò)程中，當(dāng)采樣到最后一個(gè)數(shù)據(jù)位有效時(shí)，RI由硬件置位。,2. 串行中斷 80C51有兩個(gè)串行中斷，即串行發(fā)送中斷和串行接收中斷。但這兩個(gè)串行中斷共享一個(gè)中斷向量0023H。每當(dāng)串行口發(fā)送或接收一個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)時(shí)，都產(chǎn)生中斷請(qǐng)求。串行中斷請(qǐng)求在芯片內(nèi)部發(fā)生，因此不需要引腳。兩個(gè)中斷共享一個(gè)中斷向量，就需要在中斷服務(wù)程序中對(duì)中斷源進(jìn)行判斷，以便進(jìn)行

13、不同的中斷處理。 對(duì)于串行中斷控制共涉及3個(gè)寄存器，其中一個(gè)就是串行口控制寄存器SCON，用于存放串行中斷請(qǐng)求標(biāo)志。另外兩個(gè)中斷允許控制寄存器IE和中斷優(yōu)先級(jí)控制寄存器IP。,8.3 80C51串行口工作方式,80C51單片機(jī)的串行口共有4種工作方式，見(jiàn)下表。,8.3.1 串行工作方式0,串行工作方式0是把串行口作為同步移位寄存器使用，實(shí) 現(xiàn)串行數(shù)據(jù)的輸入/輸出。移位數(shù)據(jù)的傳輸以8位為一組，低位 在前、高位在后。 利用串行工作方式0，加上“并入串出”或“串入并出”芯片 的配合，80C51的串行口可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的并行輸入/輸出。 方式0實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)并行輸入/輸出，“并入串出”芯片74LS165、 CD4

14、014）用于把并行輸入數(shù)據(jù)通過(guò)移位形成位串，傳送給串行 口；而“串入并出”芯片（74LS164、CD4094）則接收串行口的 串行數(shù)據(jù)，通過(guò)移位形成8位并行數(shù)據(jù)輸出。,74LS164 CLR為清0端，輸出時(shí)CLR必須為1，否則74HC164 Q0Q7輸出為0。,74HC165 S/L端為移位/置入端，當(dāng)S/L=0時(shí)，從Q0Q7并行數(shù)據(jù)置入寄存器，當(dāng)S/L=1時(shí)，允許從Q端移出數(shù)據(jù)。,串行接口工作方式0其波特率是固定的，為fosc(振蕩頻率)的1/12。 1.方式0發(fā)送 數(shù)據(jù)從RxD引腳串行輸出，TxD引腳輸出同步脈沖。當(dāng)一個(gè)數(shù)據(jù)寫(xiě)入串行口發(fā)送緩沖器時(shí)，串行口將8位數(shù)據(jù)以fosc/12的固定波特

15、率從RxD引腳輸出，從低位到高位。發(fā)送后置中斷標(biāo)志TI為1，請(qǐng)求中斷，在再次發(fā)送數(shù)據(jù)之前，必須用軟件將TI清零。,2.方式0接收 在滿足REN=1和RI=0的條件下，串行口處于方式0輸入。此時(shí)，RxD為數(shù)據(jù)輸入端，TXD為同步信號(hào)輸出端，接收器也以fosc/12的波特率對(duì)RxD引腳輸入的數(shù)據(jù)信息采樣。當(dāng)接收器接收完8位數(shù)據(jù)后，置中斷標(biāo)志RI=1為請(qǐng)求中斷，在再次接收之前，必須用軟件將RI清零。 在方式0工作時(shí)，必須使SCON寄存器中的SM2位為“0”，這并不影響TB8位和RB8位。方式0發(fā)送或接收完數(shù)據(jù)后由硬件置位TI或RI， CPU在響應(yīng)中斷后要用軟件清除TI或RI標(biāo)志。,8.3.2 串行工

16、作方式1,串行工作方式1是10位為一幀的異步串行通信方式，幀格式包括1個(gè)起始位，8個(gè)數(shù)據(jù)位和1個(gè)停止位。這種工作方式是為雙機(jī)通信而準(zhǔn)備的。,1.方式l發(fā)送 由一條寫(xiě)發(fā)送寄存器(SBUF)的指令開(kāi)始，隨后在串行口 由硬件自動(dòng)加入起始位和停止位，構(gòu)成一個(gè)完整的幀格 式，然后在移位脈沖的作用下，由TXD端串行輸出。一個(gè)字符幀發(fā)送完后，使TXD輸出線維持在1狀態(tài)下，并將SCON寄存器的TI位置1，通知CPU可以接著發(fā)送下一個(gè)字符。,2.方式1接收 SCON的REN位應(yīng)處于允許接收狀態(tài)，即REN1。在此前提下，串行口采樣RXD端，當(dāng)采樣到從1到0的狀態(tài)跳變時(shí)，就認(rèn)為已接收到起始位。隨后在移位脈沖的控制下

17、，把接收到的數(shù)據(jù)位移入接收寄存器中。直到停止位到來(lái)之后置位中斷標(biāo)志位RI，通知CPU從SBUF取走接收到的一個(gè)字符。,8.3.3 串行工作方式2 和3,串行工作方式2和3都是11位為一幀的串行通信方式，即1個(gè) 起始位、9個(gè)數(shù)據(jù)位和1個(gè)停止位。這兩種工作方式主要是 為多機(jī)通信而準(zhǔn)備的。,在這兩種工作方式下，字符還是8個(gè)數(shù)據(jù)位，只不過(guò)增加了 一個(gè)第9數(shù)據(jù)位(D8），它是一個(gè)可編程位，其功能由用戶設(shè)定。 在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，應(yīng)予先在串行口控制寄存器SCON的TB8位中把第9個(gè)數(shù)據(jù)位的內(nèi)容準(zhǔn)備好。 這兩種工作方式的數(shù)據(jù)接收過(guò)程也與方式1基本類(lèi)似，不同 點(diǎn)仍在第9數(shù)據(jù)位上，串行口把接收到的前8個(gè)數(shù)據(jù)位移入 S

18、BUF，而把第9數(shù)據(jù)位送SCON的RB8。 串行工作方式2和3是為多機(jī)通信而準(zhǔn)備的。兩者的工作過(guò)程 相同，差別僅在于波特率的設(shè)置，方式2的波特率是固定的 ，而方式3的波特率可由用戶根據(jù)需要設(shè)定，設(shè)定方法與方 式1相同。,8.4 串行通信數(shù)據(jù)傳輸速率,8.4.1傳輸速率的表示方法,1.與傳輸速率有關(guān)的術(shù)語(yǔ) 波特率:每秒鐘事件發(fā)生的數(shù)目或信號(hào)變化的次數(shù)。 單位：波特（B，Baud） 比特率：每秒鐘傳送二進(jìn)制的位數(shù)。 單位：位/秒（bps),說(shuō)明： （1）在一般的單片機(jī)串行通信中，事件和信號(hào)變化都反映在二進(jìn)制位上，波特率與比特率的概念是一樣的。 （2）但在高速串行通信中，由于一個(gè)事件的編碼往往不止1

19、位，因此波特率與比特率就不一樣了。 例如事件按4位編碼，如果數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟ㄌ芈适?400， 則比特率就是,9600,2.單片機(jī)中使用的波特率 在單片機(jī)中使用波特率來(lái)表示串行通信的傳送速率。,波特率：每秒鐘傳送二進(jìn)制的位數(shù),1波特=1位/秒（bps),注意：波特率和字符的傳輸速率不同 例如：如果每秒鐘傳送240個(gè)字符，而每個(gè)字符格式包含10位(1個(gè)起始位、8個(gè)數(shù)據(jù)位、 1個(gè)停止位)，這時(shí)的波特率為： 10位240個(gè)/秒 = 2400 bps,波特率是串行通信的重要技術(shù)指標(biāo) 在串行通信中，波特率除表明數(shù)據(jù)傳送速率外，還可以表示串行口中移位脈沖頻率的高低。波特率高表明移位脈沖頻率高，串行數(shù)據(jù)傳輸速度就

20、快；反之，波特率低表明移位脈沖頻率也低，串行數(shù)據(jù)傳輸速度就慢。,在實(shí)際的串行通信中，應(yīng)根據(jù)速度要求、線路質(zhì)量以及設(shè)備情況等因素選定波特率。,1.串行工作方式0的波特率 串行工作方式0的波特率是固定的，其計(jì)算公式為：,2.串行工作方式2的波特率 串行工作方式2的波特率也是固定的，但有兩個(gè)數(shù)值。其計(jì)算公式為：,SMOD=0時(shí)，波特率= ,SMOD=1時(shí)，波特率=,8.4.2 80C51單片機(jī)的波特率設(shè)置,電源控制寄存器PCON,字節(jié)地址87H,其中SMOD：串行口的波特率倍增位 SMOD=0，波特率不加倍 SMOD=1，串行口波特率加倍。,系統(tǒng)復(fù)位時(shí)， SMOD=0。 PCON不能位尋址。,3.串

21、行工作方式1和方式3的波特率,串行工作方式1和方式3的波特率不是固定的，可以根據(jù)需要設(shè)置。,當(dāng)串行口工作在方式1和方式3時(shí)， 由80C51單片機(jī)的定時(shí)器T1作為波特率發(fā)生器（以定時(shí)器T1作波特率發(fā)生器是由系統(tǒng)決定的）,為串行口提供移位脈沖。,串行工作方式1和方式3的波特率計(jì)算公式為：,當(dāng)定時(shí)器T1作波特率發(fā)生器使用時(shí)，通常選用工作方式2（即8位自動(dòng)重裝載方式）。選擇方式2可以避免通過(guò)程序反復(fù)裝入定時(shí)初值所引起的定時(shí)誤差，使波特率更加穩(wěn)定,定時(shí)器的溢出周期：定時(shí)器溢出一次所需要的時(shí)間。 定時(shí)器的溢出率：?jiǎn)挝粫r(shí)間定時(shí)器溢出的次數(shù)。,溢出率等于溢出周期的倒數(shù),當(dāng)定時(shí)器T1工作在方式2 （即8位自動(dòng)重

22、裝載方式），假定定時(shí)器T1的計(jì)數(shù)初值為X，則定時(shí)器T1的溢出周期為：,溢出率為溢出周期的倒數(shù)，則定時(shí)器T1的溢出率為：,實(shí)際使用中，波特率是已知的。因此需要根據(jù)波特率的計(jì)算公式求定時(shí)初值X。,思考題：定時(shí)器T1工作在方式2，串行口方式1波特率=1200bps，fosc=12MHZ，SMOD=0，則X=?,如果T1預(yù)裝的初值X=E6H，則實(shí)際得到的波特率為：,誤差怎么解決？,其它條件不變，取fosc=11.0592MHZ，則X=?,說(shuō)明： （1）當(dāng)串行口工作在方式1或方式3，且要求波特率按規(guī)范取 1200、2400、4800、9600時(shí)，若采用晶振12MHz和6MHz,按波 特率計(jì)算公式算出的T

23、1定時(shí)初值將不是一個(gè)整數(shù)，因此會(huì)產(chǎn)生 波特率誤差而影響串行通信的同步性能。解決的方法可以調(diào)整 單片機(jī)的晶振頻率fosc,通常采用為11.0592MHz的晶振，這樣 可使計(jì)算出的T1初值為整數(shù)。 （2）實(shí)際使用時(shí)，可根據(jù)波特率的計(jì)算公式來(lái)計(jì)算T1的初值。為避免煩雜的初值計(jì)算，可以通過(guò)查常用波特率與定時(shí)器1 的 參數(shù)關(guān)系表。,（3）串行口工作在方式1和方式3時(shí)，定時(shí)器1初始化程序的步驟： 首先確定波特率 再計(jì)算定時(shí)器1的計(jì)數(shù)初值 然后進(jìn)行定時(shí)器的初始化,例題：?jiǎn)纹瑱C(jī)的晶振頻率為11.0592MHZ，串行口工作在方式1，波特率為2400bps，計(jì)算定時(shí)器T1的計(jì)數(shù)初值，并寫(xiě)出初始化程序。（假設(shè)SMO

24、D=0）,解：定時(shí)器T1工作在方式2 （8位自動(dòng)重裝載方式）,初始化程序：,MOV TMOD , #20H MOV TL1, #0F4H MOV TH1, #0F4H SETB EA CLR ES MOV PCON, #00H MOV SCON, #50H SETB TR1,80C51單片機(jī)的串行口共有4種工作方式，見(jiàn)下表。,【例題】用80C51單片機(jī)的串行口外接串入并出的芯片CD4094擴(kuò)展并行輸出口控制一組發(fā)光二極管,使發(fā)光二極管從左至右延時(shí)輪流點(diǎn)亮。（fosc=12MHZ）,ORG 0000H LJMP MAIN ORG 2000H MAIN: MOV SCON，#00H MOV A，#

25、80H CLR P1.0 START：MOV SBUF，A LOOP：JNB TI，LOOP SETB P1.0 ACALL DELAY CLR TI RR A CLR P1.0 SJMP START,DELAY：MOV R7，#05H LOOP2：MOV R6，#0FFH LOOP1：DJNZ R6，LOOP1 DJNZ R7，LOOP2 RET END,【思考題】 用80C51單片機(jī)的串行口外接并入串出的芯片CD4014 擴(kuò)展并行輸入口，輸入一組開(kāi)關(guān)的信息，開(kāi)關(guān) K 閉合時(shí)有效。,ORG 0000H LJMP MAIN ORG 2000H MAIN:SETB P1.1 START:JB P

26、1.1，START SETB P1.0 MOV SCON，#10H CLR P1.0 LOOP:JNB RI，LOOP CLR RI MOV A，SBUF,常用波特率與定時(shí)器1的參數(shù)關(guān)系表,8.5 串行通信應(yīng)用,8.5.1近程串行通信,8.5.2調(diào)制解調(diào)器的使用,8.5.3 雙機(jī)通信,在進(jìn)行雙機(jī)通信之前，發(fā)送和接收雙方要進(jìn)行一些約定，明確一些技術(shù)問(wèn)題。,（1）數(shù)據(jù)通路采用何種形式，硬件電路如何連接？采用何種串行工作方式？,約定：串行工作方式1,雙機(jī)異步通信接口電路,（2）數(shù)據(jù)傳送的波特率是多少？,約定：2400bps,（4）雙方如何取得聯(lián)絡(luò)？,約定： 甲機(jī)向乙機(jī)發(fā)送一個(gè)E1作為聯(lián)絡(luò)信號(hào)，表示請(qǐng)

27、求通信 乙機(jī)收到E1信號(hào)后，回答一個(gè)E2作為應(yīng)答信號(hào)，表示通信,（3）如何檢驗(yàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性？,約定：采用累加和檢驗(yàn)（代碼和檢驗(yàn)）,累加和檢驗(yàn)：發(fā)送方對(duì)所發(fā)送的數(shù)據(jù)塊求和，并將“檢驗(yàn)和”附加到數(shù)據(jù)塊末尾，也發(fā)送給接收方。接收方接收數(shù)據(jù)時(shí)，也是先對(duì)數(shù)據(jù)塊求和，將所得結(jié)果與發(fā)送方的“檢驗(yàn)和”進(jìn)行比較，若兩者相同，表示傳送正確，若不相同表示傳送出了差錯(cuò)。,（5）雙方通信如何結(jié)束？,約定： 乙機(jī)如果接收的數(shù)據(jù)正確，向甲機(jī)發(fā)送00H信號(hào)，表示結(jié)束雙方的通信。 乙機(jī)如果接收的數(shù)據(jù)不正確，向甲機(jī)發(fā)送非00H信號(hào)，表示數(shù)據(jù)出錯(cuò)，要求甲機(jī)重新發(fā)送。,甲機(jī)通信流程圖,乙機(jī)通信流程圖,ASTART：CLR EA

28、MOV TMOD，#20H MOV TH1，#0F4H MOV TL1，#0F4H MOV PCON，#00H SETB TR1 MOV SCON，#50H ALOOP1：MOV SBUF，#0E1H JNB TI，$ CLR TI JNB RI，$ CLR RI MOV A，SBUF XRL A，#0E2H JNZ ALOOP1,ALOOP3： MOV SBUF，R0 MOV A，R6 ADD A，R0 MOV R6，A INC R0 JNB TI，$ CLR TI DJNZ R7，ALOOP3 MOV SBUF，R6 JNB TI，$ CLR TI JNB RI，$ CLR RI MOV

29、A，SBUF JNZ ALOOP2 RET,甲機(jī)發(fā)送程序清單（采用查詢方式）,BSTART：CLR EA MOV TMOD，#20H MOV TH1，#0F4H MOV TL1，#0F4H MOV PCON，#00H SETB TR1 MOV SCON，#50H BLOOP1：JNB RI，$ CLR RI MOV A，SBUF XRL A，#0E1H JNZ BLOOP1 MOV SBUF，#0E2H JNB TI，$ CLR TI BLOOP2：MOV R0，#40H MOV R7，#10H MOV R6，#00H,BLOOP3：JNB RI，$ CLR RI MOV A，SBUF MOV

30、 R0，A INC R0 ADD A，R6 MOV R6，A DJNZ R7，BLOOP3 JNB RI，$ CLR RI MOV A，SBUF XRL A，R6 JZ END1 MOV SBUF，#0FFH JNB TI，$ CLR TI AJMP BLOOP2 END1： MOV SBUF，#00H RET,乙機(jī)接收程序清單（采用查詢方式）,8.5.4 多機(jī)通信,多機(jī)通信是指一臺(tái)主機(jī)和多臺(tái)從機(jī)之間的通信。通常單片機(jī) 的多機(jī)通信采用主從式多機(jī)通信方式。在這種方式中，只有 一臺(tái)主機(jī)，有多臺(tái)從機(jī)。主機(jī)發(fā)送的信息可以傳到各個(gè)從機(jī) 或指定的從機(jī)，各從機(jī)發(fā)送的信息只能被主機(jī)接收。 主要問(wèn)題: 怎樣識(shí)別

31、地址? 怎樣維持主機(jī)與指定從機(jī)之間的通信?,1.多機(jī)通信連接電路,在串行方式2或方式3條件下，可實(shí)現(xiàn)一臺(tái)主機(jī)和多臺(tái)從機(jī)之間的通信，其連接電路如圖所示。,2.多機(jī)通信原理,多機(jī)通信時(shí)，主機(jī)向從機(jī)發(fā)送的信息分為地址幀和數(shù)據(jù)幀兩類(lèi)，以可編程第9位TB8作區(qū)分標(biāo)志: TB8=0，表示數(shù)據(jù)；TB8=1，表示地址。 多機(jī)通信充分利用了80C51串行控制寄存器SCON中的多機(jī)通信控制位SM2的特性。 當(dāng)SM2=1時(shí)，CPU接收的前8位數(shù)據(jù)是否送入SBUF取決于接收的第9位RB8的狀態(tài)：若RB8=1，將接收到的前8位數(shù)據(jù)送入SBUF,并置位RI產(chǎn)生中斷請(qǐng)求；若RB8=0，則接收到的前8位數(shù)據(jù)丟棄。即當(dāng)從機(jī)SM

32、2=1時(shí)，從機(jī)只能接收主機(jī)發(fā)送的地址幀(RB8=1)，對(duì)數(shù)據(jù)幀(RB8=0)不予理睬。 當(dāng)從機(jī)SM2=0時(shí)，從機(jī)可接收主機(jī)發(fā)送的所有信息。,通信開(kāi)始時(shí)，主機(jī)首先發(fā)送地址幀。由于各從機(jī)的SM2=1和RB8=1，所以各從機(jī)均能接收到地址幀，分別發(fā)出串行接收中斷請(qǐng)求，通過(guò)串行中斷服務(wù)程序來(lái)判斷主機(jī)發(fā)送的地址與本從機(jī)地址是否相符。如果相符，則把自身的SM2清0，以準(zhǔn)備接收隨后傳送來(lái)的數(shù)據(jù)幀。其余從機(jī)由于地址不符，則仍保持SM2=1狀態(tài)，因而不能接收主機(jī)傳送來(lái)的數(shù)據(jù)幀。這就是多機(jī)通信中主、從機(jī)一對(duì)一的通信情況。這種通信只能在主、從機(jī)之間進(jìn)行，如果想在兩個(gè)從機(jī)之間進(jìn)行通信，則要通過(guò)主機(jī)作中介才能實(shí)現(xiàn)。,3

33、.多機(jī)通信過(guò)程,（1）主、從機(jī)工作于方式2或方式3，主機(jī)置SM2=0，REN=1;從機(jī)置SM2=1，REN=1。 （2）主機(jī)置位TB8=1，向從機(jī)發(fā)送尋址地址幀，各從機(jī)因滿足接收條件(SM2=1,RB8=1)，從而接收到主機(jī)發(fā)來(lái)的地址，并與本機(jī)地址進(jìn)行比較。 （3）地址一致的從機(jī)（被尋址機(jī)）將SM2清0，并向主機(jī)返回地址，供主機(jī)核對(duì)。地址不一致的從機(jī)（未被尋址機(jī)）保持SM2=1。 （4）主機(jī)核對(duì)返回的地址，若與此前發(fā)出的地址一致則準(zhǔn)備發(fā)送數(shù)據(jù)；若不一致則返回(2)重新發(fā)送地址幀。,（5）主機(jī)向從機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)，此時(shí)主機(jī)的TB8=0，只有被選中的那臺(tái)從機(jī)能接收到該數(shù)據(jù)。其他從機(jī)則舍棄該數(shù)據(jù)。 （6）本次通信結(jié)束后，從機(jī)重新置SM2=1，等待下次通信。,4. 多機(jī)通信實(shí)現(xiàn)方法 （1）有關(guān)通信協(xié)議的幾條規(guī)定 從機(jī)地址為00HF