单片机 第5章 MCS-51单片机的串行通信.ppt

第5章 MCS51单片机的串行通信第第5章章 MCS51单片机的串行通信单片机的串行通信5.1概述概述 5.2 MCS-51串行口及特殊功能寄存器串行口及特殊功能寄存器 5.3 串行通信的波特率串行通信的波特率5.4 串行通信的应用串行通信的应用 第5章 MCS51单片机的串行通信5.1.1数据通信的概念一个单片机系统与外部设备或其他系统交换信息的过程称为通信。实现通信的方式基本上有两种：并行通信并行通信串行通信串行通信5.1概述概述第5章 MCS51单片机的串行通信5.1.2串行通信的方式1.同步方式同步方式是指在传送一组数据块时，要求参与数据传输的双方必须具有相同的传送波特率，且参与传送的脉冲的相序要完全同步，并要在这组数据块的开始位置设置一个同步信号，这个信号是一位或几位二进制字符，当接收方收到该同步信号后，即可进行数据块的连续传送，而中间不需要停顿，直到传输完毕。2 异步方式异步方式是指在通信过程中，传送的所有数据并不像同步通信方式那样要组成一个数据块，而是每一个数据作为一个独立的单元参与信息传送，且各数据块之间可以不连续。第5章 MCS51单片机的串行通信5.1.3串行通信的传送方向 根据通信双方的信息传送方向，可以把串行通信分为以下三种形式。1单工方式单工方式2半双工方式半双工方式3全双工方式全双工方式514 串行通信的校验方式异步通信中单个字符的校验方法通常用奇奇偶偶校校验验法法，即在一个字符的各位发完之后，附加一个校验位，若采用奇校验，则校验位的状态（0或1）应使数据各位（含校验位）中“1”的个数为奇数。第5章 MCS51单片机的串行通信5.2 MCS51串行口用及特殊功能寄存器串行口用及特殊功能寄存器 MCS51单片机并行接口中，P3.0(RXD)和P3.1(TXD)的第二功能作为全双工的异步通信接口，能同时发送和接收数据，它的内部结构包括缓冲器（SBUF）、发送控制器、发送端口、接收控制器和接收端口以及波特率控制和中断逻辑等部件。521 串行口数据缓冲寄存器SBUFSBUF是串行口缓冲寄存器，其地址空间为99H，不可位寻址，其实SBUF包括发送寄存器和接收寄存器两个单元。一个单元负责数据的发送，一个用于数据的接收，它们虽然有相同的名称（即SBUF）和相同的地址空间（即99H），但其物理空间是相互独立的，且读写特性也不同：一个只能被CPU读取，另一个只能被CPU写入。第5章 MCS51单片机的串行通信522 串行口控制寄存器SCON串行口控制寄存器SCON用于定义串行口的工作方式及实施接收和发送控制。字节地址为98H，它是一个可以位寻址的特殊功能寄存器，位地址分别为98H9FH，其各位名称定义如表51所示（P105)。SM0、SM1：串行口工作方式选择控制位，其定义如表5.2所示（P106）SM2：多机通讯控制位 REN：接收允许控制位 TB8:是要发送数据的第9位 RB8：接收到的数据的第9位 TI：发送中断标志位 RI：接收中断标志位 第5章 MCS51单片机的串行通信523 特殊功能寄存器PCON 电源控制寄存器PCON也是一个特殊功能寄存器，地址空间为87H，其主要功能是用于CMOS型80C51的低功耗操作。其中只有第7位SMOD是用于串行通信控制的，对于方式0，SMOD位不起作用，而对于方式1、方式2和方式3，SMOD位可对通信的波特率进行控制，当对SMOD位为“0”时，波特率为正常值，而当对SMOD置“1”时，则波特率加倍。这里需注意注意的是：由于PCON不能位寻址，对SMOD位的赋值也就不能再用位指令来实现了，而要通过字节操作指令来进行，如对SMOD位置“1”，可以用指令ANL PCON，40H来完成。第5章 MCS51单片机的串行通信5.2.4 串行口的工作方式8051单片机的全双工串行口可编程为4种工作方式，即方式0、方式1、方式2和方式3。其实方式0并不真正用于通信，而是通过外接移位寄存器芯片实现扩展并行IO口的功能，所以该方式又称移位寄存器方式。方式1、方式2、方式3都是异步通信方式。工作方式的选择取决于SCON的SM0和SM1位。第5章 MCS51单片机的串行通信53 串行通信的波特率串行通信的波特率在串行通讯中，收发双方的数据传送率（波特率）要有一定的约定。在8051串行口的四种工作方式中，方式0和2的波特率是固定的，而方式1和3的波特率是可变的，由定时器T1的溢出率控制。方式方式0 方式0的波特率是固定的，发送的同步时钟频率为单片机时钟频率的1/12，即fosc/12。第5章 MCS51单片机的串行通信方式方式2 方式2的波特率有两种可以选择，是由PCON中的选择位SMOD来决定的，波特率的计算公式可由下式表示：波特率波特率(2SMOD/64)*fosc，也就是当SMOD=1时，波特率为1/32fosc，当SMOD=0时，波特率为1/64fosc 方式方式1和方式和方式3这两种方式都是由定时器T1作为波特率发生器，其公式如下：第5章 MCS51单片机的串行通信波特率波特率=(2 SMOD/32)*定定时时器器T1溢出率溢出率 其中T1溢出率=T1计数率/产生溢出所需的周期数，即：T1溢出率(fosc/12)*(1/(2K-初值)其中K为T1的位数。式中T1计数率取决于它工作在定时器状态还是计数器状态。当工作于定时器状态时，T1计数率为fosc/12；当工作于计数器状态时，T1计数率为外部输入频率，此频率应小于fosc/24。产生溢出所需周期与定时器T1的工作方式、T1的预置值x有关。定时器T1工作于方式0：溢出所需周期数=8192-x 定时器T1工作于方式1：溢出所需周期数=65536-x定时器T1工作于方式2：溢出所需周期数=256-x因为方式因为方式2为自动重装入初值的为自动重装入初值的8位定时器位定时器/计数器模式，所以用计数器模式，所以用它来做波特率发生器最恰当。它来做波特率发生器最恰当。第5章 MCS51单片机的串行通信5 54 4 串行通信的串行通信的应应用用串行口用作扩展并行IO口 双机通讯 多机通信