AT89C51单片机的串行口.ppt

第第7 7章章 AT89C51AT89C51单片机的串行口单片机的串行口全双工全双工的的异步异步通讯串行口通讯串行口4 4种工作方式种工作方式,波特率由片内定时器波特率由片内定时器/计数器控制。计数器控制。每发送或接收一帧数据，均可发出中断请求。每发送或接收一帧数据，均可发出中断请求。除用于串行通讯，除用于串行通讯，还可用来扩展并行还可用来扩展并行I/OI/O口。口。7.1 7.1 串行口的结构串行口的结构串行口内部结构如串行口内部结构如图图7-17-1，两个物理上独立地接收和两个物理上独立地接收和 发送缓冲器发送缓冲器，可同时收、发数据，可同时收、发数据(全双工全双工)。两个缓冲器两个缓冲器共用共用一个特殊功能寄存器字节地址：一个特殊功能寄存器字节地址：SBUF(99HSBUF(99H）控制寄存器共两个：控制寄存器共两个：特殊功能寄存器特殊功能寄存器SCONSCON和和PCONPCON。7.1.1 7.1.1 串行口控制寄存器串行口控制寄存器SCONSCON 字节地址字节地址9898H H，可位寻址，格式如可位寻址，格式如图图7-27-2所示所示。图图7-17-1（1 1）SM0SM0、SM1SM1串行口串行口4种工作方式的选择位种工作方式的选择位 表表7-1 7-1 串行口的串行口的4 4种工作方式种工作方式SM0 SM1 SM0 SM1 方式方式 功功 能能 说说 明明 0 0 0 0 0 0 同步移位寄存器方式（用于扩展同步移位寄存器方式（用于扩展I/OI/O口）口）0 1 0 1 1 1 8 8位异步收发，波特率可变（由定时器控制）位异步收发，波特率可变（由定时器控制）1 0 1 0 2 2 9 9位异步收发，波特率为位异步收发，波特率为fosc/64fosc/64或或fosc/32fosc/32 1 1 1 1 3 3 9 9位异步收发，波特率可变（由定时器控制）位异步收发，波特率可变（由定时器控制）（2 2）SM2 SM2 多机通信控制位多机通信控制位 用于方式用于方式2 2或方式或方式3 3中。中。图图7-27-2当串行口以当串行口以方式方式2 2或方式或方式3 3接收接收时，时，如如果果SM2=1SM2=1，只只有有当当接接收收到到的的第第9 9位位数数据据（RB8RB8）为为“1”“1”时时，才才将将接接收收到到的的前前8 8位位数数据据送送入入SBUFSBUF，并并置置“1”“1”RIRI，产产生生中中断断请请求求；当当接接收收到到的的第第9 9位位数数据据（RB8RB8）为为“0”“0”时时，则则将将接接收收到到的的前前8 8位位数据丢弃。数据丢弃。如如果果SM2=0SM2=0，则则不不论论第第9 9位位数数据据是是“1”“1”还还是是“0”“0”，都都将将前前8 8位位数数据送入据送入SBUFSBUF中，并置中，并置“1”“1”RIRI，产生中断请求。产生中断请求。方式方式1 1时，如果时，如果SM2=1SM2=1，则只有收到停止位时才会激活则只有收到停止位时才会激活RIRI。方式方式0 0时，时，SM2SM2必须为必须为0 0。（3 3）RENREN允许串行接收位允许串行接收位 由软件置由软件置“1”“1”或清或清“0”“0”。REN=1 REN=1 允许串行口接收数据。允许串行口接收数据。REN=0 REN=0 禁止串行口接收数据。禁止串行口接收数据。（4 4）TB8TB8发送的第发送的第9 9位数据位数据方式方式2 2和和3 3时，时，TB8TB8是要发送的是要发送的第第9 9位数据位数据，可作为，可作为奇偶校验位奇偶校验位使使用，也可作为用，也可作为地址帧地址帧或或数据帧数据帧的标志。的标志。1 1：地址帧：地址帧 0 0：数据帧：数据帧 （5 5）RB8RB8接收到的第接收到的第9 9位数据位数据方方式式2 2和和3 3时时，RB8RB8存存放放接接收收到到的的第第9 9位位数数据据。在在方方式式1 1，如如果果SM2=0SM2=0，RB8RB8是接收到的停止位。在是接收到的停止位。在方式方式0 0，不使用，不使用RB8RB8。（6 6）TITI发送中断标志位发送中断标志位方式方式0 0时时，串行发送第，串行发送第8 8位数据结束时由硬件置位数据结束时由硬件置“1”“1”，其它工作方式其它工作方式，串行口发送停止位的开始时置，串行口发送停止位的开始时置TI=1TI=1，表示一帧表示一帧数据发送结束，可供软件查询，也可申请中断。数据发送结束，可供软件查询，也可申请中断。CPUCPU响应中断后响应中断后,向向SBUFSBUF写入要发送的下一帧数据。写入要发送的下一帧数据。TITI必须由软必须由软件清件清0 0。（7 7）RIRI接收中断标志位接收中断标志位 方式方式0 0时时，接收完第，接收完第8 8位数据时，位数据时，RIRI由硬件置由硬件置1 1。其其它它工工作作方方式式，串串行行接接收收到到停停止止位位时时，该该位位置置“1”“1”。RI=1RI=1，表表示示一一帧帧数数据据接接收收完完毕毕，并并申申请请中中断断 。该该位位状状态态也也可可软软件件查查询询。RIRI必须由软件清必须由软件清“0”“0”。7.1.2 7.1.2 特殊功能寄存器特殊功能寄存器PCONPCON 字节地址为字节地址为8787H H，没有位寻址功能。没有位寻址功能。（1 1）SMODSMOD波特率选择位波特率选择位 例如：方式例如：方式1 1的波特率的计算公式为：的波特率的计算公式为：方式方式1 1波特率波特率=（2 2SMODSMOD/32/32）定时器定时器T1T1的溢出率的溢出率也称也称SMODSMOD位为位为波特率倍增位波特率倍增位。（2 2）GF1GF1、GF0GF0通用标志位通用标志位这两个标志位可这两个标志位可供用户使用供用户使用，可用软件置，可用软件置1 1或清或清0 0。两个标志位。两个标志位用户应充分利用。用户应充分利用。（3 3）PDPD掉电方式位掉电方式位若若PD=1PD=1，单片机进入，单片机进入掉电工作方式。掉电工作方式。图图7-37-3（4 4）IDLIDL待机方式位待机方式位IDL=1IDL=1，单片机进入待机工作方式。，单片机进入待机工作方式。7.2 7.2 串行口的串行口的4 4种工作方式种工作方式7.2.1 7.2.1 方式方式0 0 同同步步移移位位寄寄存存器器方方式式，常常用用于于外外接接移移位位寄寄存存器器，以以扩扩展展并并行行I/OI/O口。口。8 8位位数数据据为为一一帧帧，不不设设起起始始位位和和停停止止位位，先先发发送送或或接接收收最最低低位位。波特率固定为波特率固定为fosc/12fosc/12。帧格式如下：帧格式如下：1 1方式方式0 0发送发送 当当CPUCPU执执行行一一条条将将数数据据写写入入发发送送缓缓冲冲器器SBUFSBUF的的指指令令时时，产产生生一一个个正正脉脉冲冲，串串行行口口即即把把SBUFSBUF中中的的8 8位位数数据据以以fosc/12fosc/12的的固固定定波波特特率率从从RXDRXD引引脚脚串串行行输输出出，低低位位在在先先,TXDTXD引引脚脚输输出出同同步步移移位位脉脉冲冲，发送完发送完8 8位数据置位数据置“1”“1”中断标志位中断标志位TITI。时序如时序如图图7-57-5所示。所示。2 2方式方式0 0接收接收 REN=1REN=1，接收数据，接收数据，REN=0REN=0，禁止接收禁止接收。REN=1REN=1，允许接收允许接收。向串口的。向串口的SCONSCON写入控制字（置为方式写入控制字（置为方式0 0，并置，并置“1”“1”RENREN位，同时位，同时RI=0RI=0）时，产生一个正脉冲，串行口即开始时，产生一个正脉冲，串行口即开始接收数据。接收数据。RXDRXD为数据输入端，为数据输入端，TXDTXD为移位脉冲信号输出端为移位脉冲信号输出端，接收器也以接收器也以fosc/12fosc/12的固定波特率的固定波特率采样采样RXDRXD引脚的数据信息，当收引脚的数据信息，当收到到8 8位数据时置位数据时置“1”“1”RIRI。表示一帧数据接收完，时序如下：表示一帧数据接收完，时序如下：图图7-57-5方方式式0 0下下，SCONSCON中中的的TB8TB8、RB8RB8位位没没有有用用到到，发发送送或或接接收收完完8 8位位数数据据由由硬硬件件置置“1”“1”TITI或或RIRI，CPUCPU响响应应中中断断。TITI或或RIRI须须由由用用户户软软件件清清“0”“0”，可用如下指令：，可用如下指令：CLR TICLR TI；TITI位清位清“0”“0”CLR RI CLR RI；RIRI位清位清“0”“0”方式方式0 0时，时，SM2SM2位必须为位必须为0 0。图图7-67-67.2.2 7.2.2 方式方式1 1 SM0SM0、SM1SM1=01=01方方式式1 1一一帧帧数数据据为为1010位位，1 1个个起起始始位位（0 0），8 8个个数数据据位位，1 1个个停停止止位（位（1 1），先发送或接收最低位。帧格式如），先发送或接收最低位。帧格式如图图7-77-7：方式方式1 1波特率波特率=（2 2SMODSMOD/32/32）定时器定时器T1T1的溢出率的溢出率 SMOD SMOD为为PCONPCON寄存器的最高位的值（寄存器的最高位的值（0 0或或1 1）。）。图图7-77-7 1 1方式方式1 1发送发送 方式方式1 1输出，数据由输出，数据由TXDTXD输出输出，一帧信息为一帧信息为1010位位，1 1位起始位位起始位0 0，8 8位数据位（先低位）和位数据位（先低位）和1 1位停位停止位止位1 1。当执行一条数据当执行一条数据写发送缓冲器写发送缓冲器SBUFSBUF的指令，就的指令，就启动发送启动发送。图中。图中TXTX时钟时钟是发送的波特率。是发送的波特率。发送开始时发送开始时，内部发送控制信号变为有效。将起始位向，内部发送控制信号变为有效。将起始位向TXDTXD输输出，此后，每经过一个出，此后，每经过一个TXTX时钟周期，便产生一个移位脉冲，时钟周期，便产生一个移位脉冲，并由并由TXDTXD输出一个数据位。输出一个数据位。8 8位数据位全部发送完毕后，置位数据位全部发送完毕后，置“1”“1”TITI。方式。方式1 1发送数据的时序，如发送数据的时序，如图图7-87-8所示。所示。2 2方式方式1 1接收接收 数据从数据从RXDRXD（P3.0P3.0）脚输入。当检测到起始位的负跳变时，开始脚输入。当检测到起始位的负跳变时，开始接收数据。接收数据。定时控制信号有两种定时控制信号有两种）：）：接收移位时钟接收移位时钟（RXRX时钟，频率和波特时钟，频率和波特率相同）和率相同）和位检测器采样脉冲位检测器采样脉冲（频率是（频率是RXRX时钟的时钟的1616倍，倍，1 1位数位数据期间，有据期间，有1616个采样脉冲），当采样到个采样脉冲），当采样到RXDRXD端从端从1 1到到0 0的跳变时的跳变时就启动检测器，就启动检测器，接收的值是接收的值是3 3次连续采样（第次连续采样（第7 7、8 8、9 9个脉冲个脉冲图图7-87-8时采样）时采样）进行进行表决表决以以确认是否是真正的起始位确认是否是真正的起始位（负跳变）的开始。（负跳变）的开始。当一帧数据接收完，须同时满足两个条件，接收才真正有效。当一帧数据接收完，须同时满足两个条件，接收才真正有效。RI=0RI=0，即即上上一一帧帧数数据据接接收收完完成成时时，RI=1RI=1发发出出的的中中断断请请求求已已被被响应，响应，SBUFSBUF中的数据已被取走，说明中的数据已被取走，说明“接收接收SBUF”SBUF”已空。已空。SM2=0SM2=0或或收到的停止位收到的停止位=1=1（方式（方式1 1时，停止位已进入时，停止位已进入RB8RB8），），图图7-97-9则则收收到到的的数数据据装装入入SBUFSBUF和和RB8RB8（RB8RB8装装入入停停止止位位），且且置置“1”“1”中中断标志断标志RIRI。若这两个条件不同时满足，收到的数据将丢失。若这两个条件不同时满足，收到的数据将丢失。7.2.3 7.2.3 方式方式2 29 9位位异步通信接口。异步通信接口。每帧数据均为每帧数据均为1111位位，1 1位起始位位起始位0 0，8 8位数据位数据位（先低位），位（先低位），1 1位可程控的第位可程控的第9 9位数据和位数据和1 1位停止位。帧格式位停止位。帧格式如如图图7-107-10。方式方式2 2波特率波特率=（2 2SMODSMOD/64/64）foscfosc 图图7-107-101 1方式方式2 2发送发送发送前，先根据通讯协议由发送前，先根据通讯协议由软件设置软件设置TB8TB8（例如，双机通讯时的例如，双机通讯时的奇偶校验位或多机通讯时的地址奇偶校验位或多机通讯时的地址/数据的标志位）。数据的标志位）。方式方式2 2发送数据波形如发送数据波形如图图7-117-11所示。所示。图图7-117-11例例7-17-1 方式方式2 2发送在双机通信中的应用。发送在双机通信中的应用。下下面面的的发发送送中中断断服服务务程程序序，是是在在双双机机通通信信中中，以以TB8TB8作作为为奇奇偶偶校校验验位位，处处理理方方法法为为数数据据写写入入SBUFSBUF之之前前，先先将将数数据据的的奇奇偶偶校校验位写入验位写入TB8TB8，以以保证采用偶校验发送保证采用偶校验发送。PIPTIPIPTI：PUSH PSW PUSH PSW ；现场保护现场保护 PUSH AccPUSH Acc SETB RS1 SETB RS1 ；选择第选择第2 2组工作寄存器区组工作寄存器区 CLR RS0CLR RS0 CLR TI CLR TI ；发送中断标志清发送中断标志清“0”“0”MOV AMOV A，R0R0；取数据取数据 MOV C,P MOV C,P ；校验位送校验位送TB8,TB8,采用偶校验采用偶校验 MOV TB8MOV TB8，C C MOV SBUFMOV SBUF，A A ；启动发送启动发送 INC R0 INC R0 ；数据指针加数据指针加1 1 POP Acc POP Acc ；恢复现场恢复现场 POP PSW POP PSW RETI RETI ；中断返回中断返回2 2方式方式2 2接收接收 SM0SM0、SM1SM1=10=10，且且REN=1REN=1。数据由。数据由RXDRXD端输入，接收端输入，接收1111位信息。当位信息。当位检测到位检测到RXDRXD从从1 1到到0 0的负跳变，并判断起始位有效后，开始收的负跳变，并判断起始位有效后，开始收一帧信息。在接收器完第一帧信息。在接收器完第9 9位数据后，位数据后，需满足两个条件需满足两个条件，才能，才能将接收到的数据送入将接收到的数据送入SBUFSBUF。（1 1）RI=0RI=0，意味着接收缓冲器为空。意味着接收缓冲器为空。（2 2）SM2=0SM2=0或或接收到的第接收到的第9 9位数据位位数据位RB8=1RB8=1时时。当当上上述述两两个个条条件件满满足足时时，接接收收到到的的数数据据送送入入SBUFSBUF（接接收收缓缓冲冲器器），第第9 9位位数数据据送送入入RB8RB8，并并置置“1”“1”RIRI。若若不不满满足足两两个个条条件件，接收的信息将被丢弃。接收的信息将被丢弃。方式方式2 2接收数据的时序如接收数据的时序如图图7-127-12所示。所示。例例7-27-2 方式方式2 2接收在双机通信中的应用。接收在双机通信中的应用。图图7-127-12本本例例与与上上例例相相对对应应。若若第第9 9位位数数据据为为校校验验位位，在在接接收收程程序序中中作作偶偶校校验验处理，设处理，设1 1组寄存器区的组寄存器区的R0R0为数据缓冲器指针。为数据缓冲器指针。PIRI:PIRI:PUSH PSWPUSH PSW PUSH AccPUSH AccSETB RS0 SETB RS0 ；选择选择1 1组寄存器区组寄存器区CLR RS1CLR RS1CLR RI CLR RI MOV A,SBUF MOV A,SBUF ；收到数据送收到数据送A AMOV C,PMOV C,PJNC L1JNC L1；C C0 0。跳。跳L1L1JNB RB8,ERP JNB RB8,ERP ；ERPERP为出错处理程序为出错处理程序 AJMP L2AJMP L2 L1:L1:JB RB8,ERPJB RB8,ERP；RB8RB81 1，跳，跳ERPERP L2:L2:MOV R0,AMOV R0,A INC R0INC R0 POP AccPOP Acc POP PSWPOP PSW ERP:ERP:；出错处理程序段出错处理程序段 RETIRETI7.2.4 7.2.4 方式方式3 3SM0SM0、SM1SM1=11=11，串口为方式，串口为方式3 3。波波特特率率可可变变的的9 9位位异异步步通通讯讯方方式式，除除波波特特率率外外，方方式式3 3和和方方式式2 2相相同。同。方式方式3 3的时序见方式的时序见方式2 2。方式方式3 3波特率波特率=（2 2SMODSMOD/32/32）定时器定时器T1T1的溢出率的溢出率7.3 7.3 多机通信的工作原理多机通信的工作原理 要要保保证证主主机机与与所所选选择择的的从从机机实实现现可可靠靠地地通通信信，必必须须保保证证串串口口具具有有识别功能。识别功能。SCONSCON中的中的SM2SM2位位就是满足这一条件而设置的就是满足这一条件而设置的多机通信控制位。多机通信控制位。原原理理：在在串串行行口口以以方方式式2 2（或或方方式式3 3）接接收收时时，若若SM2=1SM2=1，表表示示置置多机通信功能位，这时有两种可能：多机通信功能位，这时有两种可能：（1 1）接接收收到到的的第第9 9位位数数据据为为1 1时时，数数据据才才装装入入SBUFSBUF，并并置置中中断标志断标志RI=1RI=1向向CPUCPU发出中断请求；发出中断请求；（2 2）接接收收到到的的第第9 9位位数数据据为为0 0时时，则则不不产产生生中中断断标标志志，信信息息将抛弃将抛弃。若若SM2=0SM2=0，则则接接收收的的第第9 9位位数数据据不不论论是是0 0还还是是1 1，都都产产生生RI=1RI=1中中断断标志，接收到的数据装入标志，接收到的数据装入SBUFSBUF中。中。上述特性，便可实现上述特性，便可实现AT89C51AT89C51的多机通信。的多机通信。设多机系统中有一主机和设多机系统中有一主机和3 3个个80318031从机，从机，如如图图7-137-13。主机主机的的RXDRXD与与从机从机的的TXDTXD相连，相连，主机主机TXDTXD与与从机从机的的RXDRXD端相连。从机地址分端相连。从机地址分别为别为0000H H、01H01H、02H02H。图图7-137-13多机通信工作过程：多机通信工作过程：（1 1）从从机机串串行行口口编编程程为为方方式式2 2或或方方式式3 3接接收收，且且置置“1”“1”SM2SM2和和RENREN位位，使从机只处于多机通讯且接收地址帧的状态。，使从机只处于多机通讯且接收地址帧的状态。（2 2）主主机机先先将将从从机机地地址址（即即准准备备接接收收数数据据的的从从机机）发发给给各各从从机机,主机发出的主机发出的地址信息地址信息的第的第9 9位为位为1 1，各各从从机机接接收收到到的的第第9 9位位信信息息RB8RB8为为1 1，且且由由于于SM2=1SM2=1，则则置置“1”“1”RIRI，各各从从机机响响应应中中断断，执执行行中中断断程程序序。在在中中断断服服务务子子程程序序中中，判判主主机机送送来来的的地地址址是是否否和和本本机机地地址址相相符符合合，相相符符则则该该从从机机清清“0”“0”SM2SM2位位，准准备备接接收收主主机机的的数数据据或或命命令令；若若不不符符，则则保保持持SM2=1SM2=1状态状态。（3 3）接着主机发送数据帧接着主机发送数据帧，此时各从机串行口接收到，此时各从机串行口接收到 的的RB8=0RB8=0，只只有有地地址址相相符符合合的的从从机机系系统统（即即已已清清“0”“0”SM2SM2位位的的从从机机）才才能能激激活活RIRI，从从而而进进入入中中断断，在在中中断断程程序序中中接接收收主主机机的数据（或命令）；的数据（或命令）；其其它它的的从从机机因因SM2SM21 1，又又RB8=0RB8=0不不激激活活中中断断标标志志RIRI，不不能能进进入入中断，接收的数据丢失。中断，接收的数据丢失。图图7-137-13所所示示的的多多机机系系统统是是主主从从式式，由由主主机机控控制制多多机机之之间间的的通通信信，从机和从机的通讯只能经主机才能实现从机和从机的通讯只能经主机才能实现。7.4 7.4 波特率的制定方法波特率的制定方法方方式式0 0、方方式式2 2的的波波特特率率是是固固定定的的；方方式式1 1、方方式式3 3波波特特率率由由定定时时器器T1T1的溢出率的溢出率来确定。来确定。7.4.1 7.4.1 波特率的定义波特率的定义波特率的波特率的定义定义。对于定时器的不同工作方式，得到的波特率的范围是不一样的对于定时器的不同工作方式，得到的波特率的范围是不一样的 7.4.2 7.4.2 定时器定时器T1T1产生波特率的计算产生波特率的计算（1 1）方式方式0 0波特率波特率=时钟频率时钟频率fosc1/12fosc1/12，不受，不受SMODSMOD位的值的影位的值的影响。若响。若foscfosc=12MHz=12MHz，波特率为波特率为fosc/12fosc/12即即1 1Mb/sMb/s。（2 2）方式方式2 2波特率波特率=（2 2SMODSMOD/64/64）foscfosc 若若foscfosc=12MHz=12MHz:SMOD=0 SMOD=0 波特率波特率=187.5=187.5kb/skb/s；SMOD=1SMOD=1 波特率波特率=375=375kb/skb/s （3 3）方式方式1 1或或方式方式3 3时，波特率为：时，波特率为：波特率波特率=（2 2SMODSMOD/64/64）T1T1的溢出率的溢出率实际设定波特率时，实际设定波特率时，T1T1常设置为常设置为方式方式2 2定时定时（自动装初值）（自动装初值）这种这种方式不仅操作方便，也可避免因软件重装初值而带来的方式不仅操作方便，也可避免因软件重装初值而带来的定时误定时误差差。实际使用时，为避免烦杂的初值计算，实际使用时，为避免烦杂的初值计算，常用的波特率和初值常用的波特率和初值X X间间的关系列成的关系列成表表7-27-2（P124P124），以供查用。以供查用。表表7-27-2有两点需要注意：有两点需要注意：时钟振荡频率为时钟振荡频率为1212MHzMHz或或6 6MHzMHz时，表中初值时，表中初值X X和相应的波特率之和相应的波特率之间有一定误差间有一定误差。例如，例如，FDHFDH的对应的理论值是的对应的理论值是1041610416波特（时钟波特（时钟6 6MHzMHz）。与）。与96009600波特相差波特相差816816波特，消除误差可以调整时钟振荡频率波特，消除误差可以调整时钟振荡频率foscfosc实现。例如采用的时钟振荡频率为实现。例如采用的时钟振荡频率为11.059211.0592MHzMHz。(2)(2)如如果果串串行行通通讯讯选选用用很很低低的的波波特特率率，例例如如，波波特特率率选选为为5555，可可将将T1T1设设置置为为方方式式1 1定定时时。但但在在T1T1溢溢出出时时，需需用用在在中中断断服服务务程程序序中中重重新新装装入入初初值值。中中断断响响应应时时间间和和执执行行指指令令时时间间会会使使波波特特率产生一定的误差，可用改变初值的方法加以调整。率产生一定的误差，可用改变初值的方法加以调整。例例7-37-3 若若80318031单片机的时钟振荡频率为单片机的时钟振荡频率为11.059211.0592MHzMHz，选用选用T1T1为为方式方式2 2定时定时作为波特率发生器，波特率为作为波特率发生器，波特率为24002400b/sb/s，求初值。求初值。上述结果可直接从上述结果可直接从表表7-27-2中查到。中查到。这里时钟振荡频率选为这里时钟振荡频率选为11.0592 11.0592 MHzMHz，就可使初值为整数，从而就可使初值为整数，从而产生精确的波特率。产生精确的波特率。7.5 7.5 串行口的编程和应用串行口的编程和应用 介绍介绍AT89C51AT89C51之间的双机串行通信的硬件接口和软件设计。之间的双机串行通信的硬件接口和软件设计。7.5.1 7.5.1 双机串行通信硬件接口双机串行通信硬件接口AT89C51AT89C51串行口串行口以以TTLTTL电平电平串行传输串行传输，抗干扰性差，传输距离短。抗干扰性差，传输距离短。为了为了提高串行通信的可靠性，增大串行通信的距离提高串行通信的可靠性，增大串行通信的距离，一般都采，一般都采用标准串行接口，如用标准串行接口，如RS-232RS-232、RS-422ARS-422A、RS-485RS-485等来实现串等来实现串行通信。行通信。根据根据AT89C51AT89C51的双机通信距离和抗干扰性的要求，可选择的双机通信距离和抗干扰性的要求，可选择TTLTTL电电平传输，或选择平传输，或选择RS-232CRS-232C、RS-422ARS-422A、RS485RS485串行接口进行串串行接口进行串行数据传输。行数据传输。1 1TTLTTL电平通信接口电平通信接口如果两个如果两个89C5189C51单片机相距在单片机相距在几米之内几米之内，它们的串行口可直接，它们的串行口可直接相连，从而直接用相连，从而直接用TTLTTL电平传输方法来实现双机通信，接口电平传输方法来实现双机通信，接口电路如电路如图图7-147-14所示。所示。图图7-147-142 2RS-232CRS-232C双机通信接口双机通信接口如果双机通信距离在如果双机通信距离在30m30m之内，可利用之内，可利用RS-232CRS-232C标准接口实现点标准接口实现点对点的双机通信，接口电路如对点的双机通信，接口电路如图图7-157-15所示。所示。图图7-157-15中的中的MAX232AMAX232A是美国是美国MAXIMMAXIM公司公司生产的生产的RS-232CRS-232C双工发送器双工发送器/接收器电路芯片接收器电路芯片。图图7-157-153 3RS-422ARS-422A双机通信接口双机通信接口为了增加通信距离，可以在通信线路上采用光电隔离方法，利为了增加通信距离，可以在通信线路上采用光电隔离方法，利用用RS-422ARS-422A标准进行双机通信，最大传输距离标准进行双机通信，最大传输距离可达可达1000m1000m左左右，接口电路如右，接口电路如图图7-167-16。图图7-167-16中的中的SN75174SN75174、SN75175SN75175是是TTLTTL电平到电平到RS-232RS-232电平与电平与RS-RS-232232电平到电平到TTLTTL电平的电平转换芯片。电平的电平转换芯片。图图7-167-164 4RS-485RS-485双机通信接口双机通信接口RS-422ARS-422A双机通信需四芯传输线，对长距离通信很不经济，故双机通信需四芯传输线，对长距离通信很不经济，故通常采用通常采用双绞线传输双绞线传输的的RS-485RS-485串行通信接口，它很容易实串行通信接口，它很容易实现现多机通信多机通信。图图7-177-17给出了其给出了其RS-485RS-485双机通信接口电路，双机通信接口电路，最大传输距离可达最大传输距离可达1000m1000m左右。左右。图图7-177-177.5.2 7.5.2 双机串行通信软件编程双机串行通信软件编程串行口的的串行口的的方式方式0 0是移位寄存器工作方式，主要用于扩展并行是移位寄存器工作方式，主要用于扩展并行I/OI/O用，并不用于串行通信。用，并不用于串行通信。串行口的串行口的方式方式1 13 3是用于串行通信的，下面介绍双机串行通是用于串行通信的，下面介绍双机串行通信软件编程。软件编程实际上与上面介绍的各种串行标准信软件编程。软件编程实际上与上面介绍的各种串行标准的硬件接口电路无关。的硬件接口电路无关。1 1串行口方式串行口方式1 1应用编程应用编程例例7-47-4 用用方式方式1 1双机串行通信，收、发双方均采用双机串行通信，收、发双方均采用6MHz6MHz晶振，晶振，波特率为波特率为2400b/s2400b/s，每一帧信息为，每一帧信息为1010位，第位，第0 0位为起始位，位为起始位，第第1 18 8位为数据位，最后位为数据位，最后1 1位为停止位。发送方把以位为停止位。发送方把以78H78H、77H77H单元的内容为首地址，以单元的内容为首地址，以76H76H、75H75H单元内容减单元内容减1 1为末地址的数据块通过串行口发送给接收方。为末地址的数据块通过串行口发送给接收方。发送方发送方要发送的数据块的地址为要发送的数据块的地址为2000H2000H201FH201FH。发送时先发送。发送时先发送地址帧，再发送数据帧；地址帧，再发送数据帧；接收方接收方在接收时使用一个标志位来区分接收的是地址还是数据，在接收时使用一个标志位来区分接收的是地址还是数据，然后将其分别存放到指定的单元中。然后将其分别存放到指定的单元中。发送方可采用查询方式或中断方式发送数据，接收方可采用中发送方可采用查询方式或中断方式发送数据，接收方可采用中断或查询方式接收。下面仅介绍采用断或查询方式接收。下面仅介绍采用中断方式中断方式发送、接收的发送、接收的程序。程序。（1 1）甲机发送程序）甲机发送程序 中断方式的发送程序如下：中断方式的发送程序如下：ORG ORG 0000H0000H LJMP LJMP MAINMAIN ORG ORG 0023H0023H LJMP LJMP COM_INTCOM_INT ORG ORG 1000H1000HMAIN:MAIN:MOV MOV P,#53HP,#53H;设置堆栈指针设置堆栈指针MOV MOV 78H,#20H78H,#20H;设置要发送的数据块的设置要发送的数据块的;首、末地址首、末地址 MOV MOV 77H,#00H77H,#00H MOV MOV 76H,#20H76H,#20H MOV MOV 75H,#40H75H,#40H ACALL TRANSACALL TRANS;调用发送子程序调用发送子程序HERE:HERE:SJMP SJMP HEREHERETRANS:TRANS:MOV MOV TMOD,#20H TMOD,#20H;设置定时器工作方式设置定时器工作方式 MOV MOV TH1,#0F3HTH1,#0F3H;设置计数器初值设置计数器初值 MOV MOV TL1,#0F3HTL1,#0F3H MOV MOV PCON,#80HPCON,#80H;波特率加倍波特率加倍 SETB SETB TR1TR1;接通计数器计数接通计数器计数 MOV MOV SCON,#40HSCON,#40H;设置串行口工作方式设置串行口工作方式 MOV MOV IE,#00HIE,#00H;先关闭中断先关闭中断,利用查询方利用查询方 ;式发送地址帧式发送地址帧 CLR CLR F0F0 MOV MOV SBUF,78HSBUF,78H;发送首地址高发送首地址高8 8位位WAIT1:WAIT1:JNB JNB TI,WAIT1TI,WAIT1 CLR CLR TITI MOV MOV SBUF,77HSBUF,77H;发送首地址低发送首地址低8 8位位WAIT2:WAIT2:JNB JNB TI,WAIT2TI,WAIT2 CLR CLR TITIMOV MOV SBUF,76HSBUF,76H;发送末地址高发送末地址高8 8位位WAIT3:WAIT3:JNB JNB TI,WAIT3TI,WAIT3 CLR CLR TITI MOV MOV SBUF,75HSBUF,75H;发送末地址低发送末地址低8 8位位WAIT4:WAIT4:JNB JNB TI,WAIT4TI,WAIT4 CLR CLR TITI MOV MOV IE,#90HIE,#90H;打开中断允许寄存器打开中断允许寄存器,采采;用中断方式发送数据用中断方式发送数据 MOV MOV DPH,78HDPH,78H MOV MOV DPL,77HDPL,77H MOVX MOVX A,DPTRA,DPTR MOV MOV SBUF,ASBUF,A;发送首个数据发送首个数据WAIT:WAIT:JNB JNB F0,WAITF0,WAIT;发送等待发送等待 RETRETCOM_INT:COM_INT:CLR CLR TITI;关发送中断标志位关发送中断标志位TITI INC INC DPTRDPTR;数据指针加数据指针加1,1,准备发送下个数据准备发送下个数据 MOV MOV A,DPHA,DPH;判断当前被发送的数据的地址是判断当前被发送的数据的地址是;不是末地址不是末地址 CJNE CJNE A,76H,END1A,76H,END1;不是末地址则跳转不是末地址则跳转 MOVMOVA,DPLA,DPL;同上同上 CJNE CJNE A,75H,END1A,75H,END1 SETB SETB F0F0;数据发送完毕数据发送完毕,置置1 1标志位标志位 CLR CLR ES ES;关串行口中断关串行口中断 CLR CLR EAEA;关中断关中断 RETRET;中断返回中断返回END1:END1:MOVX MOVX A,DPTRA,DPTR;将要发送的数据送累加器将要发送的数据送累加器,;准备发送准备发送 MOV MOV SBUF,ASBUF,A;发送数据发送数据 RETIRETI;中断返回中断返回 ENDEND（2 2）乙机接收程序）乙机接收程序 中断方式的接收程序如下：中断方式的接收程序如下：ORG ORG 0000H0000HLJMPLJMPMAINMAINORG ORG 0023H0023HLJMP LJMP COM_INTCOM_INTORG ORG 1000H1000HMAIN:MOV MAIN:MOV SP,#53HSP,#53H;设置堆栈指针设置堆栈指针ACALL RECEIACALL RECEI;调用接收子程序调用接收子程序HERE:HERE:SJMP SJMP HEREHERERECEI:MOV RECEI:MOV R0,#78HR0,#78H;设置地址接收区设置地址接收区MOV MOV TMOD,#20HTMOD,#20H;设置定时器设置定时器/计数器工作方式计数器工作方式 MOV MOV TH1,#0F3HTH1,#0F3H;设置波特率设置波特率MOV MOV TL1,#0F3HTL1,#0F3HMOV MOV PCON,#80HPCON,#80H;波特率加倍波特率加倍SETB SETB TR1TR1;开计数器开计数器MOV MOV SCON,#50HSCON,#50H;设置串行口工作方式设置串行口工作方式MOV MOV IE,#90HIE,#90H;开中断开中断CLR CLR F0F0;标志位清标志位清“0”0”CLR CLR 7FH7FHWAIT:WAIT:JNB JNB 7F,WAIT7F,WAIT;查询标志位等待接收查询标志位等待接收RETRETCOM_INT:COM_INT:PUSH PUSH DPLDPL;压栈压栈,保护现场保护现场PUSH PUSH DPHDPHPUSH PUSH AccAccCLR CLR RIRI;接收中断标志位清接收中断标志位清“0”0”JB JB F