工信版（中职）单片机技术应用项目教程项目九任务一电子课件.pptx

YCF（中职）单片机技术应用项目教程项目九任务一电子课件汽车运用与维修专业单片机应用技术项目九 串行口控制器本项目分为两个任务。首先，制作一个产品计数器，然后在此基础上制作一个串行口远程控制器。通过本项目的学习，可以掌握串行口通信的编程方法。项目描述项目描述在流水线上对产品数量计数，按键每按动一次，模拟增加一个产品，用一位数码管显示数量，数量为7时，将计数值归0，重新开始计数。产品计数器任务一任务一 产品计数器产品计数器（1）了解串行通信的基本原理（2）了解单片机串口的基本结构和功能（3）掌握串行口方式0的应用方法知识目标知识目标技能目标技能目标会使用串行口方式0控制LED数码管的静态显示一、并行通信和串行通信1并行通信并行通信是指构成信息的各位二进制字符同时并行传送的通信方法。其优点是传送速度快，缺点是数据有多少位，就需要多少根传输线，仅适合于近距离通信传输。如图9-5所示。P0.0微型计算机（89C51）P2.7RDWRD0外设（8255）CSRDWRP0.7D7图图9-5 并行通信示意图并行通信示意图2串行通信串行通信是指构成信息的各位二进制字符按顺序逐位传送的通信方式。其优点是只需一对传输线（如电话线），占用硬件资源少，从而降低了传输成本，特别适用于远距离通信，缺点是传送速度较慢。如图9-6所示。TXDRXD微型计算机（89C51）RXDTXD外设发送图9-6 串行通信示意图 二、波特率在串行通信中，发送设备和接收设备之间发送数据的速度和接收数据的速度也必须相同，这样才能保证被传送数据的成功传送。波特率是传输数据的速率，即每秒传输二进制数据的位数。单位为bit/s或波特。波特率是串行通信的重要指标，通信双方必须具有相同的波特率，否则无法成功的完成串行数据通信传输。三、51系列单片机串行口的内部结构51系列单片机串行口的内部结构如图9-7所示。它有两个独立的接收、发送缓冲器SBUF，可同时发送和接收数据，发送缓冲器只能写入不能读出，接收缓冲器只能读出不能写入，两个缓冲器共用一个地址。51单片机串行口有两个控制寄存器：特殊功能寄存器SCON和PCON。图9-7 AT89C51串行口结构框图 1串行口控制寄存器SCON串行口控制寄存器SCON用于设置串行口的工作方式、监视串行口工作状态、发送与接收的状态控制等。D7D6D5D4D3D2D1D0SM0SM1SM2RENTB8RB8TIRI串行口工作方式的选择位多机通信控制位允许接收位发送数据位8接收数据位8发送中断标志位接收中断标志位表9-2控制寄存器SCON的格式2特殊功能寄存器PCON特殊功能寄存器PCON的格式如表8-4所示，PCON的D7位与串行口通信波特率有关。表9-3特殊功能寄存器PCON的格式D7D6D5D4D3D2D1D0SMODPDIDL波特率选择位三、串行口的工作方式设置串行口工作方式选择位，可构成四种工作方式，如表9-4所示。SM0 SM1工作方式功能说明波特率0 0方式0同步移位寄存器方式（用于扩展I/0口）fosc/120 1方式110位异步收发可变1 0方式211位异步收发fosc/64或fosc/321 1方式311位异步收发可变表9-4 串行口工作方式选择四、串行口的工作方式0的应用在方式0下，串行口是作为同步移位寄存器使用的。其波特率固定为单片机振荡频率（fosc）的1/12，串行传送数据8位为一帧。由RXD（P3.0）端输出或输入，低位在前，高位在后。TXD（P3.1）端输出同步移位脉冲，可以作为外部扩展的移位寄存器的移位时钟，因而串行口方式0常用于扩展外部并行I/O口。这种方式不适用于两个单片机之间的串行通信。使用方式0发送数据时，外部需要扩展一片（或几片）串入并出的移位寄存器，如图8-11所示。发送过程中，当CPU执行一条将数据写入发送缓冲器SBUF的指令时，产生一个正脉冲，串行口开始即把SBUF中的8位数据以fosc/12的固定波特率从RXD（P3.0）引脚串行输出，低位在先，TXD引脚输出同步移位脉冲，发送完8位数据置“1”中断标志位TI。在方式0下，SCON中的TB8、RB8位没用，发送或接收完8位数据由硬件置“1”TI或RI中断标志位，CPU响应TI或RI中断。TI或RI标志位必须由用户软件清“0”，可采用如下指令清“0”TI或RI。TI=0；TI位清0RI=0；RI位清0方式0时，SM2位（多机通信控制位）必须为“0”。图9-8 方式0扩展并行输出口 活动一：识读电路图图9-1所示为产品计数器电路原理图图9-1所示为产品计数器电路原理图，采用单片机的串行口和移位寄存器74LS164驱动一位数码管进行静态显示，将单片机的P3.0（RXD）引脚与74LS164的1、2脚（A和B端）连在一起，作为74LS164串行数据的输入端，将单片机的P3.1（TXD）引脚与74LS164的8脚（时钟输入端CLK）连在一起，作为74LS164的时钟输入端；将74LS164的9脚（清零端）接高电平，禁止清零。按键K1连接P1.0模拟产品增加。活动二：绘制程序流程图图9-2 主函数活动二：绘制程序流程图图9-3 串口发送一个字节函数流程图活动三：编程（部分代码）/*函数功能：发送一个字节的数据*/voidSend(unsignedchardat)SBUF=dat;/将数据写入串口发送缓冲器，启动发送while(TI=0)/若没有发送完毕，等待;TI=0;/发送完毕，TI被置“1”，需将其清0活动三：编程（部分代码）voidmain(void)SCON=0 x00;/SCON=00000000B，使串行口工作于方式0while(1)if(KEY=0)delay(10);/按键消抖if(KEY=0)while(KEY=0);ct+;if(ct=8)ct=0;Send(Tabct);/发送数据 活动四：绘制绘制仿真电路图图9-4产品计数器仿真电路（串口方式0静态显示）活动五：软件仿真调试程序活动六：焊接电路，下载程序，验证功能元件名称元件标号规格数量电阻R1、R310k2电阻R25101瓷片电容C1C230pF2电解电容C310uF/16V1晶体Y112MHz1单片机U1STC89C51RC1移位寄存器U274LS1641一位共阳数码管DS1微动开关RST、K1662IC插座DIP401表9-1 元器件清单【拓展任务】制作一个4路输入的抢答器，数码管显示抢答成功的组号。要求：绘制仿真电路图和程序流程图，编写程序，仿真调试感谢聆听感谢聆听