(精品)第8章 80C51单片机串行通信.ppt
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1、课程:单片机技术课程:单片机技术 教材:单片机基础教材:单片机基础教学基本要求教学基本要求:(1 1)、了解串行通信的基础知识;)、了解串行通信的基础知识;(2 2)、熟悉单片机串行口的结构及工作原理;)、熟悉单片机串行口的结构及工作原理;(3 3)、掌握单片机串行通信控制寄存器的功能;)、掌握单片机串行通信控制寄存器的功能;(4 4)、掌握单片机串行通信的工作方式;)、掌握单片机串行通信的工作方式;教学重点教学重点:(1 1)、串行控制寄存器)、串行控制寄存器SCONSCON的功能;的功能;(2 2)、串行工作方式)、串行工作方式0 0、1 1;教学难点教学难点:(1 1)、串行工作方式)、
2、串行工作方式1 1的程序设计;的程序设计;第第8 8章章 80C5180C51单片机串行通信单片机串行通信课程:单片机技术课程:单片机技术 教材:单片机基础教材:单片机基础8.1 8.1 串行通信基础知识串行通信基础知识8.1.1 8.1.1 异步通信和同步通信异步通信和同步通信 在计算机系统中,在计算机系统中,CPUCPU和外部通信有以下两种方式:和外部通信有以下两种方式:(a a)并行通信:各数据位同时传送,速度快、效率高;并行通信:各数据位同时传送,速度快、效率高;(b b)串行通信:数据传送按位顺序进行,成本低、速度慢;串行通信:数据传送按位顺序进行,成本低、速度慢;串行通信又分为异步
3、和同步方式,单片机中使用异步通信方式。串行通信又分为异步和同步方式,单片机中使用异步通信方式。课程:单片机技术课程:单片机技术 教材:单片机基础教材:单片机基础(1 1)异步串行通信的字符格式)异步串行通信的字符格式 异步串行通信以字符异步串行通信以字符为单为单位,即一次位,即一次传传送一个字符。送一个字符。异步串行通信异步串行通信的字符格式如下:的字符格式如下:课程:单片机技术课程:单片机技术 教材:单片机基础教材:单片机基础 (a a)信息两种状态分别以信息两种状态分别以markmark和和spacespace标志,标志,“mark”mark”译为译为“标标号号”对应逻辑对应逻辑“1”1”
4、状态,在发送器空闲时,数据线应保持在状态,在发送器空闲时,数据线应保持在markmark状态;状态;“space”space”译为译为“空格空格”,对应逻辑,对应逻辑“0”0”状态。状态。(b b)起始位:发送器是通过发送起始位而开始一个字符的传送,起始位:发送器是通过发送起始位而开始一个字符的传送,起始位使数据线处于起始位使数据线处于“SPACE”SPACE”状态。状态。(c c)数据位:起始位之后就传送数据。数据位:起始位之后就传送数据。在数据位中、低位在前(左)、高位在后(右)。数据位可在数据位中、低位在前(左)、高位在后(右)。数据位可以是以是5 5、6 6、7 7或或8 8位。位。(
5、d d)奇偶校验位:用于对字符传送作正确性检查,奇偶校验位:用于对字符传送作正确性检查,3 3种可能:奇、种可能:奇、偶或无校验。偶或无校验。(e e)停止位:处于最后,用以标志一个字符传送的结束,它对停止位:处于最后,用以标志一个字符传送的结束,它对应于应于markmark状态,停止位可能是状态,停止位可能是1 1,1.51.5或或2 2位。位。课程:单片机技术课程:单片机技术 教材:单片机基础教材:单片机基础 (f f)位时间:一个数据位的时间宽度。位时间:一个数据位的时间宽度。(g g)帧(帧(frameframe):):从起始位到停止位结束的时间。从起始位到停止位结束的时间。(c c)
6、数数据位:起始位之后就传送数据。据位:起始位之后就传送数据。(2 2)异步串行通信的信号形式异步串行通信的信号形式 (a a)近程通信:采用数字信号直接近程通信:采用数字信号直接传传送形式,即在送形式,即在传传送送过过程中程中不改不改变变原数据代原数据代码码的波形的波形频频率。率。(b b)远远程通信:采用程通信:采用频频率率调调制法,即以不同制法,即以不同频频率的率的载载波信号代波信号代表数字信号的两种不同表数字信号的两种不同电电平状平状态态,也称,也称频带传频带传送方式,因此,送方式,因此,应应采用采用调调制解制解调调器(器(modemmodem)。)。(3 3)串行通信的数据通路形式串行
7、通信的数据通路形式 (a a)单单工形式工形式 (b b)半双工形式半双工形式 (c c)全双工形式全双工形式课程:单片机技术课程:单片机技术 教材:单片机基础教材:单片机基础(4 4)串行通信的串行通信的传传送速率送速率 波特率:每秒波特率:每秒传传送数据位的数目(送数据位的数目(bpsbps)位位/秒秒 1 1波特波特=1bps(=1bps(位位/秒秒)课程:单片机技术课程:单片机技术 教材:单片机基础教材:单片机基础(5 5)串行接口电路串行接口电路 串行接口电路也称之为串行接口电路也称之为通用异步接收通用异步接收发发送器(送器(UARTUART)。)。电路组成:(电路组成:(1 1)接
8、收器;)接收器;(2 2)发送器;)发送器;(3 3)控制器;)控制器;主要功能:(主要功能:(1 1)数据串行化)数据串行化/反串行化,并行数据反串行化,并行数据串行数据;串行数据;(2 2)格式信息的插入,滤除;)格式信息的插入,滤除;格式信息:启始位,奇偶位,停止位。格式信息:启始位,奇偶位,停止位。(3 3)错误检验)错误检验 用于用于检验检验数据通信数据通信过过程是否正确程是否正确。课程:单片机技术课程:单片机技术 教材:单片机基础教材:单片机基础8.2 80C518.2 80C51串行口串行口8.2.1 80C518.2.1 80C51串行口硬件串行口硬件结结构构 80C5180C
9、51串行口硬件串行口硬件结结构构如图所示如图所示课程:单片机技术课程:单片机技术 教材:单片机基础教材:单片机基础 SBUFSBUF:串行口寄存器,可寻址专用寄存器,包括发送寄存器串行口寄存器,可寻址专用寄存器,包括发送寄存器和接收寄存器,具有同一地址(和接收寄存器,具有同一地址(99H99H)。)。串行发送时:向串行发送时:向SBUFSBUF写入数据;写入数据;串行接收时:从串行接收时:从SBUFSBUF读出数据;读出数据;移位寄存器:与接收寄存器构成双缓冲结构。移位寄存器:与接收寄存器构成双缓冲结构。在接收方式下,串行数据通过引脚在接收方式下,串行数据通过引脚RXDRXD(P3.0P3.0
10、)进入,由于接进入,由于接收收SBUFSBUF和移位寄存器构成了双缓冲结构,所以,在数据接收过程和移位寄存器构成了双缓冲结构,所以,在数据接收过程中,可以避免出现帧重叠错误。中,可以避免出现帧重叠错误。在发送方式下,串行数据通过引脚在发送方式下,串行数据通过引脚TXDTXD(P3.1P3.1)送出。在发送送出。在发送数据时,数据时,CPUCPU处于主动状态,不会发生帧重叠错误,因此,发送电处于主动状态,不会发生帧重叠错误,因此,发送电路不需要双缓冲结构。路不需要双缓冲结构。课程:单片机技术课程:单片机技术 教材:单片机基础教材:单片机基础MCS-51MCS-51单片机串行口结构如图所示单片机串
11、行口结构如图所示课程:单片机技术课程:单片机技术 教材:单片机基础教材:单片机基础8.2.2 8.2.2 串行串行口控制口控制机制机制 与与串行串行通信有关的控制通信有关的控制寄存器寄存器共有共有3 3个:个:(1 1)串行控制寄存器串行控制寄存器SCONSCON(字节地址:字节地址:98H98H;位地址:位地址:9FH9FH98H98H)SCONSCON的格式如下:的格式如下:位地位地址址9FH9EH9DH9CH9BH9AH99H98H位符位符号号SM0SM1SM2RENTB8RB8TIRI 各位功能说明如下:各位功能说明如下:(a a)SM0SM0,SM1SM1:串行口工作方式串行口工作方
12、式选选择位择位课程:单片机技术课程:单片机技术 教材:单片机基础教材:单片机基础SM0SM1工作方式工作方式000011102113(b b)SM2SM2:多机通信控制多机通信控制位位 多机通信控制位,用于方式多机通信控制位,用于方式2 2和方式和方式3 3中。在方式中。在方式2 2和方式和方式3 3处处于接收方式时,若于接收方式时,若SM2=1,SM2=1,且接收到的第且接收到的第9 9位数据位数据RB8RB8为为0 0时,不激时,不激活活RIRI;若;若SM2=1SM2=1,且,且RB8=1RB8=1时,则置时,则置RI=1RI=1。在方式在方式2 2、3 3处于接收或处于接收或发送方式时
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