单片机实用技术 教学课件 作者 陶春鸣 05.ppt

第5章 单片机串行通信 5.1 串行通信概述 5.1.1 串行通信基本原理 5.1.2 RS-232C总线标准 5.1.3 串行接口电路 串行通信的基本特征是数据逐位顺序进行传送 串行通信的格式及约定（如：同步方式、通讯速率、数据块格式、信号电平……等）不同，形成了多种串行通信的协议与接口标准。 常见的有： ?通用异步收发器(UART)——本课程介绍的串口 ?通用串行总线（USB） ?I2C总线 ?CAN总线 ?SPI总线 ?RS-485，RS-232C，RS422A标准……等等 串行通讯的两种通讯 异步通讯：字符为单位进行传送，利用起始位表示字符的开始，用停止位表示字符结束。 串行口通讯方向 单工通讯：通讯接口只能发送或接受的单向通讯方式 半双工通讯：通讯接口既可发送又可接受，但不能同时进行 全双工通讯：通讯接口能同时发送接受的通讯方式 串行通信的数据传送率 传送率：数据传送速度 波特率（baud rate）：异步通信中数据传输速率的单位，其含义每秒传送多少位二进制数 例：数据传送的速率为120个字符每秒，每个字符有1个起始位、8个数据位和一个停止位组成，则其传送波特率为： （1）RS-232C是一种电压型总线标准，以不同极性的电压表示逻辑值： ?3V ～ ?25V表示逻辑“1”(mark)； +3V ～ +25V表示逻辑“0”(space)。 （2）标准数据传送速率有50，75，110，150，300，600，1200，2400，4800，9600，19200波特等。 （3）采用标准的25芯插头座（DB-25）进行连接，该插头座也称为RS-232C连接器。 5.1.3 串行接口电路 数据转换由串行接口电路实现，这种电路也称为通用异步接收发送器（UART）。从原理上说，一个UART应包括发送器电路、接收器电路和控制电路等内容，其主要功能如下。 数据的串行化/反串行化 错误检验 5.2.1 串口寄存器结构 5.2.2 串行通信控制寄存器 5.2.1 串口寄存器结构 两个同名的接收/发送缓冲寄存器SBUF 指令 MOV SBUF，A 启动一次数据发送,可向SBUF再发送下一个数 指令 MOV A，SBUF 完成一次数据接收,SBUF可再接收下一个数 接收/发送数据,无论是否采用中断方式工作,每接收/发送一个数据都必须用指 令对 RI/TI 清0，以备下一次收/发。 串行口控制寄存器 SCON RI,TI：串行口收/发数据申请中断标志位 ＝1 申请中断； ＝0 不申请中断 RB8：在方式2、3中，是收到的第9位数据。 在多机通信中,用作区别地址帧/数据帧的 标志。（奇偶校验） TB8：方式2、3中，是要发送的第9位数据。 多机通信中,TB8=0 表示发送的是数据； TB8=1 表示发送的是地址。（奇偶校验） REN：串行口接收允许控制位 = 1 表示允许接收； = 0 禁止接收。 电源控制寄存器 PCON PCON 5.3 MCS-51单片机串行通信工作方式 工作方式0：8位移位寄存器I/O方式 发送：SBUF中的串行数据由RxD逐位移出； TxD输出移位时钟，频率=fosc1/12； 每送出8位数据 TI就自动置1； 需要用软件清零 TI。 接收：串行数据由RxD逐位移入SBUF中； TxD输出移位时钟，频率=fosc1/12； 每接收 8位数据RI就自动置1； 需要用软件清零 RI。 经常配合“串入并出”“并入串出”移位 寄存器一起使用扩展接口 方式0工作时，多用查询方式编程： 发送：MOV SBUF，A 接收：JNB RI，$ JNB TI，$ CLR RI CLR TI MOV A, SBUF 复位时,SCON 已经被清零,缺省值: 方式0。 接收前,务必先置位 REN=1 允许接收数据。 工作方式2 9位UART 两种波特率 由于波特率固定,常用于单片机间通讯。 数据由8+1位组成，通常附加的一位 (TB8/RB8)用于“奇偶校验”。 方式2的波特率 = fosc ? 2SMOD/64 即: fosc ?1/32 或 fosc ?1/64 两种 奇偶校验是检验串行通信双方传输的数据正确与否的一个措施，并不能保证通信数据的传输一定正确。 换言之：如果奇偶校验发生错误，表明数据传输一定出错了；如果奇偶校验没有出错，绝不等于数据传输完全正确。 奇校验：8位有效数据连同1位附加位中，二进制“1