《串行口的应》PPT课件.ppt

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1、2023/7/30,例說89S51-C語言89S51-C语言,8-1,串行口的应用,第八章,2023/7/30,例說89S51-C語言89S51-C语言,8-2,本章内容,硬件部分：认识8x51串行口、串行数据转并行数据IC、并行数据转串行数据IC，以及MAX232系列等。程序与实践部分：mode 0串行口的接收与发送、其它工作方式的应用、两个8x51最小系统的互传应用、多处理器通信、RS-232通信等。,2023/7/30,例說89S51-C語言89S51-C语言,8-3,串行口的思考,串行口一次传输一个bit，并行口一次传输一个byte，谁快？使用串行口的场合越来越多，使用并行口场合越来越

2、少，为什么？并行口快要被串行口完全取代，而消失了！并行端口的最后一块版图打印机端口，逐渐被USB与Ethernet并吞。,低成本,简单,2023/7/30,例說89S51-C語言89S51-C语言,8-4,串行口常见名称,通用异步传输，UART(Universal Asynchronous Receiver-Transmitter)，也可称为通用异步串行口，就是微控制器里常用的通信方式。RS-232C是一种串行口的通信接口，在RS-232C里，传输的准位提升，使传输距里增加、抗噪声能力提高，为微型计算机里常见的接口。,2023/7/30,例說89S51-C語言89S51-C语言,8-5,单工及

3、双工,串行式数据传输里，有单工及双工之分，单工就是一条线只能有一种用途，例如输出线就只能发送数据、输入线就只能接收数据。而双工就是在同一条在线，可接收数据，也可发送数据。,2023/7/30,例說89S51-C語言89S51-C语言,8-6,半双工与全双工,若在系统上，只有一条传输线，而在该传输线同一个时间里，不是进行数据接收，就是数据发送，称之为“半双工”。若在系统上有两条传输线，而这两条传输在线，可同时进行数据接收与发送，称之为“全双工”。,2023/7/30,例說89S51-C語言89S51-C语言,8-7,波特率,通常以每秒传输多少位(bit per second，简称bps)表示串行

4、式数据传输的速率，若每个传输单元为1 bit时，又称为波特率(baud rate)。,2023/7/30,例說89S51-C語言89S51-C语言,8-8,8051的串行发送数据,在8051里，若要通过串行口发送数据，只要把8位数据放入串行缓冲器(SBUF)即可，8051就会帮我们把这些数据，一个位一个位送出去。,2023/7/30,例說89S51-C語言89S51-C语言,8-9,8051的串行接收数据,在8051里，若要通过串行口接收数据，则8051会自动接收串行数据，数据收集在串行缓冲器里，当8位数据到齐(串行缓冲器满了)，8051就会中断，要我们把这笔数据提走。,2023/7/30,例

5、說89S51-C語言89S51-C语言,8-10,串行口的四种工作方式,mode 0：此方式属于半双工同步传输，其波特率为系统时钟脉冲的12分之1，即fOSC/12，以12MHz的系统为例，则其波特率为1Mbps。mode 1或mode 3：此方式为可变波特率的异步数据传输，主要是为了配合所连接系统的时序，以达到不同系统的数据传输。mode 2：此方式提供两种不同波特率的选择，即fOSC/32或fOSC/64，其中的fOSC为系统时钟脉冲，属于异步数据传输。,2023/7/30,例說89S51-C語言89S51-C语言,8-11,mode 0接收数据,2023/7/30,例說89S51-C語言

6、89S51-C语言,8-12,mode 0发送数据,2023/7/30,例說89S51-C語言89S51-C语言,8-13,mode 1串行数据传输,2023/7/30,例說89S51-C語言89S51-C语言,8-14,mode 1的数据格式,2023/7/30,例說89S51-C語言89S51-C语言,8-15,mode 2的数据格式,2023/7/30,例說89S51-C語言89S51-C语言,8-16,SCON寄存器,2023/7/30,例說89S51-C語言89S51-C语言,8-17,方式设置,2023/7/30,例說89S51-C語言89S51-C语言,8-18,Timer 1产

7、生的常用波特率表,2023/7/30,例說89S51-C語言89S51-C语言,8-19,Timer 2应用在波特率产生方式示意图,2023/7/30,例說89S51-C語言89S51-C语言,8-20,Timer 2产生的常用波特率表,2023/7/30,例說89S51-C語言89S51-C语言,8-21,帧错误检测示意图,2023/7/30,例說89S51-C語言89S51-C语言,8-22,UART mode 1 时序图,2023/7/30,例說89S51-C語言89S51-C语言,8-23,UART mode 2/3 时序图,2023/7/30,例說89S51-C語言89S51-C语言

8、,8-24,自动地址识别功能,由于在mode 0下，SM2=1没有作用，所以无法在mode 0下执行自动地址识别功能。在mode 1时，stop bit取代第九位，当接收的地址与自己的地址相符，且stop bit是个正确的停止位(1)，则RI位将自动设置为1。在mode 2或mode 3时，直接将第九位置入SCON寄存器的 RB8位，然后接收stop bit。若将SCON寄存器的SM2位设置为1，则接收到stop bit，且RB8=1时，将产生中断。,2023/7/30,例說89S51-C語言89S51-C语言,8-25,产生自己的地址(given address),0 代表不使用,1 代表使

9、用 SADDR值,x 代表可为任意值,2023/7/30,例說89S51-C語言89S51-C语言,8-26,SADDR与SADEN设置范例,x 代表可为任意值,2023/7/30,例說89S51-C語言89S51-C语言,8-27,产生广播地址(broadcast address),OR 运算,2023/7/30,例說89S51-C語言89S51-C语言,8-28,主从式处理器结构,2023/7/30,例說89S51-C語言89S51-C语言,8-29,主处理器从处理器,由处理器A送出目的处理器的地址字节，其中第九位(bit 9)为1(即bit 9=1)，代表该帧数据为地址字节。每个处理器都

10、可以接收到地址字节(bit 9=1)，且会产生中断。在中断子程序里，将接收到的地址字节与自己的地址相比较。若相符合，则 SM2位设置为1；不相符合，则SM2位设置为0。处理器A再送出数据字节(bit 9=0)，而SM2=1的处理器，接收到的是数据字节时，将会产生中断子程序里，将读取所接收到的数据字节。当然，SM2=0的处理器，接收到的是数据字节时，将不会产生中断。,2023/7/30,例說89S51-C語言89S51-C语言,8-30,广播,由处理器A送出广播地址字节，其中第九位(bit 9)为1(即bit 9=1)，代表该帧数据为地址字节。每个处理器都可以接收到地址字节(bit 9=1)，且

11、会产生中断。在中断子程序里，所接收到的广播地址字节与自己的地址一定符合，所以SM2位设置为1。处理器A再送出数据字节(bit 9=0)，而所有处理器的SM2=1，接收到的是数据字节时，将会产生中断子程序里，将读取所接收到的数据字节。,2023/7/30,例說89S51-C語言89S51-C语言,8-31,噪声容限(Noise Margin),TTLVIL=0.8V、VOL=0.4V VNML=VIL-VOL=0.4VVIH=2V、VOH=3.5V VNMH=VOH-VIH=1.5VCMOSVIL=0.3VDD、VOL 0V VNML=VIL-VOL=0.3VDDVIH=0.7VDD、VOH V

12、DD VNMH=VOH-VIH=0.3VDD,2023/7/30,例說89S51-C語言89S51-C语言,8-32,MAX232/MAX3232,2023/7/30,例說89S51-C語言89S51-C语言,8-33,MAX3232的电容建议表,2023/7/30,例說89S51-C語言89S51-C语言,8-34,RS232线路,2023/7/30,例說89S51-C語言89S51-C语言,8-35,74164引脚图,2023/7/30,例說89S51-C語言89S51-C语言,8-36,74164时序图,2023/7/30,例說89S51-C語言89S51-C语言,8-37,74165引

13、脚图,2023/7/30,例說89S51-C語言89S51-C语言,8-38,74165真值表,2023/7/30,例說89S51-C語言89S51-C语言,8-39,实例演练8-8-1,并行数据转串行数据实验,2023/7/30,例說89S51-C語言89S51-C语言,8-40,并行数据转串行数据实验电路图,2023/7/30,例說89S51-C語言89S51-C语言,8-41,流程图,2023/7/30,例說89S51-C語言89S51-C语言,8-42,mode 0串行输入实验(ch08-8-1.c),2023/7/30,例說89S51-C語言89S51-C语言,8-43,实例演练8-

14、8-2,串行数据转并行数据实验,2023/7/30,例說89S51-C語言89S51-C语言,8-44,串行数据转并行数据实验电路图,2023/7/30,例說89S51-C語言89S51-C语言,8-45,流程图,2023/7/30,例說89S51-C語言89S51-C语言,8-46,m ode 0串行输出实验(ch08-8-2.c),2023/7/30,例說89S51-C語言89S51-C语言,8-47,实例演练8-8-3,MODE 1自传实验,2023/7/30,例說89S51-C語言89S51-C语言,8-48,自传实验电路图,2023/7/30,例說89S51-C語言89S51-C语言

15、,8-49,8-8-3 mode 1实例演练,2023/7/30,例說89S51-C語言89S51-C语言,8-50,流程图,2023/7/30,例說89S51-C語言89S51-C语言,8-51,Mode 1实验(ch08-8-3.c),2023/7/30,例說89S51-C語言89S51-C语言,8-52,思考一下！,在本实验里，采用“查询”方式，所以程序几乎不能做其它事！请采用“中断”方式，而主程序驱动蜂鸣器(P3.7)，以产生1kHz的哔、哔声？,2023/7/30,例說89S51-C語言89S51-C语言,8-53,程序参考(CH08-8-3a.c)-1,2023/7/30,例說89

16、S51-C語言89S51-C语言,8-54,程序参考(CH08-8-3a.c)-2,2023/7/30,例說89S51-C語言89S51-C语言,8-55,思考一下！,同前一个问题，若使用8x52，请改采用Timer 2产生约9600 bps波特率？T2CON寄存器详见第七章。,2023/7/30,例說89S51-C語言89S51-C语言,8-56,程序参考(CH08-8-3b.c)-1,2023/7/30,例說89S51-C語言89S51-C语言,8-57,程序参考(CH08-8-3b.c)-2,2023/7/30,例說89S51-C語言89S51-C语言,8-58,实例演练8-8-4,MO

17、DE 2实验,2023/7/30,例說89S51-C語言89S51-C语言,8-59,流程图,2023/7/30,例說89S51-C語言89S51-C语言,8-60,Mode 2实验(ch08-8-4.c),2023/7/30,例說89S51-C語言89S51-C语言,8-61,思考一下！,在本实验里，采用1/32fOSC的波特率，请将波特率修改为1/64fOSC？在本实验里，采用“查询”方式，所以程序几乎不能做其它事！请采用“中断”方式，而主程序驱动蜂鸣器(P3.7)，以产生1kHz的哔、哔声？(可参考8-8-3节),2023/7/30,例說89S51-C語言89S51-C语言,8-62,实

18、例演练8-8-5,MODE 3实验,2023/7/30,例說89S51-C語言89S51-C语言,8-63,8051互传实验(ch08-8-5.c),2023/7/30,例說89S51-C語言89S51-C语言,8-64,思考一下！,在本实验里，采用约9600bps的波特率，请将波特率修改为4800 bps？在本实验里，采用“查询”方式，所以程序几乎不能做其它事！请采用“中断”方式，主程序驱动蜂鸣器(P3.7)，以产生1kHz哔、哔声？(可参考8-8-3节),2023/7/30,例說89S51-C語言89S51-C语言,8-65,实例演练8-8-6,点对点通信实验,2023/7/30,例說89

19、S51-C語言89S51-C语言,8-66,对传电路图,2023/7/30,例說89S51-C語言89S51-C语言,8-67,8051互传实验(ch08-8-6.c),2023/7/30,例說89S51-C語言89S51-C语言,8-68,思考一下！,1、在本实验里，两片采用mode 2，请试改以mode 1或mode 3，重新测试？2、本实验的通信距离并不长，为加长通信距离与质量，请在本实验中的两个8x51系统里，各增加一个MAX232/MAX232A/MAX32322电路，如图818所示；再以RS232电缆连接两个8x51系统，以进行相同的实验。在图818里，随着所使用IC的不同，其中的

20、电容与接法有些不同，如下：,2023/7/30,例說89S51-C語言89S51-C语言,8-69,思考一下！,若使用MAX232，则C1C5全部采用10F/16V电解电容，而C3的负脚连接到VCC。若使用MAX232A，则C1C5全部采用0.1F陶瓷电容，而C3的负脚连接到VCC。若使用MAX3232，则C1、C5采用0.1F陶瓷电容，C2C4采用0.47F电解电容，而C3的负脚连接到GND。MAX232/MAX232A/MAX3232的第11脚连接到8x51的TxD引脚(P3.1)、第12脚连接到8x51的RxD引脚(P3.0)。再通过DB9电缆线*，连接到个人计算机的com1或com2。

21、,2023/7/30,例說89S51-C語言89S51-C语言,8-70,MAX232/MAX232A/MAX3232的应用电路图,2023/7/30,例說89S51-C語言89S51-C语言,8-71,DB9、DB15的RS232连接器引脚号码与名称,2023/7/30,例說89S51-C語言89S51-C语言,8-72,实例演练8-8-7,多处理器通信实验,2023/7/30,例說89S51-C語言89S51-C语言,8-73,地址表,2023/7/30,例說89S51-C語言89S51-C语言,8-74,功能说明,通过串行口传“0000 0001”给Slave A，经过0.1秒后，再传“

22、1111 1110”给 Slave A。通过串行口传“0000 0011”给Slave B，经过0.1秒后，再传“1111 1100”给 Slave B。通过串行口传“0000 0111”给Slave C，经过0.1秒后，再传“1111 1000”给 Slave C。,2023/7/30,例說89S51-C語言89S51-C语言,8-75,8051互传实验(ch08-8-70.c)-1,2023/7/30,例說89S51-C語言89S51-C语言,8-76,8051互传实验(ch08-8-70.c)-2,2023/7/30,例說89S51-C語言89S51-C语言,8-77,8051互传实验(ch08-8-70.c)-3,2023/7/30,例說89S51-C語言89S51-C语言,8-78,8051互传实验(ch08-8-71.c)-1,2023/7/30,例說89S51-C語言89S51-C语言,8-79,8051互传实验(ch08-8-71.c)-2,例說89S51-C語言,8-80,2023/7/30,串行口的应用,Bye Bye,