片机串行通讯及串行口扩展应用.ppt
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1、第14讲 单片机串行通信及串口扩展应用,14.1单片机串行通信接口的功能与结构14.2串行口的工作方式14.3两个单片机串行通信14.4单片机串行口扩展应用,14.1 单片机串行通信接口的功能与结构,MCS-51单片机内部有一个功能很强的全双工串行口:RXD/P3.0,TXD/P3.5,可同时发送和接收数据。发送和接收数据均可工作在查询方式和中断方式,使用十分灵活,可很方便地与其它计算机或串行传送信息的设备实现双机、多机通信。,返回本节,14.1 单片机串行通信接口的功能与结构,串行口主要由发送数据缓冲器、发送控制器、接收控制器、输入移位控制器等组成。发送数据缓冲器只能写入,不能读出;接收数据
2、缓冲器只能读出,不能写入,故两个寄存器共用一个符号(特殊功能寄存器SBUF),共用一个地址(99H)。串行口中还有两个特殊功能寄存器SCON、PCON:SCON:串行口控制寄存器,控制串行口的工作方式;PCON:电源控制寄存器,只有一位SMOD控制波特率。波特率发生器可用定时器/计数器0或和定时器/计数器1构成。,返回本节,工作方式控制寄存器TMOD(波特率发生器),返回本节,下面以高4位控制定时器/计数器T1为例来说明各位的具体功能:GATE:门控位,用来控制计数器的启动是否受外部中断请求信号的影响。GATE=1,计数器的启动受芯片引脚(P3.3)的控制,即除了需要将寄存器TCON的TR1位
3、置“1”外,还要使 引脚为高电平;GATE=0,只要寄存器TCON的TR1位置“1”,就可以启动T1开始工作。:定时、计数功能设置位。=0,将定时器/计数器设置为定时器工作方式;=1,将定时器/计数器设置为计数器工作方式。M1、M0位:定时器/计数器工作方式选择位。M1、M0位取不同值得组合,可以将定时器/计数器设置位不同的工作方式。M1、M0位不同取值与定时器/计数器工作方式的关系见下表:,定时器/计数器的控制,返回本节,14.1 单片机串行通信接口的功能与结构,返回本节,串行通信控制寄存器 SCON寄存器SCON的功能主要是接收串行通信口送到的中断请求信号。其字节地址为98H,它有8位,每
4、位均可进行位寻址,各位的地址和名称如下:SCON 9FH 9EH 9DH 9CH 9BH 9AH 99H 98HSM0、SM1:选择串行口四种工作方式,由软件置位或清零;SM2:多机控制位;REN:允许串行接收位;TB8:发送数据第8位;RB8:接收数据第8位;TI:发送中断标志位;RI:接收中断标志位。,13.2 单片机串行通信接口的功能与结构,返回本节,电源控制寄存器 PCONPCON的最高位SMOD是波特率控制位,其余各位与串行口无关。其字节地址为97H,它有8位,各位的地址和名称如下:SCON D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0SMOD=1:波特率增大一倍。,14.2串行口
5、的工作方式,返回本节,14.2串行口的工作方式,返回本节,串行通信控制寄存器 SCON方式0(SM0=0、SM1=0)方式0为移位寄存器方式,数据从RXD引脚上接收或发送。一帧信息由8位数据组成,低位在前,波特率固定,为fosc/12。同步脉冲从TXD引脚上输出。SM2:多机控制位必须为0;REN:允许串行接收位:REN=0,禁止接收;REN=1,允许接收;TB8、RB8:在方式0中无用;TI:发送中断标志位;RI:接收中断标志位 方式0发送或接收完8位数据TI/RI由硬件置1,CPU响应中断后,TI或RI标志位必须由程序清0。,14.2串行口的工作方式,返回本节,串行通信控制寄存器 SCON
6、方式1(SM0=0、SM1=1)为8位异步通信接口方式,RXD为接收端,TXD为发送端。一帧信息由10位组成:起始位:1,数据位:8,停止位:1 方式1的波特率可变,由由定时器/计数器T1及SMOD决定,且发送波特率和接收波特率可以不同。TI=1:置发送中断标志;REN=1,允许接收;操作如下:1、若RI=0、SM2=0,将8位数据装入SBUF,停止位装入RB8,并置RI=1,申请中断。2、若RI=0、SM2=1,那么只有停止位为1才发生上述操作;3、若RI=0、SM2=1且停止位为0,则所接收的数据不装入SBUF,即数据丢失;4、若RI=1,则所接收的数据在任何情况下都不装入SBUF,即数据
7、丢失。,14.2串行口的工作方式,返回本节,串行通信控制寄存器 SCON方式2:(SM0=1、SM1=0)和方式3(SM0=1、SM1=1)、均为9位异步通信接口,发送或接收一帧信息由11位组成:起始位:1,数据位:9,停止位:1、方式2、3仅波特率不同:方式2波特率:fosc/32(SMOD=1)或fosc/64(SMOD=0)方式3波特率:由定时器/计数器T1及SMOD决定.3、方式2和方式3发送、接收数据的过程与方式1基本相同,所不同的仅在于对第9位数据的处理上。发送时,第9位数据由SCON中的TB8提供;接收时,当第9位数据移入移位寄存器后,将8位数据装入SBUF,第9位数据装入SCO
8、N中的RB8。,波特率的设置,返回本节,串行口的4种工作方式对应3种波特率模式:对于方式0:波特率是固定的,为fosc/12;对于方式2:波特率由振荡频率fosc和SMOD(PCON.7)所决定,波特率=fosc/64对于方式1和3,波特率由定时器/计数器T1及SMOD决定,波特率=定时器/计数器T1溢出率/32,多机通信,返回本节,主从式多机通信:主机发送信息为两类:一类地址:串行传送的第九位为1(TB8=1)一类数据:串行传送的第九位为0(TB8=0),多机通信,返回本节,在实际应用中,需要多个单片机之间协调工作,即多机通信,利用单片机串口即可实现。串口用于多机通信,必须使用方式2或方式3
9、(9位URAT)。主从式多机通信:应用最广,也最简单。主机发出的信息只能传送到所有从机或指定从机;从机发出的信息只能被主机接收;从机之间不能直接通信,必须通过主机.,多机通信,返回本节,主机发出的信息有两类:一类为地址,用来确定和主机通信的从机,特征是串行传送的第9位数据为1;另一类为数据,特征是串行传送的第9位数据为0.对从机来说,要利用SCON寄存器中的SM2的控制功能:在接收时,若RI=0,则只要SM2=1,接收总能实现,若SM2=0,发送的第9位TB8必须0接收才能进行,因此,对于从机来说,在接收地址时,应使SM2=1,以便接收主机发来的地址,从而确定主机是否打算和自己通信;一经确认后
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