第7章串行0608.ppt
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1、第第7 7章章 UARTUART串行接口串行接口 教学目的:了解80C51系列单片机UART串行接口的结构、原理及应用;能够采用查询方式进行串行通信。教学重点:1.UART串行接口的工作原理;2.UART串行接口的4种工作方式的编程、应用。教学难点:1.多机通信方式2.波特率值的设置71 串行通信概述图7-1基本通信方式图示并行通信与串行通信并行通信:所传送数据的各位同时发送或接收。串行通信:所传送数据的各位按顺序一位一位地发送或接收。7.1.1 同步通信和异步通信方式 1.异步通信ASYNC l 数据或字符是以固定的帧格式一帧(Frame)一帧地传送,从起始位、数据位到停止位就构成 完整的一
2、帧,不同的 系统定义有不同的帧格式。2.同步通信SYNC 用一同步字符来指示通信的开始(常约定12个),以实现发送端和接收端的同步。7.1.2 串行通信的数据传送速率 在串行通信中数据传送速率的单位用波特率(Baud rate)表示,其意义是每秒钟传送多少位二进制数。7.1.3 7.1.3 串行通信的方式串行通信的方式单单工:只允许单方向传送,只需一条数据线。半双工:接收和发送分时双向进行,只需一条数据线。l全双工:甲、乙两机之间数据的发送和接收可以同时 进行,通信必须使用二根数据线。l 图7-2 通信方式示意图 7.1.4 通信协议计算机之间进行数据传输时的一些约定,包括通信方式、帧格式、波
3、特率、命令码的约定等。72 80C51串行口简介 7.2.1 7.2.1 串行口结构与工作原理串行口结构与工作原理80C51的串行口是一个可编程的全双工串行通信接口,通过软件编程它可以做通用异步接收和发送器UART(Universal Asynchronous ReceiverTransmitter),也可做同步移位寄存器用。其帧格式可设置8位、10位或11位,并能设置不同的波特率。图 73 串行口结构框图 串行口组成:两个数据缓冲寄存器SBUF、一个输入移位寄存器、波特率发生器以及串行控制寄存器SCON等组成。l串行口的接收发送操作:首先对串行口初始化。发送时CPU写SBUF,一方面修改发送
4、寄存器,同时启动数据串行发送到TXD端,发送完毕后置标志位TI;接受时置允许接收位才开始接受操作,接受完毕置位RI,这时CPU可以读SBUF,即读接收到的数据。l发送操作:数据写入发送缓冲寄存器SBUF(99H),串行口即把8位数据以fosc 12 波特率从RXD端送出(低位在前),TXD端送出同步移位脉冲,发送完后置中断标志TI=1。l MOV TMOD,#00Hl MOV SBUF,#datal JNB TI,$l CLR TIl RETl接收操作:REN是串行口接收器允许接收控制位。当RI=0,软件置REN为1时,即开始从RXD端以lfosc 12波特率输入数据(低位在前),TXD端送出
5、同步移位脉冲,当接收到8位数据时,置中断标志RI=1。RECV:MOV TMOD,#00H CLRRI SETBREN JNB RI,$MOVA,SBUF CLR RI RET7.2.2 7.2.2 串行口寄存器串行口寄存器1.串行口的接收发送缓冲区SBUF:是两个独立的物理空间,只能字节寻址。2.串行口控制寄存器SCON:串行口工作方式的设置和数据传输的控制,可位寻址。lSM0、SM1:串行方式选择位 SM0 SM1 工作方式 功能 波特率 0 0 0 1 1 0 1 1 方式0方式1方式2方式3 8位同步移位寄存器10位UART11位UART11位UART fosc/12可设置fosc/6
6、4和fosc/32可设置lSM2:在方式2和方式3中主要用于多机通信控制。当串行口以方式2或方式3 接收时,若SM21,且接收到第9位RB8为0时,则RI不置“1”,不接受主机发来的数据;若SM21,且RB8为1时,RI置“1”,并将接受到的8位数据送SBUF。若SM20时,则不论RB8为0还是为1,都将收到的8位数据送入SBUF中,并置RI为“1”。SM0SM1SM2RENTB8RB8TIRI在方式1中,当处于接收时,若SM21,则只有收到有效的停止位时,RI才置1。在方式0中,SM2应置0。lREN:允许串行接收位。由软件置位或清除。REN1时,允许接收;REN0时,禁止接收。lTB8:发
7、送数据的第9位。在方式2或方式3中,根据需要由软件置位或复位。在多机通信中可作为区别地址帧或数据帧的标识位,一般约定地址帧时TB8为1,数据帧时TB8为0。双机通信时它可作奇偶校验位。lRB8:接收数据的第9位。在方式2或方式3中,双机通信是奇偶位,多机通信是地址数据标识位。lTI:发送中断标志位。发送完一帧数据后由硬件置位,必须由软件来清除。lRI:接收中断标志位。接受完一帧数据后由硬件置位,必须由软件来清除。3.电源控制寄存器PCON PCON的最高位SMOD是串行口波特率倍增位。当SMOD1时,波特率加倍,复位时,SMOD0。直接地址为87 H,不可位寻址。SMOD7.2.3 80C51
8、7.2.3 80C517.2.3 80C517.2.3 80C51的帧格式的帧格式的帧格式的帧格式l80C51串行口通过编程可设置4种工作方式,三种帧格式。方式0以8位数据为一帧,不设起始位和停止位,先发送或接收最低位。l 方式1以10位为一帧传输,设有一个起始位“0”,8个数据位和一个停止位“1”。l 方式2和3以11位为一帧传输,设有1个起始位“0”,8个数据位,1个可编程位(第九数据位)D8和1个停止位“1”。7 72 24 4 波特率的设置波特率的设置 l1方式0和方式2的波特率l 在方式0时,每个机器周期发送或接收一位数据,因此波特率固定为时钟频率的 112。l方式2的波特率 2.2
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