单片机原理及应用课件优秀PPT.ppt
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1、单片机原理及应用课件第1页,本讲稿共38页7.1 7.1 7.1 7.1 串行通信的基本知识串行通信的基本知识串行通信的基本知识串行通信的基本知识l l在在在在MCS-51MCS-51MCS-51MCS-51单单单单片片片片机机机机内内内内部部部部,有有有有一一一一个个个个通通通通用用用用异异异异步步步步接接接接收收收收/发发发发送送送送器器器器(UARTUARTUARTUART)。这这这这是是是是一一一一个个个个全全全全双双双双工工工工串串串串行行行行接接接接口口口口,能能能能同同同同时时时时进进进进行行行行发发发发送送送送和和和和接接接接收收收收数数数数据据据据。利利利利用用用用这这这这个
2、个个个串串串串行行行行接接接接口口口口,可可可可以以以以实现单片机之间的单机通信、多机通信,以及与实现单片机之间的单机通信、多机通信,以及与实现单片机之间的单机通信、多机通信,以及与实现单片机之间的单机通信、多机通信,以及与PCPCPCPC机之间的通信。机之间的通信。机之间的通信。机之间的通信。第2页,本讲稿共38页l l7.1.1 7.1.1 7.1.1 7.1.1 数据通信的基本概念数据通信的基本概念数据通信的基本概念数据通信的基本概念l l1 1 1 1、数据通信、数据通信、数据通信、数据通信l l2 2 2 2、通信方式、通信方式、通信方式、通信方式l l有两种通信方式:一种是并行通信
3、,一种是串行通信。有两种通信方式:一种是并行通信,一种是串行通信。有两种通信方式:一种是并行通信,一种是串行通信。有两种通信方式:一种是并行通信,一种是串行通信。l l7.1.2 7.1.2 7.1.2 7.1.2 串行通信方式串行通信方式串行通信方式串行通信方式l l串行通信有三种方式:单工通信、半双工通信和全双工通信。串行通信有三种方式:单工通信、半双工通信和全双工通信。串行通信有三种方式:单工通信、半双工通信和全双工通信。串行通信有三种方式:单工通信、半双工通信和全双工通信。l l7.1.3 7.1.3 7.1.3 7.1.3 数据同步技术数据同步技术数据同步技术数据同步技术l l1 1
4、 1 1、异步通信异步通信异步通信异步通信第3页,本讲稿共38页第4页,本讲稿共38页第5页,本讲稿共38页7.2 MCS-517.2 MCS-517.2 MCS-517.2 MCS-51单片机串行口的结构与工作方式单片机串行口的结构与工作方式单片机串行口的结构与工作方式单片机串行口的结构与工作方式l l7.2.1 7.2.1 7.2.1 7.2.1 串行口的结构串行口的结构串行口的结构串行口的结构l lMCS-51MCS-51MCS-51MCS-51有有有有一一一一个个个个可可可可编编编编程程程程的的的的全全全全双双双双工工工工串串串串行行行行通通通通信信信信接接接接口口口口,可可可可作作作
5、作为为为为通通通通用用用用异异异异步步步步接接接接收收收收/发发发发送送送送器器器器UARTUARTUARTUART,也也也也可可可可作作作作为为为为同同同同步步步步移移移移位位位位寄寄寄寄存存存存器器器器。它它它它的的的的帧帧帧帧格格格格式式式式有有有有8 8 8 8位位位位、10101010位位位位和和和和11111111位位位位,可可可可以以以以设置为固定波特率和可变波特率,给使用者带来很大的灵活性。设置为固定波特率和可变波特率,给使用者带来很大的灵活性。设置为固定波特率和可变波特率,给使用者带来很大的灵活性。设置为固定波特率和可变波特率,给使用者带来很大的灵活性。第6页,本讲稿共38页
6、l l7.2.2 7.2.2 7.2.2 7.2.2 串行口控制寄存器串行口控制寄存器串行口控制寄存器串行口控制寄存器SCONSCONSCONSCON和电源控制寄存器和电源控制寄存器和电源控制寄存器和电源控制寄存器PCONPCONPCONPCONl l1 1 1 1、串行口控制寄存器、串行口控制寄存器、串行口控制寄存器、串行口控制寄存器SCONSCONSCONSCONl l串行口控制寄存器串行口控制寄存器串行口控制寄存器串行口控制寄存器SCONSCONSCONSCON决定串行口通信工作方式,控制数据的接收和决定串行口通信工作方式,控制数据的接收和决定串行口通信工作方式,控制数据的接收和决定串行
7、口通信工作方式,控制数据的接收和发送,并标示串行口的工作状态等。其位格式为:发送,并标示串行口的工作状态等。其位格式为:发送,并标示串行口的工作状态等。其位格式为:发送,并标示串行口的工作状态等。其位格式为:第7页,本讲稿共38页SM0SM0SM0SM0、SM1SM1SM1SM1:串行口工作方式控制位,两位对应四种工作方式,如表:串行口工作方式控制位,两位对应四种工作方式,如表:串行口工作方式控制位,两位对应四种工作方式,如表:串行口工作方式控制位,两位对应四种工作方式,如表7-17-17-17-1所所所所示(示(示(示(foscfoscfoscfosc是晶振频率)。是晶振频率)。是晶振频率)
8、。是晶振频率)。第8页,本讲稿共38页2 2、电源控制寄存器、电源控制寄存器PCONPCON电源控制寄存器电源控制寄存器PCONPCON中只有一位中只有一位SMODSMOD与串行口工作有关,它的位格与串行口工作有关,它的位格式为:式为:SMODSMODSMODSMOD:波特率倍增位。串行口工作在方式:波特率倍增位。串行口工作在方式:波特率倍增位。串行口工作在方式:波特率倍增位。串行口工作在方式1 1 1 1、方式、方式、方式、方式2 2 2 2、方式、方式、方式、方式3 3 3 3时,若时,若时,若时,若SMOD=1SMOD=1SMOD=1SMOD=1,则波特率提高一倍;若,则波特率提高一倍;
9、若,则波特率提高一倍;若,则波特率提高一倍;若SMOD=0SMOD=0SMOD=0SMOD=0,则波特率不提高一倍。单片机复位时,则波特率不提高一倍。单片机复位时,则波特率不提高一倍。单片机复位时,则波特率不提高一倍。单片机复位时,SMOD=0SMOD=0SMOD=0SMOD=0。第9页,本讲稿共38页l l7.2.3 7.2.3 7.2.3 7.2.3 波特率设计波特率设计波特率设计波特率设计l l1 1 1 1、方式、方式、方式、方式0 0 0 0的波特率的波特率的波特率的波特率l l工工工工作作作作方方方方式式式式0 0 0 0时时时时,移移移移位位位位脉脉脉脉冲冲冲冲由由由由机机机机器
10、器器器周周周周期期期期的的的的第第第第6 6 6 6个个个个状状状状态态态态周周周周期期期期S6S6S6S6给给给给出出出出,每每每每个个个个机机机机器器器器周周周周期期期期产产产产生生生生一一一一个个个个移移移移位位位位脉脉脉脉冲冲冲冲,发发发发送送送送或或或或接接接接收收收收一一一一位位位位数数数数据据据据。因因因因此此此此,波波波波特特特特率率率率是是是是固固固固定定定定的的的的,为振荡频率的为振荡频率的为振荡频率的为振荡频率的1/121/121/121/12,不受,不受,不受,不受PCONPCONPCONPCON寄存器中寄存器中寄存器中寄存器中SMODSMODSMODSMOD的影响。用
11、公式表示为:的影响。用公式表示为:的影响。用公式表示为:的影响。用公式表示为:l l 工作方式工作方式工作方式工作方式0 0 0 0的波特率的波特率的波特率的波特率=fosc/12=fosc/12=fosc/12=fosc/12第10页,本讲稿共38页l l2 2、方式、方式2 2的波特率的波特率l工作方式工作方式2 2时,移位脉冲由振荡频率时,移位脉冲由振荡频率foscfosc的第二节拍的第二节拍P2P2时钟(即时钟(即fosc/2fosc/2)给出,所以,方式)给出,所以,方式2 2波特率取决于波特率取决于PCONPCON中的中的SMODSMOD位的值,当位的值,当SMOD=0SMOD=0
12、时,波特率为时,波特率为foscfosc的的1/641/64;当;当SMOD=1SMOD=1时,波特率为时,波特率为foscfosc的的1/321/32,用,用公式表示为;公式表示为;l 工作方式工作方式2 2波特率波特率=(2 2SMODSMOD/64/64)foscfosc第11页,本讲稿共38页l l3 3 3 3、工作方式、工作方式、工作方式、工作方式1 1 1 1和方式和方式和方式和方式3 3 3 3的波特率的波特率的波特率的波特率l l【例例例例8-18-18-18-1】8051805180518051单片机时钟振荡频率为单片机时钟振荡频率为单片机时钟振荡频率为单片机时钟振荡频率为
13、11.0592MHZ11.0592MHZ11.0592MHZ11.0592MHZ,选用定时器,选用定时器,选用定时器,选用定时器T1T1T1T1(工作在方式(工作在方式(工作在方式(工作在方式2 2 2 2)作波特率发生器,波特率为)作波特率发生器,波特率为)作波特率发生器,波特率为)作波特率发生器,波特率为4800bps4800bps4800bps4800bps,求定时器,求定时器,求定时器,求定时器T1T1T1T1的初值的初值的初值的初值X X X X。l l解解解解 设波特率控制位设波特率控制位设波特率控制位设波特率控制位SMOD=0SMOD=0SMOD=0SMOD=0,则:,则:,则:
14、,则:l l X=256X=256X=256X=256 (11.05921011.05921011.05921011.0592106 6 6 6(0+10+10+10+1)/(3844800384480038448003844800)=250=FAH=250=FAH=250=FAH=250=FAHl l所以,(所以,(所以,(所以,(TH1TH1TH1TH1)=(TL1TL1TL1TL1)=FAH=FAH=FAH=FAHl l系统晶振频率选用系统晶振频率选用系统晶振频率选用系统晶振频率选用11.0592MHZ11.0592MHZ11.0592MHZ11.0592MHZ,是为了使初值为整数,从而
15、产生精确的波特率。,是为了使初值为整数,从而产生精确的波特率。,是为了使初值为整数,从而产生精确的波特率。,是为了使初值为整数,从而产生精确的波特率。第12页,本讲稿共38页l l7.2.4 7.2.4 7.2.4 7.2.4 串行口的四种工作方式串行口的四种工作方式串行口的四种工作方式串行口的四种工作方式l l串行口的四种工作方式中,串行通信只使用方式串行口的四种工作方式中,串行通信只使用方式串行口的四种工作方式中,串行通信只使用方式串行口的四种工作方式中,串行通信只使用方式1 1 1 1、方式、方式、方式、方式2 2 2 2、方式、方式、方式、方式3 3 3 3,方式,方式,方式,方式0
16、0 0 0主要用于扩展并行输入输出口。主要用于扩展并行输入输出口。主要用于扩展并行输入输出口。主要用于扩展并行输入输出口。l l1 1 1 1、串行口工作方式、串行口工作方式、串行口工作方式、串行口工作方式0 0 0 0第13页,本讲稿共38页第14页,本讲稿共38页第15页,本讲稿共38页第16页,本讲稿共38页第17页,本讲稿共38页第18页,本讲稿共38页第19页,本讲稿共38页第20页,本讲稿共38页第21页,本讲稿共38页7.3 7.3 7.3 7.3 主从式多机通信主从式多机通信主从式多机通信主从式多机通信l l7.3.17.3.17.3.17.3.1主从式多机通信原理主从式多机通
17、信原理主从式多机通信原理主从式多机通信原理l l7.3.27.3.27.3.27.3.2多机通信协议多机通信协议多机通信协议多机通信协议l l7.3.37.3.37.3.37.3.3串行通信实例串行通信实例串行通信实例串行通信实例l l 【例例例例7-17-17-17-1】有有有有两两两两台台台台8031803180318031单单单单片片片片机机机机相相相相距距距距很很很很近近近近,直直直直接接接接将将将将它它它它们们们们的的的的串串串串行行行行口口口口相相相相连连连连,1#1#1#1#机机机机的的的的TXDTXDTXDTXD接接接接2#2#2#2#机机机机的的的的RXDRXDRXDRXD,
18、2#2#2#2#机机机机的的的的TXDTXDTXDTXD接接接接1#1#1#1#机机机机的的的的RXDRXDRXDRXD,二二二二机机机机的的的的GNDGNDGNDGND相相相相连连连连。二二二二机机机机的的的的晶晶晶晶振振振振频频频频率率率率均均均均为为为为11.0592MHZ11.0592MHZ11.0592MHZ11.0592MHZ,通通通通信信信信的的的的波波波波特特特特率率率率为为为为4800bps4800bps4800bps4800bps。现现现现将将将将第第第第一一一一台台台台8031803180318031单单单单片片片片机机机机片片片片内内内内RAM40HRAM40HRAM4
19、0HRAM40H5FH5FH5FH5FH单单单单元元元元内内内内的的的的数数数数据据据据,串串串串行行行行发发发发送送送送到到到到第第第第二二二二台台台台8031803180318031单单单单片片片片机机机机片片片片内内内内RAM60HRAM60HRAM60HRAM60H7FH7FH7FH7FH单元中。单元中。单元中。单元中。第22页,本讲稿共38页l l发送与接收的参考程序如下:发送与接收的参考程序如下:发送与接收的参考程序如下:发送与接收的参考程序如下:l l1#1#1#1#单片机发送程序:单片机发送程序:单片机发送程序:单片机发送程序:l lORG 1000HORG 1000HORG
20、1000HORG 1000Hl lTX:TX:TX:TX:MOV TMOD,#02HMOV TMOD,#02HMOV TMOD,#02HMOV TMOD,#02Hl lMOV TH1,#0FAHMOV TH1,#0FAHMOV TH1,#0FAHMOV TH1,#0FAHl lMOV TL1,#0FAHMOV TL1,#0FAHMOV TL1,#0FAHMOV TL1,#0FAHl lMOV SCON,#80HMOV SCON,#80HMOV SCON,#80HMOV SCON,#80H;l l设定工作方式设定工作方式设定工作方式设定工作方式2 2 2 2l lMOV PCON,#00H MO
21、V PCON,#00H MOV PCON,#00H MOV PCON,#00H ;l l波特率为波特率为波特率为波特率为fosc/64fosc/64fosc/64fosc/64l lSETB TR0SETB TR0SETB TR0SETB TR0第23页,本讲稿共38页l lMOV R0,#40HMOV R0,#40HMOV R0,#40HMOV R0,#40H;设发送数据的地址指针;设发送数据的地址指针;设发送数据的地址指针;设发送数据的地址指针l lMOV R2,#20HMOV R2,#20HMOV R2,#20HMOV R2,#20H;设发送数据长度;设发送数据长度;设发送数据长度;设发
22、送数据长度l lLOOP:LOOP:LOOP:LOOP:MOV A,R0MOV A,R0MOV A,R0MOV A,R0;取发送数据送;取发送数据送;取发送数据送;取发送数据送A A A A l lMOV C,PSW.0MOV C,PSW.0MOV C,PSW.0MOV C,PSW.0l lMOV TB8,CMOV TB8,CMOV TB8,CMOV TB8,C;奇偶位送;奇偶位送;奇偶位送;奇偶位送TB8TB8TB8TB8l lMOV SBUF,AMOV SBUF,AMOV SBUF,AMOV SBUF,A;启动发送;启动发送;启动发送;启动发送l lWAIT:WAIT:WAIT:WAIT:
23、JBC TI,LL1JBC TI,LL1JBC TI,LL1JBC TI,LL1;判发送中断标志;判发送中断标志;判发送中断标志;判发送中断标志l lSJMP WAITSJMP WAITSJMP WAITSJMP WAIT第24页,本讲稿共38页l lLL1:LL1:LL1:LL1:INC R0INC R0INC R0INC R0l lDJNZ R2,LOOPDJNZ R2,LOOPDJNZ R2,LOOPDJNZ R2,LOOPl lRETRETRETRETl l2#2#2#2#单片机接收程序:单片机接收程序:单片机接收程序:单片机接收程序:l lORG 1000HORG 1000HORG
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