51单片机串口工作方式0和.ppt
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1、 串口工作方式串口工作方式5.1 5.1 方式方式0 0 同步移位寄存器方式,同步移位寄存器方式,比比特率固定为特率固定为fosc/12fosc/12。常用于外接移位寄存器,以扩展并行常用于外接移位寄存器,以扩展并行I/OI/O口,口,SM2SM2位必须为位必须为0 0。1 1方式方式0 0发送:发送:当当CPUCPU执行执行写入发送缓冲器写入发送缓冲器SBUFSBUF的指令时,串行口即把的指令时,串行口即把SBUFSBUF中的中的8 8位数据以位数据以fosc/12fosc/12的固定的固定比比特率从特率从RXDRXD引脚串行输出,低引脚串行输出,低位在先位在先,TXDTXD引脚输出同步移位
2、脉冲,发送完引脚输出同步移位脉冲,发送完8 8位位数据置数据置“1”“1”中中断标志位断标志位TITI 图图5 5-1 1CPUCPU响应中断后:响应中断后:CLR TICLR TI请求中断请求中断写入写入SBUFSBUF后自动开始发送后自动开始发送5 5.2 2.2 .2 用用74LS16474LS164扩展并行输出口扩展并行输出口74LS16474LS164:8 8位位串入并出串入并出移位寄存器。移位寄存器。图是图是利用利用74LS16474LS164扩展扩展二个二个8 8位并行输出口位并行输出口的接口电路。的接口电路。.图图5-2-15.25.2 用用AT89C51AT89C51的串行口
3、扩展并行口的串行口扩展并行口RXD/RXD/TXD/TXD/74HC595:74HC595:8 8位串入并出移位寄存器位串入并出移位寄存器,带锁存及三态输出功能。带锁存及三态输出功能。(相当于(相当于74LS164+273+24474LS164+273+244)清清0 0串行口工作于方式串行口工作于方式0 0:同步移位寄存器方式同步移位寄存器方式发送发送fosc/12fosc/12每当新数据写入每当新数据写入SBUF,SBUF,即把即把SBUFSBUF中的中的8 8位数据以串行移出位数据以串行移出2 2方式方式0 0接收接收 向向串串口口的的SCONSCON写写入入控控制制字字(置置为为方方式
4、式0 0,并并置置“1”REN“1”REN位位,同同时时RI=0RI=0)时时,串串行行口口即即开开始始接接收收数数据据。RXDRXD为为数数据据输输入入端端,TXDTXD为为移移位位脉脉冲冲信信号号输输出出端端,也也以以fosc/12fosc/12的的固固定定比比特特率率,当当收收到到8 8位数据时位数据时置置“1”RI“1”RI。表示一帧数据接收完,时序如下:。表示一帧数据接收完,时序如下:图图5 5-2 2CPUCPU响应中断后:响应中断后:CLR RICLR RIRI=0RI=0时时其中其中REN=1REN=1请求中断请求中断写入写入SBUFSBUF后自动开始发送后自动开始发送5 5.
5、2 2.1 .1 用用74LS16574LS165扩展并行输入口扩展并行输入口图图9-21P.159-160P.159-16074LS16574LS165:8 8位位并入串出并入串出移位寄存器。移位寄存器。图图9-229-22是是利用利用74LS16474LS164扩展扩展二个二个8 8位并行输入口位并行输入口的接口电路。的接口电路。并行锁存并行锁存串行口工作于方式串行口工作于方式0 0:同步移位寄存器方式同步移位寄存器方式接收接收fosc/12fosc/12 每当向每当向SCONSCON写入控制字为方式写入控制字为方式0 0且且REN=REN=“1”“1”,即串行移入,即串行移入8 8位数据
6、到位数据到SBUFSBUF5.2.2 5.2.2 方式方式1 1 :8 8位异步收发,位异步收发,比比特率可变(由定时器控制)特率可变(由定时器控制)SM0SM0、SM1=01SM1=01方方式式1 1一一帧帧数数据据为为1010位位,1 1个个起起始始位位(0 0),8 8个个数数据据位位,1 1个个停停止止位(位(1 1),先发送或接收最低位。帧格式如),先发送或接收最低位。帧格式如图图7-77-7:方式方式1 1比比特率特率=(2 2SMODSMOD/32/32)定时器定时器T1T1的溢出率的溢出率 SMOD SMOD为为PCONPCON寄存器的最高位的值(寄存器的最高位的值(0 0或或
7、1 1)。)。图图7-77-7 1 1方式方式1 1发送发送 2 2方式方式1 1接收接收 图图7-87-8图图7-97-9P.105P.105请求中断请求中断请求中断请求中断可写下一个要发送的数据可写下一个要发送的数据可从可从SBUFSBUF读取新接收的数据读取新接收的数据写入写入SBUFSBUF后自动开始发送后自动开始发送5.3.1 5.3.1 比比特率的制定方法特率的制定方法 方方式式0 0、方方式式2 2的的比比特特率率是是固固定定的的;方方式式1 1、方方式式3 3比比特特率率由由定定时时器器T1T1的的溢出率来确定。溢出率来确定。5.3.2 5.3.2 定时器定时器T1T1产生产生
8、比比特率的计算特率的计算(1 1)方式方式0 0波特率波特率=时钟频率时钟频率fosc1/12fosc1/12,不受,不受SMODSMOD位的值的影响。若位的值的影响。若fosc=12MHzfosc=12MHz,比比特率为特率为fosc/12fosc/12即即1Mb/s1Mb/s。(2 2)方式方式2 2波特率波特率=(2 2SMODSMOD/64/64)foscfosc 若若fosc=12MHzfosc=12MHz:SMOD=0 SMOD=0 比比特率特率=187.5kb/s=187.5kb/s;SMOD=1 SMOD=1 比比特率特率=375kb/s=375kb/s (3 3)方式方式1
9、1或方式或方式3 3时时,比比特率为:特率为:比比特率特率=(2 2SMODSMOD/32/32)T1T1的溢出率的溢出率 =fosc/12/(T1fosc/12/(T1计数次数计数次数)(2 2SMODSMOD/32/32)实际设定实际设定比比特率时,特率时,T1T1常设置为常设置为方式方式2 2定时定时(自动装初值)(自动装初值)这种方式不仅操这种方式不仅操作方便,也可避免因软件重装初值而带来的作方便,也可避免因软件重装初值而带来的定时误差定时误差。P.109P.109P.110P.110 时钟振荡频率为时钟振荡频率为6MHz6MHz或或12 MHz12 MHz时,产生的时,产生的比比特率
10、偏差较大,特率偏差较大,故用到串口通信时通常选用故用到串口通信时通常选用11.0592MHZ11.0592MHZ晶体振荡器。晶体振荡器。=/12=/12=/32=/32=/12/=/12/计次计次/16/169.6kbit/s 9.6kbit/s 实际实际10.41610.416 6MHz 1 0 2 FDH 6MHz 1 0 2 FDH1.2kbit/s 1.2kbit/s 实际实际1.3021.302 6MHz 0 0 2 F4H 6MHz 0 0 2 F4H=/12/=/12/计次计次/16/16=/12/=/12/计次计次/32/321200bps1200bps9600bps9600b
11、ps计计1 1次次计计3 3次次计计2424次次计计3 3次次计计6 6次次计计1212次次比特率比特率比特率比特率 MCS-51 单片机串行接口的硬件单片机串行接口的硬件 MCS-51 单片机串行接口的控制单片机串行接口的控制 MCS-51 单片机串行接口工作方式单片机串行接口工作方式 P3.0 位的第二功能位的第二功能 收端收端 RXD P3.1 位的第二功能位的第二功能 发端发端 TXD 寄存器寄存器 SCON、PCON、SBUF 寄存器寄存器 IE、IP 方式方式 0 方式方式 2 方式方式 1 方式方式 3 串行口的结构串行口的结构 有有两两个个数数据据缓缓冲冲寄寄存存器器SBUF,
12、一一个个输输入入移移位位寄寄存存器器,一一个个串行控制寄存器串行控制寄存器SCON和一个特殊功能寄存器和一个特殊功能寄存器PCON等组成。等组成。8 位位SBUF是全双工串行接口寄存器,是全双工串行接口寄存器,它是特殊功能寄存器,它是特殊功能寄存器,地址为地址为 99H,不可位寻址;串行输出时为发送数据缓冲器,发送,不可位寻址;串行输出时为发送数据缓冲器,发送寄存器只写不读,数据从寄存器只写不读,数据从发送端发送端TXD(P3.1)输出;)输出;串行输入时为接收数串行输入时为接收数据缓冲器,接收寄存据缓冲器,接收寄存器只读不写,数据从器只读不写,数据从接收端接收端 RXD(P3.0)输入;由指
13、令确定是对发输入;由指令确定是对发送寄存器或接收寄存器作用。送寄存器或接收寄存器作用。SM0、SM1 串行接口工作方式定义位串行接口工作方式定义位 SM0、SM1=00 方式方式 0,8位同步移位寄存器位同步移位寄存器 SM0、SM1=01 方式方式 1,10 位异步接收发送位异步接收发送 SM0、SM1=10 方式方式 2,11 位异步接收发送位异步接收发送 SM0、SM1=11 方式方式 3,11 位异步接收发送位异步接收发送7.1.1 串行口控制寄存器串行口控制寄存器SCON注意注意:方式方式 0 的特点,方式的特点,方式 2、方式、方式 3 的差异的差异 SM2 SM2 多机通信控制位
14、(方式多机通信控制位(方式多机通信控制位(方式多机通信控制位(方式2 2和和和和3 3)SM2 =0,无多机通信,无多机通信 SM2 =1,允许多机通信,允许多机通信 串行口控制寄存器串行口控制寄存器SCON REN REN 串行口接收数据控制位串行口接收数据控制位串行口接收数据控制位串行口接收数据控制位 REN=1,允许串行口接收数据允许串行口接收数据 REN=0,禁止串行口接收数据禁止串行口接收数据由软件置位或清除由软件置位或清除7.1.2 特殊功能寄存器特殊功能寄存器PCON 串行数据传送速率控制寄存器串行数据传送速率控制寄存器 PCON SMOD=0,定义波特率不变定义波特率不变 SM
15、OD=1,定义波特率加倍定义波特率加倍注:注:PCON 寄存器的地址为寄存器的地址为87H,仅仅 b7 位有用,不可位寻址。位有用,不可位寻址。地址:地址:87HTDL:等待方式位等待方式位PD:掉电方式掉电方式GF1、GF2通用标志位通用标志位ANL PCON,7FH:对:对SMOD位清零位清零ORL PCON,80H:对:对SMOD位置位位置位 串行口的串行口的4种工作方式种工作方式 SM0SM100100111方式方式0123功功 能能同步移位寄存器同步移位寄存器10位异步收发位异步收发11位异步收发位异步收发11位异步收发位异步收发波特率波特率fosc/12fosc/64或或fosc/
16、32可变可变SM0SM1串行口工作方式选择位串行口工作方式选择位可变可变 方式方式 0 移位寄存器输入移位寄存器输入/输出方式输出方式 非串行通信用方式扩展并行非串行通信用方式扩展并行I/O RXD、TXD 线的线的作用作用 用并入串出移位寄存器扩展并行输入口用并入串出移位寄存器扩展并行输入口 用串入并出移位寄存器扩展并行输出口用串入并出移位寄存器扩展并行输出口 RXD 串串 并、并并、并 串串 数据传送线数据传送线 TXD 同步时钟线,同步时钟为同步时钟线,同步时钟为 fosc/12(固定波特率固定波特率)注:为应用串行接口扩展并行接口的方式。注:为应用串行接口扩展并行接口的方式。串行口为同
17、步移位寄存器方式串行口为同步移位寄存器方式方式方式方式方式 0 0 用于扩展并行用于扩展并行用于扩展并行用于扩展并行 I/O I/O口口口口 串串 并方式,扩展并行输出口并方式,扩展并行输出口 电路图电路图电路图电路图RXDRXDTXDTXDDATADATACLKCLK 功能线功能线功能线功能线 RXD RXD 接移位寄存器的数据输入端接移位寄存器的数据输入端接移位寄存器的数据输入端接移位寄存器的数据输入端 TXD TXD 接移位寄存器的同步时钟端接移位寄存器的同步时钟端接移位寄存器的同步时钟端接移位寄存器的同步时钟端80318031串入并出移位寄存器串入并出移位寄存器串入并出移位寄存器串入并
18、出移位寄存器注注注注:注意信号方向注意信号方向注意信号方向注意信号方向方式方式方式方式 0 0 用于扩展并行用于扩展并行用于扩展并行用于扩展并行 I/O I/O口口口口 并并 串方式,扩展输入口串方式,扩展输入口 电路图电路图电路图电路图 功能线功能线功能线功能线RXDRXDTXDTXDDATADATACLKCLK80318031并入串出移位寄存器并入串出移位寄存器并入串出移位寄存器并入串出移位寄存器 RXD RXD 接移位寄存器的数据输出端接移位寄存器的数据输出端接移位寄存器的数据输出端接移位寄存器的数据输出端 TXD TXD 接移位寄存器的同步时钟端接移位寄存器的同步时钟端接移位寄存器的同
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