单片机原理与接口技术 教学课件 吴晓苏 张中明 第6章80C51单片机的串行通信.ppt

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1、第六章80C51系列单片机的串行通信单片机原理与接口技术单片机原理与接口技术【学习目标】1、理解串行通信的概念2、理解串行口的结构和工作原理3、理解串行口的4种工作方式【重点内容】1．异步通信和同步通信的概念2．串行通信的制式3．串行通信波特率的概念4．串行口的控制寄存器5．串行口的基本应用单片机原理与接口技术6.1串行通信概述计算机与外界信息交换称为通信。通信的基本方式可分为并行通信和串行通信：并行通信是数据的各位同时发送或同时接收；串行通信是数据的各位依次逐位发送或接收。并行通信优点:传送速度快缺点:不便长距

2、离传送串行通信优点:便于长距离传送缺点:传送速度较慢串行通信又可分为异步通信和同步通信6.1.1异步通信异步通信的数据或字符是分一帧一帧地传送，用一个起始位表示字符的开始，用停止位表示字符的结束。异步通信特点：速度低；硬件的要求较低，适用于数据的随机发送和接收。在单片机中主要采用异步通信方式6.1.2同步通信同步通信特点：数据块传递开始要用同步字符来指示，同时要求由时钟来实现发送端与接收端之间的同步，故硬件较复杂，适用于成批数据传送。同步通信由1～2个同步字符和多字节数据位组成，由同步字符作为起始位以触发同步时钟

3、开始发送或接收数据。6.1.3串行通信的制式通信双方都有发送器和接收器，且信道划分为发送信道和接收信道，可以实现甲方（乙方）同时发送和接收数据。1．单工制式甲乙双方通信时只能单向传输数据。2、半双工制式通信双方都有发送器和接收器，既可以发送也可以接收，但不能同时发送和接收。3．全双工制式6.1.4串行通信的传送速率例如数据传送的速率是120字符/s，而每个字符如上述规定包含10数位，则传送波特率为1200波特。在串行通信中，数据是按位传送的，传送速率用每秒传送数据的位数来表示，称为波特率或比特率，以波特为单位。1

4、波特=1位/秒（1 bit/s）6.280C51串行口6.2.180C51串行口结构1．两个数据缓冲器SBUF可实现同时发送、接收数据，两个缓冲器共用一个逻辑地址99H。但是一个只能被CPU读出数据，一个只能被CPU写入数据。2．两个移位寄存器CPU与接口之间按并行方式传输，而接口与外设之间按串行方式传输，要有“接收移位寄存器”（串→并）和“发送移位寄存器”（并→串）。3．串行控制寄存器SCON控制串行口的工作方式。4．定时器T1用作波特率发生器，用来产生接收和发送数据所需的移位脉冲。6.2.2串行口工作原理1．

5、串行口发送数据CPU执行MOVSBUF，A→启动发送过程，由硬件电路自动在字符的始、末加上起始位（低电平）、停止位（高电平），A中的数据送入SBUF→在发送控制器控制下，按设定的波特率，每来一个移位脉冲，数据移出一位，先发送一位起始位（低电平），再由低位到高位一位一位通过TXD（P3.1）把数据发送到外部电缆上，数据发送完毕，最后发一位停止位（高电平），一帧数据发送结束。发送控制寄存器通过或门向CPU发出中断请求（TI=1），CPU可以通过查询TI或者响应中断的方式，将下一帧数据送入SBUF，开始发送下一帧数据。

6、2．串行口接收数据RXD（P3.2）接收到一帧数据的起始信号（低电平），串行控制寄存器SCON向接收控制器发出允许接收信号，按设定的波特率，每来一个移位脉冲，将数据从RXD端移入一位，放在输入移位寄存器中，数据全部移入后，寄存器再将全部数据送入接收SBUF中，同时接收控制器通过或门向CPU发出中断请求（RI=1），CPU可以通过查询RI或者响应中断的方式，将接收SBUF中的数据取走（MOVA，SBUF），从而完成了一帧数据的接收。串行通信双方的移位速度必须一致，否则会造成数据位的丢失。因此，在设计串行程序时，通信

7、双方必须采用相同的波特率。注意：6.2.3串行口的控制寄存器1．串行控制寄存器SCON（字节地址为98H，地址位为98H～9FH）D7D6D5D4D3D2D1D0SM0SM1SM2RENTB8RB8TIRI（1）SM0和SM1——串口的工作方式选择位SM0SM1工作方式功能波特率0008位同步移位寄存器Fosc/1201110位UART可变10211位UARTFosc/64或Fosc/3211311位UART可变（2）SM2——多机通信控制位方式2和3中，若SM2=1且接收到的第9位数据（RB8）为0，则将接收到

8、的前8位数据丢弃，中断标志RB8不会被激活；若接收到的第9位数据（RB8）为1，则将接收到的前8位数据送入SBUF，且RI置位。若SM2=0，则无论第9位数据是1还是0，都将前8位数据送入SBUF，且RI置位。在工作方式0中，SM2必须为0。在工作方式1中，若SM2=1且没有接收到有效的停止位，则接收中断标志位RI不会被激活。此功能可用于多处理机通信。注意：（3）REN—