单片机的串行通讯技术介绍

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1、基本概念基本概念RS-232RS-232接口接口MCS-51MCS-51的串行接口的串行接口单片机与单片机之间的通信单片机与单片机之间的通信IICIIC总线总线第第章章串串行行口口通通信信技技术术 本章内容本章内容Single Chip Microcomputer1 1实训目的实训目的(1) 复习掌握定时器的功能和编程使用。(2) 理解串行通信与并行通信的两种方式。(3) 掌握串行通信的重要指标：字符帧和波特率。(4）初步了解MCS-51单片机串行口的使用方法。实训实训 单片机之间的双机通信单片机之间的双机通信 2 2实训引入实训引入 单片机间经常需要互相传递信息通信.3 3实训程序实训程序甲

2、机发送程序参考如下：甲机发送程序参考如下： MOV TMOD，#20H MOV TL1，#0F4H MOV TH1，#0F4H SETB TR1 MOV SCON，#40H MOV R0，#20H MOV R7，#08H START：MOV A，R0MOV SBUF,A WAIT: JBC TI,CONT AJMP WAIT CONT： INC R0 DJNZ R7,START SJMP $ 乙机接收及显示程序参考如下：乙机接收及显示程序参考如下：MOV TMOD，#20H MOV TL1，#0F4H MOV TH1，#0F4H SETB TR1 MOV SCON，#40H MOV R0，#2

3、0H MOV R7，#08H SETB RENWAIT: JBC RI,READ AJMP WAIT READ： MOV A,SBUF MOV R0,A INC R0 DJNZ R7,WAITDISP: LCALL DISPLAY SJMP DISP4. 4. 实训分析与总结实训分析与总结 分析程序可以看出，通信双方都有对单片机定时器的编程（注意发送、接收程序的前4条指令），而且双方对定时器的编程完全相同。这说明，MCS-51单片机在进行串行通信时，是与定时器的工作有关的。定时器用来设定串行通信数据的传输速度。在串行通信中，传输速度是用波特率来表征的，有关波特率与定时器的关系以及编程在8.3.

4、3节介绍。 MCS-51MCS-51单片机串行接口单片机串行接口一、串行通信概述一、串行通信概述1 1、什么叫串行通信？、什么叫串行通信？ 在生活中同学们排横队行走在生活中同学们排横队行走 并行；排纵队行走并行；排纵队行走 串行。串行。计算机中在传输信息、数据时也有并行、串行的问题。计算机中在传输信息、数据时也有并行、串行的问题。0010001001P1.0P1.1P1.2P1.3RXDTXD单片机单片机外设外设1外设外设2111111 0 1 01 0 0 0接收设备接收设备发送设备发送设备2、同步通信、异步通信、同步通信、异步通信 同步同步发送设备时钟与接收设备时钟严格一致。发送设备时钟与

5、接收设备时钟严格一致。校验字符校验字符2校验字符校验字符1 数 据数 据 n 数 据数 据 2 数 据数 据 1同步字符同步字符2同步字符同步字符1异步异步 发送时钟与接收时钟不一定相等。发送时钟与接收时钟不一定相等。空闲位空闲位停止位停止位奇偶校验位奇偶校验位58位数据位数据起始位起始位空闲位空闲位3、串行通信的方向、串行通信的方向单工单工 A 发发 B 发发半双工半双工 A 发发 收收 B 收收 发发例如：广播电台例如：广播电台 收音机收音机例如：例如： 对讲机对讲机全双工全双工 A 发发 收收 B 收收 发发例如：例如： 电话机电话机4、波特率、波特率即串行通信速率。即串行通信速率。 b

6、/s 、 bps 在异步通信中，单位时间内所传送的有效二进制位数在异步通信中，单位时间内所传送的有效二进制位数波特率。波特率。举例、设有一帧信息，举例、设有一帧信息，1个起始位、个起始位、8个数据位、个数据位、1个停止位，传输个停止位，传输速率为每秒速率为每秒240个字符。求波特率。个字符。求波特率。解：解：（181）240 = 2400 b/s = 2400波特。波特。 5、串行通信接口、串行通信接口发送：发送：CPUD7D6D5D4D3D2D1D0发送寄存器发送寄存器SBUF 0 1D0D1D2D3D4D5D6D7发送时钟发送时钟:接收接收:D0D1D2D3D4D5D6D7 1 0D7D6

7、D5D4D3D2D1D0CPU接收时钟接收时钟接收数据寄接收数据寄存器存器SBUF二、二、MCS-51机串行接口机串行接口单片机内有通用异步接收单片机内有通用异步接收/发送器发送器 UART。全双工，全双工，4种工作方式，波特率可编程设置，可中断。种工作方式，波特率可编程设置，可中断。 1、串口的组成、串口的组成 从编程角度讲来看主要由以下寄存器组成。从编程角度讲来看主要由以下寄存器组成。 SBUF 串行发送串行发送 / 接收数据缓冲器接收数据缓冲器 是两个物理单元，共用一个地址（是两个物理单元，共用一个地址（99H）SMODSMOD位用于决定波特率的倍数。位用于决定波特率的倍数。 0 20

8、= 1倍倍 1 21 = 2倍倍PCON 电源控制寄存器电源控制寄存器SCON 串行口控制寄存器串行口控制寄存器SM0SM1SM2RENTB8RB8 TI RITI / RI ：中断请求标志位（前面已讲过）中断请求标志位（前面已讲过）RB8：接收的第九位数接收的第九位数TB8：发送的第九位数发送的第九位数REN：允许接收控制位允许接收控制位SM2：多机通信控制位（常与多机通信控制位（常与RB8配合，决定是否激活配合，决定是否激活RI）SM0、SM1：工作方式选择位（四种工作方式）工作方式选择位（四种工作方式）内部结构框图51内部总线SBUF零检测器移位时钟START SHIFT 发送控制器TX

9、CLOCK TI SENDD S QCLSTART RI RECEIVERX 接收控制器 SHIFTCLOCK 1 1 1 1 1 1 1 0输入移位寄存器SBUF51内部总线读SBUF写SBUF串行口中断P3.1TXD装载SBUFREN/RIP3.0RXD串型口的工作模式和控制寄存器SCON SM0 SM1模式功 能波特率 0 00同步移位寄存器模式Fosc/12 0 111+8+1位异步通信UART可变 1 021+9+1位异步通信UARTFosc/64或/32 1 131+9+1位异步通信UART可变SM0 SM1SM2RENTB8RB8TIRI 模式选择 多机通讯位 允许接收位 发送、

10、接收第9位 发送、接收标志 2、串行口的工作方式、串行口的工作方式 （1）方式）方式0：同步移位寄存器方式：同步移位寄存器方式 波特率固定为波特率固定为fosc / 12 RXD 接收发送数据接收发送数据 TXD 产生同步移位脉冲产生同步移位脉冲 接收接收/发送完，置位发送完，置位RI / TI ，（，（要求要求SM2 = 0） D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7发送发送接收接收无起始位，无停止位无起始位，无停止位 。可用于并口的扩展。可用于并口的扩展。方式0内部结构框图51内部总线SBUF零检测器移位时钟START SHIFT 发送

11、控制器TXCLOCK TI SENDD S QCLSTART RI RECEIVERX 接收控制器 SHIFTCLOCK 1 1 1 1 1 1 1 0输入移位寄存器SBUF51内部总线读SBUF写SBUF串行口中断P3.1TXD装载SBUFREN/RIP3.0RXD(S6)Fosc/12（2）方式）方式1：8位位UART 波特率为（波特率为（2SMODT1的溢出率）的溢出率）/ 32 ，可变。，可变。 一帧信息一帧信息10位。位。D0D1D2D3D4D5D6D7停止位停止位起始位起始位发送发送D7D6D5D4D3D2D1D0起始位起始位停止位停止位接收接收送送 RB8发送完置位发送完置位TI