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1、单片机及接口技术串行口第1页，此课件共23页哦14141414151515151671671671671717171718181818191919192020202040404040393939393838383837373737363636361 1 1 12 2 2 23 3 3 34 4 4 45 5 5 56 6 6 67 7 7 78 8 8 89 9 9 910101010111111111212121213131313P1.0P1.0P1.0P1.0P1.1P1.1P1.1P1.1P1.2P1.2P1.2P1.2P1.3P1.3P1.3P1.3P1.4P1.4P1.4P1.4P1
2、.5P1.5P1.5P1.5P1.6P1.6P1.6P1.6P1.7P1.7P1.7P1.7R R R RX X X XD/P3.0D/P3.0D/P3.0D/P3.0T T T TX X X XD/P3.1D/P3.1D/P3.1D/P3.1INTINTINTINT0 0 0 0（平）（平）（平）（平）/P3.2/P3.2/P3.2/P3.2INTINTINTINT1 1 1 1（平）（平）（平）（平）/P3.3/P3.3/P3.3/P3.3T T T T0 0 0 0/P3.4/P3.4/P3.4/P3.4T T T T1 1 1 1/P3.5/P3.5/P3.5/P3.5WRWRWRWR
3、（平）（平）（平）（平）/P3.6/P3.6/P3.6/P3.6RDRDRDRD（平）（平）（平）（平）/P3.7/P3.7/P3.7/P3.780C3180C3180C3180C3180C5180C5180C5180C5187C5187C5187C5187C51353535353434343433333333323232323131313130303030292929292828282827272727262626262525252524242424232323232222222221212121RST/VRST/VRST/VRST/VPDPDPDPDXTALXTALXTALXTAL2 2
4、2 2XTALXTALXTALXTAL1 1 1 1V V V Vss ss ss ss(地地地地)V V V Vcccccccc(+5V(+5V(+5V(+5V电源电源电源电源)EA(EA(EA(EA(平平平平)/V)/V)/V)/VppppppppALE/PROGALE/PROGALE/PROGALE/PROG（平）（平）（平）（平）P P P PSENSENSENSEN（平）（平）（平）（平）P0.1/ADP0.1/ADP0.1/ADP0.1/AD1 1 1 1P0.0/ADP0.0/ADP0.0/ADP0.0/AD0 0 0 0P0.3/ADP0.3/ADP0.3/ADP0.3/AD3
5、 3 3 3P0.2/ADP0.2/ADP0.2/ADP0.2/AD2 2 2 2P0.5/ADP0.5/ADP0.5/ADP0.5/AD5 5 5 5P0.4/ADP0.4/ADP0.4/ADP0.4/AD4 4 4 4P0.7/ADP0.7/ADP0.7/ADP0.7/AD7 7 7 7P0.6/ADP0.6/ADP0.6/ADP0.6/AD6 6 6 6P2.7/AP2.7/AP2.7/AP2.7/A15151515P2.6/AP2.6/AP2.6/AP2.6/A14141414P2.5/AP2.5/AP2.5/AP2.5/A13131313P2.4/AP2.4/AP2.4/AP2.4/
6、A12121212P2.3/AP2.3/AP2.3/AP2.3/A11111111P2.2/AP2.2/AP2.2/AP2.2/A10101010P2.1/AP2.1/AP2.1/AP2.1/A9 9 9 9P2.0/AP2.0/AP2.0/AP2.0/A8 8 8 8石英石英石英石英晶体晶体晶体晶体第2页，此课件共23页哦串串行行接接口口1.1.串行通信概述串行通信概述串行通信概述串行通信概述异异异异步步步步通通通通信信信信ASNCASNCASNCASNC（Asynchronous Asynchronous Asynchronous Asynchronous Data Data Data D
7、ata CommunicationCommunicationCommunicationCommunication）：一一一一帧帧帧帧一一一一帧帧帧帧地地地地传传传传送送送送，按按按按照照照照约约约约定定定定的的的的帧帧帧帧格格格格式式式式来来来来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，硬硬硬硬件件件件结构简单，还能用校验位检验错误。结构简单，还能用校验位检验错误。结构简单，还能用校验位检验错误。结构简单，还能用校验位检验错误。同同同同步步步步通通通通信信信信SNCSNCSNCSNC（Synchronous Synchronous Synchronous Synchronous
8、 Data Data Data Data CommunicationCommunicationCommunicationCommunication）：用用用用同同同同步步步步字字字字符符符符来来来来指指指指示示示示数数数数据据据据传传传传输输输输开开开开始始始始。与与与与异异异异步步步步通通通通信信信信相相相相比比比比，没没没没有有有有帧帧帧帧开始和结束位，所以速度快。开始和结束位，所以速度快。开始和结束位，所以速度快。开始和结束位，所以速度快。单片机主要采用异步通信方式单片机主要采用异步通信方式单片机主要采用异步通信方式单片机主要采用异步通信方式 通通通通信信信信协协协协议议议议：指指指指在
9、在在在计计计计算算算算机机机机之之之之间间间间进进进进行行行行数数数数据据据据传传传传输输输输时时时时的的的的一一一一些些些些约约约约定，包括通信方式、波特率、应答的约定等。定，包括通信方式、波特率、应答的约定等。定，包括通信方式、波特率、应答的约定等。定，包括通信方式、波特率、应答的约定等。第3页，此课件共23页哦2 80C512 80C512 80C512 80C51串行口串行口串行口串行口定定时时器器/计计数数器器接收：从接收：从RxDRxD逐位接收数据逐位接收数据移位寄存器将接受到的位逐移位寄存器将接受到的位逐次移位次移位8 8位数据从移位寄存器送入位数据从移位寄存器送入SBUF SB
10、UF SBUFSBUF(99H)(99H)门门发送控制器发送控制器接收控制器接收控制器+串串行行控控制制寄寄 存存 器器SCONSCON(98H(98H）输入移位寄存器输入移位寄存器定时定时器器T1T1产生产生波特波特率率RxD(P3.0)RxD(P3.0)TxD(P3.1)TxD(P3.1)中断中断A A寄寄存器存器SBUFSBUF(99H)(99H)第4页，此课件共23页哦1）主要组成结构：）主要组成结构：a.串行口缓冲器串行口缓冲器SBUF（只能与寄存器（只能与寄存器A进行数据传送）进行数据传送）b.串行口控制寄存器串行口控制寄存器SCON（98H）c.引脚引脚TxD、RxDd.d.与波
11、特率相关的结构与波特率相关的结构 电源控制器电源控制器PCONPCON（87H87H）、定时）、定时/计数器计数器T1T1定定时时器器/计计数数器器第5页，此课件共23页哦2）SCON定定时时器器/计计数数器器位地位地址址9F9F9E9E9D9D9C9C9B9B9A9A99999898SCONSCONSM0SM0SM1SM1SM2SM2RENRENTB8TB8RB8RB8TITIRIRI(Serial(Serialmode)mode)方式控制方式控制多机通信多机通信1 1：多机：多机0 0：单机对：单机对单机单机用于方式用于方式2 2、3 3(Receive(Receive Enable)En
12、able)接收控制接收控制1 1：允许：允许0 0：禁止：禁止(Transmit(TransmitBit8)Bit8)发送数据发送数据第第9 9位位(Receive(ReceiveBit8)Bit8)接收数接收数据第据第9 9位位(Transmit(TransmitInterrupt)Interrupt)发送中断发送中断(Receive(Receive InterruptInterrupt)接收中接收中断断第6页，此课件共23页哦波特率波特率同步移位寄存器同步移位寄存器fOSC/1210位异步收发位异步收发由定时器由定时器T1控制控制11位异步收发位异步收发fOSC/32或或fOSC/64SM
13、0SM100方式方式001方式方式110方式方式211方式方式311位异步收发位异步收发由定时器由定时器T1控制控制串串行行接接口口3）串行口工作方式）串行口工作方式(1)(1)方式方式0 0：用于串行扩展接口，通用波特率：用于串行扩展接口，通用波特率fOSC/12第7页，此课件共23页哦(2)(2)方式方式1 1用用 于于 通通 用用 异异 步步 通通 信信 接接 口口（Universal AsynchronousReceiver/TransmitterUART），波波特特率率由由定定时时/计计数数器器T1的溢出率决定（的溢出率决定（T1工作于方式工作于方式2时作为波特率发生器）时作为波特率
14、发生器）串串行行接接口口第8页，此课件共23页哦a.a.方式方式1的波特率计算的波特率计算 设设T1的的初初始始值值为为X，因因为为T1工工作作于于方方式式2，所所以以是是8位重装的定时位重装的定时/计数器，其溢出计数次数：计数器，其溢出计数次数：28-X=256-X，计数一次消耗一个机器周期，计数一次消耗一个机器周期则溢出周期为：则溢出周期为：T=波特率波特率=串串行行接接口口溢出溢出16次或次或32次传输一个二进制位，则次传输一个二进制位，则其中其中SMOD为为PCON的最高位的最高位第9页，此课件共23页哦表表2.5.1定时器定时器1产生的常用波特率表产生的常用波特率表串串行行接接口口波
15、特率波特率振荡时钟频率振荡时钟频率FOSC/MHzSMOD定时器工作于方式定时器工作于方式2下的计数初值下的计数初值62.5K121FFH19.2K11.0591FDH9.6K11.0590FDH4.8K11.0590FAH2.4K11.0590F4H1.2K11.0590E8H137.511.98601DH1106072H第10页，此课件共23页哦位地址位地址PCON8ESMOD波特率选择波特率选择位位8D8C8B8A898887起始位起始位起始位起始位（0 0 0 0）D0D0D0D0D1D1D1D1D2D2D2D2D3D3D3D3D4D4D4D4D5D5D5D5D6D6D6D6D7D7D
16、7D7停止位停止位停止位停止位（1 1 1 1）b.PCON（注：不可位寻址）（注：不可位寻址）c.方式方式1的帧格式的帧格式串串行行接接口口第11页，此课件共23页哦发送发送：TI=0的条件下，发送电路自动在的条件下，发送电路自动在8位数据前后分别添加位数据前后分别添加起始位和停止位（共起始位和停止位（共10位）位）用用TxD线以波特率的速度逐位线以波特率的速度逐位发送一帧信息发送一帧信息发送完后自动维持发送完后自动维持TxD线为高电平（空闲位），线为高电平（空闲位），TI由硬件自动置位（由硬件自动置位（TI须用指令复位）。须用指令复位）。接收接收：RI=0、REN=1的条件下，接收电路自动
17、对的条件下，接收电路自动对RxD采样，采样，若若RxD由高变低，则认为由高变低，则认为RxD线上有起始位，开始接收数据，线上有起始位，开始接收数据，接收到一帧后，将接收到一帧后，将8 8位数据送入位数据送入SBUFSBUF。d.方式方式1的发送和接收操作的发送和接收操作串串行行接接口口第12页，此课件共23页哦(3)方式方式2和方式和方式3可可用用于于多多机机通通信信，或或可可用用奇奇偶偶校校验验，两两种种方方式式只只是是波波特特率率不同。不同。0 01 12 23 34 45 56 67 78 89 91010起起始始位位0 0D0D0D1D1D2D2D3D3D4D4D5D5D6D6D7D7
18、校验位校验位或数据或数据/地址地址控制位控制位停停止止位位1 1帧格式帧格式帧格式帧格式串串行行接接口口位位9：单机：单机单机通信可为奇偶校验位，多机通信单机通信可为奇偶校验位，多机通信（多个从机）则为数据（多个从机）则为数据/地址控制位。地址控制位。第13页，此课件共23页哦串串行行接接口口80C5180C51（主机）（主机）TXDTXDRXDRXD 80C51(80C51(从机从机1)1)RXDRXDTXDTXD 80C51(80C51(从机从机2)2)RXDRXDTXDTXD多机通信多机通信若从机的若从机的SM2=1SM2=1，则从机接受地址帧：，则从机接受地址帧：a.a.当从机的当从机
19、的RI=0RI=0、REN=1REN=1时，从机从时，从机从TxDTxD引脚接收，将引脚接收，将第第9 9位（数据位（数据/地址控制位）送入地址控制位）送入RB8RB8。b.b.若第若第9 9位为位为0 0，表示该帧为数据帧，丢弃，表示该帧为数据帧，丢弃c.c.若第若第9 9位为位为1 1，表示该帧为地址帧，表示该帧为地址帧，RI=1RI=1，产生中断请，产生中断请求。从机求。从机CPUCPU将该帧地址与本从机地址比较，若一致，说明将该帧地址与本从机地址比较，若一致，说明主机要和本从机通信，重新设置主机要和本从机通信，重新设置SM2=0 SM2=0 第14页，此课件共23页哦串串行行接接口口若
20、从机的若从机的SM2=0SM2=0，则主从机的数据通信：，则主从机的数据通信：a.a.发送：发送：TI=0TI=0时，将发送的时，将发送的8 8位数据装入位数据装入SBUFSBUF，第，第9 9位数位数据（奇偶校验位）装入据（奇偶校验位）装入SCONSCON的的RB8RB8从从TxDTxD发送完一发送完一帧，帧，TITI自动硬件置自动硬件置1 1。b.b.接收：接收：RI=0RI=0、REN=1REN=1时，从时，从RxDRxD接收完一帧，第接收完一帧，第9 9位送位送RB8RB8，RIRI置置1 1 方式方式2 2的波特率的波特率=方式方式3 3的波特率与方式的波特率与方式1 1相同相同 第
21、15页，此课件共23页哦3 3 单片机串行口应用举例单片机串行口应用举例 例题例题6.1 6.1 用查询法编出串行口在方式用查询法编出串行口在方式2 2下的数据发送程序。下的数据发送程序。设单片机主频为设单片机主频为6MHz6MHz，波特率为，波特率为f fOSCOSC/32/32，发送字符块地址，发送字符块地址为为TBLOCKTBLOCK（片内（片内RAMRAM），字符块长度为），字符块长度为LENLEN。要求采用。要求采用奇校验。奇校验。串串行行接接口口SM0SM1SM2RENTB8RB8TI10解：解：SCON的初始值：的初始值：第16页，此课件共23页哦TXDTXD：MOV SCONM
22、OV SCON，#80H#80H ;设置串行口工作方式设置串行口工作方式 MOV PCONMOV PCON，#80H#80H ;SMOD;SMOD置置1 1，以得到所需波特率，以得到所需波特率 MOV R0MOV R0，#TBLOCK#TBLOCK ;设指针设指针 MOV R7MOV R7，#LEN#LEN ;设循环次数设循环次数LP LP：CLR TICLR TI MOV A MOV A，R0R0 CPL P CPL P ;得到奇偶校验位得到奇偶校验位 MOV C,PMOV C,P MOV TB8,C MOV TB8,C ;设置设置TB8TB8 MOV SBUFMOV SBUF，A A ;启
23、动发送启动发送 JNB TIJNB TI，$;等待发送完一个字节等待发送完一个字节 INC R0INC R0 DJNZ R7 DJNZ R7，LPLP RET RET 串串行行接接口口第17页，此课件共23页哦例题例题6.2 6.2 利用利用80C5180C51的串行口的串行口UARTUART实现一个数据块的发送。实现一个数据块的发送。设发送数据缓冲区首地址为片内设发送数据缓冲区首地址为片内RAM 50HRAM 50H，发送数据字节，发送数据字节数为数为10H10H，串行口工作于方式，串行口工作于方式1 1，选定波特率为，选定波特率为12001200，时钟频，时钟频率为率为11.0529MHz
24、11.0529MHz。串串行行接接口口SM0SM1SM2RENTB8RB8TI01解：解：1）设置工作方式字）设置工作方式字SCON：40H第18页，此课件共23页哦串串行行接接口口2）设置波特率（即选择）设置波特率（即选择SMOD和定时器和定时器1的定时初值）的定时初值）查教材查教材P149表表5-10得：得：SMOD=0；TL1=TH1=E8H设置定时器工作方式字设置定时器工作方式字(定时器定时器1工作于方式工作于方式2)：TMOD=20H定时器定时器定时器定时器1 1定时器定时器定时器定时器0 0GATEGATEC/T(C/T(平平平平)M1M1M0M0GATEGATEC/T(C/T(平
25、平平平)M1M1M0M00 00 01 10 00 00 00 00 0第19页，此课件共23页哦TXDTXD：MOV SCONMOV SCON，#40H#40H ;设置串行口工作方式设置串行口工作方式 MOV PCONMOV PCON，#00H#00H ;SMOD ;SMOD清清0 0 MOV TL1 MOV TL1，#E8H#E8H MOV TH1,#E8H MOV TH1,#E8H MOV TMOD,#20H MOV TMOD,#20H MOV R0 MOV R0，#50H ;#50H ;设指针设指针 MOV R7MOV R7，#10H ;#10H ;设循环次数设循环次数 SETB TR
26、1 ;SETB TR1 ;启动定时启动定时LP :MOV ALP :MOV A，R0R0 MOV SBUFMOV SBUF，A A ;启动发送启动发送 JNB TIJNB TI，$;等待发送结束等待发送结束 CLR TICLR TI INC R0 INC R0 DJNZ R7 DJNZ R7，LPLP RET RET 串串行行接接口口3）编写代码）编写代码第20页，此课件共23页哦例题例题6.3 6.3 利用利用80C5180C51的串行口的串行口UARTUART实现一个数据块的接收。设实现一个数据块的接收。设接收数据缓冲区首地址为片内接收数据缓冲区首地址为片内RAM 40HRAM 40H，接
27、收数据字节数，接收数据字节数为为10H10H，串行口工作于方式，串行口工作于方式2 2，波特率为，波特率为f fOSCOSC/32/32。串串行行接接口口SM0SM1SM2RENTB8RB8TI10解：解：1）设置工作方式字）设置工作方式字SCON：80H2）设置波特率：）设置波特率：SMOD=1；课11第21页，此课件共23页哦串串行行接接口口RXDRXD：MOV SCONMOV SCON，#80H#80H ;设置串行口工作方式设置串行口工作方式 MOV PCONMOV PCON，#80H#80H ;SMOD ;SMOD置置1 1 MOV R0 MOV R0，#40H ;#40H ;设指针设指针 MOV R7MOV R7，#10H ;#10H ;设循环次数设循环次数 SETB REN ;SETB REN ;启动接收启动接收LP :JNB TI,LP :JNB TI,$;等待接收完一个字节等待接收完一个字节 CLR TI CLR TI MOV A,BUFMOV A,BUF MOV R0,A MOV R0,A INC R0 INC R0 DJNZ R7 DJNZ R7，LPLP RET RET 3）编写代码）编写代码课11第22页，此课件共23页哦本节小结本节小结第23页，此课件共23页哦