單片機(jī)串行通信雙通信

1、 在多機(jī)控制系統(tǒng)中，雙機(jī)通信是常見(jiàn)的應(yīng)用形式。 對(duì)講機(jī) 組裝at89c51單片機(jī)控制一個(gè)88 點(diǎn)陣字符顯示器的系統(tǒng)，逐字顯示“電子設(shè)計(jì)”四個(gè)字。 1、通信雙方硬件如何連接？ 2、通信雙方如何協(xié)調(diào)收發(fā)過(guò)程？9.1 串行通訊的基礎(chǔ)知識(shí)串行通訊的基礎(chǔ)知識(shí)9.2 at89c51的串行接口的串行接口1、并行與串行 并行：按照信息數(shù)據(jù)的基本單位，多位同時(shí)傳送的方式。 串行：按照信息數(shù)據(jù)的最小單位順序傳送的方式。2、同步與異步 同步通信：同步字符邀請(qǐng)并應(yīng)答進(jìn)入同步傳輸過(guò)程, 信息的各位二進(jìn)制碼之間都沒(méi)有間隔。 其基本特征是發(fā)送與接收時(shí)鐘始終保持嚴(yán)格同步。3、 波特率 4、串行通信的制式：?jiǎn)喂ぃ腚p工，全雙工

2、5、校驗(yàn)：奇偶校驗(yàn)，和校驗(yàn)，crc校驗(yàn) 異步通信是按幀傳送數(shù)據(jù), 它利用每一幀的起0、止信號(hào)1來(lái)建立發(fā)送與接收之間的同步。每幀內(nèi)部各位均采用固定的時(shí)間間隔, 但幀與幀之間的時(shí)間間隔是隨機(jī)的。其基本特征是每個(gè)字符必須用起始位和停止位作為字符開(kāi)始和結(jié)束的標(biāo)志, 它是以字符為單位一個(gè)個(gè)地發(fā)送和接收的。 9.2.1 串行口的控制串行口的控制9.2.2 串行口的工作方式串行口的工作方式9.2.3 多機(jī)通信多機(jī)通信 1、發(fā)送器和接收器、發(fā)送器和接收器sbuf 串行口緩沖器sbuf其內(nèi)部ram字節(jié)地址是99h。 在物理上, 它對(duì)應(yīng)著兩個(gè)獨(dú)立的寄存器, 一個(gè)發(fā)送寄存器, 一個(gè)接收寄存器。發(fā)送時(shí), 就是cpu寫(xiě)

3、入sbuf；接收時(shí), 就是讀取sbuf的過(guò)程。 2、串行口控制寄存器、串行口控制寄存器sconsconsm0 sm1 sm2rentb8rb8tiri位地址9fh9eh9dh9ch9bh9ah99h98h scon用于控制和監(jiān)視串行口的工作狀態(tài), 相應(yīng)的各位功能介紹如下: sm0、sm1: 用于定義串行口的操作模式, 兩個(gè)選擇位對(duì)應(yīng) 4 種模式。 sm2：多機(jī)通信時(shí)的接收允許標(biāo)志位。 在模式 2 和 3 中, 若sm2 = 1, 且接收到的第 9 位數(shù)據(jù)（rb8）是 0, 則接收中斷標(biāo)志（ri）不會(huì)被激活。在模式1中, 若sm2=1 且沒(méi)有接收到有效的停止位, 則 ri不會(huì)被激活。 在模式 0

4、 中, sm2 必須是 0。 串行口操作模式選擇串行口操作模式選擇 sm0 sm1 模式模式 功功 能能 波特率波特率 0 00 11 01 10123同步移位寄存器 8位uart 9位uart 9位uart fosc/12 可變fosc/64 或 fosc/32 可變 ren：串行接收允許位。由軟件置位或清零，1 ：允許接收；0：禁止接收。 tb8：在方式2或方式3中，是將要發(fā)送的第九位數(shù)據(jù)，由軟件置位或清零，它可作為數(shù)據(jù)奇偶校驗(yàn)位，也可在多機(jī)通信中作為地址幀或數(shù)據(jù)幀的標(biāo)志位使用。 rb8：在方式2或方式3中，是己接收到的第九位數(shù)據(jù)，可作為奇偶校驗(yàn)位。在多機(jī)通信中也可作為地址幀或數(shù)據(jù)幀的標(biāo)志

5、位。在方式1中，若sm2=0，則rb8是接收到的停止位。在方式0中，該位沒(méi)有用。 特殊功能寄存器pcon中, 只有一位（最高位）smod與串行口的工作有關(guān), 該位是串行口波特率系數(shù)的控制位: smod=1 時(shí), 波特率加倍, 否則不加倍。 pcon的地址為 87h, 不可位尋址, 因此初始化時(shí)需要字節(jié)傳送。 3、電源控制寄存器、電源控制寄存器pcon（1） 方式方式 0 輸出狀態(tài)。輸出狀態(tài)。 圖 9.11 外接移位寄存器輸出 1、方式、方式 0 同步移位寄存器，rxd 輸入輸出，先低位后高位，txd輸出移位時(shí)鐘。（2） 方式方式 0 輸入狀態(tài)。輸入狀態(tài)。 圖9.12 外接移位寄存器輸入 10位

6、異步通信接口。數(shù)據(jù)位由 p3.0 (rxd)端接收, 由p3.1(txd)端發(fā)送。波特率是可變的, 它取決于定時(shí)器 t1 的溢出速率及smod的狀態(tài)。 一位起始位0, 8位數(shù)據(jù)位（低位在前）和一位停止位1。 （1）方式方式1 發(fā)送過(guò)程。 用軟件清除 ti后, cpu執(zhí)行任何一條以 sbuf為目標(biāo)寄存器的指令, 就啟動(dòng)發(fā)送過(guò)程。數(shù)據(jù)由 txd引腳輸出, 此時(shí)的發(fā)送移位脈沖是由定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 t1 送來(lái)的溢出信號(hào)經(jīng)過(guò) 16 或 32 分頻而取得的。一幀信號(hào)發(fā)送完時(shí), 將置位發(fā)送中斷標(biāo)志ti=1, 向cpu申請(qǐng)中斷, 完成一次發(fā)送過(guò)程。 2、方式、方式1 (2）方式方式1 接收過(guò)程。 用軟件清除

7、ri后, 當(dāng)允許接收位 ren被置位 1 時(shí), 接收器以選定波特率的 16 倍的速率采樣 rxd引腳上的電平, 即在一個(gè)數(shù)據(jù)位期間有 16 個(gè)檢測(cè)脈沖, 并在第 7、 8、9 個(gè)脈沖期間采樣接收信號(hào), 然后用三中取二的原則確定檢測(cè)值, 以抑制干擾。 并且采樣是在每個(gè)數(shù)據(jù)位的中間, 避免了信號(hào)邊沿的波形失真造成的采樣錯(cuò)誤。當(dāng)檢測(cè)到有從“1”到“0”的負(fù)跳變時(shí), 則啟動(dòng)接收過(guò)程, 在接收移位脈沖的控制下, 接收完一幀信息。 當(dāng)最后一次移位脈沖產(chǎn)生時(shí)能滿足下列兩個(gè)條件: ri=0; 接收到的停止位為 1 或 sm2=0。 3.方式方式2 和方式和方式3。 串行口工作于方式方式2 和方式方式3 時(shí),

8、被定義為 9 位異步通信接口。 它們的每幀數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是 11 位的: 最低位是起始位（0）, 其后是 8 位數(shù)據(jù)位（低位在先）, 第 10 位是用戶(hù)定義位（scon中的 tb8或 rb8）, 最后一位是停止位（1）。方方式式2 和方式方式3 工作原理相似, 唯一的差別是方式方式2 的波特率是固定的, 即為 f / 32或 fosc / 64; 而方式方式3的波特率是可變的, 與定時(shí)器 t1的溢出率有關(guān)。 9.2.4 波特率波特率 串行口每秒鐘發(fā)送或接收的數(shù)據(jù)位數(shù)稱(chēng)為波特率。 假設(shè)發(fā)送一位數(shù)據(jù)所需時(shí)間為t, 則波特率為 1/t。 (1) 模式 0 的波特率等于單片機(jī)晶振頻率的 1/12, 即每個(gè)機(jī)

9、器周期接收或發(fā)送一位數(shù)據(jù)。 (2) 模式 2 的波特率與電源控制器pcon的最高位smod的寫(xiě)入值有關(guān): 即smod=0, 波特率為(1/64) fosc; smod=1, 波特率為（1/32）fosc。 6422smod晶振頻率的波特率模式 (3) 模式 1 和模式 3 的波特率除了與smod位有關(guān)之外, 還與定時(shí)器 t1 的溢出率有關(guān)。 定時(shí)器 t1 作為波特率發(fā)生器, 常選用定時(shí)方式 2（ 8 位重裝載初值方式）, 并且禁止 t1 中斷。此時(shí) th1 從初值計(jì)數(shù)到產(chǎn)生溢出, 它每秒鐘溢出的次數(shù)稱(chēng)為溢出率。 于是 ) 1256(12322322131thftoscsmodsmod的溢出率的波特率或模式表表 9.2 定時(shí)器定時(shí)器t1產(chǎn)生的常用波特率產(chǎn)生的常用波特率 假設(shè)某mcs - 51 單片機(jī)系統(tǒng), 串行口工作于方式方式3, 要求傳送波特率為1200 hz, 作為波特率發(fā)生器的定時(shí)器t1工作在方式 2 時(shí), 請(qǐng)求出計(jì)數(shù)初值為多少？ 設(shè)單片機(jī)的振蕩頻率為6 mhz。 因?yàn)榇锌诠ぷ饔诜绞椒绞? 時(shí)的波特率為 ) 1256(123223thfoscsmod的波特率模式所以 )2/32(122561smodoscfth波特率當(dāng)smod=0 時(shí), 初值th1=256-6106/(1 2001232/1) =243=0f3h當(dāng)smod=1 時(shí), 初值th1=256-6106/（