單片機及接口技術10(第五章)課件

一、串行通信的基本概念*二、單片機中的串行口*三、USART串行通信接口芯片8251A*第五章串行通信一、串行通信的基本概念*第五章串行通信兩種基本形式——同步與異步傳輸速率——比特率與波特率單工與雙工方式調制與解調串行通信中的校驗方式串行通信的接口標準—RS232C，422，423,485一、串行通信的基本概念兩種基本形式——同步與異步一、串行通信的基本概念同步傳輸：·連續(xù)串行傳送數(shù)據(jù)的通信方式，一次通信只傳送一幀信息；·發(fā)送方與接收方使用同一時鐘。同步通信信息幀格式：·同步字符用于確認數(shù)據(jù)字符的開始，起起始同步的作用；·校驗字符有1-2個，用于校驗接受數(shù)據(jù)字符的正確性1、同步與異步同步字符數(shù)據(jù)流校驗同步傳輸：1、同步與異步同步字符數(shù)據(jù)流校驗異步傳輸：·發(fā)送方與接受方不使用同一時鐘，其時鐘源彼此獨立；·通過字符幀格式協(xié)調數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。異步通信字符幀格式：P1105——8位起始位數(shù)據(jù)校驗位停止位1、同步與異步（低位在前）異步傳輸：P1105——8位起始位數(shù)據(jù)校驗位停止2、傳輸速率與波特率傳輸速率：

每秒鐘傳送二進制數(shù)碼的位數(shù)，用于表征數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣?。（單位是b/s）波特率（比特率）：

每秒鐘傳送離散信號的數(shù)目，也稱調制信號的傳輸率，和調制方式有關。調幅、調頻情況下，波特率和傳輸速率相同；調相情況下，波特率與傳輸率有區(qū)別。

異步通信的波特率在50~9600b/s之間，常為時鐘頻率的1/16或1/64。2、傳輸速率與波特率傳輸速率：3、串行通信的制式全雙工

有兩個獨立的通信回路，需三條信號線。半雙工

只有一個通信回路，需兩條信號線。單工

只能單方向傳輸信號。3、串行通信的制式全雙工4、調制與解調調制：

數(shù)字信號轉換成模擬信號進行傳輸?shù)募夹g。調制的幾種形式：

ASK（調幅）:用幅值大小區(qū)分0、1信號；

FSK（調頻）：用頻率變化區(qū)分0、1信號；

PSK（調相）：用相位變化區(qū)分0、1信號。解調：

將數(shù)字信號從接收到的調制模擬信號中檢出的技術。信號傳輸形式：

原信號傳輸——基帶傳輸（數(shù)字信號傳輸）模擬信號傳輸——寬帶傳輸（數(shù)字信號轉換為模擬信號進行傳輸，一條信號線上可同時傳送多組數(shù)字信號）4、調制與解調調制：奇偶校驗方式（異步通信中使用）

發(fā)送的數(shù)據(jù)和校驗位中“1”的個數(shù)為奇數(shù)（奇校驗）或偶數(shù)（偶校驗）。校驗和方式

發(fā)送數(shù)據(jù)求和，保留低8位或16位做校驗。CRC碼校驗方式（CyclicRedundancyCheck,循環(huán)冗余校驗）

發(fā)送數(shù)據(jù)被生成多項式除，用余式做校驗。5、校驗方式奇偶校驗方式（異步通信中使用）5、校驗方式RS—232C標準接口·是美國電子工業(yè)協(xié)會（EIA）與Bell等公司在1969年開發(fā)并公布的一種按位進行通信的總線標準，適用于同步和異步方式。·是一種DTE（DataTerminalEquipment)和DCE

(DataCommunicationEquipment)之間的信號傳輸線。6、串行通信接口標準RS—232C標準接口6、串行通信接口標準6、串行通信接口標準(1)RS—232C標準接口電氣性能：

電平：采用負邏輯15V

邏輯1：-3V—-15V

邏輯0：+3V—+15V

接收器輸入阻抗：3—7KΩ

驅動器轉換速率：〈30V/s

信號線上最大負載電容：〈2500pf最大電纜長度為30m

最高傳輸速率：20KB/S6、串行通信接口標準(1)RS—232C標準接口電氣性能：(2)信號線分配及定義標準25pinD型插座

1.GND

機架地（保護地）

2.TxD

發(fā)送數(shù)據(jù)端

3.RxD

接收數(shù)據(jù)端

4.RTS

請求發(fā)送 Request-To-Send 5.CTS

清除發(fā)送 Clear-To-Send 6.DSR

數(shù)據(jù)設備準備好 Data-Set-Ready 7.SGND

信號地

8.DCD

載波檢測 Data-Carrier-Detect 20.DTR

數(shù)據(jù)終端準備好Data-Terminal-Ready 22.RI

振鈴指示(2)信號線分配及定義標準25pinD型插座(3)RS-232C的接線形式

2.TxD

TxD 3.RxD

RxD 4.RTS

RTS

5.CTS CTS

6.DSR

DSR 7.SGND

SGND 8.DCD

DCD 20.DTR DTR(3)RS-232C的接線形式(3)RS-232C的接線形式

2.TxD

TxD 3.RxD

RxD 4.RTS

RTS

5.CTS CTS

6.DSR

DSR 7.SGND

SGND 8.DCD

DCD 20.DTR DTR(3)RS-232C的接線形式RS—422A接口

平衡式差分傳送RS—423接口 非平衡式差分傳送RS—485接口是RS-422A的變形，區(qū)別是：RS-422A為全雙工，采用兩對平衡差分信號線；RS-485為半雙工，采用一對差分信號線，對于多站互連十分方便。

6、串行通信接口標準RS—422A接口6、串行通信接口標準二、單片機中的串行口結構原理T1發(fā)送中斷

TXD串行輸出 （P3.1)

內部總線移位時鐘

RXD串行輸入 （P3.0）

RI接收中斷發(fā)送SBUF接收SBUF輸入移位寄存器輸出移位寄存器二、單片機中的串行口結構原理1、串行口控制寄存器SCON的格式

SM0SM1SM2RENTB8RB8TIRI功能SM0和SM1：串行口方式控制位，決定工作方式。

SM0SM1方式具體功能 波特率

0 0 方式08位移位寄存器FOSC的/1201 方式110位異步收發(fā)

可調

10方式211位異步收發(fā)FOSC的1/64或1/3211方式311位異步收發(fā)

可調

1、串行口控制寄存器SCON的格式SM2:

允許方式2和方式3進行多機通信控制位。

在方式2或方式3下：如SM2=0,串行口以單機發(fā)送或接收方式工作，TI和RI以正常方式被激活，但不會引起中斷請求（只能采用查詢法進行數(shù)據(jù)傳送）；若SM2=1且RB8=1時，RI不僅被激活而且可以向CPU請求中斷；若接收到的第9位數(shù)據(jù)(RB8)為0,不激活RI。

在方式1時，SM2應設置為0，此時只有收到有效停止位時才會激活RI，若沒有接收到停止位，則RI清0。

在方式0中，SM2不用，應設置為0。SM2:允許方式2和方式3進行多機通信控制位。REN：允許串行接收控制位。軟件置1允許接收，若為0則禁止接收。TB8：用于在方式2和方式3時存放發(fā)送的第9位數(shù)據(jù)。（1或0）由軟件置位或復位。RB8：用于在方式2和方式3時存放接收到的第9位數(shù)據(jù)；在方式1下，若SM2=0，則RB8用于存放接收到的停止位。在方式0下，不使用RB8。TI：發(fā)送中斷標志位。發(fā)送前必須由軟件清0。RI：接收中斷標志位。必須由軟件清0REN：允許串行接收控制位。2、串行口工作方式(1)方式0：

SM0=0，SM1=0，SM2=0

移位寄存器方式：RXD輸入/輸出，TXD輸出同步移位脈沖。波特率=fosc/12（固定）。

數(shù)據(jù)格式：8位，低位在先。

波形圖：（方式0發(fā)送）

寫入SBUFSENDSHIFTRXD(OUT)D0D1D2D3D4D5D6D7TXDTI

同步脈沖2、串行口工作方式(1)方式0：SM0=0，SM1=0，方式0接收（REN=1，RI=0） 清SCON中的RI位RIRECEIVESHIFTRXD(IN) D0D1D2D3D4D5D6D7TXD(2)方式1：SM0=0，SM1=1

8位異步通信口：RXD接收數(shù)據(jù)，TXD發(fā)送數(shù)據(jù)。波特率可變，由定時器控制。

數(shù)據(jù)格式：每幀10位，1位起始位，8位數(shù)據(jù)，1位停止位。數(shù)據(jù)位低位在先。同步脈沖方式0接收（REN=1，RI=0）同步脈沖方式1發(fā)送TXCLK

寫入SBUF SENDSHIFTTXD起始位

D0D1D2D3D4D5D6D7停止位TI方式1接收（RI=0，SM2=0或接收到停止位1數(shù)據(jù)有效）RXCLKRXD

起始位

D0D1D2D3D4D5D6D7停止位SHIFTRI單片機及接口技術10(第五章)課件(3)方式2

SM0=1，SM1=0

9位異步通信口。

數(shù)據(jù)格式：每幀11位，1位起始位，8位數(shù)據(jù)，1位可編程位，1位停止位。數(shù)據(jù)位低位在先。發(fā)送時可編程位（TB8）送出0或1，接收時可編程位送入SCON中的RB8。(3)方式2SM0=1，SM1=0(3)方式2

SM0=1，SM1=0發(fā)送：TXD輸出。CPU執(zhí)行寫SBUF指令后開始發(fā)送，送完一幀后，TI置1，在發(fā)送下一幀之前，TI必須清零（由中斷服務程序或查詢程序）。接收：當REN=1時，允許接收數(shù)據(jù)。檢測到RXD端有負跳變并確認起始位后，開始接收數(shù)據(jù)。當收到第9位數(shù)據(jù)后，若(1)RI=0；（2)SM2=0或第9位數(shù)據(jù)=1，則接收數(shù)據(jù)有效，8位數(shù)據(jù)送入SBUF，第9位數(shù)據(jù)送入RB8，并使RI=1。否則接收數(shù)據(jù)丟失。(4)方式3SM0=1，SM1=1同方式2，只是通信波特率不同。(3)方式2SM0=1，SM1=0方式0：

波特率是固定的，其值為fosc/12。方式2：

波特率=2smod.fosc/64方式3:(同方式1)

波特率由定時器T1或T0的溢出率決定，是可變的。

波特率=2smod.T1溢出率/32T1溢出率=fosc[1/(2k-初值)]/12;k為定時器T1的位數(shù)。

注：定時器T1或T0通常工作于方式2。4、波特率的計算與設置方式0：4、波特率的計算與設置串行口常用波特率及T1初值（方式1和方式3時）常用波特率時鐘頻率FOSCSMOD計/定方式計/定初值19.2K9.6K4.8K2.4K1.2K60011011.0592MHz11.0592MHz11.0592MHz11.0592MHz11.0592MHz11.0592MHz6MHz10000002222222FDHFDHFAHF4HE8HD0H72H串行口常用波特率及T1初值（方式1和方式3時）常用波特率時鐘(三)串行口的應用串行口在方式0下的應用在方式0下，串行口可被設置成并入串出的輸出口（需外接一片8位串行輸入并行輸出的同步移位寄存器）或串入并出的輸入口（需外接一片8位并行輸入串行輸出的同步移位寄存器）。

串行口在其他方式下的應用

方式1為10位異步通信，有8位數(shù)據(jù)位，不可用于多機通信。

方式2和方式3為11位異步通信，有9位數(shù)據(jù)位，可在多機方式下通信（SM2=1）。(三)串行口的應用串行口在方式0下的應用8031RXDTXDP1.0DATACD4090CLKSTB例題：根據(jù)下圖的線路連接，編寫發(fā)光二極管自左至右以一定速度輪流顯示的程序。設發(fā)光二極管為共陰極接法。

CD4049——8位串行輸入并行輸出的同步移位寄存器,STB為控制端（0—串行輸入數(shù)據(jù)且并行輸出端關閉，1—并行輸出數(shù)據(jù)且串行輸入端關閉）。8031DATACD4090例題：根據(jù)下圖的線路解：ORG2000H MOVSCON，#00H;令串行口為方式0 MOVIE，#90H;開串行口中斷 CLRP1.0;禁止CD4094并行輸出 MOVA，#80H

;起始顯示碼送A MOVSBUF，A;

8031串行輸出LOOP：SJMPLOOP;等待串行口輸出完ORG0023H AJMPSBV ;轉SBV ORG0100HSBV：SETBP1.0 ;點亮發(fā)光管 ACALLDELAY;點亮一段時間 CLRTI ;清發(fā)送中斷標志 RRA ;準備點亮下一位CLRP1.0;滅顯示MOVSBUF，A;串行口輸出

RETIDELAY：;延時程序： END解：ORG2000HDELAY：例題：根據(jù)下圖的線路連接，編寫串行輸入開關量并存入20H單元的程序。要求：控制開關KC斷開（KC=1）時8031處于等待狀態(tài)，KC合上時8031開始輸入并進行模擬。KC8031RXDTXDP1.1P1.0Q8CD4014CLKP/SCD4014——并行輸入串行輸出的同步移位寄存器,P/S為控制端（0—串行輸出且并行輸入端關閉，1—并行輸入數(shù)據(jù)且串行輸出端關閉）。例題：根據(jù)下圖的線路連接，編寫串行輸入開關量并存入20H單元解：ORG2000H START：JBP1.0,$;若KC斷開，則等待SETBP1.1;令CD4014并行輸入開關量CLRP1.1;CD4014開始串行輸出MOVSCON，#10H;令串行口為方式0，啟動接收

JNBRI,$;等待接收

CLRRI;若接收已完，則請RI MOVA，SBUF;開關量送累加器A MOV20H，A;存入內存 ACALLOTHPRO;轉其他程序 SJMPSTART;準備下次開關量輸入

END解：ORG2000H例題：請用中斷法編出串行口在方式1下的發(fā)送程序。設單片機主頻為6MHz，定時器T1用作波特率發(fā)生器，波特率為2400b/s，發(fā)送字符塊在內部RAM的起始地址為TBLOCK，字符塊長度為LEN。要求奇校驗位在數(shù)據(jù)第8位發(fā)送。字符塊長度LEN率先發(fā)送。

例題：請用中斷法編出串行口在方式1下的發(fā)送程序。設單片機主頻開始定時器T1初始化（波特率設置并啟動T1）串行口為方式1字符塊起始地址送R0字符塊長度字節(jié)送R2發(fā)送字符塊長度字節(jié)開CPU中斷開串行口中斷主程序流程圖發(fā)送中斷服務程序流程圖關串行口中斷發(fā)送字符送A形成奇校驗位添加到第8數(shù)據(jù)位啟動串行口發(fā)送所有字符發(fā)完？字符塊指針加1中斷返回停止發(fā)送YN開始定時器T1初始化串行口為方式1字符塊起始地址送R0發(fā)送字例題：請用查詢法編出串行口在方式3下的接收程序。設單片機主頻為6MHz，波特率為2400b/s，接收數(shù)據(jù)區(qū)起始地址為RBLOCK（內部RAM），接收數(shù)據(jù)塊長度字節(jié)由始發(fā)端發(fā)送來。要求采用累加和校驗。例題：請用查詢法編出串行口在方式3下的接收程序。設單片機主頻主程序流程圖開始定時器T1方式2設置時間常數(shù)初值啟動T1串行口為方式3SMOD=1接收數(shù)據(jù)區(qū)起始地址送R0累加和寄存器R3清零調用接收子程序停機主程序流程圖開始定時器T1方式2串行口為方式3接收數(shù)據(jù)區(qū)起始接收子程序流程圖返回清除RI比較兩個累加和YN清楚RI清RI數(shù)據(jù)塊長度字節(jié)存R2求累加和并送R3數(shù)據(jù)塊長度字節(jié)接收完？清RI收到字符存入內存求累加和并送入R3接收數(shù)據(jù)區(qū)指針加1一個字符幀接收完？N全部字符收完？NYY累加和字節(jié)收完？N相等？YERRORYN接收子程序流程圖返回清除RIYN清楚RI清RI數(shù)據(jù)塊長度字節(jié)(四)串行通訊中的多機通訊硬件連接TxD

RxD

8051

（主）TxDRxD8051

（從0）TxDRxD8051

（從n）(四)串行通訊中的多機通訊硬件連接TxDTxD工作流程方式2或3，主機SM2=0，TB8=1——傳送地址信息 TB8=0——傳送數(shù)據(jù)信息。 從機SM2=1——從機只接收地址幀。從機SM2=0——既接收地址幀又接收數(shù)據(jù)幀。工作流程SM2=0，對于地址信息和數(shù)據(jù)信息都接收。·全部從機將SM2設為1，處于只接收地址幀狀態(tài)?！ぶ鳈C首先發(fā)送地址信息，并置TB8=1?！臋C收到地址幀后，和自己本機地址比較。若相等，則為被尋址機，將自己的SM2清零，準備接受下面的數(shù)據(jù)。若地址不等，維持SM2=1，對后面的數(shù)據(jù)不理睬。·主機在地址發(fā)完后，發(fā)送數(shù)據(jù)幀，并使TB8=0。·改變從機時，主機再發(fā)送地址幀（TB8=1），原來的從機使自己的SM2=1，結束接收數(shù)據(jù)。SM2=0，對于地址信息和數(shù)據(jù)信息都接收。UART(異步通用收發(fā)器)基本結構:

發(fā)送器:TDR+TSR控制器:命令與狀態(tài)接收器:RDR+RSR接收過程:(設K=16)發(fā)送器接收器控制器緩沖器三、UART和USARTUART(異步通用收發(fā)器)發(fā)送器接收器控制器緩沖器三1、USART串行通信接口芯片8251A結構框圖發(fā)送緩沖器發(fā)送控制器接收緩沖器接收控制器數(shù)據(jù)總線緩沖器讀/寫控制邏輯調制解調控制器RESETCLKC/DRDWRCSDSRCTSDTRRTSTxDTxRDYTxEMPTYTxCRxDRxRDYRxCSYNDET/BD1、USART串行通信接口芯片8251A結構框圖發(fā)送緩沖器發(fā)8251A的引腳

CSC/DRDWR 操作

0001接收數(shù)據(jù)寄存器DB0010 DB發(fā)送數(shù)據(jù)寄存器

0101 狀態(tài)寄存器DB0110 DB命令寄存器或控制寄存器

1XXX8251A的DB為三態(tài)

011X 8251A的DB為三態(tài)TxRDY：發(fā)送器準備好RxRDY：接收器準備好SYNDET：同步檢測信號DTR：數(shù)據(jù)終端準備好DSR：數(shù)據(jù)設備準備好RTS：請求發(fā)送信號 CTS：清除請求發(fā)送信號8251A的引腳CSC/DRDWR2、初始化編程方式寄存器

S2S1EPPENL2L1B2B1波特率系數(shù)00：同步方式01：異步K=110：K=1611：K=64字符長度00：5位01：6位10：7位11：8位校驗x0：無校驗01：奇校驗11：偶校驗同步控制x0:內同步x1:外同步0x:雙同步1x:單同步幀控制00:不確定01:1位停止位10:3/2位停止位11:2位停止位N同步Y2、初始化編程方式寄存器S2S1控制寄存器

1:發(fā)送允許

1:使DTR輸出為0 1:接收允許1:內部復位送中止符1使TxD輸出為01使出錯標志復位(PE,OE,FE)搜索方式1:進行同步符搜索

EHIRRTSERSBRKRxEDTRTxEN請求發(fā)送1:使RTS輸出為0控制寄存器 送中止符1使出錯標搜索方式EH狀態(tài)字FE=1幀錯

OE=1脫碼錯

PE=1奇偶錯DSR，SYNDET，TxE，RxRDY，TxRDY同引腳定義

DSRSYNDETFEOEPETxERxRDYTxRDY狀態(tài)字DSRSYNDETFEO編程框圖同步方式輸入控制字IR=1傳送結束輸入方式字NY數(shù)據(jù)傳送NNY輸入第二同步符輸入第一同步符雙同步YNY編程框圖同步方式輸入控制字IR=1傳送結束輸入方式字NY數(shù)據(jù)3、Xon/Xoff規(guī)約發(fā)送方流程初始化接收字符發(fā)送完11HN發(fā)送一字符Y有可接收字符N結束Y停止發(fā)送YNN13HY3、Xon/Xoff規(guī)約發(fā)送方流程初始化接收字符發(fā)送完11H接收完初始化準備好接收發(fā)送11H接收一字符需要暫停接收發(fā)送13H結束YNNYNY接收程序流程接收完初始化準備好接收發(fā)送11H接收一字符需要暫停接收發(fā)送1謝謝大家！謝謝大家！一、串行通信的基本概念*二、單片機中的串行口*三、USART串行通信接口芯片8251A*第五章串行通信一、串行通信的基本概念*第五章串行通信兩種基本形式——同步與異步傳輸速率——比特率與波特率單工與雙工方式調制與解調串行通信中的校驗方式串行通信的接口標準—RS232C，422，423,485一、串行通信的基本概念兩種基本形式——同步與異步一、串行通信的基本概念同步傳輸：·連續(xù)串行傳送數(shù)據(jù)的通信方式，一次通信只傳送一幀信息；·發(fā)送方與接收方使用同一時鐘。同步通信信息幀格式：·同步字符用于確認數(shù)據(jù)字符的開始，起起始同步的作用；·校驗字符有1-2個，用于校驗接受數(shù)據(jù)字符的正確性1、同步與異步同步字符數(shù)據(jù)流校驗同步傳輸：1、同步與異步同步字符數(shù)據(jù)流校驗異步傳輸：·發(fā)送方與接受方不使用同一時鐘，其時鐘源彼此獨立；·通過字符幀格式協(xié)調數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。異步通信字符幀格式：P1105——8位起始位數(shù)據(jù)校驗位停止位1、同步與異步（低位在前）異步傳輸：P1105——8位起始位數(shù)據(jù)校驗位停止2、傳輸速率與波特率傳輸速率：

每秒鐘傳送二進制數(shù)碼的位數(shù)，用于表征數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣?。（單位是b/s）波特率（比特率）：

每秒鐘傳送離散信號的數(shù)目，也稱調制信號的傳輸率，和調制方式有關。調幅、調頻情況下，波特率和傳輸速率相同；調相情況下，波特率與傳輸率有區(qū)別。

異步通信的波特率在50~9600b/s之間，常為時鐘頻率的1/16或1/64。2、傳輸速率與波特率傳輸速率：3、串行通信的制式全雙工

有兩個獨立的通信回路，需三條信號線。半雙工

只有一個通信回路，需兩條信號線。單工

只能單方向傳輸信號。3、串行通信的制式全雙工4、調制與解調調制：

數(shù)字信號轉換成模擬信號進行傳輸?shù)募夹g。調制的幾種形式：

ASK（調幅）:用幅值大小區(qū)分0、1信號；

FSK（調頻）：用頻率變化區(qū)分0、1信號；

PSK（調相）：用相位變化區(qū)分0、1信號。解調：

將數(shù)字信號從接收到的調制模擬信號中檢出的技術。信號傳輸形式：

原信號傳輸——基帶傳輸（數(shù)字信號傳輸）模擬信號傳輸——寬帶傳輸（數(shù)字信號轉換為模擬信號進行傳輸，一條信號線上可同時傳送多組數(shù)字信號）4、調制與解調調制：奇偶校驗方式（異步通信中使用）

發(fā)送的數(shù)據(jù)和校驗位中“1”的個數(shù)為奇數(shù)（奇校驗）或偶數(shù)（偶校驗）。校驗和方式

發(fā)送數(shù)據(jù)求和，保留低8位或16位做校驗。CRC碼校驗方式（CyclicRedundancyCheck,循環(huán)冗余校驗）

發(fā)送數(shù)據(jù)被生成多項式除，用余式做校驗。5、校驗方式奇偶校驗方式（異步通信中使用）5、校驗方式RS—232C標準接口·是美國電子工業(yè)協(xié)會（EIA）與Bell等公司在1969年開發(fā)并公布的一種按位進行通信的總線標準，適用于同步和異步方式。·是一種DTE（DataTerminalEquipment)和DCE

(DataCommunicationEquipment)之間的信號傳輸線。6、串行通信接口標準RS—232C標準接口6、串行通信接口標準6、串行通信接口標準(1)RS—232C標準接口電氣性能：

電平：采用負邏輯15V

邏輯1：-3V—-15V

邏輯0：+3V—+15V

接收器輸入阻抗：3—7KΩ

驅動器轉換速率：〈30V/s

信號線上最大負載電容：〈2500pf最大電纜長度為30m

最高傳輸速率：20KB/S6、串行通信接口標準(1)RS—232C標準接口電氣性能：(2)信號線分配及定義標準25pinD型插座

1.GND

機架地（保護地）

2.TxD

發(fā)送數(shù)據(jù)端

3.RxD

接收數(shù)據(jù)端

4.RTS

請求發(fā)送 Request-To-Send 5.CTS

清除發(fā)送 Clear-To-Send 6.DSR

數(shù)據(jù)設備準備好 Data-Set-Ready 7.SGND

信號地

8.DCD

載波檢測 Data-Carrier-Detect 20.DTR

數(shù)據(jù)終端準備好Data-Terminal-Ready 22.RI

振鈴指示(2)信號線分配及定義標準25pinD型插座(3)RS-232C的接線形式

2.TxD

TxD 3.RxD

RxD 4.RTS

RTS

5.CTS CTS

6.DSR

DSR 7.SGND

SGND 8.DCD

DCD 20.DTR DTR(3)RS-232C的接線形式(3)RS-232C的接線形式

2.TxD

TxD 3.RxD

RxD 4.RTS

RTS

5.CTS CTS

6.DSR

DSR 7.SGND

SGND 8.DCD

DCD 20.DTR DTR(3)RS-232C的接線形式RS—422A接口

平衡式差分傳送RS—423接口 非平衡式差分傳送RS—485接口是RS-422A的變形，區(qū)別是：RS-422A為全雙工，采用兩對平衡差分信號線；RS-485為半雙工，采用一對差分信號線，對于多站互連十分方便。

6、串行通信接口標準RS—422A接口6、串行通信接口標準二、單片機中的串行口結構原理T1發(fā)送中斷

TXD串行輸出 （P3.1)

內部總線移位時鐘

RXD串行輸入 （P3.0）

RI接收中斷發(fā)送SBUF接收SBUF輸入移位寄存器輸出移位寄存器二、單片機中的串行口結構原理1、串行口控制寄存器SCON的格式

SM0SM1SM2RENTB8RB8TIRI功能SM0和SM1：串行口方式控制位，決定工作方式。

SM0SM1方式具體功能 波特率

0 0 方式08位移位寄存器FOSC的/1201 方式110位異步收發(fā)

可調

10方式211位異步收發(fā)FOSC的1/64或1/3211方式311位異步收發(fā)

可調

1、串行口控制寄存器SCON的格式SM2:

允許方式2和方式3進行多機通信控制位。

在方式2或方式3下：如SM2=0,串行口以單機發(fā)送或接收方式工作，TI和RI以正常方式被激活，但不會引起中斷請求（只能采用查詢法進行數(shù)據(jù)傳送）；若SM2=1且RB8=1時，RI不僅被激活而且可以向CPU請求中斷；若接收到的第9位數(shù)據(jù)(RB8)為0,不激活RI。

在方式1時，SM2應設置為0，此時只有收到有效停止位時才會激活RI，若沒有接收到停止位，則RI清0。

在方式0中，SM2不用，應設置為0。SM2:允許方式2和方式3進行多機通信控制位。REN：允許串行接收控制位。軟件置1允許接收，若為0則禁止接收。TB8：用于在方式2和方式3時存放發(fā)送的第9位數(shù)據(jù)。（1或0）由軟件置位或復位。RB8：用于在方式2和方式3時存放接收到的第9位數(shù)據(jù)；在方式1下，若SM2=0，則RB8用于存放接收到的停止位。在方式0下，不使用RB8。TI：發(fā)送中斷標志位。發(fā)送前必須由軟件清0。RI：接收中斷標志位。必須由軟件清0REN：允許串行接收控制位。2、串行口工作方式(1)方式0：

SM0=0，SM1=0，SM2=0

移位寄存器方式：RXD輸入/輸出，TXD輸出同步移位脈沖。波特率=fosc/12（固定）。

數(shù)據(jù)格式：8位，低位在先。

波形圖：（方式0發(fā)送）

寫入SBUFSENDSHIFTRXD(OUT)D0D1D2D3D4D5D6D7TXDTI

同步脈沖2、串行口工作方式(1)方式0：SM0=0，SM1=0，方式0接收（REN=1，RI=0） 清SCON中的RI位RIRECEIVESHIFTRXD(IN) D0D1D2D3D4D5D6D7TXD(2)方式1：SM0=0，SM1=1

8位異步通信口：RXD接收數(shù)據(jù)，TXD發(fā)送數(shù)據(jù)。波特率可變，由定時器控制。

數(shù)據(jù)格式：每幀10位，1位起始位，8位數(shù)據(jù)，1位停止位。數(shù)據(jù)位低位在先。同步脈沖方式0接收（REN=1，RI=0）同步脈沖方式1發(fā)送TXCLK

寫入SBUF SENDSHIFTTXD起始位

D0D1D2D3D4D5D6D7停止位TI方式1接收（RI=0，SM2=0或接收到停止位1數(shù)據(jù)有效）RXCLKRXD

起始位

D0D1D2D3D4D5D6D7停止位SHIFTRI單片機及接口技術10(第五章)課件(3)方式2

SM0=1，SM1=0

9位異步通信口。

數(shù)據(jù)格式：每幀11位，1位起始位，8位數(shù)據(jù)，1位可編程位，1位停止位。數(shù)據(jù)位低位在先。發(fā)送時可編程位（TB8）送出0或1，接收時可編程位送入SCON中的RB8。(3)方式2SM0=1，SM1=0(3)方式2

SM0=1，SM1=0發(fā)送：TXD輸出。CPU執(zhí)行寫SBUF指令后開始發(fā)送，送完一幀后，TI置1，在發(fā)送下一幀之前，TI必須清零（由中斷服務程序或查詢程序）。接收：當REN=1時，允許接收數(shù)據(jù)。檢測到RXD端有負跳變并確認起始位后，開始接收數(shù)據(jù)。當收到第9位數(shù)據(jù)后，若(1)RI=0；（2)SM2=0或第9位數(shù)據(jù)=1，則接收數(shù)據(jù)有效，8位數(shù)據(jù)送入SBUF，第9位數(shù)據(jù)送入RB8，并使RI=1。否則接收數(shù)據(jù)丟失。(4)方式3SM0=1，SM1=1同方式2，只是通信波特率不同。(3)方式2SM0=1，SM1=0方式0：

波特率是固定的，其值為fosc/12。方式2：

波特率=2smod.fosc/64方式3:(同方式1)

波特率由定時器T1或T0的溢出率決定，是可變的。

波特率=2smod.T1溢出率/32T1溢出率=fosc[1/(2k-初值)]/12;k為定時器T1的位數(shù)。

注：定時器T1或T0通常工作于方式2。4、波特率的計算與設置方式0：4、波特率的計算與設置串行口常用波特率及T1初值（方式1和方式3時）常用波特率時鐘頻率FOSCSMOD計/定方式計/定初值19.2K9.6K4.8K2.4K1.2K60011011.0592MHz11.0592MHz11.0592MHz11.0592MHz11.0592MHz11.0592MHz6MHz10000002222222FDHFDHFAHF4HE8HD0H72H串行口常用波特率及T1初值（方式1和方式3時）常用波特率時鐘(三)串行口的應用串行口在方式0下的應用在方式0下，串行口可被設置成并入串出的輸出口（需外接一片8位串行輸入并行輸出的同步移位寄存器）或串入并出的輸入口（需外接一片8位并行輸入串行輸出的同步移位寄存器）。

串行口在其他方式下的應用

方式1為10位異步通信，有8位數(shù)據(jù)位，不可用于多機通信。

方式2和方式3為11位異步通信，有9位數(shù)據(jù)位，可在多機方式下通信（SM2=1）。(三)串行口的應用串行口在方式0下的應用8031RXDTXDP1.0DATACD4090CLKSTB例題：根據(jù)下圖的線路連接，編寫發(fā)光二極管自左至右以一定速度輪流顯示的程序。設發(fā)光二極管為共陰極接法。

CD4049——8位串行輸入并行輸出的同步移位寄存器,STB為控制端（0—串行輸入數(shù)據(jù)且并行輸出端關閉，1—并行輸出數(shù)據(jù)且串行輸入端關閉）。8031DATACD4090例題：根據(jù)下圖的線路解：ORG2000H MOVSCON，#00H;令串行口為方式0 MOVIE，#90H;開串行口中斷 CLRP1.0;禁止CD4094并行輸出 MOVA，#80H

;起始顯示碼送A MOVSBUF，A;

8031串行輸出LOOP：SJMPLOOP;等待串行口輸出完ORG0023H AJMPSBV ;轉SBV ORG0100HSBV：SETBP1.0 ;點亮發(fā)光管 ACALLDELAY;點亮一段時間 CLRTI ;清發(fā)送中斷標志 RRA ;準備點亮下一位CLRP1.0;滅顯示MOVSBUF，A;串行口輸出

RETIDELAY：;延時程序： END解：ORG2000HDELAY：例題：根據(jù)下圖的線路連接，編寫串行輸入開關量并存入20H單元的程序。要求：控制開關KC斷開（KC=1）時8031處于等待狀態(tài)，KC合上時8031開始輸入并進行模擬。KC8031RXDTXDP1.1P1.0Q8CD4014CLKP/SCD4014——并行輸入串行輸出的同步移位寄存器,P/S為控制端（0—串行輸出且并行輸入端關閉，1—并行輸入數(shù)據(jù)且串行輸出端關閉）。例題：根據(jù)下圖的線路連接，編寫串行輸入開關量并存入20H單元解：ORG2000H START：JBP1.0,$;若KC斷開，則等待SETBP1.1;令CD4014并行輸入開關量CLRP1.1;CD4014開始串行輸出MOVSCON，#10H;令串行口為方式0，啟動接收

JNBRI,$;等待接收

CLRRI;若接收已完，則請RI MOVA，SBUF;開關量送累加器A MOV20H，A;存入內存 ACALLOTHPRO;轉其他程序 SJMPSTART;準備下次開關量輸入

END解：ORG2000H例題：請用中斷法編出串行口在方式1下的發(fā)送程序。設單片機主頻為6MHz，定時器T1用作波特率發(fā)生器，波特率為2400b/s，發(fā)送字符塊在內部RAM的起始地址為TBLOCK，字符塊長度為LEN。要求奇校驗位在數(shù)據(jù)第8位發(fā)送。字符塊長度LEN率先發(fā)送。

例題：請用中斷法編出串行口在方式1下的發(fā)送程序。設單片機主頻開始定時器T1初始化（波特率設置并啟動T1）串行口為方式1字符塊起始地址送R0字符塊長度字節(jié)送R2發(fā)送字符塊長度字節(jié)開CPU中斷開串行口中斷主程序流程圖發(fā)送中斷服務程序流程圖關串行口中斷發(fā)送字符送A形成奇校驗位添加到第8數(shù)據(jù)位啟動串行口發(fā)送所有字符發(fā)完？字符塊指針加1中斷返回停止發(fā)送YN開始定時器T1初始化串行口為方式1字符塊起始地址送R0發(fā)送字例題：請用查詢法編出串行口在方式3下的接收程序。設單片機主頻為6MHz，波特率為2400b/s，接收數(shù)據(jù)區(qū)起始地址為RBLOCK（內部RAM），接收數(shù)據(jù)塊長度字節(jié)由始發(fā)端發(fā)送來。要求采用累加和校驗。例題：請用查詢法編出串行口在方式3下的接收程序。設單片機主頻主程序流程圖開始定時器T1方式2設置時間常數(shù)初值啟動T1串行口為方式3SMOD=1接收數(shù)據(jù)區(qū)起始地址送R0累加和寄存器R3清零調用接收子程序停機主程序流程圖開始定時器T1方式2串行口為方式3接收數(shù)據(jù)區(qū)起始接收子程序流程圖返回清除RI比較兩個累加和YN清楚RI清RI數(shù)據(jù)塊長度字節(jié)存R2求累加和并送R3數(shù)據(jù)塊長度字節(jié)接收完？清RI收到字符存入內存求累加和并送入R3接收數(shù)據(jù)區(qū)指針加1一個字符幀接收完？N全部字符收完？NYY累加和字節(jié)收完？N相等？YERRORYN接收子程序流程圖返回清除RIYN清楚RI清RI數(shù)據(jù)塊長度字節(jié)(四)串行通訊中的多機通訊硬件連接TxD

RxD

8051

（主）TxDRxD8051

（從0）TxDRxD8051

（從n）(四)串行通訊中的多機通訊硬件連接TxDTxD工作流程方式2或3，主機SM2=0，TB8=1——傳送地址信息 TB8=0——傳送數(shù)據(jù)信息。 從機SM2=1——從機只接收地址幀。從機SM2=0——既接收地址幀