單片機(jī)第七章串行通信

單片機(jī)第七章串行通信第一頁(yè)，共六十七頁(yè)，2022年，8月28日7.1串行通信的基本知識(shí)1、通信方式 1）并行通信各數(shù)據(jù)位同時(shí)傳送，其傳送速度快、效率高。但并行數(shù)據(jù)傳送有多少數(shù)據(jù)位就需要多少根數(shù)據(jù)線，成本高，比較適合近距離通信。2）串行通信則是數(shù)據(jù)傳送按位順序進(jìn)行，最少只需一根傳輸線即可，成本低、速度慢。計(jì)算機(jī)與遠(yuǎn)程終端或終端與終端之間的數(shù)據(jù)傳送通常部是串行的。圖7-1所示為兩種通信方式示意圖。第二頁(yè)，共六十七頁(yè)，2022年，8月28日（1）并行通信（2）串行通信第三頁(yè)，共六十七頁(yè)，2022年，8月28日 2、異步通信與同步通信方式

異步通信是指通信的發(fā)送與接收設(shè)備使用各自的時(shí)鐘控制數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收過程。為使雙方的收發(fā)協(xié)調(diào)，要求發(fā)送和接收設(shè)備的時(shí)鐘盡可能一致。

同步通信時(shí)要建立發(fā)送方時(shí)鐘對(duì)接收方時(shí)鐘的直接控制，使雙方達(dá)到完全同步。此時(shí)，傳輸數(shù)據(jù)的位之間的距離均為“位間隔”的整數(shù)倍，同時(shí)傳送的字符間不留間隙，即保持位同步關(guān)系，也保持字符同步關(guān)系。發(fā)送方對(duì)接收方的同步可以通過這兩種方法實(shí)現(xiàn)。

第四頁(yè)，共六十七頁(yè)，2022年，8月28日異步通信是以字符（構(gòu)成的幀）為單位進(jìn)行傳輸，字符與字符之間的間隙（時(shí)間間隔）是任意的，但每個(gè)字符中的各位是以固定的時(shí)間傳送的，即字符之間是異步的（字符之間不一定有“位間隔”的整數(shù)倍的關(guān)系），但同一字符內(nèi)的各位是同步的（各位之間的距離均為“位間隔”的整數(shù)倍）。第五頁(yè)，共六十七頁(yè)，2022年，8月28日異步傳送的字符幀格式如圖所示。一幀字符格式包括1位起始位、5～8位數(shù)據(jù)位、奇偶校驗(yàn)位和1位停止位。起始位為0，用于表示一個(gè)字符的開始。起始位之后傳送數(shù)據(jù)位。在數(shù)據(jù)位中，低位在前（左），高位在后（右）。數(shù)據(jù)位可以是5、6、7或8位。奇偶校驗(yàn)位用于對(duì)字符傳送作正確性檢查。有3種可能供選擇：奇校驗(yàn)、偶校驗(yàn)和無(wú)校驗(yàn)。由用戶根據(jù)需要選定。停止位在最后，用以標(biāo)志一個(gè)字符傳送的結(jié)束，它對(duì)應(yīng)于1狀態(tài)。停止位可能是1、1.5或2位，在實(shí)際使用根據(jù)需要確定。異步傳送可以是連續(xù)的，也可以是斷續(xù)的，且間隔時(shí)間可任意改變，間隔用空閑位1填充。在89S51單片機(jī)系統(tǒng)中，第九位數(shù)據(jù)D8可以用作奇偶校驗(yàn)位，也可以用作地址/數(shù)據(jù)幀標(biāo)志。第六頁(yè)，共六十七頁(yè)，2022年，8月28日?qǐng)D7-2串行異步通信字符幀格式異步通信有固定的字符幀，通信雙方只需按約定的幀格式進(jìn)行發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，硬件結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單。當(dāng)平時(shí)不發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，發(fā)送端應(yīng)保持為1。數(shù)據(jù)接收端將不斷檢測(cè)接收的數(shù)據(jù)，若連續(xù)檢測(cè)到1之后檢測(cè)到0，則為新發(fā)送來(lái)的數(shù)據(jù)，應(yīng)立即接收。在同步串行通信中，每一數(shù)據(jù)塊開頭時(shí)發(fā)送1至2個(gè)同步字符，使發(fā)送方與接收方保持同步。數(shù)據(jù)塊的各個(gè)字符間去掉了起始位和停止位，其通信速度比較高，但其硬件結(jié)構(gòu)也比較復(fù)雜。同步通信時(shí)，如果發(fā)送的數(shù)據(jù)塊之間有間隔時(shí)間，則發(fā)送同步字符填充第七頁(yè)，共六十七頁(yè)，2022年，8月28日 2.數(shù)據(jù)傳送方向

1、單工單工是指數(shù)據(jù)傳輸僅能沿一個(gè)方向，不能實(shí)現(xiàn)反向傳輸。2、半雙工半雙工是指數(shù)據(jù)傳輸可以沿兩個(gè)方向，但需要分時(shí)進(jìn)行。3、全雙工全雙工是指數(shù)據(jù)可以同時(shí)進(jìn)行雙向傳輸。

第八頁(yè)，共六十七頁(yè)，2022年，8月28日4、串行通信的傳送速率比特率是每秒鐘傳輸二進(jìn)制代碼的位數(shù)，單位是：位／秒（bps）。如每秒鐘傳送240個(gè)字符，而每個(gè)字符格式包含10位(1個(gè)起始位、1個(gè)停止位、8個(gè)數(shù)據(jù)位)，這時(shí)的比特率為：

10位×240個(gè)/秒=2400bps波特率表示每秒鐘調(diào)制信號(hào)變化的次數(shù)，單位是：波特（Baud）。）。波特率和比特率不總是相同的，對(duì)于將數(shù)字信號(hào)1或0直接用兩種不同電壓表示的所謂基帶傳輸，比特率和波特率是相同的。所以，我們也經(jīng)常用波特率表示數(shù)據(jù)的傳輸速率。第九頁(yè)，共六十七頁(yè)，2022年，8月28日在串行通信中，數(shù)據(jù)位的發(fā)送和接收分別由發(fā)送時(shí)鐘脈沖和接收時(shí)鐘脈沖進(jìn)行定時(shí)控制。時(shí)鐘頻率高，則波特率也高，通信速度就快；反之，時(shí)鐘頻率低，則波特率也低，通信速度就慢。第十頁(yè)，共六十七頁(yè)，2022年，8月28日7.2MCS-51單片機(jī)串行口的結(jié)構(gòu)與工作原理 1、串行口的結(jié)構(gòu)

MCS-51單片機(jī)內(nèi)部的串行接口是全雙工的，即它能同時(shí)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。發(fā)送緩沖器只能寫入不能讀出，接收緩沖器只能讀出不能寫入。串行口還有接收緩沖作用，即從接收寄存器中讀出前一個(gè)已收到的字節(jié)之前就能開始接收第二字節(jié)。兩個(gè)串行口數(shù)據(jù)緩沖器（實(shí)際上是兩個(gè)寄存器）通過特殊功能寄存器SBUF來(lái)訪問。寫入SBUF的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在發(fā)送緩沖器，用于串行發(fā)送；從SBUF讀出的數(shù)據(jù)來(lái)自接收緩沖器。兩個(gè)緩沖器共用一個(gè)地址99H（特殊功能寄存器SBUF的地址）。

第十一頁(yè)，共六十七頁(yè)，2022年，8月28日

在串行口發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，將CPU送來(lái)的并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成一定格式的串行數(shù)據(jù)，從引腳TXD（P3.1）上按規(guī)定的波特率逐位輸出；接收數(shù)據(jù)時(shí)，外部信號(hào)通過引腳RXD（P3.0）輸入，再將發(fā)送來(lái)的串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成并行數(shù)據(jù)，等待CPU讀入。它的幀格式有8位、10位和11位，可以設(shè)置為固定波特率和可變波特率，給使用者帶來(lái)很大的靈活性。在單片機(jī)中，主要適用異步傳送方式

第十二頁(yè)，共六十七頁(yè)，2022年，8月28日?qǐng)D7-3串行口結(jié)構(gòu)框圖第十三頁(yè)，共六十七頁(yè)，2022年，8月28日

7.3串行口控制寄存器SCON和電源控制寄存器PCON 1、串行口控制寄存器SCON

串行口控制寄存器SCON決定串行口通信工作方式，控制數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送，并標(biāo)示串行口的工作狀態(tài)等。其位格式為：第十四頁(yè)，共六十七頁(yè)，2022年，8月28日（1）SM0、SM1：串行口工作方式控制位，兩位對(duì)應(yīng)四種工作方式，如表7-1所示（fosc是晶振頻率）。第十五頁(yè)，共六十七頁(yè)，2022年，8月28日（2）SM2——多機(jī)通信控制位因多機(jī)通信是在方式2和方式3下進(jìn)行，因此SM2位主要用于方式2和方式3SM2＝1RB8＝1將接收到的前8位數(shù)據(jù)送SBUF，并置位RI產(chǎn)生中斷請(qǐng)求；SM2＝1RB8＝0將接收到的前8位數(shù)據(jù)丟棄。SM2＝0RB8＝1都將前8位數(shù)據(jù)裝入SBUF中，并產(chǎn)生中斷請(qǐng)求。SM2＝0RB8＝0都將前8位數(shù)據(jù)裝入SBUF中，并產(chǎn)生中斷請(qǐng)求。當(dāng)串行口以方式2或方式3接收時(shí)，如果SM2＝1，則只有當(dāng)接收到的第九位數(shù)據(jù)（RB8）為1，才將接收到的前8位數(shù)據(jù)送SBUF，并置位RI產(chǎn)生中斷請(qǐng)求；否則，將接收到的前8位數(shù)據(jù)丟棄。而當(dāng)SM2＝0，則不論第九位數(shù)據(jù)為0還是1，都將前8位數(shù)據(jù)裝入SBUF中，并產(chǎn)生中斷請(qǐng)求。在方式1時(shí)，當(dāng)處于接收時(shí)，若SM2＝1，則只有收到有效的停止位時(shí)，RI才置1。在方式0時(shí)，SM2必須為0。第十六頁(yè)，共六十七頁(yè)，2022年，8月28日（3）REN——允許串行口接收位REN＝0，禁止串行口接收數(shù)據(jù)REN＝1，允許串行口接收數(shù)據(jù)該位由軟件置位或復(fù)位。（4）TB8——發(fā)送數(shù)據(jù)第9位在方式2和方式3時(shí)，TB8的內(nèi)容是要發(fā)送的第9位數(shù)據(jù)。在雙機(jī)通信時(shí)，TB8一般作為奇偶校驗(yàn)位使用；在多機(jī)通信中，以TB8位的狀態(tài)表示主機(jī)發(fā)送的是地址幀還是數(shù)據(jù)幀，且一般約定：TB8＝0為數(shù)據(jù)幀，TB8＝1為地址幀。該位由軟件置位或復(fù)位。（5）RB8——接收數(shù)據(jù)位8在方式2或方式3時(shí)，RB8存放接收到的第9位數(shù)據(jù)，代表著接收數(shù)據(jù)的某種特征（與TB8的功能類似），故應(yīng)根據(jù)其狀態(tài)對(duì)接收數(shù)據(jù)進(jìn)行操作。第十七頁(yè)，共六十七頁(yè)，2022年，8月28日6）TI——發(fā)送中斷標(biāo)志當(dāng)方式0時(shí)，發(fā)送完第8位數(shù)據(jù)后，該位由硬件置位。在其它方式下，于發(fā)送停止位之前，該位由硬件置位。因此TI＝1，表示幀發(fā)送結(jié)束。其狀態(tài)既可供軟件查詢使用，也可請(qǐng)求中斷。TI位須由軟件清0。（7）RI—接收中斷標(biāo)志當(dāng)方式0時(shí)，接收完第8位數(shù)據(jù)后，該位由硬件置位。在其它方式下，當(dāng)接收到停止位時(shí)，該位由硬件置位。因此RI＝1，表示幀接收結(jié)束。其狀態(tài)既可供軟件查詢使用，也可以請(qǐng)求中斷。RI須由軟件清0。第十八頁(yè)，共六十七頁(yè)，2022年，8月28日 2、電源控制寄存器PCON

電源控制寄存器PCON中只有一位SMOD與串行口工作有關(guān)，它的位格式為：

SMOD：波特率倍增位。串行口工作在方式1、方式2、方式3時(shí)，若SMOD=1，則波特率提高一倍；若SMOD=0，則波特率不提高一倍。單片機(jī)復(fù)位時(shí)，SMOD=0。第十九頁(yè)，共六十七頁(yè)，2022年，8月28日 7.4串行口工作方式89S51/S52單片機(jī)中的異步通信串行接口能方便地與其他計(jì)算機(jī)或傳送信息的外圍設(shè)備（如串行打印機(jī)、CPU終端等）實(shí)現(xiàn)雙機(jī)、多機(jī)通信。單片機(jī)的串行口共有4種工作方式。工作方式0移位寄存器方式，可以通過外接移位寄存器芯片實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展并行I/O接口的功能。工作方式1、工作方式2、工作方式3都是異步通信方式。工作方式1是8位異步通信接口。一幀信息由10位組成，用于雙機(jī)串行通信。工作方式2、工作方式3都是9位異步通信接口、一幀信息中包括9位數(shù)據(jù)，1位起始位，1位停止位，工作方式2、工作方式3的區(qū)別在于波特率不同，主要用于多機(jī)通信，也可用于雙機(jī)通信。

第二十頁(yè)，共六十七頁(yè)，2022年，8月28日7.4.1工作方式0在方式0下，串行口是作為同步移位寄存器使用。主要用于擴(kuò)展并行I/O口。波特率固定為fosc/12。這時(shí)數(shù)據(jù)由RXD（P3.0）端輸入和輸出，由TXD（P3.1）端提供移位時(shí)鐘脈沖。移位數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收以8位為一幀，低位在前高位在后，不設(shè)起始位和停止位。

1.數(shù)據(jù)發(fā)送與接收在使用方式0進(jìn)行數(shù)據(jù)的發(fā)送時(shí)，CPU將一個(gè)字節(jié)寫入發(fā)送緩沖器SBUF，TXD端輸出同步時(shí)鐘信號(hào)，串行口即以fosc/12的波特率將8位數(shù)據(jù)從RXD口輸出（低位在前，高位在后），發(fā)送完后置位中斷標(biāo)志TI，在繼續(xù)發(fā)送之前須由軟件將中斷標(biāo)志位清0。第二十一頁(yè)，共六十七頁(yè)，2022年，8月28日在使用方式0進(jìn)行數(shù)據(jù)的接收時(shí)，數(shù)據(jù)從RXD端輸入，TXD端輸出同步時(shí)鐘信號(hào)，接收緩沖器以fosc/12的波特率接收數(shù)據(jù)，當(dāng)接收緩沖器接收完8位數(shù)據(jù)后置位中斷標(biāo)志RI，在繼續(xù)接收之前須由軟件將中斷標(biāo)志位清0。REN位用于允許接收的控制，REN＝0，禁止接收數(shù)據(jù)；REN＝l，允許接收數(shù)據(jù)。在方式0下不使用串行口控制寄存器SCON中的TB8位和RB8位，即發(fā)送或接收數(shù)據(jù)的第9位，且SM2位必須為0。第二十二頁(yè)，共六十七頁(yè)，2022年，8月28日

方式0接收和發(fā)送電路第二十三頁(yè)，共六十七頁(yè)，2022年，8月28日波特率的計(jì)算在串行通信中，收發(fā)雙方對(duì)發(fā)送或接收數(shù)據(jù)的速率要有約定。通過軟件可對(duì)單片機(jī)串行口編程為四種工作方式，其中方式0和方式2的波特率是固定的，而方式1和方式3的波特率是可變的，由定時(shí)器T1的溢出率來(lái)決定。串行口的四種工作方式對(duì)應(yīng)三種波特率。由于輸入的移位時(shí)鐘的來(lái)源不同，所以，各種方式的波特率計(jì)算公式也不相同。方式0時(shí)，移位操作的波特率是固定的，為fosc/12，即一個(gè)機(jī)器周期進(jìn)行一次移位，發(fā)送或接收一位數(shù)據(jù)。如fosc＝12MHz，則波特率為1M（bps），即1μs移位一次。方式0下波特率不受SMOD位的影響。第二十四頁(yè)，共六十七頁(yè)，2022年，8月28日7.4.2工作方式1方式l是10位為一幀的串行異步通信方式。共包括1個(gè)起始位，8個(gè)數(shù)據(jù)位和l個(gè)停止位。外部數(shù)據(jù)從引腳RXD輸入，送入到接收緩沖器，需要發(fā)送的數(shù)據(jù)經(jīng)過引腳TXD輸出。第二十五頁(yè)，共六十七頁(yè)，2022年，8月28日方式1輸出1.數(shù)據(jù)發(fā)送與接收方式l的數(shù)據(jù)發(fā)送將數(shù)據(jù)寫入發(fā)送緩沖器SBUF，隨后在串行口由硬件自動(dòng)加入起始位和停止位，構(gòu)成一個(gè)完整的幀格式，然后在移位脈沖的作用下，由TXD端串行輸出。一個(gè)字符幀發(fā)送完后，將SCON寄存器的TI置l。在中斷方式下將申請(qǐng)中斷，通知CPU可以發(fā)送下一個(gè)字符幀。第二十六頁(yè)，共六十七頁(yè)，2022年，8月28日接收數(shù)據(jù)時(shí)，SCON的REN位應(yīng)處于允許接收數(shù)據(jù)狀態(tài)下。串行口采樣引腳RXD端，當(dāng)采樣到從l到0的狀態(tài)跳變時(shí)，就認(rèn)定是接收到起始位。隨后在移位脈沖的控制下，把接收到的數(shù)據(jù)位移入接收緩沖器SBUF中。直到停止位到來(lái)之后將停止位送入到RB8中，并置位中斷標(biāo)志位RI，在中斷方式下將申請(qǐng)中斷，通知CPU從接收緩沖器SBUF取走接收到的一個(gè)字符。不管中斷方式還是查詢方式，硬件都不會(huì)自動(dòng)清除RI和TI中斷標(biāo)志，須由用戶用軟件清0。方式1輸入第二十七頁(yè)，共六十七頁(yè)，2022年，8月28日 2、方式2的波特率 工作方式2時(shí)，移位脈沖由振蕩頻率fosc的第二節(jié)拍P2時(shí)鐘（即fosc/2）給出，所以，方式2波特率取決于PCON中的SMOD位的值，當(dāng)SMOD=0時(shí)，波特率為fosc的1/64；當(dāng)SMOD=1時(shí)，波特率為fosc的1/32，用公式表示為；工作方式2波特率=（2SMOD/64）×fosc第二十八頁(yè)，共六十七頁(yè)，2022年，8月28日2.波特率方式l的波特率則是可變的，以定時(shí)器T1作為波特率發(fā)生器使用，其波特率值由定時(shí)器1的計(jì)數(shù)溢出率來(lái)決定，其公式為：串行口方式1的波特率＝×定時(shí)器T1的溢出率其中SMOD為電源控制寄存器PCON的最高位，是串行口波特率的倍增位，當(dāng)SMOD＝1時(shí)，串行口波特率加倍。定時(shí)器T1的溢出率取決于計(jì)數(shù)速率和定時(shí)器的初值。計(jì)數(shù)速率與特殊功能寄存器TMOD中的C/位的狀態(tài)有關(guān)。當(dāng)C/＝0時(shí)，T1作為定時(shí)器，計(jì)數(shù)速率＝fosc/12，當(dāng)C/＝1時(shí)，T1作為計(jì)數(shù)器使用，計(jì)數(shù)速率取決于外部輸入脈沖時(shí)鐘頻率。第二十九頁(yè)，共六十七頁(yè)，2022年，8月28日當(dāng)定時(shí)器T1作波特率發(fā)生器使用時(shí)，通常選用工作方式2，即8位自動(dòng)重加載方式，方便為定時(shí)器T1賦初值。在方式2下，TL1作為計(jì)數(shù)器使用，而預(yù)置初值放在TH1中，設(shè)計(jì)數(shù)初值為X，則每過（256－X）個(gè)機(jī)器周期，定時(shí)器T1就產(chǎn)生一次溢出。此時(shí)應(yīng)禁止T1中斷。則計(jì)數(shù)溢出周期為：

×（256一X）溢出率為溢出周期的倒數(shù)，則波特率為：波特率＝×實(shí)際使用時(shí)，需要先確定波特率，再根據(jù)波特率計(jì)算定時(shí)器T1的計(jì)數(shù)初值，然后進(jìn)行定時(shí)器的初始化。根據(jù)上述波特率計(jì)算公式，得出計(jì)數(shù)初值的計(jì)算公式為X＝256－第三十頁(yè)，共六十七頁(yè)，2022年，8月28日選擇定時(shí)器T1工作在方式2下，是因?yàn)榉绞?具有自動(dòng)重載入功能，可避免通過程序反復(fù)裝入初值所引起的定時(shí)誤差。使波特率更加穩(wěn)定，也更方便。表7-5列出了在選擇定時(shí)器T1作為波特率發(fā)生器使用時(shí)，各種常用的波特率以及相應(yīng)的控制位和時(shí)間常數(shù)表7-5定時(shí)器T1的常用波特率C/波特率/bpsfosc/MHzSMOD定時(shí)器T1工作方式初值1920011.059102FDH960011.059002FDH480011.059002FAH240011.059002F4H120011.059002E8H60011.059002D0H30011.059002A0H15011.05900240H第三十一頁(yè)，共六十七頁(yè)，2022年，8月28日7.4.3工作方式2工作方式2是11位為一字符幀的串行異步通信方式，幀格式包括1個(gè)起始位、9個(gè)數(shù)據(jù)位和1個(gè)停止位。在方式2下，字符還是8個(gè)數(shù)據(jù)位。而第9數(shù)據(jù)位既可作奇偶校驗(yàn)位使用，也可作控制位使用。發(fā)送之前應(yīng)先在串行口控制寄存器SCON的TB8位中準(zhǔn)備好，其波特率與SMOD位有關(guān)。第三十二頁(yè)，共六十七頁(yè)，2022年，8月28日當(dāng)將第9位數(shù)據(jù)寫入TB8之后，向SBUF寫入字符幀的8個(gè)數(shù)據(jù)位，啟動(dòng)串行口發(fā)送數(shù)據(jù)。一個(gè)字符幀發(fā)送完畢后，將TI位置1。方式2的接收過程與方式1基本類似，所不同的是在第9位數(shù)據(jù)上，串行口把接收到的8個(gè)數(shù)據(jù)送入SBUF，而把接收的第9數(shù)據(jù)送到RB8。根據(jù)SM2的狀態(tài)和RB8的值確定串行口是否會(huì)置位中斷標(biāo)志位RI。第三十三頁(yè)，共六十七頁(yè)，2022年，8月28日如果SM2＝0，則不論第九位數(shù)據(jù)為0還是1，都將前8位數(shù)據(jù)裝入SBUF中，并產(chǎn)生中斷請(qǐng)求。

如果SM2＝1，且接收到的第九位數(shù)據(jù)RB8＝1時(shí)，將接收到的前8位數(shù)據(jù)送SBUF，并置位RI產(chǎn)生中斷請(qǐng)求。這表示在多機(jī)通信時(shí)，接收到的信息為地址幀，此時(shí)將RI置1，接收發(fā)來(lái)的地址幀。

如果SM2＝1，且接收到的第九位數(shù)據(jù)RB8＝0時(shí)，將接收到的前8位數(shù)據(jù)丟棄。這表示接收到的信息為數(shù)據(jù)幀，但不是發(fā)給本機(jī)的，此時(shí)RI不置1。

串行口工作在方式2和方式3時(shí)會(huì)在多機(jī)通信一節(jié)講述。在工作方式2和工作方式3時(shí)的情況如下表7-6所示。SM2＝1RB8＝1將接收到的前8位數(shù)據(jù)送SBUF，并置位RI產(chǎn)生中斷請(qǐng)求SM2＝1RB8＝0將接收到的前8位數(shù)據(jù)丟棄。SM2＝0RB8＝1都將前8位數(shù)據(jù)裝入SBUF中，并置位RI產(chǎn)生中斷請(qǐng)求。SM2＝0RB8＝0都將前8位數(shù)據(jù)裝入SBUF中，并置位RI產(chǎn)生中斷請(qǐng)求。第三十四頁(yè)，共六十七頁(yè)，2022年，8月28日2.波特率方式2的波特率是固定的，且有兩種。這與電源控制寄存器PCON中波特率倍增位SMOD的值有關(guān)。當(dāng)SMOD＝1時(shí)，波特率為晶振頻率的1/32；當(dāng)SMOD＝0時(shí)，波特率為晶振頻率1/64。用公式表示為：波特率＝×7.4.4工作方式3方式3同樣是11位為一幀的串行通信方式，其通信過程與方式2完全相同，所不同的僅在于波特率。方式2的波特率只有固定的兩種，而方式3的波特率則可由用戶根據(jù)需要設(shè)定。其設(shè)定方法與方式l是一樣的，即通過設(shè)置定時(shí)器T1的初值和波特率倍增位SMOD來(lái)設(shè)定波特率。第三十五頁(yè)，共六十七頁(yè)，2022年，8月28日7.5串行口應(yīng)用舉例【例7.1】設(shè)計(jì)一個(gè)發(fā)送程序，將片內(nèi)RAM中50H～5FH中的數(shù)據(jù)串行發(fā)送，串行口設(shè)定為方式2狀態(tài)，TB8作奇偶校驗(yàn)位。在數(shù)據(jù)寫入發(fā)送緩沖器之前，先將數(shù)據(jù)的奇偶位P寫入TB8，這時(shí)第9位數(shù)據(jù)作奇偶校驗(yàn)用。程序清單如下TRT：MOVSCON，＃80H；方式2設(shè)定MOVPCON，＃80H；取波特率為fosc/32MOVR0，＃50HMOVR7，＃10H；數(shù)據(jù)長(zhǎng)度10HLOOP：MOVA，＠R0；取數(shù)據(jù)送AMOVC，PSW.0；MOVTB8，CMOVSBUF，A；數(shù)據(jù)送SBUF，啟動(dòng)發(fā)送WAIT：JBCTI，CONT；判斷發(fā)送中斷標(biāo)志SJMPWAITCONT：INCR0DJNZR7，LOOPRET第三十六頁(yè)，共六十七頁(yè)，2022年，8月28日【例7.2】設(shè)計(jì)一個(gè)接收程序，將接收的16個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)送入片內(nèi)RAM中50H～5FH單元中。設(shè)串行口方式3狀態(tài)工作，波特率為2400。定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1作波特率發(fā)生器時(shí)，SMOD＝0，計(jì)數(shù)常數(shù)為0F4H。程序清單如下：RVE：MOVTMOD，＃20H；T1編程為方式2定時(shí)狀態(tài)MOVTH1，＃0F4H；計(jì)數(shù)常數(shù)送T1MOVT11，＃0F4HSETBTR1；啟動(dòng)T1MOVR0，＃50HMOVR7，＃10H；數(shù)據(jù)長(zhǎng)度lOH-R7MOVSCON，#0D0H；串行口編程方式3接收MOVPCON，＃00H；置SMOD＝0WAIT：JBCRI，PRI；等待接收到數(shù)據(jù)SJMPWAIT第三十七頁(yè)，共六十七頁(yè)，2022年，8月28日PRI：MOVA，SBUF；奇偶校驗(yàn)判P＝RB8?JNBPSW.0，PNPJNBRB8，PERSJMPRIGHTPNP：JBRB8，PERRIGHT：MOV＠R0，A；數(shù)據(jù)送緩沖器INCR0DJNZR7，WAIT；判斷數(shù)據(jù)塊接收完否？CLRPSW.5；正確接收完16個(gè)字節(jié)置標(biāo)志位RET第三十八頁(yè)，共六十七頁(yè)，2022年，8月28日

串行通信實(shí)例

有兩臺(tái)8031單片機(jī)相距很近，直接將它們的串行口相連，1#機(jī)的TXD接2#機(jī)的RXD，2#機(jī)的TXD接1#機(jī)的RXD，二機(jī)的GND相連。二機(jī)的晶振頻率均為11.0592MHZ，通信的波特率為4800bps?，F(xiàn)將第一臺(tái)8031單片機(jī)片內(nèi)RAM40H～5FH單元內(nèi)的數(shù)據(jù)，串行發(fā)送到第二臺(tái)8031單片機(jī)片內(nèi)RAM60H～7FH單元中。第三十九頁(yè)，共六十七頁(yè)，2022年，8月28日

發(fā)送與接收的參考程序如下：1#單片機(jī)發(fā)送程序：

ORG1000H TX:

MOVTMOD,#02H

MOVTH1,#0FAH

MOVTL1,#0FAH MOVSCON,#80H ；設(shè)定工作方式2

MOVPCON,#00H； 波特率為fosc/64

SETBTR0 第四十頁(yè)，共六十七頁(yè)，2022年，8月28日

MOVR0,#40H ；設(shè)發(fā)送數(shù)據(jù)的地址指針

MOVR2,#20H ；設(shè)發(fā)送數(shù)據(jù)長(zhǎng)度LOOP: MOVA,@R0 ；取發(fā)送數(shù)據(jù)送A

MOVC,PSW.0

MOVTB8,C ；奇偶位送TB8

MOVSBUF,A ；啟動(dòng)發(fā)送WAIT: JBCTI,LL1

；判發(fā)送中斷標(biāo)志

SJMPWAIT

第四十一頁(yè)，共六十七頁(yè)，2022年，8月28日LL1:

INCR0

DJNZR2,LOOP

RET2#單片機(jī)接收程序：

ORG1000HRX:

MOVTMOD,#02H

MOVTH1,#0FAH

MOVTL1,#0FAH

MOVSCON,#90H ；設(shè)定工作方式2，并允許接收第四十二頁(yè)，共六十七頁(yè)，2022年，8月28日

MOVPCON,#00H

SETBTR0

MOVR0,#60H

MOVR2,#20H

LOOP: JBCRI,MM1 ；等待接收數(shù)據(jù)

SJMPLOOP

MM1: MOVA,SBUF ；讀入一幀數(shù)據(jù)

JBPSW.0,PP1 ；判接收端奇偶

JBRB8,ERROR ；判發(fā)送端奇偶

SJMPRIGHT

第四十三頁(yè)，共六十七頁(yè)，2022年，8月28日PP1:

JNBRB8,ERROR ；接收出錯(cuò)RIGHT: MOV@R0,A ；接收正確

INCR0

DJNZR2,LOOP

ERROR: SETBPSW.5 ；置出錯(cuò)標(biāo)志

RET第四十四頁(yè)，共六十七頁(yè)，2022年，8月28日7.6多機(jī)通信單片機(jī)的多機(jī)通信是指一臺(tái)主機(jī)和多臺(tái)從機(jī)之間的通信，其連接如圖7-12所示。89S51/S52單片機(jī)串行口方式2與方式3專門應(yīng)用于多機(jī)通信。主機(jī)發(fā)送的信息可傳送到各個(gè)從機(jī)或指定的從機(jī)，而各從機(jī)發(fā)送的信息只能被主機(jī)接收。各從機(jī)應(yīng)當(dāng)編址，以便主機(jī)能按地址尋找從機(jī)。多機(jī)通信主要靠主、從機(jī)之間正確地設(shè)置與判斷多級(jí)通信控制位SM2和發(fā)送、接收到的第9位數(shù)據(jù)。多機(jī)通信時(shí)，主機(jī)向從機(jī)發(fā)送的信息分地址和數(shù)據(jù)兩類。以第9數(shù)據(jù)位作區(qū)分標(biāo)志，為0時(shí)表示數(shù)據(jù)，為1時(shí)表示地址。多機(jī)通信之前，需要給各個(gè)從機(jī)編址，以方便主機(jī)尋址。第四十五頁(yè)，共六十七頁(yè)，2022年，8月28日1、硬件連接單片機(jī)構(gòu)成的多機(jī)系統(tǒng)常采用總線型主從式結(jié)構(gòu)。所謂主從式，即在數(shù)個(gè)單片機(jī)中，有一個(gè)是主機(jī)，其余的是從機(jī)，從機(jī)要服從主機(jī)的調(diào)度、支配。80C31單片機(jī)的串行口方式2和方式3適于這種主從式的通信結(jié)構(gòu)。當(dāng)然采用不同的通信標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，還需進(jìn)行相應(yīng)的電平轉(zhuǎn)換，有時(shí)還要對(duì)信號(hào)進(jìn)行光電隔離。在實(shí)際的多機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，常采用RS-485串行標(biāo)準(zhǔn)總線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。第四十六頁(yè)，共六十七頁(yè)，2022年，8月28日通信開始，當(dāng)主機(jī)欲與某個(gè)從機(jī)之間通信時(shí)，首先發(fā)送一個(gè)地址幀，主機(jī)發(fā)送時(shí)，通過設(shè)置TB8位的狀態(tài)來(lái)表明發(fā)送的是地址還是數(shù)據(jù)，當(dāng)TB8＝1時(shí)，表示地址幀，當(dāng)TB8＝0時(shí)，表示數(shù)據(jù)幀。而在從機(jī)方面，為了接收信息，初始化時(shí)應(yīng)把SCON的SM2位置l。由于SM2＝1，此時(shí)接收到的第9數(shù)據(jù)位（即為主機(jī)發(fā)出的TB8）狀態(tài)為1，即RB8＝1，所以各從機(jī)都分別將數(shù)據(jù)送SBUF，并置位RI，發(fā)出中斷請(qǐng)求，通過中斷服務(wù)程序來(lái)判斷主機(jī)發(fā)送的地址與本從機(jī)地址是否相符。若相符，則把該從機(jī)的SM2位清0，以準(zhǔn)備接收其后傳送來(lái)的數(shù)據(jù)。其余從機(jī)由于地址不符，則仍然保持SM2＝1狀態(tài)。此后主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)幀，使TB8＝0，雖然各從機(jī)都能接收到，但只有SM2＝0的那個(gè)被尋址的從機(jī)才把數(shù)據(jù)送接收緩沖器SBUF。其余各從機(jī)皆因SM2＝l和RB8＝0，表示接收的信息為主機(jī)發(fā)給其他從機(jī)的數(shù)據(jù)，而將數(shù)據(jù)舍棄。這就是多機(jī)通信中主從機(jī)的通信情況。通信只能在主從機(jī)之間進(jìn)行，如若進(jìn)行兩個(gè)從機(jī)之間的通信，需通過主機(jī)作中介才能實(shí)現(xiàn)。第四十七頁(yè)，共六十七頁(yè)，2022年，8月28日綜上所述，把多機(jī)通信的過程總結(jié)如下：（1）全部主、從機(jī)均初始化為工作方式2或方式3，置位SM2＝1，允許串行口中斷。（2）主機(jī)置位TB8＝1，發(fā)送要尋址的從機(jī)地址。（3）所有從機(jī)均接收主機(jī)發(fā)送的地址，并各自進(jìn)入中斷服務(wù)程序，進(jìn)行地址比較。（4）被尋址的從機(jī)確認(rèn)地址后，置本機(jī)SM2＝0，并向主機(jī)返回地址供主機(jī)核對(duì)。如果地址不符合，該從機(jī)SM2位不變。（5）主機(jī)核對(duì)無(wú)誤后，向被尋址的從機(jī)發(fā)送命令，通知從機(jī)是進(jìn)行數(shù)據(jù)接收或者數(shù)據(jù)發(fā)送。（6）主從機(jī)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。（7）通信結(jié)束后，主、從機(jī)重置SM2＝1，再進(jìn)行下一次多機(jī)通信。第四十八頁(yè)，共六十七頁(yè)，2022年，8月28日2、軟件實(shí)現(xiàn)主機(jī)程序清單：設(shè)從機(jī)地址號(hào)存于40H單元，命令存于41H單元。

MAIN：MOVTMOD，#20H；T1方式2 MOVTH1，#0FDH；初始化波特率9600 MOVTL1，#0FDH MOVPCON，#00H SETBTR1 MOVSCON，#0F0H；串口方式3，多機(jī)，準(zhǔn)備接收應(yīng)答LOOP1：SETBTB8MOVSBUF，40H；發(fā)送預(yù)通信從機(jī)地址

JNBTI，$ CLRTIJNBRI，$；等待從機(jī)對(duì)聯(lián)絡(luò)應(yīng)答

CLRRIMOVA，SBUF；接收應(yīng)答，讀至A XRLA，40H；判應(yīng)答的地址是否正確

JZAD_OK第四十九頁(yè)，共六十七頁(yè)，2022年，8月28日

AD_ERR：MOVSBUF，#0FFH；應(yīng)答錯(cuò)誤，發(fā)命令FFHJNBTI，$CLRTISJMPLOOP1；返回重新發(fā)送聯(lián)絡(luò)信號(hào)

AD_OK：CLRTB8；應(yīng)答正確

MOVSBUF，41H；發(fā)送命令字

JNBTI，$ CLRTIJNBRI，$ ；等待從機(jī)對(duì)命令應(yīng)答

CLRRIMOVA，SBUF；接收應(yīng)答，讀至A XRLA，#80H；判斷應(yīng)答是否正確

JNZCO_OK SETBTB8SJMPAD_ERR；錯(cuò)誤處理第五十頁(yè)，共六十七頁(yè)，2022年，8月28日CO_OK：MOVA，SBUF；應(yīng)答正確，判是發(fā)送還是接收命令

XRLA，#01H JZSE_DATA；從機(jī)準(zhǔn)備好接收，可以發(fā)送

MOVA，SBUF XRLA，#02H JZRE_DATA；從機(jī)準(zhǔn)備好發(fā)送，可以接收

LJMPSE_DATARE_DATA：MOVR6，#00H；清校驗(yàn)和接收16個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)

MOVR0，#30H MOVR7，#10H第五十一頁(yè)，共六十七頁(yè)，2022年，8月28日LOOP2：JNBRI，$CLRRIMOVA，SBUF MOV@R0，A INCR0 ADDA，R6 MOVR6，ADJNZR7，LOOP2JNBRI，$ CLRRIMOVA，SBUF；接收校驗(yàn)和并判斷

XRLA，R6 JZXYOK；校驗(yàn)正確

MOVSBUF，#0FFH；校驗(yàn)錯(cuò)誤

JNBTI，$ CLRTILJMPRE_DATA第五十二頁(yè)，共六十七頁(yè)，2022年，8月28日XYOK：MOVSBUF，#00H；校驗(yàn)和正確，發(fā)00HJNBTI，$ CLRTISETBTB8；置地址標(biāo)志

LJMPRETENDSE_DATA：MOVR6，#00H；發(fā)送16個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)

MOVR0，#30H MOVR7，#10HLOOP3：MOVA，@R0 MOVSBUF，AJNBTI，$ CLRTIINCR0 ADDA，R6 MOVR6，A DJNZR7，LOOP3第五十三頁(yè)，共六十七頁(yè)，2022年，8月28日

MOVA，R6 MOVSBUF，A；發(fā)校驗(yàn)和

JNBTI，$ CLRTIJNBRI，$ CLRRIMOVA，SBUF XRLA，#00H JZRET_END；從機(jī)接收正確

SJMPSE_DATA；從機(jī)接收不正確，重新發(fā)送

RET_END：RET第五十四頁(yè)，共六十七頁(yè)，2022年，8月28日從機(jī)程序清單：設(shè)本機(jī)號(hào)存于40H單元，41H單元存放“發(fā)送”命令，42H單元存放“接收”命令。

MAIN：MOVTMOD，#20H；初始化串行口

MOVTH1，#0FDH MOVTL1，#0FDHMOVPCON，#00H SETBTR1MOVSCON，#0F0HLOOP1：SETBEA；開中斷

SETBES SETBRRDY；發(fā)送與接收準(zhǔn)備就緒

SETBTRDY SJMPLOOP1第五十五頁(yè)，共六十七頁(yè)，2022年，8月28日SERVE：PUSHPSW；中斷服務(wù)程序

PUSHACC CLRESCLRRI MOVA，SBUF XRLA，40H；判斷是否本機(jī)地址

JZSER_OK LJMPENDI；非本機(jī)地址，繼續(xù)監(jiān)聽SER_OK：CLRSM2；是本機(jī)地址，取消監(jiān)聽狀態(tài)

MOVSBUF，40H；本機(jī)地址發(fā)回

JNBTI，$ CLRTIJNBRI，$ CLRRIJBRB8，ENDII；是復(fù)位命令，恢復(fù)監(jiān)聽

MOVA，SBUF；不是復(fù)位命令，判是“發(fā)送”還是“接收”

XRLA，41H JZSERISE；收到“發(fā)送”命令，發(fā)送處理

MOVA，SBUF XRLA，42H JZSERIRE；收到“接收”命令，接收處理

SJMPFFML；非法命令，轉(zhuǎn)非法處理第五十六頁(yè)，共六十七頁(yè)，2022年，8月28日SERISE：JBTRDY，SEND；從機(jī)發(fā)送是否準(zhǔn)備好

MOVSBUF，#00HSJMPWAIT01SEND：MOVSBUF，#02H；返回“發(fā)送準(zhǔn)備好”

WAIT01：JNBTI，$ CLRTIJNBRI，$ CLRRIJBRB8，ENDII；主機(jī)接收是否準(zhǔn)備就緒

LCALLSE_DATA；發(fā)送數(shù)據(jù)

LJMPENDFFML：MOVSBUF，#80H；發(fā)非法命令，恢復(fù)監(jiān)聽

JNBTI，$ CLRTILJMPENDIISERIRE：JBRRDY，RECE；從機(jī)接收是否準(zhǔn)備好

MOVSBUF，#00H SJMPWAIT02第五十七頁(yè)，共六十七頁(yè)，2022年，8月28日RECE：MOVSBUF，#01H；返回“接收準(zhǔn)備好”WEIT02：JNBTI，$CLRTIJNBRI，$ CLRRIJBRB8，ENDII；主機(jī)發(fā)送是否就緒

LCALLRE_DATA；接收數(shù)據(jù)

LJMPENDENDII：SETBSM2ENDI：SETBESEND：POPACC POPPSW RETI第五十八頁(yè)，共六十七頁(yè)，2022年，8月28日SE_DATA：CLRTRDY；發(fā)送數(shù)據(jù)塊子程序

MOVR6，#00H MOVR0，#30HMOVR7，#10HLOOP2：MOVA，@R0 MOVSBUF，AJNBTI，$ CLRTIINCR0 ADDA，R6 MOVR6，A DJNZR7，LOOP2；數(shù)據(jù)塊發(fā)送完畢？

MOVA，R6 MOVSBUF，AJNBTI，$；發(fā)送校驗(yàn)和

CLRTIJNBRI，$ CLRRIMOVA，SBUF XRLA，#00H；判發(fā)送是否正確

JZSEND_OK SJMPSE_DATA；發(fā)送錯(cuò)誤，重發(fā)第五十九頁(yè)，共六十七頁(yè)，2022年，8月28日SEND_OK：SETBSM2；發(fā)送正確，繼續(xù)監(jiān)聽

SETBES RETRE_DATA：CLRRRDY；接收數(shù)據(jù)塊子程序

MOVR6，#00HMOVR0，#30HMOVR7，#10H第六十頁(yè)，共六十七頁(yè)，2022年，8月28日LOOP3：JNBRI，$ CLRRIMOVA，SBUFMOV@R0，A INCR0 ADDA，R6 MOVR6，A DJNZR7，LOOP3；接收數(shù)據(jù)塊完畢？

JNBRI，$；接收校驗(yàn)和

CLRRIMOVA，SBUF XRLA，R6；判斷校驗(yàn)和是否正確

JZRECE_OK MOVSBUF，#0FFH；校驗(yàn)和錯(cuò)誤，發(fā)FFHJNBTI，$ CLRTILJMPRE_DATA；重新接收第六十一頁(yè)，共六十七頁(yè)，2022年，8月28日RECE_O