第7章++串行接口与应用盛党红

第7章串行接口与应用7.1串行通信的基本知识7.2MCS-51单片机串行口的结构与工作方式7.3主从式多机通信退出7.1串行通信的基本知识在MCS-51单片机内部，有一个全双工串行接口，能同时进行发送和接收数据。利用这个串行接口，可以实现单片机之间的单机通信、多机通信，以及与PC机之间的通信。7.1.1数据通信的基本概念通信：信息交换。CPU与外设、一台计算机与其他计算机等之间进行信息交换。有两种通信方式：一种是并行通信，一种是串行通信。串行通信有三种方式：单工通信、半双工通信和全双工通信。1、异步通信7.2MCS-51单片机串行口的结构与工作方式7.2.1串行口的结构MCS-51有一个可编程的全双工串行通信接口，可作为通用异步接收/发送器UART，也可作为同步移位寄存器。它的帧格式有8位、10位和11位，可以设置为固定波特率和可变波特率，给使用者带来很大的灵活性。7.2.2串行口控制寄存器SCON和特殊功能寄存器PCON1、串行口控制寄存器SCON串行口控制寄存器SCON决定串行口通信工作方式，控制数据的接收和发送，并标示串行口的工作状态等。其位格式为：SM0、SM1：串行口工作方式控制位，两位对应四种工作方式，如表7-1所示（fosc是晶振频率）。2、特殊功能寄存器PCON特殊功能寄存器PCON中只有一位SMOD与串行口工作有关，它的位格式为：SMOD：波特率倍增位。串行口工作在方式1、方式2、方式3时，若SMOD=1，则波特率提高一倍；若SMOD=0，则波特率不提高一倍。单片机复位时，SMOD=0。7.2.3波特率设计1、方式0的波特率工作方式0时，移位脉冲由机器周期的第6个状态周期S6给出，每个机器周期产生一个移位脉冲，发送或接收一位数据。因此，波特率是固定的，为振荡频率的1/12，不受PCON寄存器中SMOD的影响。用公式表示为：工作方式0的波特率=fosc/122、方式2的波特率方式2波特率取决于系统振荡频率及PCON中的SMOD位的值，当SMOD=0时，波特率为fosc的1/64；当SMOD=1时，波特率为fosc的1/32，用公式表示为；工作方式2波特率=（2SMOD/64）×fosc3、工作方式1和方式3的波特率方式1、3波特率=2SMOD/32（定时器1的溢出率）【例8-1】8051单片机时钟振荡频率为11.0592MHZ，选用定时器T1（工作在方式2）作波特率发生器，波特率为4800bps，求定时器T1的初值X。解设波特率控制位SMOD=0，则：X=256−（11.0592×106×（0+1）/（384×4800）=250=FAH所以，（TH1）=（TL1）=FAH系统晶振频率选用11.0592MHZ，是为了使初值为整数，从而产生精确的波特率。7.2.4串行口的四种工作方式串行口的四种工作方式中，串行通信只使用方式1、方式2、方式3，方式0主要用于扩展并行输入输出口。1、串行口工作方式07.3主从式多机通信7.3.3串行通信实例【例7-1】有两台8031单片机相距很近，直接将它们的串行口相连，1#机的TXD接2#机的RXD，2#机的TXD接1#机的RXD，二机的GND相连。二机的晶振频率均为11.0592MHZ，通信的波特率为4800bps。现将第一台8031单片机片内RAM40H～5FH单元内的数据，串行发送到第二台8031单片机片内RAM60H～7FH单元中。发送与接收的参考程序如下：1#单片机发送程序：ORG1000HTX:MOVTMOD,#20HMOVTH1,#0FAHMOVTL1,#0FAHMOVSCON,#40H；设定工作方式1MOVPCON,#00H；设SMOD=0SETBTR1MOVR0,#40H；设发送数据的地址指针MOVR2,#20H；设发送数据长度LOOP:MOVA,@R0；取发送数据送AMOVC,PSW.0MOVTB8,C；奇偶位送TB8MOVSBUF,A；启动发送WAIT:JBCTI,LL1；判发送中断标志SJMPWAITLL1:INCR0DJNZR2,LOOPRET2#单片机接收程序：ORG1000HRX:MOVTMOD,#20HMOVTH1,#0FAHMOVTL1,#0FAHMOVSCON,#50H；设定工作方式1，并允许接收MOVPCON,#00HSETBTR1MOVR0,#60HMOVR2,#20HLOOP:JBCRI,MM1；等待接收数据SJMPLOOPMM1:MOVA,SBUF；读入一帧数据JBPSW.0,PP1；判接收端奇偶JBRB8,ERROR；判发送端奇偶SJMPRIGHTPP1:JNBRB8,ERROR；接收出错RIGHT:MOV@R0,A；接收正确INCR0DJNZR2,LOOPERROR:SETBPSW.5；置出错标志RET【例7-2】甲乙两机进行串行通信，将甲机片外RAM中1000H单元开始的32个数据发送到乙机的片外RAM1000H开始的单元中。二机的晶振频率均为11.0592MHZ，通信的波特率为1200bps。设甲、乙机串行口均工作在方式1，根据发送和接收的波特率，设置定时器T1工作在方式2，当SMOD=0，则计数初值为E8H。甲机发送子程序流程图如图7-7（a）所示，乙机接收子程序流程图如图7-7（b）所示。参考程序如下：(1)甲机发送子程序：ORG1000HTTTT:MOVTMOD,#20HMOVTH1,#0E8HMOVTL1,#0E8HSETBTR1MOVSCON,#50HMOV87H,#00HENTER:MOVDPH,#10HMOVDPL,#00HMOVR4,#20HMOVR5,#00HTX1:MOVA,#04HMOVSBUF,AWAIT1:JBCTI,RX1SJMPWAIT1RX1:JBCRI,NEXT1SJMPRX1NEXT1:MOVA,SBUFCJNEA,#00H,TX1TX2:MOVA,R4MOVSBUF,AADDA,R5MOVR5,AWAIT2:JBCTI,TX3SJMPWAIT2TX3:MOVXA,@DPTRMOVSBUF,AADDA,R5MOVR5,AINCDPTRWAIT3:JBCTI,NEXT2SJMPWAIT3NEXT2:DJNZR4,TX3MOVA,R5MOVSBUF,AWAIT4:JBCTI,RX_11HSJMPWAIT4RX_11H:JBCRI,IF_11HSJMPRX_11HIF_11H:MOVA,SBUFCJNEA,#11H,ENTERRET(2)乙机接收子程序：ORG1000HRRRR:MOVTMOD,#20HMOVTH1,#0E8HMOVTL1,#0E8HSETBTR1MOVSCON,#50HMOV87H,#00HENTER:MOVDPH,#10HMOVDPL,#00HMOVR5,#00HRX1:JBCRI,IF_04HSJMPRX1IF_04H:MOVA,SBUFCJNEA,#04H,TX_FFHMOVA,#00HMOVSBUF,AWAIT1:JBCTI,RX2SJMPWAIT1LJMPRX2TX_FFH:MOVA,#0FFHMOVSBUF,AWAIT2:JBCTI,LL1SJMPWAIT2LL1:LJMPENTERRX2:JBCRI,LL2SJMPRX2LL2:MOVA,SBUFMOVR4,AMOVR5,ARX3:JBCRI,LL3SJMPRX3LL3:MOVA,SBUFMOVX@DPTR,AINCDPTRADDA,R5MOVR5,ADJNZR4,RX3RX4:JBCRI,LL4SJMPRX4LL4:MOVA,SBUFMOV30H,R5CJNEA,30H,T_ERRT_RIGHT:MOVA,#11HMOVSBUF,AWAIT3:JBCTI,ENSJMPWAIT3T_ERR:MOVA,#0F0HMOVSBUF,AWAIT4:JBCTI,AGAINSJMPWAIT4AGAIN:LJMPENTEREN:RET