第7章串行口

第7章MCS-51的串行接口•7．1串行通信概述•7．2串行接口的结构•7．3串行口的应用举例•7．4串行通信物理接口标准7．1串行通信概述•一、异步串行通信和同步串行通信•二、串行通信数据传送的方向•三、串行通信的检错与纠错•四、串行接口芯片UART和USART一、串行通信数据传送的方向•单工、半双工、全双工二、串行通信的方式•常用的通信方式有两种：同步方式和异步方式，也称同步通信和异步通信。•1．异步通信•例如，传送一个7位的ASCII码字符，再加上一个起始位、一个奇偶校验位和一个停止位组成的一帧共10位。传输字符“E”的ASCII码的波形。2．同步通信3比较•①从硬件设备的要求看•②从数据的传输效率看4．串行传送速率--波特率•所谓的波特率，是指每秒钟内所传送二进制数据的位数，单位为波特（Bd），实际上它是传送每一位信息所用时间内的倒数。•如果一个串行字符由１个起始位，７个数据位，１个奇偶校验位和１个停止位等10个数位构成，每秒钟传送120个字符，则实际传送的波特率为：•10位/字符×120字符/秒＝1200位/秒＝1200波特•传送每位信息所占用的时间：•１秒/1200＝0.833毫秒常用的标准波特率：•110、300、600、1000、1200、2400、4800、9600和19200波特。它也是国际上规定的标准波特率。同步传送的波特率高于异步方式，可达到64000波特。三、串行接口芯片UART和USART•由于计算机是按并行方式传送数据的，当它采用串行方式与外部通信时，必须进行串并行变换。发送数据时，需通过并行输入、串行输出移位寄存器将CPU送来的并行数据转换成串行数据后，再从串行数据线上发送出去；接收数据时，则需经串行输入、并行输出移位寄存器，将接收到的串行数据转换成并行数据后送到CPU去。•异步收发器UART、•通用同步异步收发器USART。四、调制解调器１．幅度调制２．频率键移调制（FSK）7.2MCS-51串行接口的机构•MCS-51单片机内部的串行接口是全双工的，即它能同时发送和接收数据。这个口既可以用于网络通信，也可以实现串行异步通信，还可以作为同步移位寄存器使用。在串行口中可供用户使用的是它的寄存器。•一、结构•二、控制寄存器•三、工作方式•四、波特率的设定一、串行口寄存器的结构•串行口中寄存器的基本结构如图7-8所示。•图中共有两个串行口的缓冲寄存器（SBUF）。一个是发送寄存器，一个是接收寄存器。•串行发送时，从片内总线向发送SBUF写入数据；串行接收时，从接收SBUF向片内总线读出数据。它们都是可寻址的寄存器，但因为发送和接收不能同时进行，所以给这两个寄存器赋以同一地址（99H）。二、串行口控制寄存器•（1）串行控制寄存器SCON•（2）电源控制寄存器PCON•（3）中断允许寄存器IE三、串行口的工作方式•1．串行口工作方式0•串行口工作方式0为同步移位寄存器输入/输出模式，可外接移位寄存器，以扩展I/O口。•2．串行口工作方式1串行口工作于方式1时，为波特率可变的8位异步通信接口。•3．方式2和方式3串行口工作于方式2和方式3时，被定义为9位异步通信接口。四、波特率的设定•串行口每秒钟发送或接收数据位数称为波特率。假设发送一位数据所需时间位T，则波特率为1/T。•方式0的波特率是固定的，等于单片机晶振频率的1/12，即每个机器周期接收或发送一位数据。•方式2的波特率与电源控制器PCON的最高位SMOD的值有关：•方式2的波特率=晶振频率×2SMOD/64•方式1和方式3的波特率除了与SMOD位有关外，还与定时器T1的溢出率有关。定时器T1作为波特率发生器，常选用电视方式2（8位重装载初值方式），并且禁止T1中断。此时TH1从初值计数到产生溢出，它每秒钟溢出的次数称为溢出率。于是•方式1或3的波特率=T1的溢出率×2SMOD/32=2SMOD/32×fosc/(12×(256-TH1))7.3串行口的应用举例•①按选定串行口的操作方式设定SCON的SM0、SM1两位二进制编码。•②对于方式2或3，应根据需要在TB8中写入待发送的第9位数据。•③若选定的操作方式不是方式0，还需设定发送的波特率：•设定SMOD的状态，以控制波特率是否加倍。•若选定操作方式1或3，则应对定时器T1进行初始化以设定其溢出率。六、RS-232C串行口标准及应用•RS-232C是美国电子工业协会EIA（ElectronicIndustryAssociation）于1962年指定的一种串行通信接口标准。