CH7单片机的串行通信技术

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CH7单片机的串行通信技术
•第7章 单片机的串行通信技术
• 10位数据异步通讯方式——用于双机通信
•一帧信息：1个起始位(0)+8位数据位+1个停止位(1) ， 其中起始位和停止位是自动插入的。
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•第7章 单片机的串行通信技术
•发送条件：由SBUF = counter即可启动发送过程 •发送完成：硬件TI置1
•第7章 单片机的串行通信技术
• (2) 串口控制寄存器，SCON（98H）
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•SM2主要用于多机通讯：SM2=1 允许； 0—禁止。
•TB8（RB8）---发送（接收）数据的第9 位
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•第7章 单片机的串行通信技术
通过SM0和SM1不同的取值，可选择串行通信中的四种工 作方式。
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•第7章 单片机的串行通信技术
• 2.同步通讯
•
数据格式——数据以块为单位连续传送。
• 在发一组数据时，只在开始用若干个同步字符作为双 方的号令，然后连续发送整组数据。
• 特点——数据是以数据块为单位连续传送的，结构紧 凑，传输效率高，但要求双方有准确的时钟，对硬件要求 高。
SM0 SM1
0
0
0
1
1
0
1
1
工作方式 方式0 方式1 方式2 方式3
说明
波特率
同步移位寄存器
fosc/12
10位异步收发 由定时器控制
11位异步收发 11位异步收发
fosc/32或 fosc/64
由定时器控制
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•第7章 单片机的串行通信技术
(3) 电源控制寄存器，PCON （87H）
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•第7章 单片机的串行通信技术
•CPU
• 若干寄存器： • 两个数据缓冲器SBUF（99H）+串行控制寄存器 SCON（98H） +移位寄存器+...... 。
• 两个引脚：数据接收RXD(P3.0) 和数据发送TXD(P3.1)。
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•由定时器T1产生的同步时钟
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•第7章 单片机的串行通信技术
•7.1 串行通信概述 •7.2 串行口的结构组成及控制寄存器 •7.3 串行通信工作方式 • 7.3.1 方式0（八位同步移位寄存器方式） • 7.3.2 方式1（十位异步收发通信模式） • 7.3.3 方式2、方式3数据帧格式及应用举例 •7.4 串行通信设计应用举例
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74LS164真值表
工作模式
CLR
复位（清除） L
输入 CP DSA DSB XXX
输出（n+1时刻）
Q0 Q1 至 Q7
L
L至L
移位
H
↓
X
X 不变（Q0n 至 Q7n）
H
↑
L
X
L Q0n 至 Q6n
H
↑
XL
L Q0n 至 Q6n
H
↑
HH
H Q0n 至 Q6n
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•第7章 单片机的串行通信技术
•在串行数据通信中，有同步通信和异步通信两种方式。 1.异步通信——以字符为单位组成字符帧进行的数据传送
•一帧数据由起始位、数据位、[可编程位]和停止位构成
•特点——收发双方不同步时，能够依在每帧开始时的不断 对齐，自行纠正偏差，故对收发双方的时钟精度要求较低， 但因每个字节都要建立一次同步，所以工作速度较低、效率 低。
•串行通信
• （2）串行方式——数据的各位依次逐位发送或接收。
•
传输速度慢，但因只需较少传输线，故适合于远距离通信。
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•第7章 单片机的串行通信技术
•7.1 串行通信概述 • 7.1.1 数据通信 • 7.1.2 异步通信和同步通信 • 7.1.3 波特率的概念和串行通信的传输方向 •7.2 串行口的结构组成及控制寄存器 •7.3 串行通信工作方式及应用举例 •7.4 串行通信设计应用举例
•第7章 单片机的串行通信技术
（1）发送数据过程（中断法）
内部数据并行写入SBUF发→数据串行送出→中断标志
位TI硬件置1→CPU响应中断→软件清零TI,写入下一数据
→
•CPU
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•第7章 单片机的串行通信技术
（2）接收数据的过程（中断法） 外界数据串行送入移位寄存器→数据并行送入SBUF收→
•7.1 串行通信概述 •7.2 串行口的结构组成及控制寄存器 • 7.2.1串行口的结构组成 • 7.2.2串行口控制寄存器 •7.3 串行通信工作方式及应用举例 •7.4 串行通信设计应用举例
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•第7章 单片机的串行通信技术
• (1) 串行数据缓冲器，SBUF
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•第7章 单片机的串行通信技术
实例1 利用74LS164扩展并行输出口,并实现发光二极管循环控制
功能
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•接线原理： • •
•第7章 单片机的串行通信技术
数据发送端A(B)——RXD ； 同步时钟端CLK——TXD； 数据清除端CLR——P1.0
• 单工通信
半双工通信
全双工通信
• Simplex
Half Duplex
Full Duplex
•收发双方角
•收发双方角
•收发双方互
色固定不能互
色可换但需切
不影响双向通
换
换
信
• 80C51 内部设有一个全双工串行接口
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•第7章 单片机的串行通信技术
•7.1 串行通信概述 •7.2 串行口的结构组成及控制寄存器 • 7.2.1串行口的结构组成 • 7.2.2串行口控制寄存器 •7.3 串行通信工作方式及应用举例 •7.4 串行通信设计应用举例
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•第7章 单片机的串行通信技术
•#include<reg51.h> •sbit MR=P1^0; •void delay() { unsigned int i; //延时
•实例1参考程 序
•
for (i=0; i<20000; i++) {}
•
}
•void main() { • unsigned char index, LED; • SCON = 0; • MR = 1; • while (1) {
•标准波特率：
• 110、300、600、1200、2400、4800、9600、19200、 38400 bps 等。
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•第7章 单片机的串行通信技术
在串行通信中，按照传输数据的流向，可分成三种传输形式：
•RXD——Receive Data——接收数据 •TXD——Transmit Data——发送数 据
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•第7章 单片机的串行通信技术
常用的数据通信包括两种形式：并行通信和串行通信。
•并行通信
• （1）并行方式——数据的各位同时发送或同时接收。
• 通
传送速度快，但因需要多根传输线，故一般只在近距离
•
信中使用。
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•第7章 单片机的串行通信技术
标志位RI硬件置1→CPU响应中断→RI软件清零,读走数 据→
•CP U
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•第7章 单片机的串行通信技术
•数据传送——将串行数据按一定节拍（同步时 钟脉冲）输出到传输线上，或从传输线上读入。
•同步时钟 •传送数据
•D0 •D1 •D2 •D3 •D4 •D5 •D6 •D7
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•第7章 单片机的串行通信技术
•在串行通信中，数据传输速率的快慢，通过波特率来衡量。 波特率为每秒钟发送二进制数码的位数，即b/S （位/秒）。
•例如：
• 在异步通信中传输速度为360字符/秒，每个字符又包含10
位，则波特率为：
•
360字符/秒 * 10位/字符 ＝ 3600 bps （波特）
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•第7章 单片机的串行通信技术
•7.1 串行通信概述 • 7.1.1 数据通信 • 7.1.2 异步通信和同步通信 • 7.1.3 波特率的概念和串行通信的传输方向 •7.2 串行口的结构组成及控制寄存器 •7.3 串行通信工作方式及应用举例 •7.4 串行通信设计应用举例
•第7章 单片机的串行通信技术
•7.1 串行通信概述 •7.2 串行口的结构组成及控制寄存器 •7.3 串行通信工作方式 • 7.3.1 方式0（八位同步移位寄存器方式） • 7.3.2 方式1（十位异步收发通信模式） • 7.3.3 方式2、方式3数据帧格式及应用举例 •7.4 串行通信设计应用举例
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2020/10/30
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•第7章 单片机的串行通信技术
•7.1 串行通信概述 • 7.1.1 数据通信 • 7.1.2 异步通信和同步通信 • 7.1.3 波特率的概念和串行通信的传输方向 •7.2 串行口的结构组成及控制寄存器 •7.3 串行通信工作方式及应用举例 •7.4 串行通信设计应用举例
•
LED = ((LED<<1) |1);
//左移1位，末位置1
•
if (LED== 0xff) LED = 0xfe; //若已循环一遍，准备重新开始
•
delay();
•
}
•}
•} PPT文档演模板
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•实例1运行效果
•第7章 单片机的串行通信技术
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•第7章 单片机的串行通信技术
74LS164为8位串并转换移位寄存器 能将 串行输入数据 转为 并行输出
DIP14
引脚
功能描述
A、B 串行数据输入引脚
QA～QG 并行数据输出引脚
CLOCK 移位脉冲输入端
CLEAR 移位寄存器清零端
•工作原理： •1）若CLEAR端为低电平：输出端QA～QG都为0； •2）若CLEAR端为高电平，且CLOCK端出现上升沿脉冲: • 则 输出端 锁存 输入端的电平 Q0=(A&B)
•同步时钟信号可由系统时钟或定时器产生
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•第7章 单片机的串行通信技术
同步时钟和传送数据的关系： 发送数据时，发送时钟的下降沿将数据串行移位输出；
接收数据时，接收时钟的上升沿开始对数据位采样。
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•第7章 单片机的串行通信技术
//定义LED指针和显示字模 //设置串行模块工作在方式0 // CLEAR端＝1，允许输入数据
•
LED=0xFE;
•
for (index=0; index < 8; index++) {
•
SBUF = LED;
//控制L0灯点亮
•
do {} while(!TI);
//通过TI查询判别数据是否输出结束
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•第7章 单片机的串行通信技术
•7.3.1 方式0（八位同步移位寄存器方式） 八位同步移位寄存器方式——用于扩展并行I/O接口
•扩展输出口
•扩展输入口
• 数据传输波特率固定为fosc/12 • 由RXD引脚输入或输出数据（低位在前,高位在后）
• 由TXD引脚输出同步时钟信号
•在物理上有两个SBUF：一个用于发送，另一个用于接收。 在逻辑上只有一个SBUF（99H）。 •可根据用法区分功能：
•uchar counter; 待发送存放变量
•…
•CP
•SBUF = counter; 完成一次数据发送 U
•…
•counter = SBUF; 完成一次数据接收
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波特率 62500 19200 9600 4800 2400 1200
SMOD 1 1 0 0 0 0
计数初值a 0xff 0xfd 0xfd 0xfa 0xf4 0xe8
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•第7章 单片机的串行通信技术
•一般初始化过程
例如：
•接收条件：在允许接收位REN=1时即可启动接收过程 •接收完成：硬件RI置1，数据→SBUF
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•第7章 单片机的串行通信技术
• 通常，指定T1为波特率时钟发生器（波特率时钟可 变）
•通常选择T1定时器方式2（取fosc为11.0592MHz）
序号 1 2 3 4 5 6