单片机串行口课件

RI
图(b) 方式 0 接收电路及时序
串行口方式0的应用（P150，P169）
• 串行口扩展的键盘
vcc vcc
8051 RXD TXD
9 2 1
74HC165
D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7
•
• • • • •
ORG 0100H START： CLR P1.0 ;载入数据 NOP; NOP; SETB P1.0;数据输出
2. 串行口方式1的应用
例 : 通 过 MCS-51 串 行 口 发 送 带 存 放 在 片 内
RAM 20H～3FH中的数据，要求传送的波
特率为1200bps。编写有关的通信程序。
fosc=11.0592MHz。
分析:
设串行口为方式1，定时器/计数器T1为方式2作为串 行口的波特率发生器。可以避免计数溢出后用软件重装定 时初值的工作。
MOV TMOD，#20H
MOV TL1，#0E8H MOV TH1，#0E8H SETB TR1 MOV R0，#20H MOV R7，#32 LOOP: ACALL SP_IN
；设置定时器T1为方式2
；初值，波特率为1200b/s ；启动T1运行 ；数据存放首地址 ；数据块长度 ；调用接收一帧子程序
• 附加第9位（D8）由软件置1或清0。发送时在TB8中，接收
时送RB8中。
• 方式2的波特率是固定的，为振荡器频率的1/32或1/64。 • 方式3的波特率则由T1的溢出率决定，可用程序设定。 • 方式2和方式3的发送、接收时序如图所示。其操作与方式1 类似。
只有当REN=1时，才能对RXD进行检测。
同步 字符1 起始
同步 字符2
数据块（若干字节）
校验 符1
校验 符2 结束
串行通信的波特率
波特率（band rate）是异步通信中每秒钟传送的二进制 数码的位数（比特数），单位是位/秒。 作用：1、反映串行通信的速率；
2、反映对传输通道的要求：波特率越高，要求的传输
通道的频带宽度就越宽。 异步通信：波特率为每秒传送的字符数和每个字符位数 的乘积。
取SMOD＝0 ∴(TH1)＝232＝0E8H
主程序：
ORG 0100H MOV TMOD，#20H ；设T1为方式2 MOV TL1，#0E8H ；T1定时常数 MOV TH1，#0E8H SETB TR1 ；启动T1 MOV SCON，#01000000B；设串行口为方式1 MOV R0，#20H ；设发送数据区首址 MOV R7，#32 ；发送32个ASCII码数据 LOOP:MOV A，@R0 ；取ASCII码数据 ACALL SP_OUT ；调用串行口发送子程序 INC R0 ；未发送完，则继续 DJNZ R7，LOOP …
置RI为1；否则，这次接收无效，也不置位RI。
例：编制一个发送程序，将片内RAM中50H—5FH的数据串 行发送。串行口设定为工作方式2，TB8作奇偶校验位。 发送波特率375 kb/s，晶振为12 MHz, SMOD=1。 解：在数据写入发送SBUF之前，先将数据的奇偶标志P写入 TB8，此时，第9位数据便可作奇偶校验用。可采用查询和 中断两种方式发送。
74LS165
74LS165是一个并行输入串行输出的移位寄存器。
其中A ,B,C,D,E,F,G,H 并行输入端。 QH串行输出端。 CLOCK：时钟输入端。 CLOCK INHIBIT：时钟禁止端。当时钟禁止端CLK2为低电平时，允 许时钟输入。 SHIFT/LOAD：移位与置位控制端。 SER：扩展多个74LS165的首尾连接端。
MAIN:
LOOP:
WAIT: CONT:
ORG AJMP ORG MOV MOV MOV MOV MOV MOV MOV MOV JBC AJMP INC DJNZ SJMP END
0000H MAIN 0100H SCON，#80H PCON，#80H R0，#50H R7，#10H A，@R0 C，P TB8，C SBUF，A TI，CONT WAIT R0 R7，LOOP $
6.3 串行口的 4 种工作方式
• 方式的选择由SM0 、 SM1实现。 • 四种方式的比较： 工作方式
方式0
功能
8位同步移位寄 存器
说明
常用于扩展I/O 口 起始位0、 8位 数据、结束位1 起始位0、 8位 数据、奇偶校验 位和结束位1 同上
波特率
fosc/12 可变（取决于定 时器1溢出率） fosc/64或 fosc/32 可变（取决于定 时器1溢出率）
源程序如下：
MAIN: MOV SCON ,#080H ;串行口工作于方2;REN=1,可接收 MOV PCON ,#80H ;设SMOD=1 MOV R0，#50H ;首址50H送R0 MOV R7，#10H ;数值长度送R7 SETB REN ；启动接收 WAIT: JBC RI ,PR1 ;接收完一帧数据，清RI， 转PR1 SJMP WAIT ;否则等待 PR1: MOV A ,SBUF ;读入数据 JNB P ,PNP ;P=0，转PNP JNB RB8 ,ERR ;P=1，RB8=0，转出错处理 SJMP RIGHT PNP: JB RB8 ,ERR ;P=0，RB8=1，转出错处理 RIGHT: MOV @R0 ,A ;数据送内存 INC R0 ;修改地址指针 DJNZ R7 ,WAIT ;数据未接收完， ;继续接收下一个数据 CLR F0 ;置正确接收完毕标志F0=0 SJMP ENDT ERR: SETB F0 ENDT: SJMP $
6.2 MCS-51串行口的结构
MCS-51有一个可编程的全双工串行通信接
口，可作为通用异步收发器（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。
内部总线 8 发送 SBUF (99H) 门 串 行 控 制 寄 存 器 (98H) SCON RXD(P3.0) TXD(P3.1)
SBUF和RB8（RB8装入停止位），并置位RI，通知CPU
取数据；如果不满足，接收到的数据不能装入SBUF，这 意味着该帧信息将会丢失。
两个单片机之间的通信
• 通信协议：数据格式、校验方式
• 波特率 • 硬件连接
RXD 8051 应用系统 （甲） TXD GND TXD RXD GND 8051 应用系统 （乙）
串行口方式0的应用（P150，P169）
• 串行口扩展显示器 • 【例1】用8位串入并出移位寄存器74HC164扩展 显示器。
TXD
74HC164 74HC164
D Q1Q0 Q7 (1) Q1Q0 D Q7
74HC164
(7) Q1Q0
RXD
D Q7
(0)
8051
(0)
(1)
(7)
+5V
编写程序实现：
方式1
方式2 方式3
10位UART
11位UART 11位UART
1.串行口方式0 — 同步移位寄存器方式 方式0以8位数据为一帧，不设起始位和停止位， 先发送或接收最低位。其帧格式如下：
• 串行数据通过RXD输入或输出，而TXD用于输出 移位时钟，作为外接部件的同步信号。
• 这种方式不适用于两个8051之间的串行通信，但 可以通过外接移位寄存器来实现单片机的I/O接口 扩展。
串行口发送子程序：
SP_OUT：MOV
JNB CLR
SBUF，A
TI，$ TI
；带校验位发送
；发送等待 ；清TI标志
RET
例：B机由串行口接收数据块。 解：采用查询方式，本例与上例相呼应，接 收器把接收到的32个数据存放在20H－
3FH单元内，波特率同上。
主程序：
MOV SCON，#01010000B ；设串口方式1，允许接收
MOV
INC
@R0，A
R0
；存放接收的数据
DJNZ R7，LOOP
……
接收一，$
CLR RI MOV A，SBUF RET
；RI由硬件置位
；软件清除RI
3.串行口方式2和3 — 11位UART
• 方式2和方式3以11位为1帧传输，设有1个起始位(0)，8个数 据位，1个附加第9位和1个停止位(1)。其帧格式为：
• 串行口方式1的发送和接收时序如图（a）和（b）所示。
只有当REN=1时，才能对RXD进行检测。
方式 1 发送和接收时序
接收有效的两个条件：
①RI=0。即上一帧数据接收完成时，RI=1发出的中断请求
已被响应，SBUF中数据已被取走。由软件使RI=0，以便 提供“接收SBUF已空”的信息。 ②SM2=0或收到的停止位为1（方式1时，停止位进入RB8）。 满足上述两个条件，将接收到的数据装入串行口的
•
CLR P1.1;允许时钟输入
TAB: AJMP OPR0 AJMP OPR1 … AJMP OPR7
• RCVI： MOV SCON，＃10H • JNB RI，$ • CLR RI • MOV A，SBUF • …；判断键值，散转 • OPR0： …
LJMP START
2.串行口方式1 — 10位UART
;上电，转向主程序 ;主程序 ;设工作方式2 ;取波特率为fosc/32 ;首址50H送R0 ;数值长度送R7 ;取数据 ;P→C ;奇偶标志送TB8 ;发送数据 ;等待中断标志TI=1
;数值尚未发送完， 继续发送下一个数据
例：编制一个接收程序，将接收的16B数据 送入片内RAM的50H－5FH单元中。设串 行口工作在方式2，波特率为375bps。 解：
方式2、方式3发送和接收时序
发送过程
• 发送前，先根据通信协议由软件设置TB8（如作奇偶校验