第六章 串行接口UARTPPT课件
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S3C2410的串口UART及编程ppt课件
6.2.7 波特率分频寄存器UBRDIV
波特率分频寄存器UBRDIV的定义和使用在6.1.2中已叙述， 不再重复。
6.2.8 UART单元各寄存器的定义
在随书提供的软件包2410test中，在2410addr.h文件中有关于 UART单元各寄存器的定义。
ppt课件 11
//UART #define rULCON0 ( * (volatile unsigned * )0x50000000)//UART 0 Line control #define rUCON0 ( * (volatile unsigned * )0x50000004)//UART 0 control #define rUFCON0 ( * (volatile unsigned * )0x50000008)//UART 0 FIFO control #define rUMCON0 ( * (volatile unsigned * )0x5000000c)//UART 0 Modem control #define rUTRSTAT0 ( * (volatile unsigned * )0x50000010)//UART 0 Tx/Rx status #define rUERSTAT0 ( * (volatile unsigned * )0x50000014)//UART 0 Rx error status #define rUFSTAT0 ( * (volatile unsigned * )0x50000018)//UART 0 FIFO status
ppt课件
9
6.2.4 UART MODEM控制寄存器UMCONn
6)串行外设接口PPT课件
1
SCI串行通信接口
TM S 32 0F28 12
3.3V
U4
SCITXDB SCIRXDB
HDPLX RS485/ 232 DE485/RTSA
/CTSA
2
16
15
8
7
10
12
/SHDN 9
11
1
0.1u
3
VCC
ZB/ T1OUT
DI/TIN ZB/ T2OUT
DE485/T2IN
R0/ R2OUT A/R2IN
9
SPI的典型接口
主控制器通过SPICLK信号来启动数据传输； 通常在一个时钟的边沿发送数据，而在时钟的另一个边沿接收数据； 两个微处理器能够同时发送和接收数据或一侧接收一侧发送。
主处理器
从处理器
主从式微处理器间的SPI连接
10
SPI的中断
SPI中断控制和状态位：
SPI中断使能位（SPICTL.0）：1－使能中断，0－禁止中断 当中断使能置位，且满足中断条件时，产生相应的中断。
16个SPICLK
16个SPICLK
共享总线式
19
DSP与MAX5253的接口电路
MAX5253配置为单极性输出方式 VOUTx=3.0V×NB/4096
+5
U6 MAX6 1 03
1
IN
C4 1 0 .1 u F
EPM7 12 8 SQC10 0
CPLD /CL
TMS3 20 F2 81 2
DSP
20
MAX5253的编程命令
MAX5253的编程命令 方法1 方法2
21
MAX5253接口时序
数据传送过程，/CS必须保持低电平； 提示：SPICTL中的TALK位控制/SPISTE引脚电平；若TALK＝1， 使能发送，且移位过程/SPISTE保持低电平。
SCI串行通信接口
TM S 32 0F28 12
3.3V
U4
SCITXDB SCIRXDB
HDPLX RS485/ 232 DE485/RTSA
/CTSA
2
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15
8
7
10
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/SHDN 9
11
1
0.1u
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VCC
ZB/ T1OUT
DI/TIN ZB/ T2OUT
DE485/T2IN
R0/ R2OUT A/R2IN
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SPI的典型接口
主控制器通过SPICLK信号来启动数据传输； 通常在一个时钟的边沿发送数据，而在时钟的另一个边沿接收数据； 两个微处理器能够同时发送和接收数据或一侧接收一侧发送。
主处理器
从处理器
主从式微处理器间的SPI连接
10
SPI的中断
SPI中断控制和状态位：
SPI中断使能位（SPICTL.0）：1－使能中断，0－禁止中断 当中断使能置位，且满足中断条件时，产生相应的中断。
16个SPICLK
16个SPICLK
共享总线式
19
DSP与MAX5253的接口电路
MAX5253配置为单极性输出方式 VOUTx=3.0V×NB/4096
+5
U6 MAX6 1 03
1
IN
C4 1 0 .1 u F
EPM7 12 8 SQC10 0
CPLD /CL
TMS3 20 F2 81 2
DSP
20
MAX5253的编程命令
MAX5253的编程命令 方法1 方法2
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MAX5253接口时序
数据传送过程，/CS必须保持低电平； 提示：SPICTL中的TALK位控制/SPISTE引脚电平；若TALK＝1， 使能发送，且移位过程/SPISTE保持低电平。
UART通用异步串行接口
第6章 ARM应用系统硬件设计
ARM原理与应用
其实现过程如下图所示。
nRTS：请求对方发送 应用于MODEM设备。 nCTS：清除请求发送 注意：这种自动流控制应用于对方也是UART设备，不能
第6章 ARM应用系统硬件设计
ARM原理与应用 4）使用FIFO进行收发
主要是通过对FIFO状态寄存器UFSTATn的查询，确定进行收发。
第6章 ARM应用系统硬件设计
ARM原理与应用
数据接收（请求发送）： （1）选择接收模式（中断或者DMA模式）
（2）请求发送。先要查询发送/接收状态寄存器 UTRSTATn[0]的接收缓冲器“数据就绪状态位”是否为1， 如果是1，需要先读取数据，然后再请求对方发送数据，方 法是对MODEM控制寄存器MCONn中的请求发送信号产生 位置1，使UARTn发出nRTS信号。
第6章 ARM应用系统硬件设计
ARM原理与应用
3）串行口的自动流控制功能
S3C2410的UART0和UART1使用 nRTS、nCTS 信 号支持自动流控制。UART0和UART1不仅有完整的握手信 号，而且有自动流控制功能，在寄存器UMCONn中设置实 现。自动流控制是利用信号nRTS、nCTS来实现的。在接 收数据时，只要接收FIFO中有两个空字节就会使nRTS有 效，使对方发送数据；在发送数据时，只要nCTS有效，就 会发送数据。
使用FIFO进行发送： 1）选择发送模式（中断或者DMA模式） 2）查询对方是否有请求发送要求，由MODEM状态寄存器 UMSTATn[0]给出，该位为1，则有请求，再查询FIFO状 态寄存器UFSTATn的数据满状态位是否为1，如果不是1， 可以向发送缓冲寄存器UTXHn写入发送的数据。上面二者 有一个或者两个都不满足，则不发送数据。
第6章 串行接口
5--8位
一个字符包括4个部分
奇偶校验位
停止位
1位
1位、1位半、2位 “1”有效
所以，一个字符由10个，10个半，11个位构成。
起始位 …
D0
D1
DN
奇偶校验位
停止位
图6-1
异步通信的字符格式
在异步通信时，通信双方必须事先约定。 （1）字符格式。 双方要事先约定数据位的位数、 奇偶校验形式及起始位和停止位的位数。 例如：用ASCⅡ码通信，有效数据为7位，加一个奇 偶校验位、一个起始位和一个停止位共10位。 （2）波特率（Baud rate）。波特率就是传送速率， 即每秒传送的二进制位数。单位为bit/s或波特。 波特率与字符的传送速率之间的关系为： 波特率= 一个字符的二进制编码位数*字符数/秒. 要求发送端与接收端的波特率必须一致。 假设：数据传送率是120字符/s，每个字符格式包含十 个代码位（一个起始位、一个终止位、8个数据 位），波特率为： 10×120=1200bit/s=1200波特
TI：发送中断标志。 在一帧数据发送结束时由硬件置位。 TI=1表示“发送缓冲器已空”，通知CPU可以 发送下一帧数据。 TI位可作为查询；也可作为中断申请标志位。 TI不会自动复位，必须由软件清0。 RI：接收中断标志。 在接收到一帧有效数据后由硬件置位。 RI=1表示一帧数据接收完毕，并已装入接收缓 冲器中，即表示’’接收缓冲器以满’’，通 知CPU可取走该数据。 该位可作为查询，也可作为中断申请标志位。 同样RI不会自动复位，必须由软件清0。
51系列单片机串行口的结构 51系列单片机串行口的控制 波特率设计
6．2．1 89C51单片机串行口的结构
接口PPT课件第6章 串行接口
1
串行通信接口 数据总线 驱动器和 接收器
状态寄存器
调制解调器控制
控制寄存器
数据输入缓冲寄存器
中断请求 读 信号交换 写 联络逻辑
数据输入移位寄存器 数据输出移位寄存器
串行输入 串行输出
地址译 码器 来自地址总线
数据输出缓冲寄存器
接收器时钟
发送器时钟
典型内部结构
6.1.1 串行通信方式
串行通信按通信约定的格式分为两种： 异步通信方式和同步通信方式
38
6.1.5 串行通信协议
RS-232-C 采用负逻辑规定逻辑电平，将 -5～ 15V 规定为逻辑“ 1 ”，将 +5 ～ +15V 规定为逻辑 “0”。该信号电平与常用的TTL电平是不兼容的。 为了能够同计算机接口或终端的 TTL器件连接， 必须在EIA-RS-232C与TTL电路之间进行电平和逻辑 关系的变换。实现这种变换的方法可用分立元件，也 可用集成电路芯片。
27
6.1.4 信号的调制与解调
28
6.1.4 信号的调制与解调
在长距离串行通信中，通信的双方要用一 对调制/解调器来实现信号的转换。
29
6.1.4 信号的调制与解调
30
6.1.4 信号的调制与解调
调制解调器常用的方式： 频移键控FSK（Frequency Shift Keying） 把数字信号的“1” 和 “0”调制成不同的频率， 在接收端解调器根据不同的频率恢复原来的数据信 号“1” 和 “0”。
12
6.1.1 串行通信方式
单同步——在传送数据之前先传送一个同步字符SYNC
双同步——先传送两个同步字符“SYNC”。接收端检测到 该同步字符后开始接收数据。 外同步——通信的数据格式中没有同步字符，用一条专用 控制线来传送同步字符，对同步字符的检测在 串行I/O接口电路芯片外部进行。当外部硬件电 路检测到同步字符后，往串行接口发送一个同 步信号SYNC。当I/O接口接到同步信号后，开 始接收数据信息。 注意：每一帧信息结束时用两个字节的循环控制码CRC。
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TI： 发送中断标志。在方式0串行发送第8位结束时由 硬件置“1”，或在其他方式中串行发送停止位的 开始时置“1”，必须由软件清“0”。
RI： 接收中断标志。在方式0串行接收第8位结束时 由硬件置“1”，或在其他方式中串行接收停止 位的开始时置“1”，必须由软件清“0”。
23
②电源控制寄存器 PCON
REN： 允许接收控制位。由软件置“1”时，允许接收， 置“0”时，禁止接收。
TB8： 在方式2和方式3中要发送的第9位数据，需要 时由软件置位或复位。
RB8： 在方式2和方式3中要接收的第9位数据，在方 式1时，如SM2=0，RB8是接收到的停止位。 在方式0中，不使用RB8。
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D7
D0
SCON (98H) SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI
数据位： 5～8位。数据的最低位在前，最高位在后。
奇偶位： 紧跟在最高位之后，占用一位，奇偶校 验时，根据协议置“1”或“0”
停止位： 为逻辑“1”信号，占用1位或2位，当接 收端收到停止位时，表示一帧数据结束。
14
同步传送： 数据块开始有1～2同步字符SYNC， 后面是按顺序传送的数据块。
SYN SYN SOH 标题 STX
当SM2 = 0时，则不论第9位数据是1还是0，都将前8 位数据送入SBUF中，并使RI置1，产生中断请求。
在方式1时，如果SM2 = 1，则只有收到有效的停止位 时才会激活RI。在方式0时，SM2必须为0。
21
D7
D0
SCON (98H) SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI
PCON（87H） SMOD
18
①串行口控制寄存器
字节地址为98H，可位寻址，位地址为98H～9FH。
D7
D0
SCON (98H) SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI
SM0、SM1：串行口工作方式选择位。
19
SM0 SM1
00 01 10 11
方式 0 1 2 3
功能
移位寄存器方式（用于I/O扩展） 8位UART，波特率可变 9位UART，波特率为fosc/32或fosc/64 9位UART，波特率可变
1 0
发
收 设
1
送
1 0
设
备
0
备
询问
应答
并行通信控制简单、传输速度快；由于传输线较多，长距离
传送时成本高，且接收方的各位同时接收存在困难。
7
串行通信是将数据字节分成一位一位的形式在一条传输 线上逐个地传送。
接
发
收
D0
D7
送
设 备
8位顺次传送
设 备
串行通信特点：传输线少，长距离传送时成本低，且可以 利用电话网等现成的设备，但数据的传送控制比并行通信 复杂。
字节地址87H，没有位寻址功能。
PCON （87H）
SMOD
SMOD：波特率选择位。SMOD=1时，波特率加倍。
《单片机基础》课程
1
第一部分
整体概述
THE FIRST PART OF THE OVERALL OVERVIEW, PLEASE SUMMARIZE THE CONTENT
2
内容回顾: 5. 1 定时/计数器 5. 2 中断系统
3
第六章 串行口
6. 1 串行通信概述及结构 6. 2 串行口工作方式及应用
11
异步通信的数据格式 ：
起 空始 闲位
一个字符帧 数据位
校停 验止 位位
空 下一字符 闲 起始位
LSB
MSB
异步通信的特点：不要求收发双方时钟的严格一致，实现容 易，设备开销较小，但每个字符要附加2～3位用于起止位， 各帧之间还有间隔，因此传输效率不高。
12
一帧数据： 一个字符在异步传送中称为一帧数据。
4
§6. 1 串行通信概述及结构
5
1、计算机通信概述
•计算机通信是指计算机与外部设备或计算机与计算机之间 的信息交换。
•计算机通信有并行通信和串行通信两种方式。 在多微机系统以及现代测控系统中信息的交换多采用串
行通信方式。
6
并行通信将数据字节的各位用多条数据线同时进行传送。
8位同时传送 1
0
接
20
D7
D0
SCON (98H) SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI
SM2： 多机通信控制位。主要用于方式2和方式3。
如果SM2 = 1，则只有当接收到的第9位数据（RB8） 为“1”时，才使RI置“1”，产生中断请求；当接收到的第 9位数据（RB8）为“0”时，则将接收到的前8位数据丢弃。
≥1
0
T1溢出率
SMOD
接收控制器 RI
SBUF
RXD 移位寄存器
16
1、数据缓冲器SBUF
包括物理上独立的发送缓冲器、接收缓冲器； 发送缓冲器：只能写入不能读出； 接收缓冲器：只能读出不能写入； 二者共用一个地址99H。
17
2、串行口相关寄存器
D7
D0
SCON (98H) SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI
8
串行通信：
异步通信 同步通信
9
•异步通信是指通信的发送与接收设备使用各自的时钟控制数 据的发送和接收过程。为使双方的收发协调，要求发送和接 收设备的时钟尽可能一致。
接 收 设10100100 1 备
0 10100100 1
பைடு நூலகம்
间隙任意 发
送
0 11100110 1 0 1110011设0
备
10
异步通信是以字符（构成的帧）为单位进行传输，字符与 字符之间的间隙（时间间隔）是任意的，但每个字符中的各 位是以固定的时间传送的，即字符之间是异步的（字符之间 不一定有“位间隔”的整数倍的关系），但同一字符内的各 位是同步的（各位之间的距离均为“位间隔”的整数倍）。
一帧数据由4部分组成： 起始位、数据位、奇偶位、停止位
停起
数
止始
据
位 位 LSB
位
奇 停起 数 偶 止始 据 MSB位 位 位 位
1/0 1 0 1/0 1/0 1/0 1/0 1/0 1/0 1/0 1/0 1/0 1 0 1/0 1/0 1/0
一帧数据 第n个字符
第n+1个字符
13
起始位： 为逻辑“0”信号，占用一位，用来通知 接收设备，一个新的字符开始了。
数据块
ETB/ETX 块校验
8位 01111110
8位 地址场
8位 控制场
≥0位 信息场
16位 校验场
8位 01111110
*波特率：串行通信中每秒传送的数据位数。
15
2、串行口的结构
51系列单片机：一个全双工异步串行通信接口。
SBUF
TXD 控制门
TH1 TL1
发送控制器 TI 去串口中断
1
A
÷16 ÷2