串行通信接口SCI与SPI
串行通信接口SCI
串行通信分为同步通信和异步通信。
串行通信接口都具有发送引脚TXD和接收引脚RXD，它们是TTL平电。
如果要利用这两个引脚与外界实行异步通信，必须将TTL电平转化为RS-232电平。
SCI是一种全双工异步串行通信接口，主要用于MCU与其他计算机或设备之间的通信，几个独立的MCU也能通过SCI实现串行通信，形成网络。
从编程角度看，先设定好波特率，通信格式，是否校验，是否允许中断等。
接着发送数据时，先检查相应的标志位是否允许发送数据，如果可以，则把数据放入SCI数据寄存器即可，剩下的工作芯片自动完成：将数据从SCI数据寄存器送到发送移位寄存器，硬件驱动将发送移位寄存器里的数据按规定发送到发送引脚TXD，供对方接收。
接收时，数据逐位从接收引脚RXD进入到接收移位寄存器，当收到一个完整字节时，芯片会自动将数据送到SCI数据寄存器，并置相应的标志位，我们就可以根据标志位的情况来读取数据了。
SCIBDH:TNP[1:0]：发送窄脉冲位。
此位的设定与SCI传送的脉冲对应关系如下表：SCIBDL:SBR[12:0]：波特率设定位当IREN=0时，SCI波特率=SCI总线时钟/（16*SBR[12:0]）当IREN=1时，SCI波特率=SCI总线时钟/（32*SBR[12:1]）SCICR1:控制寄存器1（当AMAP=0时有效）LOOPS：循环模式选择位。
LOOPS=0时，为正常模式。
LOOPS=1时，为自发自收模式，在此模式下，RXD引脚与SCI内部断开，内部发送数据直接作为接收的输入，用于测试。
接收器的输入由RSRC位决定。
SCISWAI：当SCISWAI=0时，SCI可以在等待模式下工作。
当SCISWAI=1时，SCI 不可以在等待模式下工作。
RSRC：当LOOPS=1时，RSRC位决定接收移位寄存器接收数据的来源。
RSRC=1，RXD引脚与SCI模块断开，SCI用TXD引脚来发送及接收。
RSRC=0时，发送器的输出作为接收器的输入。
DSPF28335---SPI模块
DSPF28335---SPI模块DSPF28335--串行外设接口（SPI模块）问题1:什么是串行外设接口（SPI）？答：SPI（Serial Peripheral Interface）接口是高速同步串行I/O接口。
问题2:串行通信接口(SCI)和串行外设接口（SPI）主要区别？答：（1）SPI采用同步通讯方式，除了发送和接受两根线之外，还需要一根同步时钟线；SCI采用异步通信方式，只需要发送和接收两根线，通讯双方微处理器使用各自的时钟。
（2）SPI适用于板上短距离高速通讯；SCI适用于对另外的外设长距离的低速率通讯，在默认状态下，其最高通讯速率只相当于SPI通讯速率的1/4。
（3）SPI的时钟可反映在外在的同步时钟线上；SCI的时钟时隐藏的。
问题3:TMS320F28335有几个SPI接口模块？答：有一个专门的SPI模块，另外两个McBSP也可以配置为SPI接口。
问题4:F28335SPI接口由几组寄存器控制？答：12组，位于控制寄存器帧0x7040h开始的位置。
问题5:SPI FIFO模式下如何对传输和接收16级FIFO进行操作？直接对SPITXBUF寄存器进行赋值以传输数据。
例如：SpiaRegs.SPITXBUF=sdata[i]，此操作可理解为：首先使TXFIFO头指针加1，然后把值写入TXFIFO头指针指向的位置。
如果当前没有一个激活的传输过程时，对SPITXBUF的写入会激活一个传输过程。
直接读取SPIRXBUF寄存器的值以接收数据。
例如：rdata[i]=SpiaRegs.SPIRXBUF，此操作可理解为：首先从RXFIFO 头指针处读取1个字符，然后使RXFIFO头指针减1。
问题6:SPI FIFO模式下传输和接收中断何时产生？答：是在数据传输或接收结束后，再判断传输和接收FIFO队列中有多少数据（SPIFFTX.TXFFST（4-0）和SPIFFRX.RXFFST（4-0）的值）。
数字信号处理 串行通信接口(SCI)
12
SCI的增强特性
SCIFIFO描述 发送器与接收器各有16级FIFO，有3个专门的寄存器控制； 复位时，SCI工作于标准模式，禁止FIFO功能。
自动波特率检测 自动检测SCI通信的波特率，并刷新BRR寄存器。
(BRR+1)×8
注意：如果BRR＝0，则波特率＝LSPCLK/16.
SCICLK×8
1≤BRR≤65535，如果BRR＝0，等同于BRR＝1
BRR
SYSCLKOUT/4
6
SCI多处理器通信
在同一条串行连线上，多处理器通信模式允许一个处理器 (主机)向串行线上其它处理器（从机）发送数据。
一条串行线上每刻只能有一个节点发送数据（发送使能控 制），但可以多个节点同时接收数据。 1、地址字节
13
第7章 DSP片上串行通信外设
7.3 串行通信接口（SCI）
串行通信概述
串行通信：通信线上既传输数据信息，也传输联络信息，因 此收发双方就必须要有通信协议。特点是串行传输成本低， 适用于远距离通信，但传输速度低。 串行通信分类：1）同步通信；2）异步通信。
同步通信:发送器和接收器通常使用同一时钟源来同步。方法是在发送器 发送数据时同时包含了时钟信号，接收器利用该时钟信号进行接收。 异步通信：收发双方的时钟不是同一个时钟，是由双方各自的时钟实现数 据的发送和接收。但要求双方使用同一标称频率，允许有一定偏差。 同步方法：要正确传输字符，准确读取每一位是必须用各自的时钟同步的， 为克服不同时钟的偏差，每个字符都有一个起始位进行同步。
方法二： 利用TXWAKE位产生11位的空闲时间 1）首先置位TXWAKE（SCICTL1.3），控制数据发送特征； 2）写一个数据字节（内容不重要）到SCITXBUF，发送一个
spi与sci的区别与联系
spi与sci的区别与联系
SPI与SCI
1. SPI串行外围设备接口（serial peripheral interface）总线技术是Motorola公司推出的一种同步串行接口。
Motorola公司生产的绝大多数MCU（微控制器）都配有SPI硬件接
口，如68系列MCU。
SPI总线是一种三线同步总线，因其硬件功能很强，所以，与SPI有关的软件就相当简单，使CPU有更多的时间处理其他事务。
2. SCI串行通信接口（serial communication interface）也是由Motorola公司推出的。
它是一种通用异步通信接口UART，与MCS-51的异步通信功能基本相同。
说白一点一个是同步串行、一个是异步串行
再白一点——同步的需要多出一条时钟线、异步的只需要接收、发送两条线
SCI模块用于串行通讯，如RS422、RS485、RS232；
SPI模块用于扩展外设，如AD、DA、FRAM、DSP等。
SCI模块和SPI模块是两个外设的扩展模块！
SCI是异步通信
SPI是同步通信
sci是异步串行通信接口，spi是同步，spi分主从机，通信速率上spi高于sci。
几种最常用的串行数据传输总线-SPI
⼏种最常⽤的串⾏数据传输总线-SPI串⾏数据总线由于占⽤较少的管脚被⼴泛应⽤在MCU和外设的连接中，在过去的⼏⼗年⾥，有三种最常⽤的多线串⾏数据传输格式SPI、I2C和UART。
这3种串⾏总线的主要区别：SPI - Serial Peripheral Interface（串⾏外设接⼝），突出了外设，也就有了主（Master - 控制器）和从（Slave - 外设）之分，在总线中也就只有⼀个“主⼈”，其它都是处于服从的位置，也就是Slave，它是⼀种有时钟信号的同步串⾏总线，从器件的寻址是靠专⽤的⽚选信号线SS来实现的；I2C - Inter-Integrated Circuits（集成电路之间的连接），没有突出主次，也就是所有挂在总线上的器件都是平等的，它也是⼀种有时钟信号的同步串⾏总线，每个器件都有⾃⼰的地址，两根信号线都需要通过电阻上拉；UART - universal asynchronous receiver/transmitter（通⽤异步收/发），顾名思义，它是异步串⾏总线，传输的信号中没有专⽤的时钟信号线。
由于很多MCU、外设芯⽚为了节省管脚，都采⽤了管脚功能复⽤的⽅式，同⼀个管脚既可以⽤于SPI，也可以⽤于I2C，根据具体的器件连接⽅式进⾏选⽤。
当器件的管脚配置为I2C的时候，要记住在I2C的两根信号线（SCL、SDA）上⼀定要有上拉电阻，SPI则不需要。
今天我们就先来说说SPI：SPI(Serial Peripheral Interface - 串⾏外设接⼝)是⼀种⽤于短距离通信（主要是嵌⼊式系统中）的同步串⾏通信接⼝规范，这种接⼝由Motorola发明，已经成了⼀种事实标准。
⼴泛⽤于各种MCU处理器中，同传感器，串⾏ADC、DAC、存储器、SD卡以及LCD等进⾏数据连接。
⼏乎所有的微处理器/微控制器都有SPI/I2C和UART接⼝，⽽且不⽌⼀个SPI和I2C也被⼴泛⽤于传感器的数字接⼝连接即便FPGA也将SPI和I2C做成了硬化的IP在芯⽚内主要的信号线：SPI总线由4根主要的信号线组成以实现数据在主设备（Master）和从设备（Slave）之间的全双⼯（收、发同时执⾏）同步（由时钟同步）通信:SCLK：串⾏时钟(由主设备输出)，每个时钟周期将会移出⼀个新的数据位；MOSI：主设备输出⇒从设备输⼊，数据由主设备进⼊从设备，器件A上的MOSI线连接到器件B 上的MOSI线。
sci与spi的区别与联系
SPI与S CI--[360doc]1. SPI串行外围设备接口（se rialperip heral inte rface）总线技术是Moto rola公司推出的一种同步串行接口。
Mo torol a公司生产的绝大多数MCU（微控制器）都配有SPI硬件接口，如68系列MCU。
SPI总线是一种三线同步总线，因其硬件功能很强，所以，与S PI有关的软件就相当简单，使C PU有更多的时间处理其他事务。
2.SCI串行通信接口（seria l com munic ation inte rface）也是由M otoro la公司推出的。
它是一种通用异步通信接口UART，与MCS-51的异步通信功能基本相同。
说白一点一个是同步串行、一个是异步串行再白一点——同步的需要多出一条时钟线、异步的只需要接收、发送两条线SCI模块用于串行通讯，如RS422、RS485、RS232；S PI模块用于扩展外设，如AD、DA、FR AM、DS P等。
SCI模块和SPI模块是两个外设的扩展模块！SC I是异步通信SPI是同步通信sc i是异步串行通信接口，spi是同步，sp i分主从机，通信速率上spi高于sci------------------------------------------------------------------------------[百度知道]通常，大部分人把SCI、UART与RS232混为一谈，其实他们有本质上的差别：SC I（Ser ial C ommun icati on In terfa ce)意为“串行通信接口”，是相对于并行通信的，是串行通信技术的一种总称，最早由Motol ora公司提出的。
SPI、I2C、UART、USB串行总线协议的区别
SPI、I2C、UART、USB串行总线协议的区别SPI、I2C、UART三种串行总线协议的区别第一个区别当然是名字：SPI(Serial Peripheral Interface：串行外设接口);I2C(INTER IC BUS)UART(Universal Asynchronous Receiver Transmitter：通用异步收发器)第二，区别在电气信号线上：SPI总线由三条信号线组成：串行时钟(SCLK)、串行数据输出(SDO)、串行数据输入(SDI)。
SPI总线可以实现多个SPI设备互相连接。
提供SPI串行时钟的SPI设备为SPI主机或主设备(Master)，其他设备为SPI从机或从设备(Slave)。
主从设备间可以实现全双工通信，当有多个从设备时，还可以增加一条从设备选择线。
如果用通用IO口模拟SPI总线，必须要有一个输出口(SDO)，一个输入口(SDI)，另一个口则视实现的设备类型而定，如果要实现主从设备，则需输入输出口，若只实现主设备，则需输出口即可，若只实现从设备，则只需输入口即可。
I2C总线是双向、两线(SCL、SDA)、串行、多主控（multi-master）接口标准，具有总线仲裁机制，非常适合在器件之间进行近距离、非经常性的数据通信。
在它的协议体系中，传输数据时都会带上目的设备的设备地址，因此可以实现设备组网。
如果用通用IO口模拟I2C总线，并实现双向传输，则需一个输入输出口(SDA)，另外还需一个输出口(SCL)。
（注：I2C资料了解得比较少，这里的描述可能很不完备）UART总线是异步串口，因此一般比前两种同步串口的结构要复杂很多，一般由波特率产生器(产生的波特率等于传输波特率的16倍)、UART接收器、UART发送器组成，硬件上由两根线，一根用于发送，一根用于接收。
显然，如果用通用IO口模拟UART总线，则需一个输入口，一个输出口。
第三，从第二点明显可以看出，SPI和UART可以实现全双工，但I2C不行；第四，看看牛人们的意见吧！wudanyu：I2C线更少，我觉得比UART、SPI更为强大，但是技术上也更加麻烦些，因为I2C需要有双向IO的支持，而且使用上拉电阻，我觉得抗干扰能力较弱，一般用于同一板卡上芯片之间的通信，较少用于远距离通信。
6.5 串行通信接口SCI模块080408
一、概述
一、概述
DSP控制器 SCI DSP 控制器SCI 接口为通用异步 控制器 SCI接口为通用异步 接收/发送（UART）接口。 接收/发送（UART）接口。
接收器和发送器双缓冲（ ①接收器和发送器双缓冲（有各自的使能 和中断位） 和中断位） ②可以工作于半双工或全双工 ③有四种错误检测 ④波特率可编程
南京航空航天大学自动化学院DSP技术应用实验室 技术应用实验室 南京航空航天大学自动化学院
二、串行通信工作原理
1. 点-点通信 主从机连接方法如图示。 主从机连接方法如图示。 在时钟节拍下逐位传送数据。 在时钟节拍下逐位传送数据。 同步串行通信（SPI） 主从机时钟相同。 ① 同步串行通信（SPI）：主从机时钟相同。 异步串行通信（SCI） 主从机时钟独立， ② 异步串行通信（SCI）：主从机时钟独立，波 特率相同。 特率相同。 缺点： 主从机时钟相位和周期不一致时， 缺点 ： 主从机时钟相位和周期不一致时 ， 会 影响通信正确性。 影响通信正确性。
7052h 7053h 7054h
SCIHBAUD SCILBAUD SCICTL2
7055h 7056h 7057h 7059h 705Fh
SCIRXST SCIRXEM U SCIRXBUF SCITXBUF SCIPRI
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(2)SCI控制寄存器 SCICTL1 控制寄存器1 控制寄存器
第3章 串行通信接口模块(sci)
6
计算机通信接口
7
F2812 SCI 通信模块
TX FIFO_0
TX FIFO_15SCITXBUF8TXSHF全双工
SCITXD
SCITXD
TX FIFO_0
TX FIFO_15
SCITXBUF
8
TXSHF
RXSHF
8
SCIRXBUF
4）TXRDY变高后，程序写第二个字符到SCITXBUF，随后TXRDY又变低； 5）发送完第一个字符，开始将第二个字符移位到寄存器TXSHF；
6）TXENA＝0，禁止发送数据，SCI继续完成当前字符的发送；
7）第二个字符发送完成后，发送器变空，TXEMPTY＝1。
CPU
SCITXBUF
TXSHF
SCITXD
1）SCI接收到一个完整的帧，并将RXSHF中的数据送SCIRXBUF， 就会产生接收器中断，同时将RXRDY置位（SCICTL2.6）；
2）间断检测条件发生（在一个缺少的停止位后，SCIRX保持10 周期的低电平）。该操作将BRKDT置位，并产生中断。
19
SCI的中断（续）
3、 在接收器错误中断服务子程序中，可以检测错误条件： 1）FE：当检测不到一个期望的停止位时，帧错误标志置位； 2）OE：在前一个字符被CPU读取前，有新的字符送到 SCIRXBUF中时，置位超时错误标志，此时前一个字符被覆盖； 3）PE：当接受字符中1的个数和它的奇偶校验位之间不匹配时 （含地址位），且校验模式被使能时，奇偶校验错误标志置位。
FIFO模式下，SCITXBUF将不被使用，发送移位寄存 器TXSHF将直接从FIFO加载需要发送的数据，而且加 载数据的速度可编程。
08章 SCI&SPI串行通信
MCU与外设进行数据交换称为通信，方法： 并行---多位同时传输。速度快，距离近，占引脚多,抗干扰弱 串行---逐位顺序传输。速度慢，距离远，占引脚少,抗干扰强 串行通信须遵守通信协议
嵌入式系统中，串行通信------一般特指SCI与RS232芯片连接的通信 但还有众多串行通信方式 Freescale MCU 集成： SCI---Serial Communication Interface SPI---Serial Peripheral Interface CAN---Comtrol Area Network I2C---Inter Integrated Circuit LIN---Local Interconnect Network USB---Universal Serial Bus 等等
重庆大学通信工程学院
任勇
(2) SCI控制寄存器---SCIxCR1、SCIxCR2
SCICR1
Bit7 Bit6 Bit5 Bit4 M Bit3 WAKE Bit2 ILT Bit1 PE Bit0 PT LOOPS SCISWA RSRC
举例：设置允许SCI、正常码输出、8位数据、无奇偶校验 SCI0CR1=0x00；
连接信号线： 1个时钟(SCK)
2个数据信号(MISO,MOSI)
1个从机选择信号(SS)
重庆大学通信工程学院
任勇
S12(X) SPI模块的内部组成 如图8-5，主要包括： 8位移位寄存器、时钟控制逻辑、引脚控制逻辑、SPI控制逻 辑、分频器、波特率寄存器、状态寄存器、SPI控制寄存器。 其中：总线时钟经波特率寄存器进行分频选择后作为SPI时钟 源，核心是8位移位寄存器，在SCK的作用下，数据寄存器的 数据从8位移位寄存器移出或移入。控制寄存器负责控制SPI工 作方式，状态寄存器负责记录SPI工作状态。 SPI模块的外部引脚 当SPI模块使能时，S口的PS4~PS7变为SPI0的MISO、MOSI、 SCK 、SS引脚： （SPI1与PP0~PP3复用）
第五部分 F2812数字通信接口 SPI SCI汇总
① 串行时钟（Serial Clock，SCK）线是主机和从机之间数据传输的同步 信号。对于主机而言，SCK是时钟输出引脚；对于从机则SCK是时钟输入 引脚。在主机模式下，SCK时钟信号来源于主机（如微控制器）内部总线 时钟。如果传输数据宽度为8位，则每当主机发起一次传送时，则SCK引脚 上就会产生8个时钟周期。在主机与从机之间，数据传输发生在SCK信号的 跳变沿（如上升沿），等待数据稳定后，在另一个SCK跳变沿（如下降沿） 采集数据。
SPIIN1: CLR
MOV
RLC SETB DJNZ
C，MISO
A SCK R1,SPIIN1
;从机输出SPISO送进位C
;左移至累加器ACC ;使SCK（时钟）输出为1 ;判断是否循环8次（8位数据）
MOV
RET
SPIMRD，A
;8位数据送SPIMRD
②MCU串行输出子程序SPIOUT
将MCS-51单片机中数据发送寄存器SPIMTD 的内容传送到外设的SPISI线上的程序如下：
SI SCK CS SO
P1.0 模拟SPI的数据输出端(MOSI) P1.1 模拟SPI的SCK输出端 P1.2 模拟SPI的从机选择端(SS) P1.3 模拟SPI的数据输入端(MISO) 下面给出模拟SPI串行输入、串行输出和串行输入/输出 的3个子程序。
1. MCU串行输入子程序SPIIN
SPIOUT1：CLR SCK
SETB
DJNZ RET
SCK
R1,SPIOUT1
;使SCK（时钟）输出为1
;判是否循环8次（8位数据）
③MCU串行输入/输出子程序SPIIO
将 MCS-51 单片机数据发送寄存器 SPIMTD的内容传送到外设 的 SPI 总线的 SI 中，同时从外设的 SPI 总线的 SO 接收8 位数 据到接收寄存器SPIMRD中的程序如下：
SCI,SPI,UART三种串行总线协议的区别
SCI,SPI,UART三种串行总线协议的区别SCI （串行通讯接口）模块对其进行控制。
（注：SCI 首先由Motorola 微串口微控制器而得名，SCI 另一种说法是UART 控制器）常用的许多芯片中都包含了SCI ,例如ARM 的S3C2410X 芯片内嵌了3 个串行接口控制器，而Nios等软核芯片则可以用选用UART(RS232) 的IP 对UART 进行控制。
PC 机则常用16650 UART,16750 UART 等控制串口。
--这样说来SCI 只不过属于UART里面比较特殊的一种串行通讯方式了。
确实也只是在飞思卡尔芯片上遇见过。
第一个区别当然是名字：SCI（Serial Communicate Interface:串行通信接口）SPI(Serial Peripheral Interface：串行外设接口)另外曾在一官方datasheet 里面看见这种说法：Serial Parallel Interface：串并行接口UART(Universal Asynchronous Receiver Transmitter：通用异步收发器)第二，区别在电气信号线上：SPI 总线由三条信号线组成：串行时钟(SCLK)、串行数据输出(SDO)、串行数据输入(SDI)。
SPI 总线可以实现多个SPI 设备互相连接。
提供SPI 串行时钟的SPI 设备为SPI 主机或主设备(Master)，其他设备为SPI 从机或从设备(Slave)。
主从设备间可以实现全双工通信，当有多个从设备时，还可以增加一条从设备选择线。
如果用通用IO 口模拟SPI 总线，必须要有一个输出口(SDO)，一个输入口(SDI)，另一个口则视实现的设备类型而定，如果要实现主从设备，则需输入输出口，若只实现主设备，则需输出口即可，若只实现从设备，则只需输入口即可。
UART 总线是异步串口，因此一般比前两种同步串口的结构要复杂很多，一般由波特率产生器(产生的波特率等于传输波特率的16 倍)、UART 接收器、UART 发送器组成，硬件上由两根线，一根用于发送，一根用于接收。
SCI I2C SPI
SPI总线有4根线，分别是SCK，SDO，SDI，SS，可以挂多个从设备，但是在挂多个从设备时，主设备端还需要做一个n选一的译码器，用于选择将要访问的从设备，因此，主设备上的管脚需求比较多；SPI总线在只有一个从设备时，只要用到SCK，SDO，SDI这三根线，此时选择SPI比I2C总线占优。
I2C总线只有两根线，SCL，SDA.，也可以挂多个从设备，对从设备的选择直接依靠协议完成，无需增加物理连线。
一般情况下，当一块电路板上有多个从设备时，往往选用I2C而非SPI，因为SPI增加了额外额硬件开销以及电路板走线。
I2c和SPI总线一般是读取一些PROM等从设备用。
串行通信接口SCI，主要应用在两个智能设备之间的互相通讯。
有别于SPI和I2C总线的主从模式，SCI可以是主-主模式。
SPI与SCI
SPI是串行外设接口（Serial Peripheral Interface）的缩写。SPI，是一种高速的，全双工，同步的通信总线，并且在芯片的管脚上只占
用四根线，节约了芯片的管脚，同时为PCB的布局上节省空间，提供方便，SPI的通信原理很简单，它以主从方式工作，这种模式通常有一个
（4）CS – 从设备使能信号，由主设备控制。
其中，CS是控制芯片是否被选中的，也就是说只有片选信号为预先规定的使能信号时（高电位或低电位为可能。
通常，大部分人把SCI、UART与RS232混为一谈，其实他们有本质上的差别：
SCI（Serial Communication Interface)意为“串行通信接口”，
是相对于并行通信的，是串行通信技术的一种总称，最早由Motolora公司提出的。
UART（Universal Asynchronous Receiver & Transmitter)
即通用异步收发器，是串行通信的一种协议，它规定串行通信的波特率、起始/停止位、数据位、校验位等格式，以及各种异步握手信号。
RS232是串行通信的一种物理接口电气标准，规定传输介质（电缆）、收发电平等。其实，RS232、RS422、RS485等都是SCI，其中两线制
（仅RXD和TXD）的RS232与RS422和RS485的通信协议是相同的（只有波特率、起始/停止位、数据位、校验位等参数），仅传输介质和收发
主设备和一个或多个从设备，需要至少4根线，事实上3根也可以（单向传输时）。也是所有基于SPI的设备共有的，它们是SDI（数据输入）
、SDO（数据输出）、SCLK（时钟）、CS（片选）。
（1）SDO – 主设备数据输出，从设备数据输入；
单片机MCS串行通信接口SCI和串行外设接口SPI
《嵌入式应用技术基础教程》课件
8.1.2 RS-232C总线标准
RS-232接口，简称“串口”，
它主要用于连接具有同样接口的室内
6 78 9
设备。目前几乎所有计算机上的串行 口都是9芯接口。右图给出了9芯串 行接口的排列位置，相应引脚含义见
1 23 4 5 9芯串行接口排列
表8-1。
表8-1 9芯串行接口引脚含义表
《嵌入式应用技术基础教程》课件
第八章 串行通信接口SCI 与串行外设接口SPI
主要内容 ❖ 串行通信基本知识概要 ❖ SCI的外围硬件电路与基本编程原理 ❖ SCI模块的编程结构 ❖ 串行通信编程实例 ❖ SPI模块的编程结构及应用实例 ❖ SPI应用实例━━高位A/D扩展接口
《嵌入式应用技术基础教程》课件
8.1 串行通信基本知识概要
8.1.1 基本概念
（１）异步串行通信的格式
SCI 通 常 采 用 NRZ 数 据 格 式 ， 即 ： standard non-return-zero mark/space data format，译为：“标准不归零传号/空号数据格 式”。“不归零”的最初含义是：用正、负电平表示二进制值，不使 用零电平。“mark/space”即“传号/空号”分别是表示两种状态的物 理名称，逻辑名称记为“1/0”。下图给出了 8位数据、无校验情况的 传送格式。
《嵌入式应用技术基础教程》课件
（3）奇偶校验
字符奇偶校验检查（character parity checking）称为
垂直冗余检查（ vertical redundancy checking，VRC），它是每个 字符增加一个额外位使字符中“1”的个数为奇数或偶数。
奇校验：如果字符数据位中“1”的数目是偶数，校验位应为“1”， 如果“1”的数目是奇数，校验位应为“0”。
异步接收器传输总线(UART)、串行通信接口(SCI)和通用串行总线
异步接收器传输总线(UART)、串行通信接口(SCI)和通用串行总线异步接收器传输总线(UART)、串行通信接口(SCI)和通用串行总线(USB)等，这些总线在速度、物理接口要求和通信方法学上都有所不同。
本文详细介绍了嵌入式系统设计的串行总线、驱动器和物理接口的特性，并为总线最优选择提供性能比较和选择建议。
由于在消费类电子产品、计算机外设、汽车和工业应用中增加了嵌入式功能，对低成本、高速和高可靠通信介质的要求也不断增长以满足这些应用，其结果是越来越多的处理器和控制器用不同类型的总线集成在一起，实现与PC软件、开发系统(如仿真器)或网络中的其它设备进行通信。
目前流行的通信一般采用串行或并行模式，而串行模式应用更广泛。
微处理器中常用的集成串行总线是通用异步接收器传输总线、串行通信接口、同步外设接口(SPI)、内部集成电路(I2C)和通用串行总线，以及车用串行总线，包括控制器区域网(CAN)和本地互连网(LIN)。
这些总线在速度、物理接口要求和通信方法学上都有所不同。
本文将对嵌入式系统设计的串行总线、驱动器和物理接口这些要求提供一个总体介绍，为选择最优总线提供指导并给出一个比较图表(表1)。
为了说明方便起见，本文的阐述是基于微处理器的设计。
串行与并行相比串行相比于并行的主要优点是要求的线数较少。
例如，用在汽车工业中的LIN串行总线只需要一根线来与从属器件进行通信，Dallas公司的1-Wire总线只使用一根线来输送信号和电源。
较少的线意味着所需要的控制器引脚较少。
集成在一个微控制器中的并行总线一般需要8条或更多的线，线数的多少取决于设计中地址和数据的宽度，所以集成一个并行总线的芯片至少需要8个引脚来与外部器件接口，这增加了芯片的总体尺寸。
相反地，使用串行总线可以将同样的芯片集成在一个较小的封装中。
另外，在PCB板设计中并行总线需要更多的线来与其它外设接口，使PCB 板面积更大、更复杂，从而增加了硬件成本。
串行通信接口SCI与串行外设接口SPI
MC68HC908GP32
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
0.1μ +5V
PLL滤波 10K 0.47μ 0.01μ
复位电3;5V
232电平
OUT IN
0.1μ +5V
TTL电平
OUT IN
10K
移位寄存器
SPI全双工主-从连接
8.5.2 SPI的寄存器
MC68HC908GP32的SPI模块有3个寄存器，它们对应的存储器 地址为$0010～$0012 。
（1）SPI数据寄存器（SPI Data Register，SPDR）
SPDR的地址是$0012。写入时，为要发送的8位数据，记为： T7～T0；读出时，为接收的8位数据，记为：R7～R0。它们的特点 与SCI数据寄存器相似。在实际内部结构上，SPDR由两个独立的数 据寄存器组成，即只能写入的发送数据寄存器和只能读出的接收数据 寄存器，它们共用一个地址。
STA SCC1
;设置允许SCI，正常码输出、8位数据、无校验
第三步：写控制字到SCI控制寄存器2（SCC2）。
LDA #%00001100
STA SCC2
;设置允许发送、允许接收，查询方式收发
（2）发送一个数据与接收一个数据
发送数据是通过判断状态寄存器SCS1的第7位（SCTE）进行 的，而接收数据是通过判断状态寄存器SCS1的第5位（SCRF）进
BRCLR 5,SCS1,* ;SCS1.5=0? 为0则等待
LDA SCDR
;SCS1.5=1,可以取出数据
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8.4 串行通信编程实例
8.4.1 08汇编语言串行通信子程序
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8.3 SCI模块的编程结构
（1）SCI波特率寄存器 ） 波特率寄存器(SCI Baud Rate Register，SCBR) ， 波特率寄存器
具有串行通信功能的 MC68HC908G932最小系统电路原理图 最小系统电路原理图
40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21
MC68HC908GP32
1 0.1μ +5V PLL滤波 L 10K 0.47µ 0.01µ 2 3 4 5 6 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 0.1μ 复位电路 +5V RST 7 8 10K 0.1µ +5V 51 +5V
SCC2的地址是：$0014 ,定义为： 的地址是： 定义为： 的地址是 定义为
数据位 定义 复位 D7 SCTIE 0 D6 TCIE 0 D5 0 D4 0 D3 TE 0 D2 RE 0 D1 RWU 0 D0 SBK 0
SCRIE ILIE
发送完成中 断允许位 发送中断 允许位
空闲线中 断允许位
开始位 第0 位 第1 位 第2 位 第3 位 第 4 位 第5 位 第6 位 第7 位 停止位
SCI数据格式
8.1 串行通信基本知识概要
（2）串行通信的波特率 ） 波特率（ ）：每秒内传送的位数 波特率（baud rate）：每秒内传送的位数。 ）：每秒内传送的位数。
波特率单位是位/秒 记为 波特率单位是位 秒，记为bps。通常情况下，波特率的单位可以 。通常情况下， 省略。通常使用的波特率有 省略。通常使用的波特率有300、600、900、1200、1800、2400、 、 、 、 、 、 、 4800、9600、19200、38400。 、 、 、 。
7 3
8 4
9 5
9芯串行接口排列
8.1 串行通信基本知识概要
返回
8.2 SCI的外围硬件电路与基本编程原理 的外围硬件电路与基本编程原理
8.2.1 SCI的外围硬件电路 的外围硬件电路
（1）电源供给与滤波 ） （2）晶振电路 ） （3）复位电路 ） （4）SCI电平转换电路 ） 电平转换电路
8.2 SCI的外围硬件电路与基本编程原理
表8-1 9芯串行接口引脚含义表 引脚号 1 2 3 4 5 功 能 接收线信号检测(载波检测DCD) 接收数据线（RXD） 发送数据线（TXD） 数据终端准备就绪（DTR） 信号地（SG） 引脚号 6 7 8 9 功 能 数据通信设备准备就绪(DSR) 请求发送（RTS） 清除发送 振铃指示
6 1 2
8.3 SCI模块的编程结构
控制寄存器1(SCI Control Register 1，SCC1) （2） SCI控制寄存器 ） 控制寄存器 ，
SCC1的地址是：$0013 ,定义为： 的地址是： 定义为： 的地址是 定义为
数据位 定义 复位 D7 0 D6 0 D5 0 D4 0 D3 0 D2 0 D1 0 D0 0
D2～D0 — SCR：波特率选择位（SCI Baud Rate Select Bits）， ～ ：波特率选择位（ ）， 定义波特率另一分频值，记为： ，定义如下: 定义波特率另一分频值，记为：BD，定义如下 SCR2、1、0 =000 、 、 BD = 1 001 2 010 011 100 101 110 111 4 8 16 32 64 128
8.1 串行通信基本知识概要
（4）串行通信的传输方式 ）
单工（ ）：数据传送是单向的 单工（Simplex）：数据传送是单向的，一端为发送端，另一端 ）：数据传送是单向的，一端为发送端， 为接收端。这种传输方式中，除了地线之外， 为接收端。这种传输方式中，除了地线之外，只要一根数据线就可以 有线广播就是单工的。 了。有线广播就是单工的。 全双工（ ）：数据传送是双向的 全双工（Full-duplex）：数据传送是双向的，且可以同时接收 ）：数据传送是双向的， 与发送数据。这种传输方式中，除了地线之外，需要两根数据线， 与发送数据。这种传输方式中，除了地线之外，需要两根数据线，站 在任何一端的角度看，一根为发送线，另一根为接收线。一般情况下， 在任何一端的角度看，一根为发送线，另一根为接收线。一般情况下， MCU的异步串行通信接口均是全双工的。 的异步串行通信接口均是全双工的。 的异步串行通信接口均是全双工的 半双工（ ）：数据传送也是双向的 半双工（Half-duplex）：数据传送也是双向的，但是在这种传 ）：数据传送也是双向的， 输方式中，除了地线之外，一般只有一根数据线。任何一个时刻， 输方式中，除了地线之外，一般只有一根数据线。任何一个时刻，只 能由一方发送数据，另一方接收数据，不能同时收发。 能由一方发送数据，另一方接收数据，不能同时收发。在freescale 系列MCU中，监控模式的通信就采用这种方式。 的HC08系列 系列 中 监控模式的通信就采用这种方式。
8.1 串行通信基本知识概要
8.1.2 RS-232C总线标准 总线标准
RS-232接口，简称“串口”， 接口，简称“串口” 接口 它主要用于连接具有同样接口的室 内设备。 内设备。目前几乎所有计算机上的 串行口都是9芯接口。右图给出了 串行口都是 芯接口。右图给出了9 芯接口 芯串行接口的排列位置，相应引脚 芯串行接口的排列位置， 含义见表8-1。 含义见表 。
（１）异步串行通信的格式
SCI 通 常 采 用 NRZ 数 据 格 式 ， 即 ： standard non-return-zero mark/space data format， 译为： “ 标准不归零传号/空号数据格 ， 译为 ： 标准不归零传号 空号数据格 不归零”的最初含义是：用正、负电平表示二进制值， 式”。“不归零”的最初含义是：用正、负电平表示二进制值，不使 用零电平。 空号” 用零电平。“mark/space”即“传号 空号”分别是表示两种状态的物 即 传号/空号 理名称，逻辑名称记为“ 位数据、 理名称，逻辑名称记为“1/0”。下图给出了 8位数据、无校验情况的 。 位数据 传送格式。 传送格式。
串行通信接口SCI 第八章 串行通信接口 与串行外设接口SPI 与串行外设接口
主要内容 串行通信基本知识概要 SCI的外围硬件电路与基本编程原理 SCI模块的编程结构 串行通信编程实例 SPI模块的编程结构及应用实例 SPI应用实例━━高位A/D扩展接口
8.1 串行通信基本知识概要
8.1.1 基本概念
接收器 允许位
发送终止位
接收中断 允许位
发送器允许位
接收器唤 醒位
8.3 SCI模块的编程结构
控制寄存器3(SCI Control Register 3，SCC3) （4） SCI控制寄存器 ） 控制寄存器 ，
SCC3的地址是：$0015 ,定义为： 的地址是： 定义为： 的地址是 定义为
数据位 定义 复位 D7 R8 0 D6 T8 0 D5 0 D4 0 D3 0 D2 NEIE 0 D1 FEIE 0 D0 PEIE 0
8.1 串行通信基本知识概要
8.1.2 RS-232C总线标准 总线标准
MCU引脚一般输入 输出使用 引脚一般输入/输出使用 电平， 电平的“ 引脚一般输入 输出使用TTL电平，而TTL电平的“1” 电平 电平的 的特征电压分别为2.4V和0.4V，适用于板内数据传输。为 和“0”的特征电压分别为 的特征电压分别为 和 ，适用于板内数据传输。 了使信号传输得更远，美国电子工业协会 了使信号传输得更远，美国电子工业协会EIA（Electronic （ Industry Association） 制订了串行物理接口标准 ） 制订了串行物理接口标准RS-232C。 。 RS-232C采用负逻辑，-3V～-15V为逻辑“1”，+3V～+15V为逻 采用负逻辑， ～ 为逻辑“ ， ～ 为逻 采用负逻辑 为逻辑 最大的传输距离是30m，通信速率一般低于 辑“0”。RS-232C最大的传输距离是 。 最大的传输距离是 ， 20Kbps。 。
DMARE DMATE ORIE
发送位8 发送位 接收位8 接收位
DMA发送 发送 允许位
接收器噪 声错误中 断允许位
接收器奇偶错 误中断允许位 接收器帧 错误中断 允许位
DMA接收 接收 允许位
接收器溢出 中断允许位
8.3 SCI模块的编程结构
状态寄存器1(SCI Status Register 1，SCS1 ) （5） SCI状态寄存器 ） 状态寄存器 ，
8.2 SCI的外围硬件电路与基本编程原理
8.2.2 SCI的基本编程原理 的基本编程原理
接收引脚 RxD 接收移位寄存器 发送引脚 TxD 发送移位寄存器
SCI 数据寄存器
Bus） MCU 的 内 部 总 线 （Internal Bus）
SCI 控制寄存器
SCI状态寄存器 状态寄存器 SCI编程模型
为串行通信时钟源频率， 设fSCI为串行通信时钟源频率，fSCI= fBUS或CGMXCLK，取决于 为串行通信时钟源频率 或 ， CONFIG2的SCIBDSRC，一般设定 的 ，一般设定SCIBDSRC=1，SCI用内部总线时 ， 用内部总线时 钟，则fSCI= fBUS，则波特率的定义公式为： ，则波特率的定义公式为： Bt＝fBUS /（64×PD×BD） ＝ （ × × ）
8.1 串行通信基本知识概要
（3）奇偶校验 ） 字符奇偶校验检查（ 字符奇偶校验检查（character parity checking）称为 ）
垂直冗余检查（ ），它是每 垂直冗余检查（ vertical redundancy checking，VRC），它是每 ， ）， 个字符增加一个额外位使字符中“ 的个数为奇数或偶数 的个数为奇数或偶数。 个字符增加一个额外位使字符中“1”的个数为奇数或偶数。 奇校验：如果字符数据位中“ 的数目是偶数 校验位应为“ ， 的数目是偶数， 奇校验：如果字符数据位中“1”的数目是偶数，校验位应为“1”， 如果“ 的数目是奇数 校验位应为“ 。 的数目是奇数， 如果“1”的数目是奇数，校验位应为“0”。 偶校验：如果字符数据位中“ 的数目是偶数 的数目是偶数， 偶校验：如果字符数据位中“1”的数目是偶数，则校验位应为 “0”，如果是奇数则为“1”。 ，如果是奇数则为“ 。