单片机MCS串行通信接口SCI和串行外设接口SPI

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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
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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
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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。
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（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”。
MCU引脚一般输入/输出使用TTL电平，而TTL电平的“1” 和“0”的特征电压分别为2.4V和0.4V，适用于板内数据传输。为 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RS-232C。 RS-232C采用负逻辑，-3V～-15V为逻辑“1”，+3V～+15V为逻 辑“0”。RS-232C最大的传输距离是30m，通信速率一般低于 20Kbps。
SCBR的作用是设置串行通信的波特率 ，其地址是$0019。
D7、D6、D3：未定义；
D5～D4 — SCP：波特率预分频位(SCI Baud Rate Prescaler Bits)
SCP1、SCP0=00 01 10 11
PD= 1
3
4
13
数据位 定义 复位
32.768 150K
Hale Waihona Puke 20P15P晶振电路
16 15 14 13 12 11 10 9 MAX232CPE
12345678
+5V 1μ×4
TTL电平 转为232电平
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8.2.2 SCI的基本编程原理
接收引脚 RxD
发送引脚 TxD
接收移位寄存器
发送移位寄存器
SCI 数据寄存器
开始位 第0
第1
第2
第3
第4
第5
第6
第7
位
位
位
位
位
位
位
位
SCI数据格式
停止位
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（2）串行通信的波特率 波特率（baud rate）：每秒内传送的位数。
波特率单位是位/秒，记为bps。通常情况下，波特率的单位可以 省略。通常使用的波特率有300、600、900、1200、1800、2400、 4800、9600、19200、38400。
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”。
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（4）串行通信的传输方式
单工（Simplex）：数据传送是单向的，一端为发送端，另一端 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 了。有线广播就是单工的。
全双工（Full-duplex）：数据传送是双向的，且可以同时接收 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， MCU的异步串行通信接口均是全双工的。
引脚号 功 能
引脚号 功 能
1 接收线信号检测(载波检测DCD) 6 数据通信设备准备就绪(DSR)
2 接收数据线（RXD）
7 请求发送（RTS）
3 发送数据线（TXD）
8 清除发送
4 数据终端准备就绪（DTR）
9 振铃指示
5 信号地（SG）
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8.2 SCI的外围硬件电路与基本编程原理
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
复位电路 RST
10K 0.1μ 51Ω
+5V
+5V
232电平
OUT IN
0.1μ +5V
TTL电平
OUT IN
10K
MCU 的 内 部 总 线 （Internal Bus）
SCI 控制寄存器
SCI状态寄存器 SCI编程模型
SCI波特率寄存器
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8.3 SCI模块的编程结构
8.3.1 SCI的寄存器
MC68HC908GP32的SCI有7个寄存器，地址为$0013～$0019 。
（1）SCI波特率寄存器(SCI Baud Rate Register，SCBR)
8.2.1 SCI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
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具有串行通信功能的 MC68HC908G932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
半双工（Half-duplex）：数据传送也是双向的，但是在这种传输 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。在freescale的 HC08系列MCU中，监控模式的通信就采用这种方式。
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8.1.2 RS-232C总线标准