单片机的串行口.ppt

单片机的串行接口
主讲:刘学良
小组成员:黄小路高征
胡远远吴诺松张翔
10位帧,用于双机通信
起始位:1位
数据位:8位
停止位:1位
(101)
一串行帧的数据格式
波特率
什么是波特率?
波特率,即数据传送率,表示每秒钟传送二进制代码的位数,它的单位是位/秒.
波特率对于CPU与外界的通信是很重要的:假设数据传送率是120字符/秒,而每个字符格式包含十个代码(一个起始位、一个终止位、8个数据位),则这时的波特率为:10×120位/秒=1200波特(bps).每一位代码的传送时间Td=1/1200=
波特率是衡量传输通道频宽的指标,它和传送数据的速率并不一致。例如上例中,因为除掉起始位和终止位,每一个数据实际只占8位,所以数据位的传送速率为:8×120=960位/秒
异步通讯的传送速度在50~19200波特之间。常用于计算机到终端机和打印机之间的通信、直通电报以及无线电通讯的数据发送等。

51系列单片机的串行口是什么?
串行口是一个可编程的全双工串行通信接口,通过软件编程,它可以作通用异步接收和发送器UART用,也可以作同步移位寄存器用。
串行口结构框图:(Pg157)
接收SBUF(99H)
8
发送SBUF(99H)
波特率发生器
定时器T1
Fosc/2
输入移位寄存器
发送控制器
接收控制器
门
内部中断总线
8
分频器
TI
RI
串行控制
寄存器
SCON
(98H)
TXD()
RXD()
中断
有两个数据缓冲寄存器SBUF,一个输入移位寄存器,一个串行控制寄存器SCON和一个特殊功能寄存器PCON等组成。
位SBUF是全双工串行接口寄存器, 它是特殊功能寄存器,地址为 99H,不可位寻址;串行输出时为发送数据缓冲器,发送寄存器只写不读,数据从
发送端TXD()输出;
串行输入时为接收数
据缓冲器,接收寄存
器只读不写,数据从
接收端 RXD()
输入;由指令确定是对发
送寄存器或接收寄存器作用。
串行口内部结构示意简图
TH1 TL1
1/16
1/16
输入移位寄存器
发送SBUF(99H)
接收SBUF(99H)
fosc
T1溢出率
1/2
PXD()
SMOD=1
SMOD=0
T1
TXD()
内部BUS
写SBUF
读SBUF
装载SBUF
RI
移位时钟
8051通过引脚RXD(,串行口数据接收端)和引脚TXD(,串行口数据发送端)与外界进行通信。
图中有两个物理上独立的接收、发送缓冲器SBUF,它们占有同一个地址99H,可同时发送、接收数据。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。
串行发送与接收的速率与移位时钟同步。8051用定时器T1作为串行通信的波特率,T1溢出率经2分频(或不分频)又经16分频作为串行发送或接收的移位脉冲。移位脉冲的速率即是波特率。
串行口的发送和接收都是以特殊功能寄存器SUBF的名义进行读或写的,当向SUBF发“写”命令时(执行MOV SBUF, A 指令)即是向发送缓冲器SBUF装载并开始由TXD引脚向外发送的一帧数据,发送完便使发送中断标志位TI=1
接收器是双缓冲结构,在前面一字节被从接收缓冲器SBUF读出之前,第二字节即开始被接收(串行输入至移位寄存器)但是,在第二字节接收完毕而前一字节CPU未读取时,会丢失前一字节。
在满足串行口接收中断标志位RI()=0的条件下,置允许接收位REN()=1就会启动接收一帧数据进入输入移位寄存器,并装载到接收SBUF中,同时使RI=(执行MOV A , SBUF指令),即是有接收缓冲器(SBUF)取出信息通过8051内部总线送CPU.
对于发送缓冲器,因为发送时CPU是主动的,不会产生重叠错误,一般不需要用双缓冲器结构来保持最大传送速率。
串行口的结构
MCS-51 单片机串行接口的硬件
位的第二功能——收端 RXD
位的第二功能——发端 TXD
MCS-51 单片机串行接口的控制
寄存器 SCON、PCON、SBUF
寄存器 IE、IP
串行口控制寄存器SCON
SM0、SM1 ——串行接口工作方式定义位
SM0、SM1 = 00 ——方式 0,8位同步移位寄存器
SM0、SM1 = 01 ——方式 1,10 位异步接收发送
SM0、SM1 = 10 ——方式 2,11 位异步接收发送
SM0、SM1 = 11 ——方式 3,11 位异步接收发送
注意: 方式 0 的特点,方式 2、方式 3 的差异