【傻瓜51单片机讲义】 第10课 串口实验教学.ppt

一气呵成学51 第8课 串口实验教学 1. 串口通信原理和相关寄存器。 2. 串口通信电路部分 3. 串口通信程序分析。 4. 实际操作，验证程序。 1.串口通信原理和相关寄存器。 1.1 串口简介 51系列单片机提供了功能强大的全双工串行通信接口，可以方便地实现多机通信或单片机与计算机之间的通信。由于串行接口简单，需要的传输线少，其已经成为单片机与外部设备之间进行数据通信的主要途径。特别是在远程通信和分布式控制系统中，是单片机之间通信以及单片机和计算机之间通信的主要方式。 1.2 51系列单片机的串行接口 51系列单片机内部集成的全双工串行通信接口电路，常称为UART。该串行接口电路功能很强，不仅可以进行串行异步数据的发送和接收，也可以作为一个同步移位寄存器使用。 1.3 并行通信和串行通信 单片机和外部设备可以采用并行通信和串行通信两种方法进行数据传输。这两种数据传输方式分别如图所示。其中，并行通信是指数据的各个二进制位同时进行传输。并行通信传输速度快，效率高，缺点是需要比较多的数据线，易受外界干扰，传输距离不能太远。串行通信是指数据的各个二进制位按照顺序一位一位地进行传输。串行通信所需的数据线少，节省硬件成本以及单片机的引脚资源，并且抗干扰能力强，适合于远距离数据传输，其缺点是每次发送一个比特，导致传输速度慢，效率比较低。 1.4 单片机串行接口的内部结构 51系列单片机的全双工串行口主要由数据发送缓冲器、发送控制器TI和接收控制器RI等组成，其结构如图所示。 1.5 串行接口控制寄存器SCON 串行控制寄存器SCON的格式及各位的含义，如图所示。控制寄存器SCON的字节地址为98H，可进行位寻址。该寄存器用于选择串行通信的工作方式和某些控制功能，包括接收/发送控制及设置状态标志等。下面分别介绍各位的用途。 1.6 特殊功能寄存器PCON 特殊功能寄存器PCON的格式，如图所示。PCON的单元字节地址为87H，不可以进行位寻址。特殊功能寄存器PCON用于CHMOS型单片机中进行电源控制，也称为电源控制寄存器。下面分别介绍各位的含义。 1.7 串行口工作模式1 串行口的工作模式1是波特率可变的串行异步通信方式，工作模式1下数据帧的格式，如图所示。数据帧由10位组成，按顺序分别为起始位、8位数据位、停止位。数据在传输时，低位在前，高位在后。在程序中可以设置控制寄存器SCON的SM0=0和SM1=1来将串口设置为工作模式1。 1.8 模式1的波特率 串口的工作模式1为10位异步发送接收方式。其串行移位时钟脉冲由定时器T1的溢出率来决定，因此，波特率由定时器T1的溢出率和波特率倍增位SMOD来共同决定。模式1的波特率计算公式如下： 模式1波特率=T1溢出率·2SMOD/32 设置模式1的波特率，需要对定时器T1进行工作方式设置，以便于得到需要的波特率发生器。一般使T1工作于模式2，此时为初值自动加载的定时方式。如果计数器的初始值为X，则每过256-X个机器周期的时候，定时器T1便将产生一次溢出，溢出的周期为（256-X）*12/fosc。 1.9 数据发送和接收 串行口的工作模式1为10位异步发送接收方式，单片机TXD引脚为数据发送端。通信的双方不需要时钟同步，发送方和接收方都有自己的移位脉冲，通过设置共同的波特率来实现同步。 串行口的工作模式1为10位异步发送接收方式，单片机RXD引脚为数据接收端。模式1接收数据中的定时信号可以有两种，接收移位脉冲和接收字符的检测脉冲。 串行口模式1接收数据时的接收移位脉冲，由定时器1的溢出信号和波特率倍增位SMOD来共同决定，即由定时器1的溢出率经过16分频或32分频得到。 接收字符的检测脉冲，其频率是接收移位脉冲的16倍。在接收一位数据的时候，有16个检测脉冲，以其中的第7、8和9个脉冲作为真正的接收信号的采样脉冲。对这三次采样结果采取三中取二的原则来确定所检测到的值。由于采样的信号总是在接收位的中间位置，这样便可以抑制干扰，避免信号两端的边沿失真，也可以防止由于通信双方时钟频率不完全相同而带来的接收错误。 2. 串口通信电路部分 3. 串口通信程序分析 void init(void) { EA=1; //开启总中断 TMOD=0X20;//设置定时器1为模式2，做为波特率发生器 TL1=0xF3; //2400波特率的初值,板子使用12M晶振，初值=25632/12/2400 TH1=0xF3; TR1=1; //启动波特率发生 SCON=0x50; //串口方式2 } 3.1 串行通信口主程序分析 void main(void) { unsigned char ldat; while(1) { if(RI){