1、2022-4-91第第6 6章章 80C5180C51單片機的串行口單片機的串行口計算機計算機串行通信基礎(chǔ)串行通信基礎(chǔ)6.180C5180C51單片機的單片機的串行口串行口6.280C5180C51單片機的單片機的串行口應用串行口應用6.32022-4-926.1 計算機串行通信基礎(chǔ)計算機串行通信基礎(chǔ)通信：并行通信與串行通信通信：并行通信與串行通信 并行通信并行通信特點特點：傳送控制簡單、速度快，但傳輸線較多，成本高。：傳送控制簡單、速度快，但傳輸線較多，成本高。 2022-4-93 串行通信串行通信特點特點：傳送控制復雜、速度慢，傳輸線少，成本低。：傳送控制復雜、速度慢，傳輸線少，成本低。

2、2022-4-94 異步通信與同步通信異步通信與同步通信收、發(fā)設(shè)備時鐘獨立，以字符收、發(fā)設(shè)備時鐘獨立，以字符( (幀幀) )為單位傳輸。為單位傳輸。 6.1.1 6.1.1 串行通信的基本概念串行通信的基本概念異步通信異步通信 2022-4-95 異步通信幀格式異步通信幀格式起始位（位）；起始位（位）；數(shù)據(jù)位（位）；數(shù)據(jù)位（位）；奇偶校驗位（位，可無校驗位）；奇偶校驗位（位，可無校驗位）；停止位（位）。停止位（位）。 特點特點v 易于實現(xiàn)易于實現(xiàn)v 效率不高效率不高 同步通信同步通信（發(fā)、收時鐘直接連接，效率高。板內(nèi)元件間的（發(fā)、收時鐘直接連接，效率高。板內(nèi)元件間的SPI接口）接口） 2022

3、-4-96 串行通信的傳輸方向串行通信的傳輸方向單工單工 半雙工半雙工 全雙工全雙工 80C5180C51有有1 1個全雙工個全雙工串行口串行口 2022-4-97 信號的調(diào)制與解調(diào)信號的調(diào)制與解調(diào)DTEDTE：數(shù)據(jù)：數(shù)據(jù)終端終端設(shè)備設(shè)備DCEDCE：數(shù)據(jù)：數(shù)據(jù)通信通信設(shè)備設(shè)備 調(diào)制解調(diào)器調(diào)制解調(diào)器v 調(diào)制調(diào)制v 解調(diào)解調(diào) 2022-4-98 串行通信的錯誤校驗串行通信的錯誤校驗奇偶校驗奇偶校驗 發(fā)送字符：發(fā)送字符：數(shù)據(jù)位尾隨數(shù)據(jù)位尾隨1 1位奇偶校驗位（位奇偶校驗位（1 1或或0 0）。）。奇校驗時奇校驗時，數(shù)據(jù)中，數(shù)據(jù)中“1 1”的個數(shù)與校驗位的個數(shù)與校驗位“1 1”的個數(shù)的個數(shù)之和應為奇

4、數(shù)；之和應為奇數(shù)；偶校驗時偶校驗時，數(shù)據(jù)中，數(shù)據(jù)中“1 1”的個數(shù)與校的個數(shù)與校驗位驗位“1 1”的個數(shù)之和應為偶數(shù)。的個數(shù)之和應為偶數(shù)。接收字符：接收字符：對對“1 1”的個數(shù)進行校驗，若發(fā)現(xiàn)不一的個數(shù)進行校驗，若發(fā)現(xiàn)不一致，則說明傳輸數(shù)據(jù)過程中出現(xiàn)了差錯。致，則說明傳輸數(shù)據(jù)過程中出現(xiàn)了差錯。 2022-4-99代碼和校驗代碼和校驗 發(fā)送方發(fā)送方將所發(fā)數(shù)據(jù)塊求和（或各字節(jié)異或），產(chǎn)將所發(fā)數(shù)據(jù)塊求和（或各字節(jié)異或），產(chǎn)生的生的校驗和字節(jié)校驗和字節(jié)附加到數(shù)據(jù)塊的末尾。附加到數(shù)據(jù)塊的末尾。 接收方接收方在接收數(shù)據(jù)時要對在接收數(shù)據(jù)時要對數(shù)據(jù)塊（除校驗字節(jié)外）數(shù)據(jù)塊（除校驗字節(jié)外）求和（或各字節(jié)異或）

5、，求和（或各字節(jié)異或），將所得的結(jié)果與收到的將所得的結(jié)果與收到的“校驗和校驗和”進行比較，相符則無差錯，否則就認進行比較，相符則無差錯，否則就認為傳送過程出現(xiàn)了差錯。為傳送過程出現(xiàn)了差錯。 2022-4-910 傳輸速率與傳輸距離傳輸速率與傳輸距離傳輸速率傳輸速率比特率比特率：每秒鐘傳送的信息量。單位：位秒（：每秒鐘傳送的信息量。單位：位秒（bpsbps） 波特率波特率：每秒鐘傳送碼元數(shù)目，單位：波特（：每秒鐘傳送碼元數(shù)目，單位：波特（Baud） 基帶傳輸基帶傳輸（每個碼元帶有（每個碼元帶有“1 1”或或“0 0”這這1 bit1 bit信息，信息，傳碼率與傳信率相同），傳碼率與傳信率相同），

6、波特率和比特率是相同的波特率和比特率是相同的。 常用波特率為：常用波特率為：24002400、48004800、 96009600、14.4K14.4K、19.2K19.2K等等 傳輸距離與傳輸速率的關(guān)系傳輸距離與傳輸速率的關(guān)系傳輸距離隨波特率的增加而減小。傳輸距離隨波特率的增加而減小。 2022-4-9116.1.2 6.1.2 串行通信接口標準串行通信接口標準RS-232CRS-232C定義的是定義的是DTEDTE與與DCEDCE間的接口標準。間的接口標準。 機械特性機械特性DB-25 DB-25 連接器連接器 DB-9 DB-9 連接器連接器 2022-4-912 功能特性功能特性插針序

7、號信號名稱功能信號方向 1 PGND保護接地 2（3）TXD發(fā)送數(shù)據(jù)（串行輸出）DTEDCE 3（2）RXD接收數(shù)據(jù)（串行輸入）DTEDCE 4（7）RTS請求發(fā)送DTEDCE 5（8）CTS允許發(fā)送DTEDCE 6（6）DSRDCE就緒（數(shù)據(jù)建立就緒）DTEDCE 7（5） SGND信號接地 8（1）DCD載波檢測DTEDCE 20（4）DTRDTE就緒（數(shù)據(jù)終端準備就緒）DTEDCE 22（9） RI振鈴指示DTEDCE2022-4-913 電氣特性電氣特性 RS-232C RS-232C采用負邏輯電平，規(guī)定（采用負邏輯電平，規(guī)定（-3-3-25V-25V）為邏輯）為邏輯“1 1”，（+3

8、+3+25V+25V）為邏輯）為邏輯“0 0”。-3V-3V+3V+3V是未定義的過渡區(qū)。試比較：是未定義的過渡區(qū)。試比較： 電平轉(zhuǎn)換電路（如電平轉(zhuǎn)換電路（如MAX232MAX232）2022-4-914 過程特性過程特性遠遠程通信，需要調(diào)制解調(diào)器程通信，需要調(diào)制解調(diào)器 2022-4-915近近程通信，不需要調(diào)制解調(diào)器程通信，不需要調(diào)制解調(diào)器 無聯(lián)絡線方式無聯(lián)絡線方式 聯(lián)絡線短接（偽連接）方式聯(lián)絡線短接（偽連接）方式 2022-4-916 RS-232CRS-232C電平與電平與TTLTTL電平轉(zhuǎn)換驅(qū)動電路電平轉(zhuǎn)換驅(qū)動電路早期常用早期常用MC1488MC1488、MC1489MC1489 近期

9、常用近期常用MAXM232MAXM232： 片內(nèi)帶有自升壓電路片內(nèi)帶有自升壓電路 僅需僅需+5V+5V電源電源 內(nèi)含內(nèi)含2 2個發(fā)送器，個發(fā)送器，2 2個接收器個接收器 2022-4-917 采用采用RS-232CRS-232C接口存在的問題接口存在的問題 傳輸距離短、速率低傳輸距離短、速率低 通常不超過通常不超過1515米，速率米，速率20Kbps20Kbps 有電平偏移有電平偏移 RS-232RS-232收發(fā)共地，地電流會使電平偏移出現(xiàn)邏輯錯誤。收發(fā)共地，地電流會使電平偏移出現(xiàn)邏輯錯誤。 抗干擾能力差抗干擾能力差 RS-232RS-232常用單端輸入，易混入干擾。（常用單端輸入，易混入干擾

10、。（故用大擺幅故用大擺幅） 新標準新標準RS-485RS-485改善了傳輸特性，應用廣泛！改善了傳輸特性，應用廣泛！ 2022-4-9186.2 80C51單片機的串行口單片機的串行口6.2.1 80C516.2.1 80C51串行口的結(jié)構(gòu)串行口的結(jié)構(gòu) 1 1個個全雙工全雙工串口：通信串口：通信或或接口擴展接口擴展 接收發(fā)送緩沖器接收發(fā)送緩沖器邏輯同名、物理分開；邏輯同名、物理分開；接收雙緩沖。接收雙緩沖。 2022-4-9196.2.2 80C516.2.2 80C51串行口的控制寄存器串行口的控制寄存器 串行口控制寄存器串行口控制寄存器SCONSCONSM0SM0和和SM1SM1：工作方式

11、選擇位：工作方式選擇位76543210SCONSM0SM1SM2RENTB8RB8TIRI字節(jié)地址：字節(jié)地址：98HSM0SM1方 式說 明波特率000移位寄存器fosc/1201110位UART（8位數(shù)據(jù)）可變10211位UART（9位數(shù)據(jù)）fosc/64或fosc/3211311位UART（9位數(shù)據(jù)）可變2022-4-920SM2SM2：多機通信控制位：多機通信控制位SM2=1SM2=1時時, ,接收機處于接收機處于地址幀地址幀篩選篩選狀態(tài)。若狀態(tài)。若RB8RB81 1，該地址幀信息可進入該地址幀信息可進入SBUFSBUF，并使，并使RIRI為為1 1，進而在中，進而在中斷服務中再進行地址

12、號比較斷服務中再進行地址號比較; ;若若RB8RB80 0，該幀不是，該幀不是地址幀，應丟掉，且保持地址幀，應丟掉，且保持RI=0RI=0。 SM2=0SM2=0時，接收機處于時，接收機處于地址幀篩選被禁止地址幀篩選被禁止狀態(tài)。狀態(tài)。不論收到的不論收到的RB8RB8為為0 0或或1 1，均可以使收到的信息進，均可以使收到的信息進入入SBUFSBUF，并使，并使RI=1RI=1。此時的此時的RB8RB8通常為校驗位通常為校驗位。 RENREN：串行接收使能位，軟件置：串行接收使能位，軟件置1 1時，啟動接收過程時，啟動接收過程2022-4-921TB8TB8：多機方式發(fā)送的第：多機方式發(fā)送的第9

13、 9位位多機方式的地址多機方式的地址/ /數(shù)據(jù)幀標志。也可作為奇偶校驗位。數(shù)據(jù)幀標志。也可作為奇偶校驗位。 RB8RB8：多機方式接收的第：多機方式接收的第9 9位位多機方式的地址多機方式的地址/ /數(shù)據(jù)幀標志。也可作為奇偶校驗位。數(shù)據(jù)幀標志。也可作為奇偶校驗位。 TITI：發(fā)送中斷標志位，要由軟件清：發(fā)送中斷標志位，要由軟件清0 0RIRI：接收中斷標志位，要由軟件清：接收中斷標志位，要由軟件清0 02022-4-922 電源控制寄存器電源控制寄存器PCON PCON SMODSMOD：波特率倍增位。在串行口方式：波特率倍增位。在串行口方式1 1、方式、方式2 2、方式、方式3 3時，波特率

14、與時，波特率與SMODSMOD有關(guān)，當有關(guān)，當SMOD=1SMOD=1時，波特率提高一倍。時，波特率提高一倍。復位時，復位時，SMOD=0SMOD=0。 76543210PCONSMOD字節(jié)地址：字節(jié)地址：97H2022-4-9236.2.3 80C516.2.3 80C51串行口的工作方式串行口的工作方式 方式方式0 0：同步移位寄存器，用于擴展并行口：同步移位寄存器，用于擴展并行口 RXDRXD：輸入：輸入或或輸出引腳輸出引腳 TXDTXD：移位脈沖輸出：移位脈沖輸出接收和發(fā)送都為接收和發(fā)送都為8 8位位波特率固定為：波特率固定為：fosc/12fosc/122022-4-924數(shù)據(jù)輸出：

15、數(shù)據(jù)輸出： CLRCLR用于對用于對74LS16474LS164清清0 0 2022-4-925數(shù)據(jù)輸入：數(shù)據(jù)輸入： S/LS/L負脈沖將并行數(shù)據(jù)負脈沖將并行數(shù)據(jù)裝入，裝入，高電平時啟動單高電平時啟動單片機進行數(shù)據(jù)輸入。片機進行數(shù)據(jù)輸入。 2022-4-926 方式方式1 1：1010位幀，用于位幀，用于雙雙機通信機通信 起始位：起始位：1 1位位 數(shù)據(jù)位：數(shù)據(jù)位：8 8位位停止位：停止位：1 1位位2022-4-927串行串行發(fā)送發(fā)送：（寫：（寫SBUFSBUF啟動發(fā)送過程）啟動發(fā)送過程） 串行串行接收接收：( (置置REN=1REN=1啟動接收過程啟動接收過程) ) 2022-4-928

16、方式方式2 2和方式和方式3 3：1111位幀，用于位幀，用于多多機通信機通信 起始位：起始位：1 1位位 數(shù)據(jù)位：數(shù)據(jù)位：9 9位位停止位：停止位：1 1位位2022-4-929串行串行發(fā)送發(fā)送：（寫：（寫SBUFSBUF啟動發(fā)送過程）啟動發(fā)送過程） 串行串行接收接收：( (置置REN=1REN=1啟動接收過程啟動接收過程) ) 2022-4-9306.2.4 80C516.2.4 80C51波特率確定與初始化步驟波特率確定與初始化步驟 波特率的確定波特率的確定 波特率的計算波特率的計算固定固定波特率：波特率： 方式方式0 0波特率波特率= fosc/12= fosc/12 方式方式2 2波

17、特率波特率= =（2 2SMODSMOD/64/64）* * foscfosc可變可變波特率：波特率： 方式方式1 1波特率波特率= =（2 2SMODSMOD/32/32）* *（T1T1溢出率溢出率） 方式方式3 3波特率波特率= =（2 2SMODSMOD/32/32）* *（T1T1溢出率溢出率） T1 T1 溢出率溢出率 = = foscfosc /12 /12256 256 （TH1TH1）2022-4-931 波特率的選擇波特率的選擇 波特率要選擇波特率要選擇標稱值標稱值，由于，由于TH1TH1的初值是整數(shù)，為了的初值是整數(shù)，為了減小波特率計算誤差，晶振頻率要選為減小波特率計算誤

18、差，晶振頻率要選為11.059211.0592MHzMHz。 方式方式1 1和方式和方式3 3波特率與波特率與TH1TH1初值的對應關(guān)系：初值的對應關(guān)系： 波特率/（b/s）19.2 k9600480024001200TH1初值FDHFDHFAHF4HE8HSMOD100002022-4-932 串行口初始化步驟串行口初始化步驟 確定確定T1T1的工作方式（的工作方式（TMODTMOD）計算計算T1T1的初值，的初值，裝載裝載TH1TH1、TL1TL1啟動啟動T1T1（置位置位TR1TR1）確定串行口工作方式（確定串行口工作方式（SCONSCON）串口中斷設(shè)置（串口中斷設(shè)置（IEIE、IPIP

19、）2022-4-9336.3 80C51單片機的串行口應用單片機的串行口應用6.3.1 6.3.1 利用單片機串口的并行利用單片機串口的并行I/OI/O擴展擴展 串口無通信需求時！串口無通信需求時！2022-4-934顯示子程序：顯示子程序：DIR: SETB P3.3 DIR: SETB P3.3 ；允許同步移位脈沖輸出；允許同步移位脈沖輸出 MOV R7,#02H MOV R7,#02H ；送出的段碼個數(shù)；送出的段碼個數(shù) MOV R0,#79H MOV R0,#79H ；顯示數(shù)據(jù)緩沖區(qū)；顯示數(shù)據(jù)緩沖區(qū)DL0: MOV A,R0 DL0: MOV A,R0 ；待顯示數(shù)據(jù)送；待顯示數(shù)據(jù)送A A

20、 ADD A,#0DH ADD A,#0DH ；加偏移量；加偏移量 MOVC A,A+PC MOVC A,A+PC ；獲得段碼值；獲得段碼值 MOV SBUF,A MOV SBUF,A ；將段碼送；將段碼送SBUFSBUFDL1: JNB TI,DL1 DL1: JNB TI,DL1 ；輸出段碼，查詢；輸出段碼，查詢TITI狀態(tài)狀態(tài) CLR TI CLR TI ；1 1個字節(jié)的段碼輸出完，清個字節(jié)的段碼輸出完，清TITI標志標志 DEC R0 DEC R0 ；指向下一個顯示數(shù)據(jù)單元；指向下一個顯示數(shù)據(jù)單元 DJNZ R7,DL0 DJNZ R7,DL0 ；判斷；判斷2 2個段碼顯示完個段碼顯示

21、完 CLR P3.3 CLR P3.3 ；2 2個段碼顯示完，關(guān)閉顯示輸出個段碼顯示完，關(guān)閉顯示輸出 RET RET ；返回；返回SEGTAB:DB SEGTAB:DB 共陽極七段碼表共陽極七段碼表2022-4-935鍵盤掃描子程序：鍵盤掃描子程序：KEYI: MOV A,#00H ;KEYI: MOV A,#00H ;判斷有無鍵按下，使所有列線為判斷有無鍵按下，使所有列線為0 0的編碼送的編碼送A A MOV SBUF,A ; MOV SBUF,A ;掃描鍵盤輸出為掃描鍵盤輸出為00H00H，使所有列線為，使所有列線為0 0KL0: JNB TI,KL0 ;KL0: JNB TI,KL0 ;

22、串行輸出完？串行輸出完？ CLR TI ; CLR TI ;串行輸出完，清串行輸出完，清TITI KL1: JNB P3.4,PK1 ; KL1: JNB P3.4,PK1 ;第一行有閉合鍵嗎，如有，轉(zhuǎn)第一行有閉合鍵嗎，如有，轉(zhuǎn)PK1PK1 JB P3.5,PL1 ; JB P3.5,PL1 ;第二行有閉合鍵嗎，無閉合鍵跳第二行有閉合鍵嗎，無閉合鍵跳KL1KL1 PK1: ACALL DL10 ; PK1: ACALL DL10 ;調(diào)調(diào)10ms10ms延時子程序延時子程序, ,放抖動放抖動 JNB P3.4,PK2 ; JNB P3.4,PK2 ;判斷是否抖動，否轉(zhuǎn)判斷是否抖動，否轉(zhuǎn)PK2PK

23、2 JB P3.5,KL1 ; JB P3.5,KL1 ; PK2: MOV R7,#08H ; PK2: MOV R7,#08H ; MOV R6,#0FEH ; MOV R6,#0FEH ;判斷是哪一個鍵按下判斷是哪一個鍵按下 MOV R3,#00H ;R3 MOV R3,#00H ;R3為列號寄存器為列號寄存器 MOV A,R6 ;MOV A,R6 ; KL5: MOV SBUF,AKL5: MOV SBUF,A ; ; 列掃描碼從串行口輸出列掃描碼從串行口輸出2022-4-936KL2: JNB TI,KL2 KL2: JNB TI,KL2 ；等待串行口輸出；等待串行口輸出 CLR T

24、I CLR TI ；串行口發(fā)送完，清；串行口發(fā)送完，清TITI JNB P3.4,PKONE JNB P3.4,PKONE ；讀第一行線狀態(tài)，有閉合，轉(zhuǎn)讀第一行線狀態(tài)，有閉合，轉(zhuǎn)PKONEPKONE JB P3.5,NEXT JB P3.5,NEXT ；讀第二行線狀態(tài)，是第二行鍵？；讀第二行線狀態(tài)，是第二行鍵？ MOV R4,#08H MOV R4,#08H ；第二行有鍵按下，行首鍵號；第二行有鍵按下，行首鍵號08H08H送送R4R4 AJMP PK3 AJMP PK3 PKONE: MOV R4,#00H PKONE: MOV R4,#00H ；第一行鍵中第一行鍵中鍵按下，行首鍵號鍵按下，行

25、首鍵號00H00H送送R4R4 PK3: MOV SBUF,#00H PK3: MOV SBUF,#00H ；等按鍵釋放，發(fā)送；等按鍵釋放，發(fā)送00H00H使所有列線為低使所有列線為低KL3: JNB TI,KL3 KL3: JNB TI,KL3 CLR TI CLR TI ；發(fā)送完畢，清；發(fā)送完畢，清TITIKL4: JNB P3.4,KL4 KL4: JNB P3.4,KL4 ；判行線狀態(tài)；判行線狀態(tài) JNB P3.5 JNB P3.5 MOV A,R4 MOV A,R4 ；兩行線均為高，說明鍵已釋放；兩行線均為高，說明鍵已釋放2022-4-937 ADD A,R3 ADD A,R3 ；計

26、算的鍵碼送；計算的鍵碼送A A RET RET ；列掃描碼左移一位，判下一鍵是否按下；列掃描碼左移一位，判下一鍵是否按下NXT: MOV A,R6 NXT: MOV A,R6 RL A RL A MOV R6,A MOV R6,A ；存列掃描碼于；存列掃描碼于R6R6中中 INC R3 INC R3 ；列號加；列號加1 1 DJNZ R7,KL5 DJNZ R7,KL5 ；列計數(shù)器；列計數(shù)器R7R7減減1 1；8 8列均檢查完？列均檢查完？ AJMP KEYI AJMP KEYI ；8 8列鍵掃描完畢，開始下一個鍵掃描周期列鍵掃描完畢，開始下一個鍵掃描周期DL10: MOV R7,#0AH DL10: MOV R7,#0AH ；延時；延時10ms10ms子程序子程序DL: NOV R6,#0EFHDL: NOV R6,#0EFHDL6: DJNZ