MCS-51的串行口

第6章MCS-51的串行口•讲课思路结构，功能，有关SFR工作方式应用–多机通信原理–双机通信编程实验四1个，全双工，异步串行口全双工：异步通信：串行接收、发送可同时进行收、发双方没有同步时钟来控制收、发的同步传送，而是靠双方各自的时钟来控制MCS-51的串行数据是以数据帧形式一帧一帧的发送/接收的。反：半双工，单工反：同步通信TXD(P3.1)RXD(P3.0)6.1串行口的结构SBUF：物理上独立的2个，但共用一个SFR字节地址，发送SBUF只能写入，接收SBUF只能读出，可同时收、发数据。TI,RI串行口中断，T1波特率设置串行口的控制寄存器有2个：SCON和PCON。（1）SM0、SM1——串行口4种工作方式的选择位1、串行口控制寄存器SCONSM0SM1方式功能说明000同步移位寄存器方式（用于扩展I/O口）0118位异步收发，波特率可变（由T1控制）1029位异步收发，波特率为fosc/64或fosc/321139位异步收发，波特率可变（由T1控制）（3）REN——允许串行接收位“1”允许，“0”禁止。（2）SM2——多机通信控制位主要用于方式2、3中，接收时，若SM2=1，只有当RB8＝1时，才将接收到的前8位数据送入SBUF，否则丢弃。当SM2=0，则不论RB8是“1”还是“0”，都将前8位数据送入SBUF中，并RI=1，产生中断请求。方式0:SM2=0。方式1:若SM2=1，则只有收到有效停止位才激活RI并RI=1。在双机通信中，TB8作奇偶校验位在多机通信中，表示主机发送的是地址帧(TB8=1)还是数据帧(TB8=0)（4）TB8——发送的第9位数据(方式2/3中)（5）RB8——接收到的第9位数据方式2和3中，RB8存放接收到的第9位数据。方式0，不使用RB8方式1，SM2=0时，RB8是接收到的停止位。RI——接收中断标志位（6）TI——发送中断标志位TI=1表示一帧数据发送结束，可供软件查询，也可申请中断RI=1表示一帧数据接收结束，可供软件查询，也可申请中断硬件置1，软件清06.2串行口的4种工作方式2、特殊功能寄存器PCONSMOD：波特率倍增位。波特率∝2SMOD1、方式0：同步移位寄存器输入/输出方式，常用于外接移位寄存器，以扩展并行I/O口。8位数据为一帧，无起始位和停止位，低位在先，波特率为fosc/12。帧格式如下：方式0接收时序方式0发送时序总结：方式0，RXD为数据线－－－DATATXD为移位脉冲－－CLKSCON000REN00TIRI2、方式1：8位异步收发，波特率可变10位数据为一帧，帧格式如下：方式1波特率=（2SMOD/32）×T1的溢出率发送过程：当CPU执行1条数据写SBUF，就启动发送，低位在先，数据一帧一帧发送，每发送完一帧数据，置TI为1，TI中断，通知CPU可以重写SBUF。接收过程：当CPU检测到起始位的负跳变时，则开始接收，接收完一帧数据后，置RI，RI中断，通知CPU可以取走SBUF数据了当一帧数据接收完毕以后，须同时满足以下2个条件，这次接收才真正有效。⑴RI=0，即上一帧数据已被取走，“接收SBUF”已空。⑵SM2=0或收到的停止位=1（方式1时，停止位已进入RB8），则将收到的数据装入SBUF和RB8，且置RI。若这两个条件不同时满足，收到的数据不能装入SBUF,丢弃。（串行口的结构中，输入移位寄存器，可以这样理解）方式1接收时序方式1发送时序3、方式2：9位异步收发，波特率为（2SMOD/64）×fosc固定2种11位数据为一帧，帧格式如下。可程控发送时：串行口能自动把TB8取出，并装入到D8位置，再逐一发送出去接收时：自动将D8取出，装入到RB8发送和接收原理过程与方式1同接收一帧完毕后，也须同时满足：（1）RI=0，接收SBUF为空。（2）SM2=0或RB8=1，接收到的数据帧才有效方式2接收时序方式2发送时序例1方式2发送在双机通讯中的应用。双机通讯：TB8作为奇偶校验位，数据写入SBUF之前，先将数据的奇偶校验位写入TB8，编写发送中断程序。PIPTI：PUSHPSWPUSHAccSETBRS1CLRRS0；假设用第2组工作寄存器CLRTI；软件清“0”MOVA，@R0MOVC,PMOVTB8,C；先将奇偶检验位送TB8MOVSBUF,A；后写SBUFINCR0；数据指针加1POPAccPOPPSWRETI例2方式2接收在双机通讯中的应用PIPRI:PUSHPSWPUSHAccSETBRS0；选择1组CLRRS1CLRRIMOVA,SBUF；收到数据送AMOVC,PJNCL1；C＝0。跳L1JNBRB8,ERRAJMPNEXTL1:JBRB8,ERR；RB8＝1，跳ERPNEXT:MOV@R0,AINCR0POPAccPOPPSWRETIERR:………；出错处理程序段RETI4、方式39位异步收发，波特率同方式2，除波特率外，方式3和方式2相同。6.3多机通讯的工作原理（理解）（1）从机初始化工作：允许串行中断，串口为方式2/3接收，且置SM2和REN（2）主机先将从机地址发送出去地址信息的TB8＝1，各从机接收到的RB8=1且由于SM2=1，则置“1”RI，各从机响应中断。在中断程序中，判断主机送来的地址是否和本机地址相符合，若相符从机清SM2位；若不符，则保持SM2=1。（3）主机发送数据帧。数据帧TB8=0，此时各从机接收到的RB8=0，只有SM2＝0的从机才能激活RI，故保证了主机和从机间通讯的正确性。工作过程如下：6.4波特率的制定方法串行口每秒钟发送/接收的位数。(b/s)波特率：波特率固定，fosc/12波特率=（2SMOD/32）×T1的溢出率方式1：方式0：方式2：方式3：波特率=（2SMOD/32）×T1的溢出率2SMOD/64或2SMOD/32T1每秒溢出的次数/1211256256osccyfysXTX初值初值次数次＝（－）－∴方式1/3，波特率＝23212(256)SMODoscfX∴可以根据已知波特率和fosc来计算T1的初值，常用波特率和初值X间的关系见课本表格需要注意2点：(1)当fosc=12MHz或6MHz时，初值X是个非整数，和表中值有一定误差。故往往调整fosc,eg,fosc=11.0592MHz(2)如果串行通讯选用很低的波特率，可将定时器T1设置为方式1。6.5编程和应用－－双机通讯例1：串行口工作在方式1，甲机把从78H，77单元的内容为首地址，以76H,75H单元中内容减1为目地址的外部数据存储器中的数据块内容通过串行口向乙级发送。T1作为波特率发生器片内RAM中20H00H20H20H78H77H76H75H甲机乙机TXDRXD即要求甲机把外部RAM2000H~201FH中的数据块传给乙机fosc=6MHz,波特率2400b/s编写甲机发送程序和乙机接收程序.ORG0000HLJMPMAINORG0023HLJMPCOM_INTORG1000HMAIN:MOVSP,#60HMOV78H,#20HMOV77H,#00HMOV76H,#20HMOV75H,#20HACALLTRANSSJMP$甲机发送程序功能：甲机把外部RAM中2000H~201FH中的数据块传给乙机，先发地址帧，后发数据帧TRANS:MOVTMOD,#20HMOVTH1,#0F4HMOVTL1,#0F4HMOVPCON,#80HSETBTR1MOVSCON,#40HMOVIE,#00HCLRF0MOVSBUF,78HWAIT1:JNBTI,WAIT1CLRTIMOVSBUF,77HWAIT2:JNBTI,WAIT2CLRTIMOVSBUF,76HWAIT3:JNBTI,WAIT3CLRTIMOVSBUF,75HWAIT4:JNBTI,WAIT4CLRTIMOVIE,#90HMOVDPH,78HMOVDPL,77HMOVXA,@DPTRMOVSBUF,AWAIT:JNBF0,WAITRETCOM_INT:CLRTIINCDPTRMOVA,DPHCJNEA,76H,END1MOVA,DPLCJNEA,75H,END1SETBF0CLRESCLREARETIEND1:MOVXA,@DPTRMOVSBUF,ARETIEND乙机接收程序功能：接收地址放78h~75H单元，数据放外RAM78H,77H所指的首地址处,中断接收方式。ORG0000HLJMPMAINORG0023HLJMPCOM_INTORG1000HMAIN:MOVSP,#53HACALLRECEISJMP$RECEI:MOVR0,#78HMOVTMOD,#20HMOVTH1,#0FAHMOVTL1,#0FAHMOVPCON,#00HSETBTR1MOVSCON,#01010000BMOVIE,#90HCLRF0；F0：地址接收完毕标志CLR7FH；7FH位标志：数据接收完毕标志WAIT：JNB7FH，WAITRETCOM_INT:PUSHDPLPUSHDPHPUSHACCCLRRIJBF0,R_DATAMOVA,SBUFMOV@R0,ADECR0CJNER0,#74H,RETNSETBF0RETN:POPACCPOPDPHPOPDPLRETIR_DATA:MOVDPH,78HMOVDPL,77HMOVA,SBUFMOVX@DPTR,AINC77HMOVA,77HJNZEND2INC78HEND2:MOVA,76HCJNEA,78H,RETNMOVA,75HCJNEA,77H,RETNCLRESCLREASETB7FHSJMPRETNEND