串行接口及串行通信技术.docx

编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径学海无涯苦作舟页码：第9章串行接口及串行通信技术U难点串行通信的四种工作方式@要求掌握：串行通信的控制寄存器串行通信的工作方式0和方式1了解：串行通信的基础知识串行通信的工作方式2和方式39.1串行通信的基础知识9.2MCS-51单片机串行通信的控制寄存器9.3MCS-51单片机串行通信工作方式9.1串行通信的基础知识串行数据通信要解决两个关键技术问题一个是数据传送另一个是数据转换。所谓数据传送就是指数据以什么形式进行传送。所谓数据转换就是指单片机在接受数据时如何把接收到的串行数据转化为并行数据单片机在发送数据时如何把并行数据转换为串行数据进行发送。9.1.1数据传送单片机的串行通信使用的是异步串行通信所谓异步就是指发送端和接收端使用的不是同一个时钟。异步串行通信通常以字符（或者字节）为单位组成字符帧传送。字符帧由发送端一帧一帧地传送接收端通过传输线一帧一帧地接收。1.字符帧的帧格式字符帧由四部分组成分别是起始位、数据位、奇偶校验位、停止位。如图9.1所示：1）起始位：位于字符帧的开头只占一位始终位逻辑低电平表示发送端开始发送一帧数据。2）数据位：紧跟起始位后可取5、6、7、8位低位在前高位在后。3）奇偶校验位：占一位用于对字符传送作正确性检查因此奇偶校验位是可选择的共有三种可能即奇偶校验、偶校验和无校验由用户根据需要选定。4）停止位：末尾为逻辑“1”高电平可取1、1.5、2位表示一帧字符传送完毕。图9.1字符帧格式异步串行通信的字符帧可以是连续的也可以是断续的。连续的异步串行通信是在一个字符格式的停止位之后立即发送下一个字符的起始位开始一个新的字符的传送即帧与帧之间是连续的。而断续的异步串行通信则是在一帧结束之后不一定接着传送下一个字符不传送时维持数据线的高电平状态使数据线处于空闲。其后新的字符传送可在任何时候开始并不要求整倍数的位时间。2.传送的速率串行通信的速率用波特率来表示所谓波特率就是指一秒钟传送数据位的个数。每秒钟传送一个数据位就是1波特。即：1波特＝1bps（位/秒）在串行通信中数据位的发送和接收分别由发送时钟脉冲和接收时钟脉冲进行定时控制。时钟频率高则波特率高通信速度就快；反之时钟频率低波特率就低通信速度就慢。9.1.2数据转换MCS-51单片机只能处理8位的并行数据所以在进行串行数据的发送时要把并行数据转换为串行数据。而在接收数据时只有把接收的串行数据转换成并行数据单片机才能进行处理。能实现这种转换的设备称为通用异步接收发送器（UniversalAsynchronousReceiver/Transmitter）。这种设备已集成到单片机内部称为串行接口电路。串行接口电路为用户提供了两个串行口缓冲寄存器（SBUF）一个称为发送缓存器它的用途是接收片内总线送来的数据即发送缓冲器只能写不能读。发送缓冲器中的数据通过TXD引脚向外传送。另一个称为接收缓冲器它的用途是向片内总线发送数据即接收缓冲器只能读不能写。接收缓冲器通过RXD引脚接收数据。因为这两个缓冲器一个只能写一个只能读所以共用一个地址99H。串行接口电路如图9.2所示。图9.2MCS-51串行口寄存器结构9.2MCS-51单片机串行通信的控制寄存器1.串行口控制寄存器（SCON）SCON是MCS-51单片机的一个可位寻址的专用寄存器用于串行数据通信的控制。单元地址为98H位地址为98H～9FH。寄存器的内容及位地址表示如下：位地址9FH9EH9DH9CH9BH9AH99H98H位符号SM0SM1SM2RENTB8RB8TIRI各位的说明如下：1）SM0、SM1——串行口工作方式选择位其状态组合和对应工作方式为：SM0SM1工作方式00方式001方式110方式211方式32）SM2——允许方式2、3的多机通信控制位在方式2和3中若SM2＝1且接收到的第九位数据（RB8）为1才将接收到的前8位数据送入接收SBUF中并置位RI产生中断请求；否则丢弃前8位数据。若SM2＝0则不论第九位数据（RB8）为1还是为0都将前8位送入接收SBUF中并产生中断请求。方式0时SM2必须置0。3）REN——允许接收位REN＝0