串行接口及串行通信技术.doc

89C51/80C51串行接口及串行通信技术

熟悉数据通信中的并行/串行、同步/异步、单工/双工以及波特率等概念。
掌握为什么双机通信时要有协议以及通信协议的主要内容。
熟悉89C51串行接口的基本结构，熟练掌握串行接口控制寄存器SCON各个位的含意及其控制功能。
熟练掌握的C51串行接口的4种工作方式及其实际应用，熟悉不同工作方式下的波特率公式。
熟悉RS—232C、RS—422A／RS—485标准接n总线反串行通信硬件的设计
熟悉串行接口中断的概念及89c51——89L5l间接收发送程序的设计思想：
熟悉多机通信的基本原理及硬件系统。
了解89C5l与PC机间通信的硬件系统及软件设计。
89C51/80C51串行接口的结构及工作原理
89C5l通过引脚RXD〔P3.0，串行数据接收端)和引脚TXD(P3．1，串行数据发送端)与外界进行通信。其内部结构简化示意图如图9—2所示。有两个物理上独立的接收／发送缓冲器SBUF，它们占用同一地址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。89C51用定时器T1作为串行通信的波特率发器，T1溢出率经2分频(或不分频)后又经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。
接收器是双缓冲结构，在前一个字节被从接收缓冲器SBUF读出之前，第
二个字节即开始被接收(串行输入至移位寄存器)，但是，在第二个字节接收完毕而前一个字节CPU未读取时，会丢失前一个字节。
串行接口的发送／接收都是以特殊功能寄存器5BuF的名义进行读或写的。当向SHUF发“写”命令时(执行“MOVSBUF，A”指令)，即是向发送缓冲器SBUF装载并开始由TXD引脚向外发送一帧数据，发送完便使发送中断标志位TI=1。
在满足串行口接收中断标志位RI(SCON.0)＝0的条件下，置允许接收位REN(SCON.4)＝1就会接收一帧数据进入移位寄存器，并装载到接收SHUF中，同时使RI＝1。当发“读”SBUF命令时(执行“MOVA，SBUF”指令)，便由接收缓冲器(SBUF)取出信息并通过89C51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。
串行接口控制寄存器SCON
直接控制串行接口的只有一个控制寄存器SCON，其各个位的控制功能
1．SM0和SMl（SCON．7，SCON．6）
串行接口工作方式选择位。两个选择位对应4种通信方式，其中，是振荡频率。
（1）方式0
以8位数据为一帧，不设起始位和停止位，光发送或接收最低位。其帧格式
(2)方式l
以l0位为一帧传输，设有1个起始位(0)，8个数据位和1个停止位(1)。其帧格式为

(3)方式2和方式3
以11位为1帧传输，设有1个起始位(0)，8个数据位一个附加第9位和一个停止位（1）。其帧格式为

附加第9位(D8)由软件置1或清0。发送时在TB8中、接收时送RB8中。
2．SM2(SMON．5)
多机通信控制位，主要用于方式2和方式3。若置SM2=1，则允许多机通信。多机通信协议规定，第9位数据(D8)为1，说明本帧数据为地址帧：若第9位为0，则本帧为数据帧。当一片89C51(主机)与多片89C51〔从机〕通信时，所有从机的SM2位都置1。主机首先发送的一帧数据为地址，即某从机机号，其中第9位为1，所有的从机接收到数据后，将其中第9位装入RB8中。各个从机根据收到的第9位数据(RB8中)的值来决定从机可否再接收主机的信息。若(RB8)＝0，说明是数据帧，则使接收中断标志位RI＝0，信息丢失；若(RB8)＝1，说明是地址帧，数据装入SBUF并置RI＝1，中断所有从机，被寻址的目标从机清除SM2以接收主机发来的一帧数据。其他从机仍然保持SM2＝1。
若SM2=0，即不属于多机通信情况，则接收一帧数据后，不管第9位数据是0还是1，都置RI＝1，接收到的数据装入SBUF中。
根据SM2这个功能，可实现多个89C5l应用系统购串行通信。
在方式1时，若SM2＝1，则只有接收到有效停止位时．RI才置1，以便接受下一帧数据；在方式0时，SM2必须是0。
3．REN[SCON．4]
允许接收控制位。由软件置1或清0，只有当REN=1才允许接收，相当于串行接收的开关；若REN＝0，则禁止接收。
在串行通信接收控制过程中，如果满足RI=0和REN=1．（允许接收）的条件，就允许接收，一帧数据就装载入接收SBUF中。
4．TB8(SCON．3)
发送数据的第9位(D8)装入TB8中。在方式2或方式3中，根据发送数据的需要由软件置位或复位，在许多通信协议中可用作奇偶校验位，也可在多机通信中作为发送地址帧或数据标志。对