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第 7 章 串行通信及其接口

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第 7 章 串行通信及其接口

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Presentation Transcript

  1. 第7章串行通信及其接口 • 7.1 概述 • 7.2 MCS-51的串行口 • 7.3 串行口的控制

  2. 7.1 概述 • 串行通信是将数据的各位一位一位地依次传送。适合于计算机之间、计算机与外部设备之间的远距离通信。 • 串行通信从传输方式分为: 单工方式(如图7-1所示)、半双工方式(如图7-2所示)、全双工方式(如图7-3所示)。 • 从接收方式来说,串行通信有两种方式: 异步通信方式(如图7-4所示)、同步通信方式(如图7-5所示)。 返回本章首页

  3. 接收器 发送器 图7-1 单工方式

  4. 数据流 发送器 接收器 接收器 发送器 图7-2 半双工方式

  5. 数据流 接收器 发送器 接收器 发送器 图7-3 全双工方式

  6. 图7-4 异步串行通信数据格式

  7. 开始 终止 同步字符 CRC字符 数据块 图7-5 同步通信数据格式 返回本节

  8. 7.2 MCS-51的串行口 • 7.2.1 串行口的结构 • 7.2.2 串行口的工作方式 • 7.2.3 波特率的计算 返回本章首页

  9. RI 9A TB8 98 SCON 位地址 SM0 SM1 REN SM2 9B TI 99 9F 9E 9D 9C RB8 7.2.1 串行口的结构 1.串行口控制寄存器SCON • 该寄存器的字节地址为98H,可位寻址。SCON格式如图7-6所示。 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 图7-6 SCON格式

  10. PC ON SM OD 2.特殊功能寄存器PCON • 其字节地址为87H,没有位寻址功能。PCON的格式如图7-7所示,其中与串行接口有关的只有D7位。 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 图7-7 PCON格式 返回本节

  11. 7.2.2 串行口的工作方式 表7-1 串行口工作方式

  12. 1.方式0 图7-8 方式0发送时序

  13. 图7-9 方式0接收时序

  14. 2.方式1 图7-10 方式1发送时序

  15. 图7-11 方式1接收时序

  16. 3.方式2 图7-12 方式2发送时序

  17. 图7-13 方式2的接收时序

  18. 4.方式3 • 当SM0SM1=11时,串行口工作在方式3。方式3为波特率可变的9位异步通信方式,除了波特率外,方式3和方式2相同。 • 方式3的波特率由下式确定: 方式3波特率=(2SMOD/32)×定时器T1的溢出率 返回本节

  19. 7.2.3 波特率的计算 表7-2 波特率计算公式

  20. 表7-3 常用的波特率及计算器初值 返回本节

  21. 7.3 串行口的控制 • 7.3.1 主从机间的通信 • 7.3.2 多机通信接口 返回本章首页

  22. 7.3.1 主从机间的通信 1.双机串行异步通信 l单片机与单片机间的串行异步通信接口设计(如图7-14~7-16所示 ) l单片机与PC系列微机间的异步串行通信接口设计(如图7-17所示)

  23. 图7-14 两台8031直接通信

  24. 图7-15 两台8031采用RS232C总线通信

  25. 图7-16 两台8751互传数据

  26. 图7-17 8031单片机和PC机通过RS232C总线通信接口图

  27. l单片机与RS232C接口 (1)分离元件电平转换电路,如图7-19所示。 (2)集成电路电平转换电路MC1488,1489 • 这两种芯片的引脚如图7-20所示。(3)集成电路电平转换器MC145407。 • 如图7-21所示。

  28. 标志 停止位 起始位 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 X 检验位 图7-18 RS232C总线上传输的异步通信典型数据格式

  29. 分类 符号 名称 引脚 说明 地线 机架保护地(屏蔽地) 1 7 3 数据信号线 TXD 数据发送线 2 在无数据信息传输或收/发信息间隔期,RXD/TXD电平为1。辅助信道传输速率较主信道低。其余同 RXD 信号地(公共地) 25 TXD 14 RXD 辅助信道数据接收线 16 定时信号线 DCE发送信号定时 15 指示被传输的每个bit信息的中心位置 数据接收线 17 DTE发送信号定时 24 控 制 线 RTS 请求发送 4 DTE发给DCE 辅助信道数据发送线 CTS 允许发送 5 21 DSR DCE装置就绪 6 DTR DTE装置就绪 20 由DCE根据数据信息是否有错而置位/复位 DTE发给DCE 接收信号(载波)检测 8 DTE收到满足标准的信号时置位 振铃指示 22 由DCE收到振铃时置位 信号质量检测 DCD DCE接收信号定时 数据信号速率选择 18 RCD 指定两种传输速率中的一种 RTS 辅助信道请求发送 19 CTS 辅助信道允许发送 23 13 DCE发给DTE 12 备 用 线 9 未定义,保留供DCE装置测试使用 10 11 辅助信道接收检测 表7-4 RS232C信号线及其在DB-25的针脚号

  30. 图7-19 分离元件电平转换电路

  31. (a)MC1488 (b)MC1489 图7-20 MC1488,MC1489引脚

  32. 图7-21 MC145407引脚

  33. 图7-22 终端/计算机与终端/计算机简化连接形式 (a) (b) 返回本节

  34. 7.3.2 多机通信接口 1.多机通信原理 • 串行口控制寄存器SCON中的SM2为多机通信接口控制位。串行口以方式2或3接收时,若SM2为1,则仅当接收到的第9位数据RB8为1时,数据才装入SBUF,置位RI,请求CPU对数据进行处理;当SM2为0时,则接收到一个数据后,不管第9位数据RB8是0还是1,都将数据装入接收缓冲器SBUF并置位中断标志RI,请求CPU处理。

  35. 2.多机通信程序设计 l MCS-51多机通信程序设计 以典型的PC机和MCS-51构成的主从式多机系统为例,如图7-23所示,阐述多机通信的程序设计。 l     PC机多机通信 编程格式如表7-5所示其中WLS1,WLS0两位用于设置新发送或接收的字长,详见表7-6;奇偶校验允许位PEN及ESP、跟随校验位的组合见表7-7。 l多机通信实例

  36. …… 图7-23 PC机与MCS-51单片机多机通信

  37. Bit7 Bit6 Bit5 Bit4 Bit3 Bit2 Bit1 Bit0 DLAB 断线设定 跟随检测 EPS PEN STB WLS1 WLS0 表7-5 LCR端口地址

  38. WLS1(bit1) WLS0(bit0) 数据字长 0 0 5位 0 1 6位 1 0 7位 1 1 8位 表7-6 WLS1,WLS0两位设置的字长

  39. 跟随校验位(bit5) EPS(bit4) PEN(bit3) 校验位 0 0 1 奇校验 0 1 1 偶校验 1 0 1 校验值为“1” 1 1 1 校验值为“0” 表7-7 PEN及ESP跟随校验位的组合 返回本节

  40. 单片机通信部分到此结束 • 谢谢光临!