【正文】 8位并行輸入、串行輸出移位寄存器， RXD為串行輸入引腳，與 74LS165的串行輸出端相連； TXD為移位脈沖輸出端，與所有的74LS165芯片移位脈沖輸入端相連；用 1根 I/O線來控制移位與置位 。值得注意的是，每當(dāng)發(fā)送或接收完 8位數(shù)據(jù)后，硬件會自動置 TI或 RI為 1， CPU響應(yīng) TI或 RI中斷后，必須由用戶用軟件清 0。在再次接收數(shù)據(jù)之前，必須由軟件清 RI為 0。再次發(fā)送數(shù)據(jù)之前，必須由軟件清 TI為 0。 串行接口的工作方式 MCS51的串行口有 4種工作方式，通過 SCON中的 SM SM0位來決定，現(xiàn)分述如下： 1．方式 0 在方式 0下，串行口作同步移位寄存器用，其波特率固定為 fOSC/12。 SMOD為波特率選擇位。 3．電源及波特率選擇寄存器 PCON PCON主要是為 CHMOS型單片機(jī)的電源控制而設(shè)置的專用寄存器，不可以位尋址，字節(jié)地址為 87H。工作在方式 0，當(dāng)接收完第 8位數(shù)據(jù)后，由硬件置位。在其他方式的發(fā)送停止位前，由硬件置位。在方式 1中，若 (SM2)=0，RB8為接收到的停止位。在方式 2或方式 3中，要發(fā)送的第 9位數(shù)據(jù)，根據(jù)需要由軟件置 1或清 0。在方式 2或方式 3中，當(dāng) (SM2)=1且接收到的第9位數(shù)據(jù) RB8=0時(shí)， RI才置 1。 圖 75 SCON的各位定義 ? SM0、 SM1：串行口工作方式選擇位，其定義如表 71所示 (其中 fOSC為晶振頻率 )。 圖 74 串行口結(jié)構(gòu)示意圖 1．串行口緩沖寄存器 SBUF SBUF是串行口緩沖寄存器，包括發(fā)送寄存器和接收寄存器。異步通信的優(yōu)點(diǎn)是不需要傳送同步時(shí)鐘，字符幀長度不受限制，故設(shè)備簡單；缺點(diǎn)是字符幀中因包含起始位和停止位而降低了有效數(shù)據(jù)的傳輸速率。波特率為每秒鐘傳送二進(jìn)制數(shù)碼的位數(shù)，也叫比特?cái)?shù)，單位為 bit/s，即位 /秒。 (3)奇偶校驗(yàn)位：位于數(shù)據(jù)位之后，僅占一位，用來表征串行通信中采用奇校驗(yàn)還是偶校驗(yàn)，由用戶決定。字符幀格式是異步通信的一個(gè)重要指標(biāo)。 在異步通信中，數(shù)據(jù)通常是以字符為單位組成字符幀傳送的。其收、發(fā)開關(guān)一般是由軟件控制的電子開關(guān)。按照數(shù)據(jù)傳送方向，串行通信可分為單工、半雙工和全雙工 3種制式。單 片 機(jī) 技 術(shù) 與 應(yīng) 用 實(shí) 踐 第 7章 單片機(jī)串行接口 串行接口通信概述 常用的串行通信總線 MCS51單片機(jī)之間的通信 實(shí) 踐 訓(xùn) 練 單片機(jī)技術(shù)與應(yīng)用實(shí)踐 串行接口通信概述 串行通信基礎(chǔ)及基本概念 1．并行通信和串行通信 并行通信，即數(shù)據(jù)的各位同時(shí)傳送；串行通信，即數(shù)據(jù)一位一位順序傳送。在單工制式下，通信線的一端接發(fā)送器，另一端接接收器，數(shù)據(jù)只能按照一個(gè)固定的方向傳送，如圖 72(a)所示。全雙工通信系統(tǒng)的每端都有發(fā)送器和接收器，可以同時(shí)發(fā)送和接收，即數(shù)據(jù)可以在兩個(gè)方向上同時(shí)傳送，如圖 72(c)所示。字符幀由發(fā)送端一幀一幀地發(fā)送，每一幀數(shù)據(jù)是低位在前，高位在后，通過傳輸線被接收端一幀一幀地接收。字符幀也叫數(shù)據(jù)幀，由起始位、數(shù)據(jù)位、奇偶校驗(yàn)位和停止位等 4部分組成，如圖 73所示。 (4)停止位：位于字符幀最后，為邏輯 1高電平。波特率用于表征數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣?，波特率越高，?shù)據(jù)傳輸速度越快。 MCS51單片機(jī)串行口結(jié)構(gòu) 8051單片機(jī)內(nèi)部集成有一個(gè)功能很強(qiáng)的全雙工串行通信口，設(shè)有兩個(gè)相互獨(dú)立的接收、發(fā)送緩沖器，可以同時(shí)接收和發(fā)送數(shù)據(jù)。它們有相同的名字和地址空間 (都為 99H)，但不會發(fā)生沖突，因?yàn)樗鼈儍蓚€(gè)中一個(gè)只能被CPU讀出數(shù)據(jù)，另一個(gè)只能被 CPU寫入數(shù)據(jù)。 表 71 串行口工作方式 ? SM2：多機(jī)通信控制位。 ? REN：接收允許控制位。例如，可約定作為奇偶校驗(yàn)位，或在多機(jī)通信中作為區(qū)別地址幀或數(shù)據(jù)幀的標(biāo)志位。在方式 2或方式 3中， RB8為接收到的第 9位數(shù)據(jù)。 TI置位既表示一幀信息發(fā)送結(jié)束，同時(shí)也是申請中斷，可根據(jù)需要，用軟件查詢的方法獲得數(shù)據(jù)已發(fā)送完畢的信息，或用中斷的方式來發(fā)送下一個(gè)數(shù)據(jù)。在其他方式中，在接收到停止位的中間時(shí)刻由硬件置位 (例外情況見 SM2的說明 )。在 HMOS的 8051單片機(jī)中， PCON除了最高位以外，其他位都是虛設(shè)的。在方式方式 2和方式 3時(shí)，串行通信的波特率與 SMOD有關(guān)。串行數(shù)據(jù)從 RXD()端輸入或輸出，同步移位脈沖由 TXD()送出。具體接線如圖 77所示。具體接線如圖 78所示。另外工作在方式 0時(shí)， SM2必須為 0。 圖 79 利用串行口擴(kuò)展并行輸入口電路 以兩個(gè) 8位并行口讀入 10組字節(jié)數(shù)據(jù)，并把它們轉(zhuǎn)存到內(nèi)部 RAM數(shù)據(jù)區(qū)(首地址為 50H)的程序清單如下： MOV R6,10 。74LS165置入數(shù)據(jù) SETB 。從串口讀入數(shù)據(jù) MOV R1,A 。讀入第偶數(shù)個(gè) 8位數(shù)后繼續(xù)讀第奇數(shù)個(gè) 8位數(shù)，如讀完第奇數(shù) 個(gè) 8位數(shù)轉(zhuǎn) LP2 DEC R6 。 2．方式 1 在方式 1下，串行口為波特率可調(diào)的 8位異步通信接口，發(fā)送或接收一幀信息包含 10位，包括 1位起始位 0、 8位數(shù)據(jù)位和 1位停止位 1。方式 1所傳送的波特率取決于定時(shí)器 T1的溢出率和 PCON中的 SMOD位。 【 例 72】 由內(nèi)部 RAM單元 21H～ 40H取出 ASCII碼數(shù)據(jù)，在最高位上加奇偶校驗(yàn)位后由串行口輸出，采用 8位異步通信，波特率為 1200bit/s， fOSC=。設(shè) T1為模式 2 MOV TL1,0E8H 。發(fā)送數(shù)據(jù)首地址 MOV R6, 32 。指向下一個(gè)地址 DJNZ R6,LOOP … 串行口發(fā)送子程序如下： SPOUT: MOV C, P 。清 TI標(biāo)志位，允許再發(fā)送 RET 3．方式 2 在方式 2下，串行口為 9位異步通信接口，傳送波特率與 SMOD有關(guān)。寫 SBUF的指令，除了將 8位數(shù)據(jù)送入 SBUF外，同時(shí)還將 TB8裝入發(fā)送移位寄存器的第 9位，并通知發(fā)送控制器進(jìn)行一次發(fā)送。當(dāng)接收器采樣到 RXD端的負(fù)跳變，并判斷起始位有效后，開始接收一幀信息。 4．方式 3 方式 3為波特率可變的 11位 UART通信方式，除了波特率以外，方式 3和方式 2完全相同。 1．方式 0 的波特率 方式 0的波特率固定為主振頻率的 1/12，而且與 PCON中的 SMOD無關(guān)。即： 方式 1和方式 3的波特率 = 溢出率 其中 T1的溢出率取決于單片機(jī)定時(shí)器 T1的計(jì)數(shù)速率和定時(shí)器的預(yù)置值。為了避免溢出而產(chǎn)生不必要的中斷，此時(shí)應(yīng)禁止 T1中斷。其中 RS表示 Remended Standard， 232是該標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)識號， C表示最后一次修訂。 RS232C串行接口總線適用于：設(shè)備之間的通信距離不大于 15m，傳輸速率最大為 20Kbit/s。 圖 712 RS232C信息格式 2. RS232C電平轉(zhuǎn)換器 RS232C規(guī)定了自己的電氣標(biāo)準(zhǔn)，由于它是在 TTL電路之前研制的，所以它的電平不是 +5V和地，而是采用負(fù)邏輯，即：邏輯“ 0”： +5V～ +15V。 12V，輸入為 TTL電平，輸出為 RS232C電平。 圖 713 MAX232引腳排列 3. RS232C總線規(guī)定 RS232C標(biāo)準(zhǔn)總線為 25根，采用標(biāo)準(zhǔn)的 D型 25芯插頭座。 RS449規(guī)定了兩種接口標(biāo)準(zhǔn)連接器，一種為 37腳，另一種為 9腳。 RS422A比 RS232C傳輸距離長、速度快，傳輸速率最大可達(dá) 10Mbit/s，在此速率下電纜的允許長度為 12m，如果采用低速率傳輸，最大距離可達(dá) 1200m。 RS423A給出了不平衡信號差的規(guī)定，而 RS422A給出的是平衡信號差的規(guī)定。圖 717所示是一個(gè)實(shí)用的 20mA電流環(huán)接口電路。例如，采用 RS232C標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行單向數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，最大傳輸速率為 20kbit/s，最大傳輸距離為 15m。例如，在長距離傳輸時(shí)，使用 RS422標(biāo)準(zhǔn)，能有效地抑制共模信號干擾；使用 20mA電流環(huán)技術(shù)，能大大降低對噪聲的敏感程度。 圖 719 RS422雙機(jī)異步通信接口電路 1．利用查詢方式進(jìn)行雙機(jī)通信 1) 甲機(jī)發(fā)送 編程將甲機(jī)