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1、串口工作方式5.1 方式0 同步移位寄存器方式，比特率固定为fosc/12。 常用于外接移位寄存器，以扩展并行I/O口，SM2位必须为0 。 1方式0发送： 当CPU执行写入发送缓冲器SBUF的指令时，串行口即把SBUF中的8位数据以fosc/12的固定比特率从RXD引脚串行输出，低位在先,TXD引脚输出同步移位脉冲，发送完8位数据置“1”中断标志位TI,图5-1,CPU响应中断后：CLR TI,请求中断,写入SBUF后自动开始发送,5.2.2 用74LS164扩展并行输出口74LS164：8位串入并出移位寄存器。图是利用74LS164扩展二个8位并行输出口的接口电路。.,图5-2-1,5.2
2、 用AT89C51的串行口扩展并行口,RXD/TXD/,74HC595: 8位串入并出移位寄存器,带锁存及三态输出功能。 （相当于74LS164+273+244）,清0,串行口工作于方式0：同步移位寄存器方式发送,fosc/12,每当新数据写入SBUF,即把SBUF中的8位数据以串行移出,2方式0接收 向串口的SCON写入控制字（置为方式0，并置“1”REN位，同时RI=0）时，串行口即开始接收数据。RXD为数据输入端，TXD为移位脉冲信号输出端，也以fosc/12的固定比特率，当收到8位数据时置“1” RI。表示一帧数据接收完，时序如下：,图5-2,CPU响应中断后：CLR RI,RI=0时
3、,其中REN=1,请求中断,写入SBUF后自动开始发送,5.2.1 用74LS165扩展并行输入口,图9-21,P.159-160,74LS165：8位并入串出移位寄存器。图9-22是利用74LS164扩展二个8位并行输入口的接口电路。,并行锁存,串行口工作于方式0：同步移位寄存器方式接收,fosc/12,每当向SCON写入控制字为方式0且REN=“1” ，即串行移入8位数据到SBUF,5.2.2 方式1 ：8位异步收发，比特率可变（由定时器控制）SM0、SM1=01方式1一帧数据为10位，1个起始位（0），8个数据位，1个停止位（1），先发送或接收最低位。帧格式如图7-7：,方式1比特率=（
4、2SMOD/32）定时器T1的溢出率 SMOD为PCON寄存器的最高位的值（0或1）。,图7-7,1方式1发送 2方式1接收,图7-8,图7-9,P.105,请求中断,请求中断,可写下一个要发送的数据,可从SBUF读取新接收的数据,写入SBUF后自动开始发送,5.3.1 比特率的制定方法 方式0、方式2的比特率是固定的；方式1、方式3比特率由定时器T1的溢出率来确定。5.3.2 定时器T1产生比特率的计算（1）方式0波特率=时钟频率fosc1/12，不受SMOD位的值的影响。若fosc=12MHz，比特率为fosc/12即1Mb/s。（2）方式2波特率=（2SMOD/64）fosc 若fosc
5、=12MHz: SMOD=0 比特率=187.5kb/s； SMOD=1 比特率=375kb/s （3）方式1或方式3时，比特率为：比特率= （2SMOD/32）T1的溢出率 = fosc/12/(T1计数次数) （2SMOD/32）实际设定比特率时，T1常设置为方式2定时（自动装初值）这种方式不仅操作方便，也可避免因软件重装初值而带来的定时误差。,P.109,P.110,时钟振荡频率为6MHz或12 MHz时，产生的比特率偏差较大，故用到串口通信时通常选用11.0592MHZ晶体振荡器。,= /12,= /32,= /12/计次/16,9.6kbit/s 实际10.416 6MHz 1 0
6、2 FDH1.2kbit/s 实际1.302 6MHz 0 0 2 F4H,= /12/计次/16,= /12/计次/32,1200bps,9600bps,计1次,计3次,计24次,计3次,计6次,计12次,比特率,比特率,MCS-51 单片机串行接口的硬件,MCS-51 单片机串行接口的控制,MCS-51 单片机串行接口工作方式,P3.0 位的第二功能 收端 RXD P3.1 位的第二功能 发端 TXD,寄存器 SCON、PCON、SBUF 寄存器 IE、IP,方式 0 方式 2,方式 1 方式 3,串行口的结构,有两个数据缓冲寄存器SBUF，一个输入移位寄存器，一个串行控制寄存器SCON和
7、一个特殊功能寄存器PCON等组成。,8 位SBUF是全双工串行接口寄存器， 它是特殊功能寄存器，地址为 99H，不可位寻址；串行输出时为发送数据缓冲器，发送寄存器只写不读，数据从发送端TXD（P3.1）输出；串行输入时为接收数据缓冲器，接收寄存器只读不写，数据从接收端 RXD（P3.0）输入；由指令确定是对发送寄存器或接收寄存器作用。,SM0、SM1 串行接口工作方式定义位,SM0、SM1 = 00 方式 0，8位同步移位寄存器 SM0、SM1 = 01 方式 1，10 位异步接收发送 SM0、SM1 = 10 方式 2，11 位异步接收发送 SM0、SM1 = 11 方式 3，11 位异步接
8、收发送,7.1.1 串行口控制寄存器SCON,注意: 方式 0 的特点，方式 2、方式 3 的差异,SM2 多机通信控制位（方式2和3）,SM2 = 0，无多机通信 SM2 = 1，允许多机通信,串行口控制寄存器SCON,REN 串行口接收数据控制位,REN = 1，允许串行口接收数据 REN = 0，禁止串行口接收数据,由软件置位或清除,7.1.2 特殊功能寄存器PCON,串行数据传送速率控制寄存器 PCON,SMOD = 0，定义波特率不变,SMOD = 1，定义波特率加倍,注：PCON 寄存器的地址为87H， 仅 b7 位有用，不可位寻址。,地址：87H,TDL:等待方式位,PD:掉电方
9、式,GF1、 GF2通用标志位,ANL PCON，7FH：对SMOD位清零,ORL PCON，80H：对SMOD位置位,串行口的4种工作方式,SM0SM1,串行口工作方式选择位,可变,5.3.1 方式 0 移位寄存器输入/输出方式,非串行通信用方式扩展并行I/O,RXD、TXD 线的作用,用并入串出移位寄存器扩展并行输入口 用串入并出移位寄存器扩展并行输出口,RXD 串 并、并 串 数据传送线 TXD 同步时钟线，同步时钟为 fosc/12(固定波特率),注：为应用串行接口扩展并行接口的方式。,串行口为同步移位寄存器方式,方式 0 用于扩展并行 I/O口,串 并方式，扩展并行输出口,电路图,R
10、XDTXD,DATACLK,功能线,RXD 接移位寄存器的数据输入端 TXD 接移位寄存器的同步时钟端,8031,串入并出移位寄存器,注: 注意信号方向,方式 0 用于扩展并行 I/O口,并 串方式，扩展输入口,电路图,功能线,RXDTXD,DATACLK,8031,并入串出移位寄存器,RXD 接移位寄存器的数据输出端 TXD 接移位寄存器的同步时钟端,注: 注意信号方向,方式 0 用于扩展并行 I/O口,例1：用 8031 的串口外接 1 个串入并出移位寄存器 芯片CD4094 扩展为 8 位并行输出口，并口接 8 个 LED，并循环轮流显示。,电路图,P1.0,DATACLK,TBS,CD
11、4094,8031,TXD,RXD,方式 0 用于扩展并行 I/O口,编程,ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0023H LJMP SBRMAIN: MOV SCON，#00H; 方式 0，TI = 0 SETB EA SETB ES MOV A，#80H ; 初值，左边 LED 亮 CLR P1.0 ; CD4094 输出并口关闭 MOV SBUF，A ; 数据传出，产生中断LOOP: SJMP $,方式 0 用于扩展并行 I/O口,编程（续）,SBR: SETB P1.0 ; CD4094 输出并口打开，LED 亮 ACALL DELAY CLR TI ; 手动清中断标志 R
12、R A ; 循环位移 ; 80H、40H、20H、10H、08H CLR P1.0 ; CD4094 输出并口关闭 MOV SBUF，A ; 数据传出，产生中断 RETI END,注: 延时子程序 DELAY 未给出,方式 0 用于扩展并行 I/O口,例2：用 8031 的串口外接 1 个并入串出移位寄存器 芯片 CD4014 扩展为 8 位并行输入口，并口 接 8 个开关量输入，开关 K 闭合时有效。,电路图,P/S,CD4014,8031,P1.0,K,RXD,TXD,DATA,CLK,P1.1,方式 0 用于扩展并行 I/O口,编程,START: JB P1.0，START ; 若 K
13、未合上则循环查询 SETB P1.1 ; CD4014 并行数据输入有效 MOV SCON，#00X1XXX0B ; 方式 0，REN = 1 允许接收，RI = 0 CLR P1.1 ; CD4014 串行数据输出有效 LOOP: JNB RI，LOOP ; 若 RI = 0 数据未收完 ; 若 RI = 1 数据已收完 CLR RI ; 手动清 RI，准备下次传送数据 MOV A，SBUF,方式 1 10 位异步接收/发送（波特率可变）,方式 1 的数位,1 位起始位 值 0 8 位数据位 为有用信息（低位在前，可含 1 位校验位） 1 位停止位 值 1,异步传送时的速率设置,速率设置的方
14、法 设置定时器 T1 的初值 常用波特率： 用T1作为波特率发生器，B=(2SMOD/32)T1溢出率。,串行口为8位异步通信接口,方式 1（续）,异步发送时的工作过程,发送条件 清 SCON 中发送中断标志 TI = 0,发送指令 MOV SBUF，A,注: 需发送的 8 位字节数据送串行数据缓冲器 SBUF 后将启动异步发送开始。,起始位 0、停止位 1 在执行发送指令时自动加入,发送传输线 TXD、GND,发送 10 位数据结束 发送中断标志 TI = 1,注: 若需继续发送，置TI = 0，送数据到 SBUF,方式 1（续）,异步接收时的工作过程,接收条件 清 SCON 中接收中断标志
15、 RI = 0 置 SCON 中接收控制标志 REN = 1,接收传输线 RXD、GND,接收同步位 接收传输线 RXD 有从 1 到 0 的信号,接收数据 9 位数据送数据接收器,8 位字节数据送串行数据缓冲器 SBUF1 位停止位送入 SCON 中的 RB8 = 1,接收 10 位数据结束 接收中断标志 RI = 1,注: 若需继续接收，置RI = 0,方式 1 用于串行通信,例3：8031串行口双工方式收发 ASCII 字符，最高 1 位用来作奇偶校验位，采用奇校验方式， 波特率为 1200 。,工作方式,数据区,主频选用,方式 1， 7 位 ASCII 码，1 位校验码,发送数据区首址
16、 20H，接收数据区首址 40H,T1 设置,fosc = 6MHz,方式 2，初值为 F4H（查表 10.2）,方式 1 用于串行通信,主程序（2 个单片机均有）,ORG 0000HLJMP MAINORG 0023HLJMP SBR1MOV TMOD，#20H ; 定时器 T1 设置为方式 2MOV TL1，#0F4HMOV TH1，#0F4H ; 装定时器 T1 的初值SETB TR1 ; 启动定时器 T1,方式 1 用于串行通信,主程序（2 个单片机均有）,MOV SCON，#50H ; 串口工作方式 1，REN = 1MOV R0，#20H ; 发数据区首址MOV R1，#40H ;
17、 收数据区首址SETB ET1 ; 开 T1 中断SETB ES ; 开串口中断SETB EA ; 开总中断ACALL SOUT ; 调用发送子程序SJMP $,方式 1 用于串行通信,串行口中断服务程序,SBR1: JNB RI，SEND ACALL SIN ; 若 RI = 1，调用接收子程序 SJMP NEXTSEND: ACALL SOUT ; 若 RI = 0，调用发送子程序NEXT: RETI,方式 1 用于串行通信,发送子程序,SOUT: MOV A，R0 MOV C，P CPL C MOV ACC.7，C INC R0 MOV SBUF，A CLR，TI RET,方式 1 用于
18、串行通信,接收子程序,SIN: MOV A，SBUF MOV C，P CPL C ANL A，#7FH MOV R1，A INC R1 CLR RI RET,7.3 单片机串行口的应用,7.3.1 串行口扩展显示器 【例7-1】用8位串入并出移位寄存器74HC164扩展显示器。,功能：把数据从显示缓冲区送到数码管。入口；将要显示的数放在以DIS0为首的8个单元中。出口：把预置的数输出以更新原有的显示。,MOVR2，08H；显示8个数码管 MOVR0，DIS7；显示缓冲区未地址送入R0DL0：MOVA，R0；取要显示数作查表偏移量MOVDPTR，TAB；指向字形表首MOVCA，ADPTR；查表得
19、字形码MOVSBUF，A；发送显示DL1： JNBT1，DL1；等待发送完一帧CLRT1；清中断标志，准备继续发送 DECR0；更新显示单元 DJNZR2，DL0；重复显示所有数码管TAB：DB 0C0H，0F9H，0A4H，0B0H，99H；0，1，2，3，4，DB 92H，82H，0F8H，80H，90H；5，6，7，8，9，DB 88H，83H，0C6H，0A1H，86H；A，B，C，D，E， DB 8EH，0BFH，8CH，0FFH；F，P，暗,7.3.2 串行口扩展的键盘,在方式0下，串行口作同步移位寄存器用，以8位数据为一帧，先发送或接收最低位，每个机器周期发送或接收一位，故其波特率是固定的，为fosc12。串行数据由RXD（P3.0）端输入或输出。,CJNER1，08，LP1 SJMPRCVIN1:MOVA，R0 ADDA，A JMPADPTRTAB:AJMPOPR0 AJMPOPR1 AJMPOPR7OPR0： LJMPSTARTOPR7： LJMPSTART END,ORG0100HSTART：MOVR7，20MOVR0，50HMOVDPTR，#TABRCVI：MOV SCON，10HJNBRI，$CLRRIMOVA，SBUFMOVR0，#0MOVR1，#0LP1：RRCAJNCN1INCR0INCR1,