串行通信接口SCI.ppt

《串行通信接口SCI.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《串行通信接口SCI.ppt（42页珍藏版）》请在三一文库上搜索。

1、第7章 串行通信接口(SCI),主要内容 异步串行通信的基础知识 电平转换电路与SCI通用编程原理 GP32SCI模块寄存器 串行口初始化与收发编程的基本方法 串行通信通用函数与测试实例 串行通信进一步讨论,7.1异步串行通信的基础知识,7.1.1 基本概念 （）异步串行通信的格式 SCI通常采用NRZ数据格式，即：standard non-return-zero mark/space data format，译为：“标准不归零传号/空号数据格式”。“不归零”的最初含义是：用正、负电平表示二进制值，不使用零电平。“mark/space”即“传号/空号”分别是表示两种状态的物理名称，逻辑名称记为

2、“1/0”。下图给出了 8位数据、无校验情况的传送格式。,（2）串行通信的波特率,波特率（baud rate）：每秒内传送的位数。 波特率单位是位/秒，记为bps。通常情况下，波特率的单位可以省略。通常使用的波特率有300、600、900、1200、1800、2400、4800、9600、19200、38400。,字符奇偶校验检查（character parity checking）称为垂直冗余检查（ vertical redundancy checking，VRC），它是每个字符增加一个额外位使字符中“1”的个数为奇数或偶数。 奇校验：如果字符数据位中“1”的数目是偶数，校验位应为“1”，如

3、果“1”的数目是奇数，校验位应为“0”。 偶校验：如果字符数据位中“1”的数目是偶数，则校验位应为“0”，如果是奇数则为“1”。,（3）奇偶校验,单工（Simplex）：数据传送是单向的，一端为发送端，另一端为接收端。这种传输方式中，除了地线之外，只要一根数据线就可以了。有线广播就是单工的。 全双工（Full-duplex）：数据传送是双向的，且可以同时接收与发送数据。这种传输方式中，除了地线之外，需要两根数据线，站在任何一端的角度看，一根为发送线，另一根为接收线。一般情况下，MCU的异步串行通信接口均是全双工的。 半双工（Half-duplex）：数据传送也是双向的，但是在这种传输方式中，除

4、了地线之外，一般只有一根数据线。任何一个时刻，只能由一方发送数据，另一方接收数据，不能同时收发。在freescale的HC08系列MCU中，监控模式的通信就采用这种方式。,（4）串行通信的传输方式,MCU引脚一般输入/输出使用TTL电平，而TTL电平的“1”和“0”的特征电压分别为2.4V和0.4V，适用于板内数据传输。为了使信号传输得更远，美国电子工业协会EIA（Electronic Industry Association） 制订了串行物理接口标准RS-232C。RS-232C采用负逻辑，-3V-15V为逻辑“1”，+3V+15V为逻辑“0”。RS-232C最大的传输距离是30m，通信速率

5、一般低于20Kbps。,7.1.2 RS-232C总线标准,7.1.2 RS-232C总线标准,RS-232接口，简称“串口”，它主要用于连接具有同样接口的室内设备。目前几乎所有计算机上的串行口都是9芯接口。右图给出了9芯串行接口的排列位置，相应引脚含义见表7-1。,返回,7.2电平转换电路与SCI通用编程原理,7.2.1 SCI的外围硬件电路 具有SCI接口的MCU，一般具有发送引脚(TxD)与接收引脚(RxD)，不同公司或不同系列的MCU，使用的引脚缩写名可能不一致，但含义相同。SCI的外围硬件电路，主要目的是将MCU的发送引脚TxD与接收引脚RxD的TTL电平，通过RS-232电平转换芯

6、片转换为RS-232电平。下图给出一个基本SCI电平转换电路。,7.2.2 SCI的基本编程原理,返回,7.3 GP32 SCI模块寄存器,SCI的寄存器 MC68HC908GP32的SCI有7个寄存器，地址为$0013$0019 。 （1）SCI波特率寄存器(SCI Baud Rate Register，SCBR) SCBR的作用是设置串行通信的波特率 ，其地址是$0019。 D7、D6、D3：未定义； D5D4 SCP：波特率预分频位(SCI Baud Rate Prescaler Bits) SCP1、SCP0=00 01 10 11 PD= 1 3 4 13,D2D0 SCR：波特率选

7、择位（SCI Baud Rate Select Bits），定义波特率另一分频值，记为：BD，定义如下: SCR2、1、0 =000 001 010 011 100 101 110 111 BD = 1 2 4 8 16 32 64 128 设fSCI为串行通信时钟源频率，fSCI= fBUS或CGMXCLK，取决于CONFIG2的SCIBDSRC，一般设定SCIBDSRC=1，SCI用内部总线时钟，则fSCI= fBUS，则波特率的定义公式为： BtfBUS /（64PDBD）,（1）SCI波特率寄存器(SCI Baud Rate Register，SCBR),（2） SCI控制寄存器1(S

8、CI Control Register 1，SCC1),SCC1的地址是：$0013 ,定义为：,D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0,（3） SCI控制寄存器2(SCI Control Register 2，SCC2),SCC2的地址是：$0014 ,定义为：,（4） SCI控制寄存器3(SCI Control Register 3，SCC3),SCC3的地址是：$0015 ,定义为：,（5） SCI状态寄存器1(SCI Status Register 1，SCS1 ),SCS1的地址是：$0016 ,定义为：,（6） SCI状态寄存器2(SCI Status Register 2

9、，SCS2 ),SCS2的地址是：$0017 ,定义为：,（7） SCI数据寄存器(SCI Data Register ，SCDR ),SCDR为SCI系统最常用的寄存器，它的地址是：$0018。写入时，为要发送的8位数据，记为：T7T0；读出时，为接收的8位数据，记为：R7R0。不受复位影响。,（1）SCI初始化 对SCI进行初始化，最少由以下三步构成： 第一步：定义波特率。 LDA #%00000010 STA SCBR ;总线频率fBUS2.4576MHz，定义波特率Bt=9600 第二步：写控制字到SCI控制寄存器1（SCC1）。 LDA #%01000000 STA SCC1 ;设置

10、允许SCI，正常码输出、8位数据、无校验 第三步：写控制字到SCI控制寄存器2（SCC2）。 LDA #%00001100 STA SCC2 ;设置允许发送、允许接收，查询方式收发,7.4 串行口初始化与收发编程的基本方法,（2）发送一个数据与接收一个数据,发送数据是通过判断状态寄存器SCS1的第7位（SCTE）进行的，而接收数据是通过判断状态寄存器SCS1的第5位（SCRF）进行的。不论是发送还是接收，均使用SCI数据寄存器SCDR。发送时，将要发送的数据送入SCDR即可，接收时，从SCDR中取出的即是收到的数据。 ;串行发送A中的数 BRCLR 7,SCS1,* ;SCS1.7=0? 为0

11、则等待 STA SCDR ;SCS1.7=1,可以发送数据 ;查询方式接收一个串行数据，接收的数据放入寄存器A中 BRCLR 5,SCS1,* ;SCS1.5=0? 为0则等待 LDA SCDR ;SCS1.5=1,可以取出数据,返回,7.5 串行通信通用函数与测试实例,7.5.1 串行通信子程序 串行通信头文件 SCI.h 串行通信驱动文件 SCI.c,串行通信驱动文件 SCI.c,串行通信驱动文件包括SCI初始化、接收1字节、发送1字节、接收n字节和发送n字节函数。读者可以直接使用这些函数进行MCU的串行通信编程。,/SCI.c串行通信-* /本文件包含: * / (1)SCIinit:

12、串行口初始化 * / (2)SCIsend1:串行发送1个字节 * / (3)SCIsendN:串行发送n字节 * / (4)SCIre1: 串行接收1字节 * / (5)SCIreN: 串行接收n字节 * /硬件连接: * / MCU的串口与PC方的串口相连 * /-*,/SCIsend1:串行发送1个字节-* /功能:串行发送1个字节 * /参数:要发送的数据 * /返回:无 * /-* void SCIsend1(INT8U o) /判断ReStatusR的第SendTestBit位是否为1,是1可以发送 while (1) if (ReSendStatusR ,/SCIsendN:串行

13、发送N个字节-* /功能:发送数组中的N个字节数据 * /参数:待发送数据的字节数及存放这些数据的数组首地址 * /返回:无 * /内部调用函数:SCIsend1 * /-* void SCIsendN(INT8U n, INT8U ch) int i; for(i=0; in; i+) SCIsend1(chi); ,/SCIre1:串行收一个字节数据-* /功能:从串行口接收1个字节的数据 * /参数:标志指针p * /返回:接收到的数据（若接收失败，返回0xff） * /说明:参数*p带回接收标志.*p = 0,收到数据;*p = 1,未收到数据 * /-* INT8U SCIre1(I

14、NT8U *p) INT16U k; INT8U i; /ReStatusR第ReTestBit位为1表示可接收数据,for(k=0; k = 0xfbbb) i = 0xff; *p = 0x01; return i; ,/SCIreN:HC08串行接收N个字节-* /功能:接收N个字节数据,并存放在ch数组中 * /参数:待接收的数据字节数及其存放的数组首地址 * /返回:接收标志 = 0 收到数据, = 1 未收到数据 * /内部调用函数:SCIre1 * /-* INT8U SCIreN(INT8U n, INT8U ch) int m; INT8U fp;,m = 0; while

15、(m n) chm = SCIre1( ,（1）查询方式工程(08C)文件列表 （2）查询方式08C语言主程序 （3）中断方式MCU方主程序,7.5.2查询方式工程文件,中断方式08C工程文件列表 中断方式08C语言主程序main.c 串行中断子函数声明EnDisInt.h 串行中断处理函数 串行中断方式矢量表文件,7.5.3 中断方式工程文件,返回,中断方式08C工程文件列表,中断方式08C语言主程序main.c,串行中断子函数声明EnDisInt.h,在该头文件中对开关总中断进行了宏定义，并且其他各个模块的中断设置函数在此进行声明。,串行中断处理函数,#pragma interrupt_h

16、andler isrSCIre void isrSCIre(void) INT8U f; /标志是否接受到数据 INT8U SerialBuff1; /存放接收数据的数组 DisableMCUint(); /禁止总中断 /接收1个字节的数据 f = SCIreN(1, SerialBuff); /若收到数据,则发送接到的数据 if (f = 0) SCIsendN(1, SerialBuff); EnableMCUint(); /开放总中断 /此处为用户中断处理函数的存放处,/未定义的中断处理函数,本函数不能删除 #pragma interrupt_handler isrDummy void

17、isrDummy(void) /中断矢量表,需定义中断函数,可修改下表中的相应项目 /(interrupt service routine,isr 中断处理程序) #pragma abs_address:0xffdc /中断向量表起始地址 void (* const _vectab)(void) = /省略其他未使用的中断向量定义 isrSCIre, /SCI接收中断 /省略其他未使用的中断向量定义 ; #pragma end_abs_address,串行中断方式矢量表文件,HC08的中断向量表的详细说明在前面章节已经介绍。在使用中断方式时，只要将中断向量表中串行接收中断项的isrDummy该

18、为中断处理函数的函数名isrSCIRe即可，函数内容如上面所描述的。 本节仅讲述了串行通信的08C编程实例，用汇编编程的思想与之基本类似，读者可以参见教学资料的“MC08Ex2007GP32GP32SC02_串行通信查询方式”和“MC08Ex2007GP32GP32SC03_串行通信中断方式”下的汇编工程文件。,7.5.4 串口调试器(SSCOM V3.2),串口调试工具比较多，SSCOM是其中比较出色的一款软件 。下图是该软件的一个界面。 读者可以从网址 http:/ download/sscom.rar 中下载 。,7.6 串行通信进一步讨论,7.6.1 唤醒功能 唤醒：一旦接收器进入睡眠

19、，要响应对它寻址的信息需要一个过程。 空闲线唤醒：SCI系统使用空闲线唤醒，就需要建立一个协议。 地址标志唤醒：最高位(MSB)为1的一个字符会唤醒所有使能地址标志唤醒的接收器。,7.6.2 协议和控制流问题,从本质上来说，协议是建立连接和传输信息的一套规范。流控制指的是停止数据传输和重新开始数据传输的方法。 应答/不应答(Acknowlege/Not Acknowlege，ACK/NAK)流控制 某些协议(如Kermit和Bisynch)使用一个发送者，后者在发送下一组数据前，需要等待接收者对前一组数据的应答。在一组数据发送后，接收者需要检测数据的有效性。 XON/XOFF协议。,7.6.3 用普通I/O口模拟SCI接收数据,在实际应用场合中，可能需要多个串行数据通信方式，通常MCU中只有12个SCI模块，通过专用芯片扩展可以实现多串口的通讯，但这样会使系统复杂，降低可靠性。此时可以用普通I/O口模拟实现SCI功能。 硬件条件 算法描述 发送一字节子程序 接收一字节子程序,