1、College of Communication Engineering,Jilin University第第5章章 单片机串行通信模块单片机串行通信模块2College of Communication Engineering,Jilin University5.3 异步串行通信接口异步串行通信接口SCI模块模块5.3.1 异步串行通信协议异步串行通信协议RS-232标准标准5.3.2 SCI功能简介功能简介5.3.3 SCI寄存器寄存器5.3.4 SCI应用程序范例应用程序范例3College of Communication Engineering,Jilin University5.3
2、.1 异步串行通信协议异步串行通信协议RS-232标准标准串行通信示意图串行通信示意图4College of Communication Engineering,Jilin University5.3.1 异步串行通信协议异步串行通信协议RS-232标准标准EIA RS-232-C（CCITT V.24）l 美国电子工业协会正式公布的异步串行通信标准，也是目前最常用的异步串美国电子工业协会正式公布的异步串行通信标准，也是目前最常用的异步串行通信标准，用来实现计算机与计算机之间、计算机与外设之间的数据通信行通信标准，用来实现计算机与计算机之间、计算机与外设之间的数据通信 l RS-232-C电平
3、采用负逻辑，即：逻辑电平采用负逻辑，即：逻辑1：-3-15V,逻辑逻辑0：+3+15V （需要电平转换）（需要电平转换）l RS-232-C接口标准有接口标准有22根线，采用标准根线，采用标准25芯芯D型插头座；型插头座；PC上使用简化的上使用简化的9芯芯D型插座型插座 l 多种通信应答（握手）方式：多种通信应答（握手）方式：硬件握手，自应答，硬件握手，自应答，XON/XOFF模式模式l 波特率：波特率：300bps 20Kbps，物理层有多种实现方式（铜缆，光缆，红外，物理层有多种实现方式（铜缆，光缆，红外，微波）微波）l 起始位起始位/停止位停止位/数据位数据位/奇偶校验奇偶校验/全双工半
4、双工模式全双工半双工模式 l 广泛应用：广泛应用：Modem，20mA电流环，电流环，RS485 个人计算机都有标准的个人计算机都有标准的RS232接口，驱动程序，超级终端接口，驱动程序，超级终端5College of Communication Engineering,Jilin University5.3.1 异步串行通信协议异步串行通信协议RS-232标准标准简化的简化的9芯芯D型型 DTE：数据终端设备，指：数据终端设备，指PC或终端或终端 DCE：数据通信设备，指调制解调器等外设：数据通信设备，指调制解调器等外设DCE（母）（母）DTE（公）（公）6College of Commun
5、ication Engineering,Jilin University5.3.1 异步串行通信协议异步串行通信协议RS-232标准标准n 简化的简化的9芯芯D型接头信号定义（硬件流量控制）型接头信号定义（硬件流量控制）DTE DCE 3 TxD out TxD Transmit Data 2 RxD in RxD Receive Data 5 GND GND 7 RTS out RTS Require To Send 8 CTS in CTS Clear To Send 6 DSR in DSR Data Set Ready 9 DCD in DCD Data Care Detected 4
6、 DTR out DTR Data Terminal Ready7College of Communication Engineering,Jilin University5.3.1 异步串行通信协议异步串行通信协议RS-232标准标准n 简化的简化的9芯芯D型接头信号定义（型接头信号定义（自应答方式自应答方式）DTE/DCE 2 TxD out TxD (Transmit Data)3 RxD in RxD (Receive Data)7 GND GND (Ground)4 RTS out RTS (Require to Send)5 CTS in CTS (Clear to Send)6
7、DSR in DSR (Data Terminal Ready)8 DCD in DCD (Data Carry Detected)20 DTR out DTR (Data Set Ready)Ready always,or XON/XOFF protocol,ASCII only!8College of Communication Engineering,Jilin University5.3.1 异步串行通信协议异步串行通信协议RS-232标准标准n 简化的简化的9芯芯D型接头信号定义（型接头信号定义（无应答方式无应答方式）DTE/DCE 2 TxD out TxD (Transmit D
8、ata)3 RxD in RxD (Receive Data)7 GND GND (Ground)4 RTS out RTS (Require to Send)5 CTS in CTS (Clear to Send)6 DSR in DSR (Data Terminal Ready)8 DCD in DCD (Data Carry Detected)20 DTR out DTR (Data Set Ready)No Handshake,should use XON/XOFF protocol,ASCII only9College of Communication Engineering,Jil
9、in University5.3.1 异步串行通信协议异步串行通信协议RS-232标准标准n TTL level vs.RS232 level10College of Communication Engineering,Jilin University5.3.1 异步串行通信协议异步串行通信协议RS-232标准标准n TTL level vs.RS232 level11College of Communication Engineering,Jilin University5.3.1 异步串行通信协议异步串行通信协议RS-232标准标准n RS232标准（1962）出现的比TTL（1964）还
10、早；n 需要接口转换芯片MAX232MicrocontrollerDB9TTL/CMOSRS232双通道12College of Communication Engineering,Jilin University5.3.1 异步串行通信协议异步串行通信协议RS-232标准标准n 非归零码：NRZ(not return zero)encodingn 参数：Several configurable parameters Baud rate,#start bits，#data bits,parity,#stop bits（波特率，起始位，数据位，奇偶校验位，停止位）n Nomenclature:9
11、600，N81（无奇偶校验，8位数据，1位停止位）n 最低位：LSB-Least significant bitn 最高位：MSB-Most significant bit帧格式（帧格式（Frame format）012345678LSBMSBstopidleidlestartParity(stop)13College of Communication Engineering,Jilin University5.3.1 异步串行通信协议异步串行通信协议RS-232标准标准数据位识别数据位识别n 接收端在其时钟上升沿采样数据线电平，以识别数据位的高低状态。n What is the data t
12、ransmitted above?14College of Communication Engineering,Jilin University5.3.1 异步串行通信协议异步串行通信协议RS-232标准标准Tx_clkRx_clkTxDRxD传输过程会引起信号的延迟，会引入外部干扰导致的噪声及毛刺数据位识别数据位识别15College of Communication Engineering,Jilin University5.3.1 异步串行通信协议异步串行通信协议RS-232标准标准数据位识别数据位识别-通信双方有约定的通信速率（波特率）通信双方有约定的通信速率（波特率）-接收端按照接收
13、端按照16倍波特率的频率对信号进行高速采样倍波特率的频率对信号进行高速采样-使用其中使用其中3个采样结果（个采样结果（7、8、9或或8、9、10），通过），通过3取取2的机制确定实际的的机制确定实际的 信号电平状态信号电平状态-如果如果3个采样结果不一致，个采样结果不一致，noise标志会置起标志会置起-接收端在总线进入空闲状态后，通过监测下降沿，启动对起始位的判断，从而接收端在总线进入空闲状态后，通过监测下降沿，启动对起始位的判断，从而 开始整个数据帧的接收。开始整个数据帧的接收。16College of Communication Engineering,Jilin University5
14、.3.1 异步串行通信协议异步串行通信协议RS-232标准标准n波特率：bits per second nQuestion1:按照9600，N81的通信参数，每秒可以传送多少个字节？Hints:dont forget the start/stop bits.nQuestion2:对于一个总线频率为16MHz的微控制器，其SCI最高支持的波特率是多少？17College of Communication Engineering,Jilin University5.3.2 SCI功能简介功能简介n 发送和接收都具有双缓冲结构发送和接收都具有双缓冲结构 n CPU不能读写移位缓冲寄存器不能读写移位缓
15、冲寄存器n CPU仅能访问数据寄存器仅能访问数据寄存器SCI 双缓冲寄存结构双缓冲寄存结构Transmitter:Receiver:TDR BUFFERSHIFT REGISTERDATA INDATAOUTT8PARITYGEN.DATA OUTRDR BUFFERSHIFT REGISTERDATAINR8PARITYCHECK18College of Communication Engineering,Jilin University5.3.2 SCI功能简介功能简介SCI 双缓冲寄存结构双缓冲寄存结构n 发送时，数据自动从数据寄存器转移到移位寄存器n 接收时，数据自动从移位寄存器转移到
16、数据寄存器n 发送和接收的数据寄存器使用相同的相同的寄存器地址 n 读写该寄存器地址具有不同的含义!Question:whats the function of the instructions below while(1)asm LDAA SCI0DR asm STAA SCI0DR 19College of Communication Engineering,Jilin University5.3.2 SCI功能简介功能简介Tx data registerTx clock genNote the 16Shift registerParity genInterrupt request gen
17、Control logic20College of Communication Engineering,Jilin University5.3.3 SCI寄存器寄存器SCIBDH/L-SCI Baud Rate Control RegisterBus clock1 819124M bus clockExercise1:9600bps wanted，BR=?BDH=?BDL=?Exercise2：the maximum baud rate=?必须连续写入必须连续写入BDH和和BDL寄存器，仅仅写入寄存器，仅仅写入BDH没有作用。没有作用。BR为为0，表示，表示SCI停止停止工作，以便节省电能。工
18、作，以便节省电能。21College of Communication Engineering,Jilin University5.3.3 SCI寄存器寄存器SCCR1-SCI Control Register 11=EVEN PARITY0=ODD PARITY1=PARITY Enabled0=PARITY Disabled 1=9-BIT DATA 0=8-BIT DATA22College of Communication Engineering,Jilin University5.3.3 SCI寄存器寄存器SCICR 2-SCI Control Register 2TE _ Tran
19、smitter Enable 1=Transmitter Enabled0=Transmitter DisabledRE Receiver Enable1=Receiver Enabled0=Receiver DisabledTCIE-Transmit Complete Interrupt Enable1=Transmitter Complete IRQ Enabled0=Transmitter Complete IRQ DisabledRIE-Receiver Interrupt Enable1=Receiver IRQ Enabled0=Receiver IRQ DisabledTIE-T
20、ransmitter Interrupt Enable1=Transmitter IRQ Enabled0=Transmitter IRQ Disabled23College of Communication Engineering,Jilin University5.3.3 SCI寄存器寄存器SCISR 1-SCI Status Register 1SCISR 2-SCI Status Register 2RDRF:Receive data Register FullTC :Transmit CompleteTDRE:Transmit data register empty24College
21、 of Communication Engineering,Jilin University5.3.3 SCI寄存器寄存器SCIDRH/L-SCI Data Register High/LowNote:R8 and T8 are used when 9-bit char is requiredNotice:same register for both transmit data and receive dataT825College of Communication Engineering,Jilin University5.3.4 SCI应用程序范例应用程序范例 SCI模块编程方法模块编程方
22、法SCI初始化：写初始化：写SCI0BDH和和SCI0BDL 设定设定SCI波特波特率；写控制寄存器率；写控制寄存器SCI0CR2，设定中断允许位，并，设定中断允许位，并使能发送和接收使能发送和接收SCI收发数据：通过查询收发数据：通过查询SCI0SR1中的状态位或采用中的状态位或采用中断方式，读写数据寄存器，完成数据收发。中断方式，读写数据寄存器，完成数据收发。26College of Communication Engineering,Jilin University5.3.4 SCI应用程序范例应用程序范例/SCI初始化函数初始化函数void SCI0_Init(void)SCI0BDH
23、=0;SCI0BDL=52;/bus freq=8MHz，9600bps SCI0CR2=0 x0C;/允许发送和接收允许发送和接收/SCI发送一个字节的函数（参数：发送一个字节的函数（参数：c 为待发送的为待发送的1字节数据）字节数据）void Put_Char(char c)while(SCI0SR1&0 x80)=0);SCI0DRL=c;/SCI接收一个字节的函数（返回：接收的接收一个字节的函数（返回：接收的1字节数据）字节数据）char Get_Char(void);while(SCI0SR1_RDRF=0);return SCI0DRL;27College of Communica
24、tion Engineering,Jilin University5.3.4 SCI应用程序范例应用程序范例例例1：发送：发送ASCII码表给码表给PC机，每机，每16个字符回车换行一次个字符回车换行一次void main(void)unsigned char ascii_char;SCI0_Init();ascii_char=0;while(ascii_char=10)?(c1+A-10):(c1+0);void SCI0_SendHex(unsigned char c1)SCI0_SendChar(dtoa(c1&0 xF0)4);SCI0_SendChar(dtoa(c1&0 x0F);void main(void)unsigned char temp;SCI0_Init();for(;)temp=SCI0_GetChar();SCI0_SendChar(temp);SCI0_SendChar(-);SCI0_SendChar(0);SCI0_SendChar(x);SCI0_SendHex(temp);SCI0_SendChar(r);SCI0_SendChar(n);
