1、单片机应用系统设计7.1 计算机串行通信基础计算机串行通信基础 随着多微机系统的广泛应用和计算机网络技随着多微机系统的广泛应用和计算机网络技术的普及，计算机的通信功能愈来愈显得重要。术的普及，计算机的通信功能愈来愈显得重要。计算机通信计算机通信是指计算机与外部设备或计算机与是指计算机与外部设备或计算机与计算机之间的信息交换计算机之间的信息交换。通信有通信有并行通信并行通信和和串行通信串行通信两种方式。在多两种方式。在多微机系统以及现代测控系统中信息的交换多采微机系统以及现代测控系统中信息的交换多采用串行通信方式。用串行通信方式。串行接口 第一节 计算机通讯基础 第二节 8051单片机串行接口
2、第三节 串行接口的工作方式 第四节 串口初始化编程 第五节 RS-232接口 第六节 串行接口的应用本章要点 串行通信的基本概念。8051单片机串行接口的结构与工作方式，与PC的通信以及通信程序的编制。远程通信概念，RS-232接口。7.1 计算机串行通信基础计算机串行通信基础 随着多微机系统的广泛应用和计算机网络技随着多微机系统的广泛应用和计算机网络技术的普及，计算机的通信功能愈来愈显得重要术的普及，计算机的通信功能愈来愈显得重要。计算机通信计算机通信是指计算机与外部设备或计算机是指计算机与外部设备或计算机与计算机之间的信息交换与计算机之间的信息交换。通信有通信有并行通信并行通信和和串行通信
3、串行通信两种方式。在多两种方式。在多微机系统以及现代测控系统中信息的交换多采微机系统以及现代测控系统中信息的交换多采用串行通信方式。用串行通信方式。计算机通信计算机通信是将计算机技术和通信技术的相结合，是将计算机技术和通信技术的相结合，完成计算机与外部设备或计算机与计算机之间的信完成计算机与外部设备或计算机与计算机之间的信息交换息交换 。可以。可以分为两大类：并行通信与串行通信。分为两大类：并行通信与串行通信。并行通信并行通信通常是将数据字节的各位用多条数据线同通常是将数据字节的各位用多条数据线同时进行传送时进行传送。并行通信并行通信控制简单、传输速度快；由于传输线较多，长距离控制简单、传输速
4、度快；由于传输线较多，长距离传送时成本高且接收方的各位同时接收存在困难。传送时成本高且接收方的各位同时接收存在困难。串行通信串行通信是将数据字节分成一位一位的形式在一条传输线上逐个地传送。串行通信的特点串行通信的特点：传输线少，长距离传送时：传输线少，长距离传送时成本低，且可以利用电话网等现成的设备，成本低，且可以利用电话网等现成的设备，但数据的传送控制比并行通信复杂。但数据的传送控制比并行通信复杂。7.1.1 7.1.1 串行通信的基本概念串行通信的基本概念 串行异步通信不传送时钟信号 串行同步通信传送时钟信号 自同步：发送时将传送数据与时钟进行编码，接收时解码 单同步 双同步 外同步：另用
5、一根时钟线专门用来传送时钟信号7.1.1 7.1.1 串行通信的基本概念串行通信的基本概念 一、异步通信与同步通信一、异步通信与同步通信1、异步通信、异步通信 异步通信异步通信是指通信的是指通信的发送与接收设备使用各自的时钟发送与接收设备使用各自的时钟控制数据的发送和接收过程。为使双方的收发协调，要求控制数据的发送和接收过程。为使双方的收发协调，要求发送和接收设备的时钟尽可能一致。发送和接收设备的时钟尽可能一致。异步通信是异步通信是以字符（构成的帧）为以字符（构成的帧）为单位进行传输单位进行传输，字符与字符之间的间，字符与字符之间的间隙（时间间隔）是任意的，但每个字隙（时间间隔）是任意的，但每
6、个字符中的各位是以固定的时间传送的，符中的各位是以固定的时间传送的，即字符之间不一定有即字符之间不一定有“位间隔位间隔”的整的整数倍的关系，但数倍的关系，但同一字符内的同一字符内的各位之各位之间的距离均为间的距离均为“位间隔位间隔”的整数倍。的整数倍。异步通信的数据格式异步通信的数据格式：异步通信的特点异步通信的特点：不要求收发双方时钟的：不要求收发双方时钟的严格一致，实现容易，设备开销较小，但严格一致，实现容易，设备开销较小，但每个字符要附加每个字符要附加23位用于起止位，各帧位用于起止位，各帧之间还有间隔，因此传输效率不高。之间还有间隔，因此传输效率不高。2、同步通信、同步通信同步通信时要
7、建立发送方时钟对接收方时钟的直接控制，使同步通信时要建立发送方时钟对接收方时钟的直接控制，使双方达到完全同步。此时，传输数据的位之间的距离均为双方达到完全同步。此时，传输数据的位之间的距离均为“位间隔位间隔”的整数倍，同时传送的字符间不留间隙，即的整数倍，同时传送的字符间不留间隙，即保持位保持位同步同步关系，关系，也保持字符同步也保持字符同步关系。发送方对接收方的同步可关系。发送方对接收方的同步可以通过两种方法实现。以通过两种方法实现。双方使用同一时钟（主控方提供时钟，被控方接收时钟）外同步：时钟信号另外安排一根传输线 自同步：发送时将时钟信号与数据混合编码，接收时译码出时钟 外同步外同步 自
8、同步自同步面向字符的同步格式面向字符的同步格式：此时，传送的数据和控制信息都必须由规定的字符集此时，传送的数据和控制信息都必须由规定的字符集（如（如ASCII码）中的字符所组成。图中码）中的字符所组成。图中帧头为帧头为1个或个或2个同个同步字符步字符SYN（ASCII码为码为16H）。）。SOH为序始为序始字符字符（ASCII码为码为01H），表示标题的开始，），表示标题的开始，标题标题中包含源地中包含源地址、目标地址和路由指示等信息。址、目标地址和路由指示等信息。STX为文始为文始字符字符（ASCII码为码为02H），表示传送的数据块开始。），表示传送的数据块开始。数据块数据块是是传送的正文
9、内容，由多个字符组成。数据块后面是传送的正文内容，由多个字符组成。数据块后面是组终组终字符字符ETB（ASCII码为码为17H）或）或文终字符文终字符ETX（ASCII码码为为03H）。然后是）。然后是校验码校验码。典型的面向字符的同步规程典型的面向字符的同步规程如如IBM的二进制同步规程的二进制同步规程BSC。面向位的同步格式面向位的同步格式：此时，将数据块看作数据流，并用序列此时，将数据块看作数据流，并用序列01111110作为开始作为开始和结束标志。为了避免在数据流中出现序列和结束标志。为了避免在数据流中出现序列01111110时引起时引起的混乱，发送方总是在其发送的数据流中每出现的混乱
10、，发送方总是在其发送的数据流中每出现5个连续的个连续的1就插入一个附加的就插入一个附加的0；接收方则每检测到；接收方则每检测到5个连续的个连续的1并且其后并且其后有一个有一个0时，就删除该时，就删除该0。典型的面向位的同步协议如典型的面向位的同步协议如ISO的高级数据链路控制规程的高级数据链路控制规程HDLC和和IBM的同步数据链路控制规程的同步数据链路控制规程SDLC。同步通信的特点同步通信的特点是以特定的位组合是以特定的位组合“01111110”作为帧的作为帧的开始和结束标志，所传输的一帧数据可以是任意位。所以传开始和结束标志，所传输的一帧数据可以是任意位。所以传输的效率较高，但实现的硬件
11、设备比异步通信复杂。输的效率较高，但实现的硬件设备比异步通信复杂。二、串行通信的传输方向二、串行通信的传输方向1、单工、单工单工单工是指数据传输仅能沿是指数据传输仅能沿一个方向一个方向，不能实现反向传输。，不能实现反向传输。2、半双工、半双工半双工半双工是指数据传输可以沿是指数据传输可以沿两个方向两个方向，但需要分时进行。，但需要分时进行。3、全双工、全双工全双工全双工是指数据可以是指数据可以同时进行双向同时进行双向传输。传输。单工 半双工半双工 全双工全双工三、信号的调制与解调三、信号的调制与解调 利用调制器（利用调制器（Modulator）把数字信号转换成把数字信号转换成模拟信号模拟信号，
12、然后送到通信线路上去，再由解调器，然后送到通信线路上去，再由解调器（Demodulator）把从通信线路上收到的）把从通信线路上收到的模拟信模拟信号转换成数字信号号转换成数字信号。由于通信是双向的，调制器。由于通信是双向的，调制器和解调器合并在一个装置中，这就是调制解调器和解调器合并在一个装置中，这就是调制解调器MODEM。四、串行通信的错误校验四、串行通信的错误校验 1、奇偶校验奇偶校验在发送数据时，数据位尾随的在发送数据时，数据位尾随的1位为奇偶校验位（位为奇偶校验位（1或或0）。奇）。奇校验时，数据中校验时，数据中“1”的个数与校验位的个数与校验位“1”的个数之和应为奇的个数之和应为奇数
13、；偶校验时，数据中数；偶校验时，数据中“1”的个数与校验位的个数与校验位“1”的个数之和的个数之和应为偶数。接收字符时，对应为偶数。接收字符时，对“1”的个数进行校验，若发现不的个数进行校验，若发现不一致，则说明传输数据过程中出现了差错。一致，则说明传输数据过程中出现了差错。3、循环冗余校验循环冗余校验这种校验是通过某种数学运算实现有效信息与校验位之间的这种校验是通过某种数学运算实现有效信息与校验位之间的循环校验，常用于对磁盘信息的传输、存储区的完整性校验循环校验，常用于对磁盘信息的传输、存储区的完整性校验等。这种校验方法纠错能力强，广泛应用于同步通信中。等。这种校验方法纠错能力强，广泛应用于
14、同步通信中。2、代码和校验代码和校验代码和校验是发送方将所发数据块求和（或各字节异或），代码和校验是发送方将所发数据块求和（或各字节异或），产生一个字节的校验字符（校验和）附加到数据块末尾。接产生一个字节的校验字符（校验和）附加到数据块末尾。接收方接收数据同时对数据块（除校验字节外）求和（或各字收方接收数据同时对数据块（除校验字节外）求和（或各字节异或），将所得的结果与发送方的节异或），将所得的结果与发送方的“校验和校验和”进行比较，进行比较，相符则无差错，否则即认为传送过程中出现了差错。相符则无差错，否则即认为传送过程中出现了差错。五、传输速率与传输距离五、传输速率与传输距离 1、传输速率、
15、传输速率比特率比特率是是每秒钟传输二进制代码的位数每秒钟传输二进制代码的位数，单位，单位是：位秒（是：位秒（bps）。如每秒钟传送）。如每秒钟传送240个字个字符，而每个字符格式包含符，而每个字符格式包含10位位(1个起始位、个起始位、1个停止位、个停止位、8个数据位个数据位)，这时的比特率为：，这时的比特率为：10位位240个个/秒秒=2400 bps2、传输距离与传输速率的关系、传输距离与传输速率的关系 串行接口或终端直接传送串行信息位流的串行接口或终端直接传送串行信息位流的最大距离与传输速率及传输线的电气特性有最大距离与传输速率及传输线的电气特性有关。当传输线使用每关。当传输线使用每0.
16、3m（约（约1英尺）有英尺）有50PF电容的非平衡屏蔽双绞线时，传输距离电容的非平衡屏蔽双绞线时，传输距离随传输速率的增加而减小。当比特率超过随传输速率的增加而减小。当比特率超过1000 bps 时，最大传输距离迅速下降，如时，最大传输距离迅速下降，如9600 bps 时最大距离下降到只有时最大距离下降到只有76m（约（约250英尺）。英尺）。7.2 80C51的串行口的串行口 有两个物理上独立的接收、发送缓冲器有两个物理上独立的接收、发送缓冲器SBUF，它们占用，它们占用同一地址同一地址99H；接收器是双缓冲结构；接收器是双缓冲结构；发送缓冲器，因为；发送缓冲器，因为发送时发送时CPU是主动
17、的，不会产生重叠错误。是主动的，不会产生重叠错误。7.2.1 7.2.1 80C51串行口的结构串行口的结构 SMOD SCON 是一个特殊功能寄存器，用以设定串行口的工是一个特殊功能寄存器，用以设定串行口的工作方式、接收作方式、接收/发送控制以及设置状态标志：发送控制以及设置状态标志：7.2.2 7.2.2 80C51串行口的控制寄存器串行口的控制寄存器 SM0和和SM1为工作方式选择位，可选择四种工作方式：为工作方式选择位，可选择四种工作方式：SM2，多机通信控制位，多机通信控制位，主要用于方式，主要用于方式2和方式和方式3。当。当接收机接收机的的SM2=1时可以利用收到的时可以利用收到的
18、RB8来控制是否激活来控制是否激活RI（RB80时不激活时不激活RI，收到的信息丢弃；，收到的信息丢弃；RB81时收到的数据进入时收到的数据进入SBUF，并激活，并激活RI，进而在中断服务中将数据从，进而在中断服务中将数据从SBUF读走）读走）。当当SM2=0时，不论收到的时，不论收到的RB8为为0和和1，均可以使收到的数据，均可以使收到的数据进入进入SBUF，并激活，并激活RI（即此时（即此时RB8不具有控制不具有控制RI激活的功能激活的功能）。通过控制）。通过控制SM2，可以实现多机通信。，可以实现多机通信。在方式在方式0时，时，SM2必须是必须是0。在方式。在方式1时，若时，若SM2=1
19、，则只有接，则只有接收到有效停止位时，收到有效停止位时，RI才置才置1。REN，允许串行接收位，允许串行接收位。由软件置。由软件置REN=1，则启动串行口接，则启动串行口接收数据；若软件置收数据；若软件置REN=0，则禁止接收。，则禁止接收。TB8，在方式，在方式2或方式或方式3中，是发送数据的第九位中，是发送数据的第九位，可以用软件规定其作用。可以用作数据的奇偶校，可以用软件规定其作用。可以用作数据的奇偶校验位，或在多机通信中，作为地址帧验位，或在多机通信中，作为地址帧/数据帧的标数据帧的标志位。志位。在方式在方式0和方式和方式1中，该位未用。中，该位未用。RB8，在方式，在方式2或方式或方
20、式3中，是接收到数据的第九中，是接收到数据的第九位位，作为奇偶校验位或地址帧，作为奇偶校验位或地址帧/数据帧的标志位。数据帧的标志位。在方式在方式1时，若时，若SM2=0，则，则RB8是接收到的停止位是接收到的停止位。TI，发送中断标志位，发送中断标志位。在方式。在方式0时，当串行发送时，当串行发送第第8位数据结束时，或在其它方式，串行发送停止位数据结束时，或在其它方式，串行发送停止位的开始时，由内部硬件使位的开始时，由内部硬件使TI置置1，向，向CPU发中断发中断申请。在中断服务程序中，必须用软件将其清申请。在中断服务程序中，必须用软件将其清0，取消此中断申请。取消此中断申请。RI，接收中断
21、标志位，接收中断标志位。在方式。在方式0时，当串行接收时，当串行接收第第8位数据结束时，或在其它方式，串行接收停止位数据结束时，或在其它方式，串行接收停止位的中间时，由内部硬件使位的中间时，由内部硬件使RI置置1，向，向CPU发中断发中断申请。也必须在中断服务程序中，用软件将其清申请。也必须在中断服务程序中，用软件将其清0，取消此中断申请。取消此中断申请。电源控制寄存器电源控制寄存器PCONPCON PCONPCON各位定义各位定义 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 SMOD -GF1 GF0 PD IDL 电源控制寄存器主要用于设置低功耗模式和掉电保护工作模式。但其中第7位SM
22、OD用于串口。当串口工作于方式1、方式2、方式3时，波特率与SMOD有关，当SMOD=1波特率加倍，SMOD=0，则不加倍。6.2.3 6.2.3 80C51串行口的工作方式串行口的工作方式 一、方式一、方式0 方式方式0时，串行口为同步移位寄存器的输入输出方式。主时，串行口为同步移位寄存器的输入输出方式。主要用于扩展并行输入或输出口。要用于扩展并行输入或输出口。不论是发送还是接收,数据数据由由RXD（P3.0）引脚输入或输出，同步移位脉冲由）引脚输入或输出，同步移位脉冲由TXD（P3.1）引脚输出。发送和接收均为）引脚输出。发送和接收均为8位数据，低位在先，位数据，低位在先，高位在后。波特率
23、固定为高位在后。波特率固定为fosc/12 1、方式、方式0输出输出 2、方式、方式0输入输入 方式方式0接收和发送电路接收和发送电路 方式方式0的应用的应用 串行口扩展为并行输出口串行口扩展为并行输人口 二、方式二、方式1 1 方式方式1 1的工作性能的工作性能 1)波特率可变 串口波特率由定时器T1产生，并决定于T1定时时间，而T1的定时时间决定于装入的时间常数N，因此可根据时间常数N推出波特率，即2)传送数据为8位，连同一位起始位、一位停止位组成一帧，即一帧为10位，发送由TXD输出，接收由RXD输入，可构成全双工的串行通信端口。12)256(322NfOSCSMOD波特率 方式方式1是
24、是10位数据的异步通信口。位数据的异步通信口。TXD为数据发送引脚，为数据发送引脚，RXD为数据接收引脚，传送一帧数据的格式如图所示。其中为数据接收引脚，传送一帧数据的格式如图所示。其中1位起位起始位，始位，8位数据位，位数据位，1位停止位。位停止位。1、方式、方式1输出输出 2、方式、方式1输入输入 用软件置用软件置REN为为1时，接收器以所选择波特率的时，接收器以所选择波特率的16倍速率采倍速率采样样RXD引脚电平，检测到引脚电平，检测到RXD引脚输入电平发生负跳变时，则引脚输入电平发生负跳变时，则说明起始位有效，将其移入输入移位寄存器，并开始接收这一说明起始位有效，将其移入输入移位寄存器
25、，并开始接收这一帧信息的其余位。接收过程中，数据从输入移位寄存器右边移帧信息的其余位。接收过程中，数据从输入移位寄存器右边移入，起始位移至输入移位寄存器最左边时，控制电路进行最后入，起始位移至输入移位寄存器最左边时，控制电路进行最后一次移位。当一次移位。当RI=0，且，且SM2=0（或接收到的停止位为（或接收到的停止位为1）时，）时，将接收到的将接收到的9位数据的前位数据的前8位数据装入接收位数据装入接收SBUF，第，第9位（停止位（停止位）进入位）进入RB8，并置，并置RI=1，向，向CPU请求中断。请求中断。三、串口工作方式三、串口工作方式 2 2、3 3方式方式2 2、3 3的工作性能的
26、工作性能 1)方式2波特率固定，并等于。方式3波特率计算方法同方式1,即等于。2)一帧数据为11位，包括1位起始位、8位数据位、1位可编程位、1位停止位。数据位低位在前高位在后，第9位可编程位发送时从SCON中的TB8取出，接收时第9位存SCON中的RB8。OSCSMODf642波特率返回本章首页12)256(322NfOSCSMOD波特率 三、方式三、方式2和方式和方式3 方式方式2或方式或方式3时为时为11位数据的异步通信口。位数据的异步通信口。TXD为数据发为数据发送引脚，送引脚，RXD为数据接收引脚为数据接收引脚。方式方式2和方式和方式3时起始位时起始位1位，数据位，数据9位（含位（含
27、1位附加的第位附加的第9位，位，发送时为发送时为SCON中的中的TB8，接收时为，接收时为RB8），停止位），停止位1位，一位，一帧数据为帧数据为11位。方式位。方式2的波特率固定为晶振频率的的波特率固定为晶振频率的1/64或或1/32，方式方式3的波特率由定时器的波特率由定时器T1的溢出率决定。的溢出率决定。1、方式、方式2和方式和方式3输出输出 发送开始时，先把起始位发送开始时，先把起始位0输出到输出到TXD引脚，然后发送移引脚，然后发送移位寄存器的输出位（位寄存器的输出位（D0）到）到TXD引脚。每一个移位脉冲都引脚。每一个移位脉冲都使输出移位寄存器的各位右移一位，并由使输出移位寄存器的
28、各位右移一位，并由TXD引脚输出。引脚输出。第一次移位时，停止位第一次移位时，停止位“1”移入输出移位寄存器的第移入输出移位寄存器的第9位位上上，以后每次移位，左边都移入，以后每次移位，左边都移入0。当停止位移至输出位时，。当停止位移至输出位时，左边其余位全为左边其余位全为0，检测电路检测到这一条件时，使控制电，检测电路检测到这一条件时，使控制电路进行最后一次移位，并置路进行最后一次移位，并置TI=1，向，向CPU请求中断。请求中断。2、方式、方式2和方式和方式3输入输入 接收时，数据从右边移入输入移位寄存器，在起接收时，数据从右边移入输入移位寄存器，在起始位始位0移到最左边时，控制电路进行最
29、后一次移位。移到最左边时，控制电路进行最后一次移位。当当RI=0，且，且SM2=0（或接收到的第（或接收到的第9位数据为位数据为1）时，）时，接收到的数据装入接收缓冲器接收到的数据装入接收缓冲器SBUF和和RB8（接收数（接收数据的第据的第9位），置位），置RI=1，向，向CPU请求中断。如果条件请求中断。如果条件不满足，则数据丢失，且不置位不满足，则数据丢失，且不置位RI，继续搜索，继续搜索RXD引脚的负跳变。引脚的负跳变。四、波特率的计算四、波特率的计算 在串行通信中，收发双方对发送或接收数据的在串行通信中，收发双方对发送或接收数据的速率要有约定。通过软件可对单片机串行口编程为速率要有约定
30、。通过软件可对单片机串行口编程为四种工作方式，其中方式四种工作方式，其中方式0和方式和方式2的波特率是固的波特率是固定的，而方式定的，而方式1和方式和方式3的波特率是可变的，由定的波特率是可变的，由定时器时器T1的溢出率来决定。的溢出率来决定。串行口的四种工作方式对应串行口的四种工作方式对应三种波特率三种波特率。由于。由于输入的移位时钟的来源不同，所以，各种方式的波输入的移位时钟的来源不同，所以，各种方式的波特率计算公式也不相同。特率计算公式也不相同。方式方式0的波特率的波特率=fosc/12方式方式2的波特率的波特率=（2SMOD/64）fosc 方式方式1的波特率的波特率=（2SMOD/3
31、2）（T1溢出率）溢出率）方式方式3的波特率的波特率=（2SMOD/32）（T1溢出率）溢出率）当当T1作为波特率发生器时，最典型的用法是使作为波特率发生器时，最典型的用法是使T1工作在自动再装入工作在自动再装入的的8位定时器方式（即方式位定时器方式（即方式2，且，且TCON的的TR1=1，以启动定时器）。这，以启动定时器）。这时溢出率取决于时溢出率取决于TH1中的计数值。中的计数值。T1 溢出率溢出率=fosc/12256（TH1）在单片机的应用中，常用的晶振频率为：在单片机的应用中，常用的晶振频率为：12MHz和和11.0592MHz。所。所以，选用的波特率也相对固定。常用的串行口波特率以
32、及各参数的关系以，选用的波特率也相对固定。常用的串行口波特率以及各参数的关系如表所示。如表所示。串行口工作之前，应对其进行初始化，主串行口工作之前，应对其进行初始化，主要是设置产生波特率的定时器要是设置产生波特率的定时器1、串行口控、串行口控制和中断控制。具体步骤如下：制和中断控制。具体步骤如下：确定确定T1的工作方式的工作方式（编程（编程TMOD寄存器）；寄存器）；计算计算T1的初值的初值，装载，装载TH1、TL1；启动启动T1（编程（编程TCON中的中的TR1位）；位）；确定确定串行口控制串行口控制（编程（编程SCON寄存器）；寄存器）；串行口在中断方式工作时，要进行中断设置串行口在中断方
33、式工作时，要进行中断设置（编程（编程IE、IP寄存器）。寄存器）。第四节 串口初始化编程 一、一、计算波特率计算波特率 串口方式0 串口方式1和串口方式3 串口方式2 12/oscf波特率OSCSMODf642波特率12)256(322NfOSCSMOD波特率二、对二、对SCON、PCON、TMOD初始化初始化 以设计一8051单片机控制系统为例，设主振频率为12MHz，要求串口发送数据为8位、波特率为1200bps.则初始化步骤为：1.先按波特率要求，计算T1的时间常数N，设SMOD=1。已知主振频率为12MHz，波特率为1200bps.，串口工作于方式1,按上一页公式可求得N=203.92
34、0CCH 2.写出初始化程序 MOV SCON,#50H ;串行口工作于方式1 MOV PCON,#80H ;SMOD=1，MOV TMOD,#20H ;T1工作方式2定时方式MOV THl,#0CCH ;设置时间常间为N MOV TLl,#0CCH ;自动装入时间常数SETB TR1;启动T1返回本章首页第五节第五节 单片机串行口应用举例单片机串行口应用举例 在计算机组成的测控系统中，经常要利用在计算机组成的测控系统中，经常要利用串行通信方式进行数据传输。串行通信方式进行数据传输。80C51单片机的单片机的串行口为计算机间的通信提供了极为便利的条串行口为计算机间的通信提供了极为便利的条件。利
35、用单片机的串行口还可以方便地扩展键件。利用单片机的串行口还可以方便地扩展键盘和显示器，对于简单的应用非常便利。这里盘和显示器，对于简单的应用非常便利。这里仅介绍单片机串行口在通信方面的应用。仅介绍单片机串行口在通信方面的应用。RS-232RS-232 使用RS-232接口可增加串口的驱动能力、信号幅度与传输距离。直接用单片机的串口进行通信，可以将两个串口直接相连，RS232芯片芯片MAX232的组成与引脚的组成与引脚 引脚内部组成单片机与单片机的通信单片机与单片机的通信 一、点对点的通信一、点对点的通信 1、硬件连接、硬件连接 二、多机通信二、多机通信 1、硬件连接、硬件连接 单片机构成的多机
36、系统常采用总线型主从式结构。所谓主从单片机构成的多机系统常采用总线型主从式结构。所谓主从式，即在数个单片机中，有一个是主机，其余的是从机，从机式，即在数个单片机中，有一个是主机，其余的是从机，从机要服从主机的调度、支配。要服从主机的调度、支配。80C51单片机的串行口方式单片机的串行口方式2和方和方式式3适于这种主从式的通信结构。当然采用不同的通信标准时，适于这种主从式的通信结构。当然采用不同的通信标准时，还需进行相应的电平转换，有时还要对信号进行光电隔离。在还需进行相应的电平转换，有时还要对信号进行光电隔离。在实际的多机应用系统中，常采用实际的多机应用系统中，常采用RS-485串行标准总线进
37、行数串行标准总线进行数据传输。据传输。2、通信协议、通信协议所有从机的所有从机的SM2位置位置1，处于接收地址帧状态。，处于接收地址帧状态。主机发送一地址帧，其中主机发送一地址帧，其中8位是地址，第位是地址，第9位为地址位为地址/数据的区分标志，该位置数据的区分标志，该位置1表示该帧为地址帧。表示该帧为地址帧。所有从机收到地址帧后，都将接收的地址与本机的所有从机收到地址帧后，都将接收的地址与本机的地址比较。对于地址相符的从机，使自己的地址比较。对于地址相符的从机，使自己的SM2位置位置0（以接收主机随后发来的数据帧），并把本站地址（以接收主机随后发来的数据帧），并把本站地址发回主机作为应答；对
38、于地址不符的从机，仍保持发回主机作为应答；对于地址不符的从机，仍保持SM2=1，对主机随后发来的数据帧不予理睬。，对主机随后发来的数据帧不予理睬。从机发送数据结束后，要发送一帧校验和，并置第从机发送数据结束后，要发送一帧校验和，并置第9位（位（TB8）为）为1，作为从机数据传送结束的标志。，作为从机数据传送结束的标志。主机接收数据时先判断数据接收标志（主机接收数据时先判断数据接收标志（RB8），若），若RB8=1，表示数据传送结束，并比较此帧校验和，若，表示数据传送结束，并比较此帧校验和，若正确则回送正确信号正确则回送正确信号00H，此信号命令该从机复位，此信号命令该从机复位（即重新等待地址帧
39、）；若校验和出错，则发送（即重新等待地址帧）；若校验和出错，则发送0FFH，命令该从机重发数据。若接收帧的，命令该从机重发数据。若接收帧的RB8=0，则存数据到缓冲区，并准备接收下帧信息。则存数据到缓冲区，并准备接收下帧信息。主机收到从机应答地址后，确认地址是否相符，如主机收到从机应答地址后，确认地址是否相符，如果地址不符，发复位信号（数据帧中果地址不符，发复位信号（数据帧中TB8=1）；如果）；如果地址相符，则清地址相符，则清TB8，开始发送数据。，开始发送数据。从机收到复位命令后回到监听地址状态（从机收到复位命令后回到监听地址状态（SM2=1）。）。否则开始接收数据和命令。否则开始接收数据
40、和命令。3、应用程序、应用程序主机发送的地址联络信号为：主机发送的地址联络信号为：00H，01H，02H，（即从机设备地（即从机设备地址），地址址），地址FFH为命令各从机复位，即恢复为命令各从机复位，即恢复SM2=1。主机命令编码为：主机命令编码为：01H，主机命令从机接收数据；，主机命令从机接收数据；02H，主机命令从机发，主机命令从机发送数据。其它都按送数据。其它都按02H对待。对待。RRDY=1：表示从机准备好接收。：表示从机准备好接收。TRDY=1：表示从机准备好发送。：表示从机准备好发送。ERR=1：表示从机接收的命令是非法的。表示从机接收的命令是非法的。程序分为主机程序和从机程序
41、。约定一次传递数据为程序分为主机程序和从机程序。约定一次传递数据为16个字节，以个字节，以01H地址的从机为例地址的从机为例。1.由上位机发送1给单片机时，蜂鸣器以400ms频率发声，发2时以200ms频率发声，发3时以100ms频率发声，发4时关闲蜂鸣器。2.以2400bps从计算机发送任一字节数据，当单片机收到该数据后，在此数据前加上一序号然后连同此数据一起发送至计算机，当序号超过255时归零。3.以16进制发送一个0-65536之间的任一数，当单片机收到后在数码管上动态显示出来，波特率自定。4.用AD以1HZ的频率采集模拟信号，然后转换成数字量，再将其以1200bps发送到计算机，在计算机上显示。5.按下矩阵键盘第一行时以1200bps发送，1，2，3，4，第二行时以2400bps发送5，6，7，8，第三行以4800bps发送，9，10，11，12，第四行以9600pbs 发送，13，14，15，16.
