第1讲串口工作方式1.ppt
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1、单片机项目四,单片机通信,2,项目基本任务:双机通讯,甲方按键1并向乙方发出指令,乙方播放音乐,显示,播放音乐,按键,显示,3,扩展任务:多机通信,拓扑:总线 协议:主从式,轮询法,图 9.23 多机通信示意图,4,4,甲机发送信息给乙机,乙机显示,单片机播放音乐,甲机控制乙机播放音乐,基本任务分解,5,通信的硬件设计,两种通信方式的示意图,6,串口通讯硬件设计,三线连接 甲机的TXD与乙机的RXD相连, 甲机的RXD与乙机的TXD相连, 双机共地。,7,三线通讯的传输距离,与传输速率有关:速率越高,距离越近,当速率超过1000 bps 时,最大传输距离迅速下降,如9600 bps 时最大距离
2、下降到只有76m?,速率最大115200bps ?(?处请实验) 与传输线的电气特性有关:当传输线使用每0.3m(约1英尺)有50PF电容的非平衡屏蔽双绞线时, 传统TTL电平的传输距离1m5?以内;如果采用电平转换,使用RS232电平进行传输,范围15m以内,8,什么是TTL,transistor transistor logic 晶体管-晶体管逻辑集成电路 TTL信号系统:+5V等价于逻辑“1”,0V等价于逻辑“0” ,对应于二进制数据 TTL电平信号被利用的最多,对于设备内部的传输很理想:不需要线路驱动器以及接收器 ,高速率,,9,双机通讯,通讯的收发单片机有独立的程序,独立的时钟,10
3、,双机通讯实物,下方机按钮控制上方机的灯 上方机传回数据在下方机的灯上显示,11,串口通信软件设计,串口的工作方式1、2、3都是异步通讯 通信速率设置 发送接收数据的编程控制,12,同步通信,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。 传输数据的位之间的距离均为“位间隔”的 整数倍,同时传送的字符间无间隙,即保持位同步关系,也保持字符同步关系。,13,异步通信的数据格式 :,每个字符要附加23位用于起止位,各帧之间还有间隔,因此传输效率不高。,14,异步通信的基本概念 通信的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,要求发送和接收
4、设备的时钟保持一致。,15,异步通信是以字符(构成的帧)为单位进行传输 字符与字符之间的间隙(时间间隔)是任意的,即字符之间是异步的 同一字符内的各位是同步的,异步的概念,16,80C51的串行口,数据缓冲器、速率发生器T1,发送接收完毕标记位TI、RI 引脚RXD接收数据,TXD发送数据 时钟,各自使用时钟,17,51串口工作方式的设置,SCON (98H),51串口工作方式1,帧格式:10位,其中1位起始位,8位数据位,1位停止位。 TXD为数据发送引脚,RXD为数据接收引脚 REN:接收允许控制位,REN为1允许接收 方式1输出时序如下:,REN,允许串行接收位。由软件设置 REN=1,
5、启动串行口接收数据; REN=0,则禁止接收,方式1 输入时序,接收器采样RXD引脚电平,检测到RXD引脚输入电平发生负跳变时,则说明起始位有效,开始接收这一帧信息的其余位。 当RI=0,且接收到的停止位为1时,将接收到的前8位数据装入接收SBUF,并置RI=1,向CPU请求中断。,20,编程收发数据 -推荐中断方式,51单片机的串口是个全双工的串口,发送数据的同时,还可以接收数据。 当串行发送完毕后,将在标志位 TI 置 1,同样,当收到了数据后,也会在 RI 置 1。 无论 RI 或 TI 出现了 1,只要串口中断处于开放状态,单片机都会进入串口中断处理程序。 在中断程序中,要区分出来究竟
6、是发送引起的中断,还是接收引起的中断,然后分别进行处理。,21,串行口方式1初始化,确定串行口工作方式(编程SCON寄存器) 开串口中断 设置T1的工作方式(编程TMOD寄存器); 计算T1的初值,装载TH1、TL1; 启动T1,void init_uart() SCON=0x50; /0101 0000, 方式1,REN=1 ES=1; EA=1; PCON=0x80; TMOD=0x20; TH1=0xfd; TL1=0xfd; TR1=1; ,22,串口通信的接收过程 :异步,1)开始通信时,信号线为空闲(逻辑1),当检测到由1到0的跳变时,开始对“接收时钟”计数。 2)当计到8个时钟时
7、,对输入信号进行检测,若仍为低电平,则确认这是“起始位”,而不是干扰信号。 3)接收端检测到起始位后,隔16个接收时钟,对输入信号检测一次,把对应的值作为D0位数据。若为逻辑1, 作为数据位1;若为逻辑0,作为数据位0。 4)再隔16个接收时钟,对输入信号检测一次,把对应的值作为D1位数据。.,直到全部数据位都输入。,23,串口通信的接收过程 :异步,5)检测校验位P(如果有的话)。 6)接收到规定的数据位个数和校验位后,通信接口电路希望收到停止位S(逻辑1),若此时未收到逻辑1,说明出现了错误,在状态寄存器中置“帧错误”标志。若没有错误,对全部数据位进行奇偶校验,无校验错时,把数据位从移位寄
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