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  • 实验内容:使用keill μVision4 开发环境创建工程,并将.HEX文件烧录到Proteus仿真软件中,从而实现两机串口通信,发送方通过串口使接收方产生流水灯的效果。
  • UART串行口工作原理

    千次阅读 2018-12-17 10:23:12
    通过异步收发器(UART)用来传输串行数据。UART之间以全双工方式传输数据,最精简的连接方法只有三条连线:TXD用于发送数据,RXD用于接收数据,Gnd给双方提供参考电平。 UART使用标准的CMOS逻辑电平(0—5V、0—3.3...

    通过异步收发器(UART)用来传输串行数据。UART之间以全双工方式传输数据,最精简的连接方法只有三条连线:TXD用于发送数据,RXD用于接收数据,Gnd给双方提供参考电平。
    UART使用标准的CMOS逻辑电平(0—5V、0—3.3V、0—2.5V或0—1.8V四种)来表示数据,高电平为1,低电平为0。为了增强干扰能力,提到传输长度,通常将CMOS逻辑电平转换为RS-232逻辑电平(3—15V以0表示,-3 — -15V以1表示)。TXD、RXD数据线以“位”位最小传输单位,传输数据包括1位起始位、5—8位数据位、1位奇偶校验位(需要的话)和1—2位停止位。
    传输数据之前,UART之间要约定数据的传输速率(即每位所占时间,其倒数成为波特率)、数据的帧格式(即有多少个数据位、是否使用校验位、是奇校验还是偶校验、有几位停止位)。
    其数据传输流程如下:
    1、平时数据线处于“空闭”状态(1状态)。
    2、当要发送数据时,UART改变TXD数据线的状态(变为0状态)并维持1位的时间,这样,接收方检测到开始位后,在等待1.5位的时间就开始一位一位地检测数据线的状态,得到所传输的数据。
    3、UART一帧中可以有5、6、7或8位数据,发送方一位一位地改变数据线的状态,将它们发送出去,首先发送最低位。
    4、如果使用奇偶校验功能,UART在发送完数据位后,还要发送1个校验位。有两种校验方法,即奇校验和偶校验(数据位连同校验位中“1”的数目分别等于奇数或偶数)。
    5、发送停止位,数据线恢复到“空闭”状态(1状态)。停止位的长度有三种:1位、1.5位、2位。

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  • AT89S51单片机串行口的内部结构如下图所示。它有两个物理上独立的接收、发送缓冲器SBUF(属于特殊功能寄存器),可同时发送、接收数据。发送缓冲器只能写入不能读出,接收缓冲器只能读出不能写入,两个缓冲器共用一...
  • 通信分为两种:串行通信和并行通信。 串行通信方式中,可以分为两类:异步通信和同步通信。 异步通信中,单片机与外设之间必须有两项规定。 第一项规定:双方通信时采用怎样的数据格式。数据格式指的是串行...

    基本概念

    通信分为两种:串行通信并行通信
    串行通信方式中,可以分为两类:异步通信同步通信
    异步通信中,单片机与外设之间必须有两项规定。
    第一项规定:双方通信时采用怎样的数据格式。数据格式指的是串行通信中怎样标志一组数据的开头和结束,这组数据有多少个有效数据位,以及是否带有校验码等等。
    例如UART串行通信双方规定:形成的数据格式如图:
    这里写图片描述
    1个起始位低电平0(通信总线在空闲时是高电平),7个数据位,1个奇偶校验位,1个停止位,这是完整的一帧数据。称之为数据格式。

    异步通信还必须有一项规定:即双方通信过程中每发送一个数位需要多长的时间。在有些场合也称为波特率,即每秒钟传送的二进制位数。这项规定对于微处理器与外界通信是很重要的。

    51内部的串行口

    89C51内部有一个全双工串行通信接口,具有UART功能。
    这里写图片描述
    解释:51单片机内核,如果要发送一个数据出去,首先把数据放到发送SBUF中(缓冲区),然后SBUF会自主自发的将数据送到输出移位寄存器(8位),然后一个位一个位的送到TXD,首先发送右侧的那一位,发送完前面的自动往后移动位,发送的速度由波特率控制;当有数据来的时候,首先通过RXD送入输入移位寄存器(8位),当装满之后(一个字节),一次性送入接收SBUF(发送SBUF与接收SBUF名字一样,但物理地址不一样),然后再由单片机从接收SBUF中读取数据。PCON寄存器控制波特率,串行口控制寄存器SCON,TI与RI是标志位,TXD连接P3.1引脚,RXD连接P3.0引脚。这两个引脚又称为功能复用引脚(既做普通I/O口,又做串行口的输出/输入)。
    #寄存器描述
    串行口资源的有3个寄存器:SCON、SBUF、PCON
    1、串行口控制寄存器SCON

    D7
    D6
    D5
    D4
    D3
    D2
    D1
    D0
    SM0
    SM1
    SM2
    REN
    TB8
    RB8
    TI
    RI
    SM0、SM1:串行口工作方式控制位
    SM0 SM1
    工作方式
    功能说明
    波特率
    0  0
    方式0
    移位寄存器输入输出
    fosc/12(fosc是振荡器的频率)
    0  1
    方式1
    8位UART
    T1溢出率(16×2^SMOD)
    1  0
    方式2
    9位UART
    fosc/(32×2^SMOD)
    1  1
    方式3
    9位UART
    T1溢出率(16×2^SMOD)

    SM2:在方式2和方式3下,多机通信的控制位。在方式2和方式3下,如果SM2=0,只要接收到停止位信息后就会置位RI标志位,表示接收到数据;如果SM2=1,只有串行口接收到第9位数据(RB8)为1时,则会置位RI标志位。
    REN:允许接收控制位。REN=0,则禁止串行口接收;REN=1,允许串行口接收。
    TB8:在工作方式2和方式3中要发送的第9位数据,可以是奇偶校验位或者是地址/数据标识位。
    RB8:接收到的第9位数据。
    TI:发送中断标志位。数据发送完毕之后,TI由硬件自动置位。单片机响应中断后,不会自动清除该位,必须用软件对TI清零。
    RI:接收中断标志位。一帧数据接收完毕之后,RI由硬件自动置位。单片机此时可以从SBUF中读取数据,读完数据后必须用软件对RI清零。

    串行口的使用

    第一项规定:双方通信时采用怎样的 数据格式。(四种工作方式)
    串行口有四种工作方式,方式0主要用于扩展并行输入输出口;方式1、方式2和方式3用于串行通信中。
    (1)方式0
    在方式0下,串行口的SBUF作为同步移位寄存器使用,发送SBUF相当于一个并入串出的移位寄存器。接收SBUF相当于一个串入并出的移位寄存器。
    (2)方式1
    串行口在方式1下工作于异步通信方式,一帧数据有10包,包括1位起始位、8位数据位和1位停止位。
    发送过程:单片机执行一条写入SBUF的指令就启动发送,数据从TXD引脚输出,发送完一帧数据后,硬件置位TI标志。
    接收过程:当REN=1时,接收器对RXD引脚进行采样,采样脉冲频率是所选波特率的16倍。当采样到RXD引脚上出现从高电平“1”到低电平“0”的负跳变时,就启动接收器接收数据。接收完数据后,将有效的8位数据送入接收SBUF中,停止位送入RB8中,并置位RI。
    (3)方式2和方式3
    方式2或方式3异步通讯的数据帧都是由11位组成,包括1位起始位、8位数据位、1位可编程位(第9位)、1位停止位。发送数据时,第9位送入SCON中的TB8;接收数据时,第9位送入SCON中的RB8。(可用于多机通信)
    发送过程:先把第9位数据装入SCON中的TB8中,再把要送的数据送入发送的SBUF。发送器便立即启动发送数据,发送完一帧数据后,硬件置位TI。
    接收过程:当REN=1时,串行口可以接收数据。接收到的有效8位数据送入接收SBUF,第9位数据装入RB8,然后根据SM2的设置判定是否置位RI。
    第二项规定:双方通信速度的确定。(计算波特率)
    串行口都是选用T1作为波特率发生器(T1工作在方式2(n=8)下),所以需要计算T1的计算初值和SMOD值。公式如下:
    方式1、方式3的波特率=[定时器T1溢出率×2^SMOD]/32     (公式1)

    定时器T1溢出率 = 1/溢出周期 = 晶振频率/[(2^8-计数初值)×12]  (公式2)

    由公式1和公式2推导出计算初值的计算公式,见公式3。

    计数初值 = 256-[晶振频率×2^SMOD]/[波特率×32×12]      (公式3)

    如需精确的通信波特率4800bps,设晶振频率fosc=12MHz,定时器T1工作在方式2下,有两种方法实现:

    由上可知,SMOD的选择对计数初值和波特率有直接影响,一般波特率误差不大于2.5%,所以选择SMOD的值时先计算一下,选择使波特率误差小的SMOD值。

    #串行口的使用步骤
    1、通信双方数据通信格式的约定。
    2、通信双方波特率的约定。(速度)
    3、串行口的工作方式的选择,一般选择方式1和方式3。
    4、计数初值和SMOD值的确定。
    5、清除发送中断标志位TI和接收终端标志位RI。
    6、往SBUF寄存器写入数据或等待从SBUF寄存器中接收数据。

    实验

    汇编代码

    ******************************************************************/	
    *   【课程9】 ****UART的应用***********
    *   【说 明】 ****使用单片机UART进行数据的发送		
    *   【描 述】 ****使用UART向PC机发送字符串
    ******************************************************************/	
    
    		ORG    0000H
    MIAN:	MOV    SCON,#50H   ;SM0:SM1=01,选择方式1;TI=0
    		MOV    PCON,#00H        ;设置SMOD位=0
    		MOV    TMOD,#20H       ;定时器T1工作在方式2下
    		MOV    TH1,#0E6H       ;设置计数重装值
    		MOV    TL1,#0E6H       ;设置计数初值
    		SETB   TR1             ;启动T1计数工作
    		MOV    A,#41H          ;给A送字符‘A’的ASCII码,各字符的ASCII码见附录
    L1:		MOV    SBUF,A          ;把数据送给SBUF,开始串口发送
    		JNB    TI,$            ;如果TI=0,则一直等待,直到TI=1(即发送完成)才往下执行
    		CLR    TI              ;清除TI标志
    		JMP    L1              ;跳转到L1,继续发送字符‘A’
    END
    

    C代码

    ******************************************************************/	
    *   【课程9】 ****UART的应用***********
    *   【说 明】 ****使用单片机UART进行数据的发送	
    *   【描 述】 ****使用UART向PC机发送一个 'A'字符
    ******************************************************************/
    #include<reg52.h>
    
    char arr[8]={'H','e','l','l','o','b','o','y'};
    
    void main()
    {	
    	int i;
    	SCON=0x50;	//设置串口工作于方式1,TI位清0
    	PCON=0x00;	//PCON.7是SMOD位,SMOD=0
    	TMOD=0x20;	//选择定时器T1工作于方式2
    	TH1=0xe6;	//设置波特率为1200
    	TL1=0xe6;
    	TR1=1;		//开启定时器T1
    
    	while(1)
    	{
    		for(i=0;i<8;i++)
    		{
    			SBUF=arr[i];	    //发送字符‘A’
    			while(!TI) ;	//等待TI置位,即数据发送完成
    			TI=0;	    	//对TI软件清零
    		}  	  	
    	}
    }
    
    
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  • 51单片机的串行口是一个可编程全双工的通信接口,具有UART(通用异步收发器)的全部功能,能同时进行数据的发送和接收,也可以作为同步移位寄存器使用。
  • #include #include "./delay/delay.h" #include ... //设置uart工作方式 “8N1” TMOD = 0x20; //设置定时器工作方式为8位,用作串口波特率 TH1 = 0xfd; //填初值 TR1 = 1; //打开定时器 } /
    #include<reg52.h>
    #include "./delay/delay.h"
    #include<stdio.h>
    
    //串口中断的初始化
    void uart_init()
    {
    		SCON = 0x50;  //设置uart工作方式  “8N1”
    		TMOD = 0x20;  //设置定时器工作方式为8位,用作串口波特率
    		TH1 = 0xfd;   //填初值
    		TR1 = 1;      //打开定时器
    }
    //发送一个字节
    void uart_send_byte(unsigned char byte)
    {
    		SBUF = byte;
    		while(!TI);     //自动置1,手动置0,发送标志位
    		TI = 0;
    }
    //发送字符串
    void uart_send_str(unsigned char *s)
    {
    		while(*s != '\0')
    		{
    				uart_send_byte(*s);
    				s++;
    		}
    		
    }
    
    
    void main()
    {		
    		
    		//unsigned char temp;
    		uart_init();
    		while(1)
    		{
    			
    			if(RI)
    			{
    			uart_send_str("hengzhe shi wo er");
    			uart_send_byte(SBUF);
    			delay_ms(200);
    			RI = 0;
    			}
    			
    			TI = 1;
    			printf("hengzheshiwo erzi\n");
    			printf("line is %d\n",(unsigned int)__LINE__);
    // 				if(RI)
    // 				{			
    // 						temp = SBUF;
    // 					  P0 = temp;
    // 						delay_ms(50);
    // 					  RI = 0;
    // 				}
    			//	uart_send_byte(0x55);
    			//delay_ms(50);
    		}
    }
    串口每次发送最低位
    //后续截图次日补上

    展开全文
  • 51单片机串行通信原理

    千次阅读 2020-11-24 20:40:31
    51单片机串行通信原理计算机通信串行通信异步通信同步通信数据传送速率传输方向单片机串行口串行口特殊功能寄存器串行口控制寄存器SCON电源控制寄存器PCON 计算机通信 计算机通信:计算机与外部设备或计算机之间的...

    计算机通信

    计算机通信:计算机与外部设备或计算机之间的信息交换。基本的通信方式有两种。

    1. 并行通信:将传送数据字节的各位用多条数据线同时进行传送。优点:控制简单,传输速度快。缺点:由于传输线较多,长距离传送成本高且接收方的各位同时接受困难。
    2. 串行通信:所传送的数据各位按顺序一位一位地发送或接收。优点:传输线少,成本低。缺点:控制复杂。

    串行通信

    异步通信

    通信的发送与接收设备使用自己的时钟控制数据的发送和接收过程(两个时钟尽可能一致)。
    数据或字符是一帧一帧地传送的。先用一个起始位0表示字符的开始,然后是8位数据,规定低位在前,高位在后。其后是奇偶校验位,此位通过对数据奇偶性的检查,可用于判别字符传送的正确性(可省略)。最后是停止位,用以表示字符的结束。

    同步通信

    发送方时钟对接收方时钟的完全控制,保持位同步关系也保持字符同步关系。

    数据传送速率

    波特率: 每秒钟传送二进制代码的位数
    单位:位/秒,bps
    传输距离随传输速率增加而减少。
    调制解调器:由于距离太远时,要先采用调制器把数字信号转换位模拟信号,并加以放大在传送。在接收时,在用解调器把模拟信号转换成数字信号在送入计算机接口。

    传输方向

    单工:数据传输仅能沿一个方向
    半双工:数据传输可以沿两个方向,但要分时进行。
    全双工:数据可以同时进行双向输出


    单片机串行口

    内部硬件结构:两个物理上独立的接受、发送缓冲器SBUF。发送缓冲器只能写入不能读出。接收缓冲器只能读出不能写入。

    串行口特殊功能寄存器

    串行口控制寄存器SCON

    符号字节地址位名称位名称位名称位名称位名称位名称位名称位名称复位值
    SCON98HSM0/FESM1SM2RENTB8RB8TIRI0000 0000
    1. RI:接收中断标志位。在方式0时,接收完第8位数据时,RI由硬件自动置1。在其他方式中,串行接收到停止位时,该位置1。RI=1,表示一帧数据接收完毕,并申请中断,要求CPU从接收SBUF取走数据。RI必须用软件清0。
    2. TI:发送中断标志位。。在方式0时,发送完第8位数据时,TI由硬件自动置1。在其他方式中,串行发送停止位的开始时,该位置1。TI=1,表示一帧数据发送完毕,并申请中断,在 CPU响应中断后,在中断服务程序中向SBUF写入要发送的下一帧数据。TI必须用软件清0。
    3. RB8:接收的第9位数据。在方式1时,若SM2=0,RB8接收到的停止位。在方式0中。不使用RB8.
    4. TB8:发送的第9位数据。其值由软件置1或清0。在双机串行通信时,一般作为奇偶校验位使用;在多级串行通信中用来表示主机发送的是地址帧还是数据帧,TB9=1为地址帧,TB8=0为数据帧。在方式0和方式1中,不使用TB8。
    5. REN:允许串行接受位。由软件置1或清0。REN=1,允许串行口接收数据;REN=0,禁止串行口接收数据。
    6. SM2:多机通信控制位。在方式2和方式3时进行。如果SM2=1,则只有当接收到的第九位数据(REB)为1时,才使RI置1,产生中断请求,并将接收到的前8位数据送入SBUF,当接收到的第九位数据位0时,则将接收到的前8位数据丢弃;如果SM2=0,则将前8位数据送入SBUF中,并使RI置1。
    7. SM0/SM1:方式选择位
    SM0SM1工作方式功能说明波特率
    00方式08位同步移位寄存器常用于扩展I/O口fosc/12
    01方式110位URAT8位数据、起始位、结束位可变(由定时器控制)
    10方式211位URAT8位数据、起始位0、结束位1和奇偶校验位fosc/32或fosc/64
    11方式311位URAT8位数据、起始位0、结束位1和奇偶校验位可变(由定时器控制)

    fosc=晶振的频率。
    URAT=异步通信寄存器


    电源控制寄存器PCON

    符号字节地址位名称位名称位名称位名称位名称位名称位名称位名称复位值
    PCON87HSMODSMOD0POFGF1GF0PDIDL0xx1 0000

    仅SMOD、SMOD0两位与串口有关

    1. SMOD0:帧错位检测有效控制位。当SMOD0=1时,SCON寄存器中的SM0/FE位用于FE(帧错误检测)功能。当SMOD0=0时,SCON寄存器中的SM0/FE位用于SM0功能。
    2. SMOD:波特率选择位。(波特率倍增位):在方式2时,SMOD=1要比SMOD=0时的波特率加倍。

    波特率的设定与计算

    1. 方式0
      波 特 率 = f o s c 12 波特率=\frac{f_{osc}}{12} =12fosc
    2. 方式2
      波 特 率 = 2 S M O D 64 × f o s c 波特率=\frac{2^{SMOD} }{64} \times{f_{osc }} =642SMOD×fosc
      串行口工作在方式2时,波特率仅与SMOD位的值有关。
    3. 方式1和方式三
      波 特 率 = 2 S M O D 32 × 定 时 器 T 1 的 溢 出 率 波特率=\frac{2^{SMOD} }{32} \times{定时器T1的溢出率} =322SMOD×T1
      T1常设置为方式2定时,即8位重装入方式,并且不允许T1中断。可以避免软件重装初值带来的定时误差。
      定 时 器 1 的 溢 出 率 = 1 溢 出 周 期 = 1 ( 256 − X ) × T c y = f o s c 12 × ( 256 − X ) 定时器1的溢出率=\frac{1 }{溢出周期}=\frac{1}{(256-X)\times{T_{cy}}}=\frac{f_{osc}}{12\times{(256-X)}} 1=1=(256X)×Tcy1=12×(256X)fosc
      式中Tcy为系统机器周期;X为初值

    PC与多个单片机通信

    1. 采用RS-232标准总线通信
    2. 采用RS-422标准总线通信

    串口如何使用

    串行口工作之前,应对其初始化

    1. 确定T1的工作方式(TMOD);
    2. 计算T1的初值,装载TH1,TL1;
    3. 启动T1(TCON中的TR1位)
    4. 确定串行口控制(SCON)
      中断设置(IE,IP寄存器)
    展开全文
  • 80C51的串行口结构和原理(1-概念)

    千次阅读 2016-09-13 21:07:03
    1.串行通信(一位一位逐个传输):异步通信(不同时钟控制数据)、同步通信;  并行通信:(数据字节的各位用多条数据线进行同时传输); 2. 8N1,一个起始位(一个字节),8个数据位,一个停止位。 通常的SCI 或...
  • 20.串行口通信原理及操作流程

    千次阅读 2020-09-20 20:53:57
    第六章:串行口通信原理及操作流程 6.1并行与串行基本通行方式 单片机通信是指单片机与计算机或单片机与单片机之间的信息交换,后者的通信通常用的较多。 通信有并行和串行龄种方式,在单片机系统以及现代单片机测控...
  • 串行接口的工作原理和实现

    千次阅读 2020-08-24 23:14:32
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  • 能同时接收和发送的串行口称为全双工串行口。串行通信是指数据一位一位地按顺序传送的通信方式,其突出优点是只需一根传输线,可大大降低硬件成本,适合远距离通信。其缺点是传输速度较低。  与之前一样,首先我们...
  • 串行口通信原理

    2018-06-09 11:55:50
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  • 本文在分析MCS-51单片机串行口工作原理的基础上,提出基于12MHz晶振的单片机系统,通过编程实现所需波特率的插值调整设计方法。 引言单片机在当今的仪表及工业测控设备上应用相当广泛,在构成分布式系统进行较长...
  • SM0 和SM1 :串行口工作方式控制位,其定义如表2 所示。表2 串行口工作方式控制位 其中,fOSC 为单片机的时钟频率;波特率指串行口每秒钟发送(或接收)的位数。SM2 :多机通信控制位。 该仅用于方式2 和方式3
  • 一、实验内容 甲乙两个单片机进行串行通信。...理解单片机串行口实现通信的各种工作方式 掌握单片机串行通信程序设计、调试方法 三、实验设备 DELL台式机 、keilC51版本7、proteus版本6 四、实验电路图
  •        声明:本篇文章只是个人知识盲区、...一、并行与串行基本通信方式:       随着单片机系统的广泛应用和计算机网络技术的普及,单片机...
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    2013-01-14 21:31:47
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    千次阅读 多人点赞 2019-10-24 23:54:50
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空空如也

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串行口的工作原理