单片微机原理P4：80C51串口与串行总线拓展

Posted 2020-08-27 PhiliAI

0. 串口通讯

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0. 串口通讯的数据传输方式：单工（单向传输数据），半双工（非同时双向传输），全双工（同时，双向传输）

1. 根据通信方式的不同又分为同步通讯和异步通讯。

同步通讯：所有设备都使用同一个时钟，称为同步时钟。在数据传送时，以若干个数据字符（称为数据块）为单位进行传输，每个数据块包括同步字符、数据块和校验字符CRC。

异步通信是指在串行通信中，接收设备和发送设备有各自的时钟信号，异步通信以字符为单位进行数据传送，不过通信中这些时钟频率必须保持一致。

 

2. 波特率和比特率

波特率是每秒传输的信号量（单位波特B），比特率是每秒传输的信号量（单位bps），在单片机中，这两个东西是一样的。

例如，通信双方每秒钟所传送数据的速率是240字符/秒，每一字符包含10位（1个起始位、8个数据位、1个停止位），则波特率为

240 ×10 =2400b/s=2400B

 

3. SCON（98H，可位寻址）

　　

 

 

 

 

SM0，SM1是设定串口工作方式的，

SM2是设定在串口工作方式2，3时发送地址or数据。

REN是允许接受位，TB8是在工作方式2，3时的第九位可编程位的数值。

TI是发送标志位。

RI是接收标志位。

4. PCON（87H，不可位寻址）

　　

　　　　最高位是可以拿来调整波特率的，低位那些和电源管理相关。

 

80C51串口工作方式：（P3.0是位移输入RxD(（低位在前），P3.1是位移输出TxD）

　　工作方式0：（同步）8位数据为一帧，没有停止位和起始位，串行口发送的条件是TI = 0；接受条件是RI = 0且REN = 1（允许接受位）。

波特率固定fosc/12。RB8不用。

　　工作方式1：（异步）（用于双机通讯）10位数据为一帧，最低位为起始位（0），最高位为停止位（1）。SM2=0，RB8接收的是停止位。实际上工作方式1在发送时是不断把数据右移到TxD端口（最高位已经置1），然后不断在左边补0，发完TI = 1；接受时恰好反过来，首先接受的时候会在接受端口补1，当一旦发现从1-0的跳变（收到起始位了），就开始接受数据，直到收到的停止位为1，则收到的是正确的信息。然后RI = 1。

 

　　工作方式2，3：（异步）（多机通讯），11位数据一帧，除了起始位和停止位，还包括一个可编程位， 这个位由SCON的TB8提供，可以做奇偶校验，也可以与SM2结合进行多机通讯，发送时设定TB8，接受时为RB8。

　　当SM2 = 0时，接受数据和地址；当SM2 = 1时，只接受地址（体现在接收到的信息的RB8位必须是1（表明是地址））

 

串口波特率计算：

方式0的波特率为晶振频率的1/12。

方式2的波特率为：波特率=（2SMOD/64）×fosc

方式1和方式3的波特率 =（2SMOD /32）×定时器的溢出率（一般选方式2作为方式一和方式三的时钟）

 

常用波特率（熟悉一下）：

 

串口通讯编程例子（注意要自己手动清除TI和RI）

（发送）

MOV R0，#40H ;设定数据块地址指针初值
MOV R7，#10H ;设定数据块长度初值
ALOOP3：MOV SBUF，@R0 ;发送一个数据字节
JNB TI，$ ;等待发送完
CLR TI ;清发送标志位
INC R0 ;地址单元加1
DJNZ R7，ALOOP3 ;整个数据块是否发送完毕

（接收）

MOV R0，#40H ;设定数据块地址指针初值
MOV R7，#10H ;设定数据块长度初值
BLOOP3：JNZ RI，$ ;等待接收信息
CLR RI ;清接收标志位
MOX A，SBUF ;读取接收缓冲区内容
MOX @R0，A ;接收数据转储
INC R0 ;存储单元加1
DJNZ R7，BLOOP3 ;判断数据块是否接收完毕

　　在由MCS-51组成的主从式多机通信系统中，主机只有一台，从机最多有256台。

 

1. I^2C总线

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　　编码内容包括：器件标识，引脚电平，方向位。

　　两条线：SCL（时钟线），SDA（数据线），9位数据传输形式（最后一个应答位）。

 

　　当SCL为高，SDA下降沿，表明启动。

　　当SCL为高，SDA上升沿，表明停止。