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  • 51單片機串行口的工作方式解析
    51單片機串行口的工作方式解析
  • 51單片機串行口的工作方式解析
  •   發(fā)布日期: 2019-04-08  瀏覽次數(shù): 1,511

    1)方式0

    方式0是外接串行移位寄存器方式。工作時,數(shù)據(jù)從RXD串行地輸入/輸出,TXD輸出移位脈沖,使外部的移位寄存器移位。波特率固定為fosc/12(即,TXD每機器周期輸出一個同位脈沖時,RXD接收或發(fā)送一位數(shù)據(jù))。每當發(fā)送或接收完一個字節(jié),硬件置TI=1或RI=1,申請中斷,但必須用軟件清除中斷標志。

     

    實際應用在串行I/O口與并行I/O口之間的轉(zhuǎn)換。

    2)方式1

    方式1是點對點的通信方式。8位異步串行通信口,TXD為發(fā)送端,RXD為

    接收端。一幀為10位,1位起始位、8位數(shù)據(jù)位(先低后高)、1位停止位。波特率由T1或T2的溢出率確定。

    在發(fā)送或接收到一幀數(shù)據(jù)后,硬件置TI=1或RI=1,向CPU申請中斷;但必須用軟件清除中斷標志,否則,下一幀數(shù)據(jù)無法發(fā)送或接收。

    51單片機串行口的工作方式解析

    (1)發(fā)送:CPU執(zhí)行一條寫SBUF指令,啟動了串行口發(fā)送,同時將1寫入

    輸出移位寄存器的第9位。發(fā)送起始位后,在每個移位脈沖的作用下,輸出移位寄存器右移一位,左邊移入0,在數(shù)據(jù)最高位移到輸出位時,原寫入的第9位1的左邊全是0,檢測電路檢測到這一條件后,使控制電路作最后一次移位,/SEND和DATA無效,發(fā)送停止位,一幀結(jié)束,置TI=1。

    (2)接收:REN=1后,允許接收。接收器以所選波特率的16倍速率采樣RXD

    端電平,當檢測到一個負跳變時,啟動接收器,同時把1FFH寫入輸入移位寄存器(9位)。由于接、發(fā)雙方時鐘頻率有少許誤差,為此接收控制器把一位傳送時間16等分采樣RXD,以其中7、8、9三次采樣中至少2次相同的值為接收值。接收位從移位寄存器右邊進入,1左移出,當最左邊是起始位0時,說明已接收8位數(shù)據(jù),再作最后一次移位,接收停止位。此后:

    A、若RI=0、SM2=0,則8位數(shù)據(jù)裝入SBUF,停止位入RB8,置RI=1。

    B、 若RI=0、SM2=1,則只有停止位為1時,才有上述結(jié)果。

    C、若RI=0、SM2=1,且停止位為0,則所接數(shù)據(jù)丟失。

    D、若RI=1,則所接收數(shù)據(jù)丟失。

    無論出現(xiàn)那種情況,檢測器都重新檢測RXD的負跳變,以便接收下一幀。

    3)方式2、方式3

    方式2和方式3是9位異步串行通信,一般用在多機通信系統(tǒng)中或奇偶校驗的通信過程。在通訊中,TB8和RB8位作為數(shù)據(jù)的第9位,位SM2也起作用。方式2與方式3的區(qū)別只是波特率的設置方式不同。

    (1)發(fā)送

    向SBUF寫入一個數(shù)據(jù)就啟動串口發(fā)送,同時將TB8寫入輸出移位寄存器第9位。開始時,SEND和DATA都是低電平,把起始位輸出到TXD。DATA為高,第一次移位時,將‘1’移入輸出移位寄存器的第9位,以后每次移位,左邊移入‘0’,當TB8移到輸出位時,其左邊是一個‘1’和全‘0’。檢測到此條件,再進行最后一次移位,/SEND=1,DATA=0,輸出停止位,置TI=1。

    (2)接收

    置REN=1,與方式1類似,接收器以波特率的16倍速率采樣RXD端。

    起始位0移到輸入寄存器的最左邊時,進行最后一次移位。在RI=0,SM2=0或接收到的第9位=1時,收到的一字節(jié)數(shù)據(jù)裝入SBUF,第9位進入RB8,置RI=1;然后又開始檢測RXD端負跳變。

    3、 多機通信

    在這里,多機系統(tǒng)是指‘一主多從’。51系列單片機中,利用第9位TB8/RB8

    來區(qū)分地址與數(shù)據(jù)信息,用位SM2確定接收方是否對地址或數(shù)據(jù)幀敏感。其原則是:

    1)發(fā)送方用第9位TB8=1標志地址幀,TB8=0標志數(shù)據(jù)幀。

    2)接收方若設置SM2=1,則只能接收到地址信息,若設SM2=0,則不管是地址還是數(shù)據(jù)幀,都能接收到。

    利用方式2、3的特點,在點對點的通訊中,在發(fā)送方可以用第9位TB8

    作為奇偶校驗位。在接收方,SM2位必須清0。

    4、波特率

    1)方式0的波特率=fosc/12

    2)方式2的波特率=2^smod*fosc/64

    3)方式1、3的波特率由T1或T2的溢出率和SMOD位確定:

    (1)用T1:波特率=2^smod*T1定時器的溢出率/32,T1為方式2

    T1定時器溢出率=1/((12/fosc)*(256-X))

    例:已知fosc=6MHz,SMOD=0,設置波特率為2400,求T1的計數(shù)初值X。

    波特率=1/((12/fosc)*(256-X))/32=fosc/12*32(256-X)

    (256-X)=fosc/2400/384=6M/2400/384;256-X~=6.5104

    X~=250=FAH 只能近似計算。

    若fosc=11.0592MHz, 則256-X=11.0592M/2400/384=4068/384=12 X=F4H;可精確算出,對其它常用的標準波特率也是能正確算出。所以這個晶振頻率是最常用的。

    如果SMOD=1,則同樣的X初值得出的波特率加倍。

    (3)用T2:

    在52型單片機中,串口方式1、3的波特率發(fā)生器選擇由TCLK、RCLK位

    確定是T1還是T2。若TCLK=1,則發(fā)送器波特率來自T2,否則來自T1。若RCLK=1,則接收器波特率來自T2,否則來自T1。

    由T2產(chǎn)生的波特率與SMOD無關(guān)。T2定時的最小單元=2/fosc。T2的溢出脈沖16分頻后作為串口的發(fā)送或接收脈沖。

    波特率=(1/((2/fosc)(65536-X)))/16=fosc/(32(65536-X))

    例:已知fosc=11.0592MHz,求波特率=2400時的X

    2400=11059200/(32(65536-X)) 65536-X=144 X=65392=FF70H

    計數(shù)器初值寄存器:RCAP2H=0FFH,RCAP2L=70H。


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