51单片机-串行口
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AT89S51单片机串行口的内部结构及工作原理介绍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,两个缓冲器共用一个特殊功能寄存器字节地址(99H)。
串行口的控制寄存器共有两个:特殊功能寄存器SCON 和PCON。
下面介绍这两个特殊功能寄存器各位的功能。
1、串行口控制寄存器SCON串行口控制寄存器SCON,字节地址988H,可位寻址,位地址为98H~9FH。
SCON的格式如下图所示。
下面介绍SCON中各位的功能。
(1) SM0、SMl:串行口4种工作方式选择位。
SM0、SM1两位的编码所对应的4种工作方式见下表。
表串行口的4种工作方式(2) SM2:多机通信控制位。
因为多机通信是在方式2和方式3下进行的,因此SM2位主要用于方式2或方式3中。
当串行口以方式2或方式3接收时,如果SM2=1,则只有当接收到的第9位数据(RB8)为1时,才使RI置l,产生中断请求,并将接收到的前8位数据送人SBUF;当接收到的第9位数据(RB8)为0时,则将接收到的前8位数据丢弃。
而当SM2=0时,则不论第9位数据是l还是0,都将前8位数据送入SBUF中,并使RI置1,产生中断请求。
在方式1时,如果SM2=1,则只有收到有效的停止位时才会激活RI。
在方式0时,SM2必须为0。
(3)REN:允许串行接收位。
由软件置1或清0。
REN=1,允许串行口接收数据。
REN=O,禁止串行口接收数据。
(4)TB8:发送的第9位数据。
在方式2和方式3时,TB8是要发送的第9位数据,其值由软件置l或清O。
在双机串行通信时,TB8一般作为奇偶校验位使用;在多机串行通信中用来表示主机发送的是地址帧还是数据帧,TB8=1为地址帧,TB8=0为数据帧。
(5) RB8:接收的第9位数据。
工作在方式2和方式3时,RB8存放接收到的第9位数据。
论坛新老朋友们。
祝大家新年快乐。
在新的一年开始的时候,给大家一点小小的玩意。
工程师经常碰到需要多个串口通信的时候,而低端单片机大多只有一个串行口,甚至没有串口。
这时候无论是选择高端芯片,还是更改系统设计都是比较麻烦的事。
我把以前搞的用普通I/O口模拟串行口通讯的程序拿出来,供大家参考,希望各位兄弟轻点拍砖。
基本原理:我们模拟的是串行口方式1.就是最普通的方式。
一个起始位、8个数据位、一个停止位。
模拟串行口最关键的就是要计算出每个位的时间。
以波特率9600为例,每秒发9 600个位,每个位就是1/9600秒,约104个微秒。
我们需要做一个精确的延时,延时时间+对IO口置位的时间=104微秒。
起始位是低状态,再延时一个位的时间。
停止位是高状态,也是一个位的时间。
数据位是8个位,发送时低位先发出去,接收时先接低位。
了解这些以后,做个IO模拟串口的程序,就是很容易的事。
我们开始。
先上简单原理图:就一个MAX232芯片,没什么好说的,一看就明白。
使用单片机普通I/ O口,232数据输入端使用51单片机P3.2口(外部中断1口,接到普通口上也可以,模拟中断方式的串行口会有用。
呵呵)。
数据输出为P0.4(随便哪个口都行)。
下面这个程序,您只需吧P0.4 和P3.2 当成串口直接使用即可,经过测试完全没有问题.2、底层函数代码如下:sbit TXD1 = P0^4; //定义模拟输出脚sbit RXD1 = P3^2; //定义模拟输入脚bdata unsigned char SBUF1; //定义一个位操作变量sbit SBUF1_bit0 = SBUF1^0;sbit SBUF1_bit1 = SBUF1^1;sbit SBUF1_bit2 = SBUF1^2;sbit SBUF1_bit3 = SBUF1^3;sbit SBUF1_bit4 = SBUF1^4;sbit SBUF1_bit5 = SBUF1^5;sbit SBUF1_bit6 = SBUF1^6;sbit SBUF1_bit7 = SBUF1^7;void delay_bps() {unsigned char i; for (i = 0; i < 29; i++); _nop_(); _nop_();} //波特率9600 模拟一个9600波特率unsigned char getchar2() //模拟接收一个字节数据{while (RXD1);_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_(); delay_bps();SBUF1_bit0 = RXD1; //0delay_bps();SBUF1_bit1 = RXD1; //1delay_bps();SBUF1_bit2 = RXD1; //2delay_bps();SBUF1_bit3 = RXD1; //3delay_bps();SBUF1_bit4 = RXD1; //4delay_bps();SBUF1_bit5 = RXD1; //5delay_bps();SBUF1_bit6 = RXD1; //6delay_bps();SBUF1_bit7 = RXD1; //7delay_bps();return(SBUF1) ; //返回读取的数据}void putchar2(unsigned char input) //模拟发送一个字节数据{SBUF1 = input;TXD1 = 0; //起始位delay_bps();TXD1 = SBUF1_bit0; //0delay_bps();TXD1 = SBUF1_bit1; //1delay_bps();TXD1 = SBUF1_bit2; //2delay_bps();TXD1 = SBUF1_bit3; //3delay_bps();TXD1 = SBUF1_bit4; //4delay_bps();TXD1 = SBUF1_bit5; //5delay_bps();TXD1 = SBUF1_bit6; //6delay_bps();TXD1 = SBUF1_bit7; //7delay_bps();TXD1 = 1; //停止位delay_bps();}3、实现串行通讯。
51单片机串行口中断服务程序单片机串行口中断服务程序是指在单片机进行串行通信时,当接收到数据时会触发中断,然后执行相应的中断服务程序。
下面是一个示例的单片机串行口中断服务程序,共计1200字以上。
#include <reg51.h> // 引入reg51.h头文件//定义串行口中断标志sbit RI_FLAG = P3^0; // 数据接收中断标志sbit TI_FLAG = P3^1; // 数据发送中断标志//定义串行口接收数据缓冲区unsigned char receiveBuffer[10];unsigned char receiveCount = 0;//定义串行口发送数据缓冲区unsigned char sendBuffer[10];unsigned char sendCount = 0;//串行口中断服务函数void serialInterrupt( interrupt 4if(RI_FLAG) // 判断是否是数据接收中断receiveBuffer[receiveCount] = SBUF; // 读取串行口接收数据receiveCount++; // 接收计数加1RI_FLAG=0;//清除中断标志位}if(TI_FLAG) // 判断是否是数据发送中断if(sendCount < 10) // 判断是否还有数据需要发送SBUF = sendBuffer[sendCount]; // 发送串行口数据sendCount++; // 发送计数加1}elsesendCount = 0; // 重置发送计数TI_FLAG=0;//清除中断标志位}}//主函数void mainES=1;//允许串行口中断TMOD=0x20;//设置定时器1为模式2,串行口使用定时器1 TH1=0xFD;//设置波特率为9600,定时器初值为0xFDTL1=0xFD;//定时器初值为0xFDSCON=0x50;//设置串行口工作在方式1,允许接收TR1=1;//启动定时器1while(1)//主程序逻辑//将数据存入发送缓冲区sendBuffer[0] = 'H';sendBuffer[1] = 'e';sendBuffer[2] = 'l';sendBuffer[3] = 'l';sendBuffer[4] = 'o';sendBuffer[5] = '\r'; // 发送回车符sendBuffer[6] = '\n'; // 发送换行符while(sendCount != 0) //等待数据发送完毕//主程序逻辑}}。
51单片机串行通讯在当今的电子世界中,单片机的应用无处不在,从家用电器到工业自动化,从智能仪表到航空航天,都能看到它的身影。
而在单片机的众多功能中,串行通讯是一项非常重要的技术。
首先,咱们来了解一下什么是串行通讯。
简单来说,串行通讯就是指数据一位一位地按顺序传送。
与并行通讯(数据的各位同时传送)相比,串行通讯虽然速度相对较慢,但它只需要少数几条线就能完成数据传输,大大降低了硬件成本和连线的复杂性。
51 单片机的串行通讯有两种工作方式:同步通讯和异步通讯。
异步通讯是比较常用的一种方式。
在异步通讯中,数据是以字符为单位进行传输的。
每个字符由起始位、数据位、奇偶校验位和停止位组成。
起始位是一个低电平信号,用于通知接收方数据即将开始传输。
数据位通常是 5 到 8 位,可以表示一个字符的信息。
奇偶校验位用于检验传输数据的正确性,而停止位则是高电平,标志着一个字符传输的结束。
同步通讯则是在发送和接收两端使用同一个时钟信号来控制数据的传输。
这种方式传输速度快,但硬件要求相对较高。
51 单片机的串行口结构包括发送缓冲器和接收缓冲器。
发送缓冲器只能写入不能读出,而接收缓冲器只能读出不能写入。
在进行串行通讯时,我们需要对 51 单片机的串行口进行初始化设置。
这包括设置波特率、数据位长度、奇偶校验位和停止位等参数。
波特率是指每秒传输的位数,它决定了数据传输的速度。
通过设置定时器 1 的工作方式和初值,可以得到不同的波特率。
在编程实现串行通讯时,我们可以使用查询方式或者中断方式。
查询方式相对简单,但会占用大量的 CPU 时间,影响系统的实时性。
中断方式则可以在数据接收或发送完成时触发中断,提高系统的效率。
比如说,我们要实现 51 单片机与 PC 机之间的串行通讯。
在 PC 端,我们可以使用串口调试助手等软件来发送和接收数据。
在单片机端,通过编写相应的程序,设置好串行口的参数,然后根据接收的数据执行相应的操作,或者将需要发送的数据发送出去。
51单片机共有21个特殊功能寄存器在51单片机内部有一个CPU用来运算、控制,有四个并行I/O口,分别是P0、P1、P2、P3,有ROM,用来存放程序,有RAM,用来存放中间结果,此外还有定时/计数器,串行I/O口,中断系统,以及一个内部的时钟电路。
在单片机中有一些独立的存储单元是用来控制这些器件的,被称之为特殊功能寄存器(SFR)。
这样的特殊功能寄存器51单片机共有21个并且都是可寻址的列表如下(其中带*号的为52系列所增加的特殊功能寄存器):分别说明如下:1、ACC---是累加器,通常用A表示这是个什么东西,可不能从名字上理解,它是一个寄存器,而不是一个做加法的东西,为什么给它这么一个名字呢?或许是因为在运算器做运算时其中一个数一定是在ACC中的缘故吧。
它的名字特殊,身份也特殊,稍后在中篇中我们将学到指令,可以发现,所有的运算类指令都离不开它。
自身带有全零标志Z,若A=0则Z=1;若A≠0则z=0。
该标志常用作程序分枝转移的判断条件。
2、B--一个寄存器在做乘、除法时放乘数或除数,不做乘除法时,随你怎么用。
3、PSW-----程序状态字这是一个很重要的东西,里面放了CPU工作时的很多状态,借此,我们可以了解CPU的当前状态,并作出相应的处理。
它的各位功能请看下表:4、DPTR(DPH、DPL)--------数据指针可以用它来访问外部数据存储器中的任一单元,如果不用,也可以作为通用寄存器来用,由我们自已决定如何使用。
分成DPL(低8位)和DPH(高8位)两个寄存器。
用来存放16位地址值,以便用间接寻址或变址寻址的方式对片外数据RAM或程序存储器作64K字节范围内的数据操作。
5、P0、P1、P2、P3--------输入输出口(I/O)寄存器这个我们已经知道,是四个并行输入/输出口(I/O)的寄存器。
它里面的内容对应着管脚的输出。
6、IE-----中断充许寄存器可按位寻址,地址:A8H●EA (IE.7):EA=0时,所有中断禁止(即不产生中断);EA=1时,各中断的产生由个别的允许位决定●- (IE.6):保留●ET2(IE.5):定时2溢出中断允许(8052用)●ES (IE.4):串行口中断允许(ES=1允许,ES=0禁止)●ET1(IE.3):定时1中断允许●EX1(IE.2):外中断INT1中断允许●ET0(IE.1):定时器0中断允许●EX0(IE.0):外部中断INT0的中断允许7、IP-----中断优先级控制寄存器可按位寻址,地址位B8H●- (IP.7):保留●- (IP.6):保留●PT2(IP.5):定时2中断优先(8052用)●PS (IP.4):串行口中断优先●PT1(IP.3):定时1中断优先●PX1(IP.2):外中断INT1中断优先●PT0(IP.1):定时器0中断优先●PX0(IP.0):外部中断INT0的中断优先8、TMOD-----定时器控制寄存器不按位寻址,地址89H●GATE :定时操作开关控制位,当GATE=1时,INT0或INT1引脚为高电平,同时TCON 中的TR0或TR1控制位为1时,计时/计数器0或1才开始工作。
第八课:51单片机串行口工作原理MCS-51系列单片机片内有一个串行I/O端口,通过引脚RXD(P3.0)和TXD(P3.1)可与外设电路进行全双工的串行异步通信。
1.串行端口的基本特点8031单片机的串行端口有4种基本工作方式,通过编程设置,可以使其工作在任一方式,以满足不同应用场合的需要。
其中,方式0主要用于外接移位寄存器,以扩展单片机的I/O电路;方式1多用于双机之间或与外设电路的通信;方式2,3除有方式l的功能外,还可用作多机通信,以构成分布式多微机系统。
串行端口有两个控制寄存器,用来设置工作方式、发送或接收的状态、特征位、数据传送的波特率(每秒传送的位数)以及作为中断标志等。
串行端口有一个数据寄存器SBUF(在特殊功能寄存器中的字节地址为99H),该寄存器为发送和接收所共同。
发送时,只写不读;接收时,只读不写。
在一定条件下,向阳UF写入数据就启动了发送过程;读SBUf就启动了接收过程。
串行通信的波特率可以程控设定。
在不同工作方式中,由时钟振荡频率的分频值或由定时器Tl的定时溢出时间确定,使用十分方便灵活。
2.串行端口的工作方式①方式08位移位寄存器输入/输出方式。
多用于外接移位寄存器以扩展I/O端口。
波特率固定为fosc/12。
其中,fosc为时钟频率。
在方式0中,串行端口作为输出时,只要向串行缓冲器SBUF写入一字节数据后,串行端口就把此8位数据以等的波特率,从RXD引脚逐位输出(从低位到高位);此时,TXD输出频率为fosc/12的同步移位脉冲。
数据发送前,仅管不使用中断,中断标志TI还必须清零,8位数据发送完后,TI自动置1。
如要再发送,必须用软件将TI清零。
串行端口作为输入时,RXD为数据输入端,TXD仍为同步信号输出端,输出频率为fosc/12的同步移位脉冲,使外部数据逐位移入RxD。
当接收到8位数据(一帧)后,中断标志RI自动置。
如果再接收,必须用软件先将RI清零。
串行方式0发送和接收的时序过程见下图。
MCS-51单⽚机的串⾏⼝及串⾏通信技术数据通信的基本概念串⾏通信有单⼯通信、半双⼯通信和全双⼯通信3种⽅式。
单⼯通信:数据只能单⽅向地从⼀端向另⼀端传送。
例如,⽬前的有线电视节⽬,只能单⽅向传送。
半双⼯通信:数据可以双向传送,但任⼀时刻只能向⼀个⽅向传送。
也就是说,半双⼯通信可以分时双向传送数据。
例如,⽬前的某些对讲机,任⼀时刻只能⼀⽅讲,另⼀⽅听。
全双⼯通信:数据可同时向两个⽅向传送。
全双⼯通信效率最⾼,适⽤于计算机之间的通信。
此外,通信双⽅要正确地进⾏数据传输,需要解决何时开始传输,何时结束传输,以及数据传输速率等问题,即解决数据同步问题。
实现数据同步,通常有两种⽅式,⼀种是异步通信,另⼀种是同步通信。
异步通信在异步通信中,数据⼀帧⼀帧地传送。
每⼀帧由⼀个字符代码组成,⼀个字符代码由起始位、数据位、奇偶校验位和停⽌位4部分组成。
每⼀帧的数据格式如图7-1所⽰。
⼀个串⾏帧的开始是⼀个起始位“0”,然后是5〜8位数据(规定低位数据在前,⾼位数据在后),接着是奇偶校验位(此位可省略),最后是停⽌位“1”。
起始位起始位"0”占⽤⼀位,⽤来通知接收设备,开始接收字符。
通信线在不传送字符时,⼀直保持为“1”。
接收端不断检测线路状态,当测到⼀个“0”电平时,就知道发来⼀个新字符,马上进⾏接收。
起始位还被⽤作同步接收端的时钟,以保证以后的接收能正确进⾏。
数据位数据位是要传送的数据,可以是5位、6位或更多。
当数据位是5位时,数据位为D0〜D4;当数据位是6位时,数据位为D0〜D5;当数据位是8位时,数据位为D0〜D7。
奇偶校验位奇偶校验位只占⼀位,其数据位为D8。
当传送数据不进⾏奇偶校验时,可以省略此位。
此位也可⽤于确定该帧字符所代表的信息类型,“1"表明传送的是地址帧,“0”表明传送的是数据帧。
停⽌位停⽌位⽤来表⽰字符的结束,停⽌位可以是1位、1.5位或2位。
停⽌位必须是⾼电平。
接收端接收到停⽌位后,就知道此字符传送完毕。