6.5 MCS - 51单片机的串行接口
6.5.1 串行通信的基本概念
(1) 同步方式是将一大批数据分成几个数据块, 数据块之间用同步字符予以隔开, 而传输的各位二进制码之间都没有间隔。 其基本特征是发送与接收时钟始终保持严格同步。
(2）异步通信是按帧传送数据, 它利用每一帧的起、止信号来建立发送与接收之间的同步,每帧内部各位均采用固定的时间间隔, 但帧与帧之间的时间间隔是随机的。其基本特征是每个字符必须用起始位和停止位作为字符开始和结束的标志, 它是以字符为单位一个个地发送和接收的。
6.5.2 与串行口有关的特殊功能寄存器
1. 数据缓冲器SBUF
串行口缓冲器SBUF是可直接寻址的特殊功能寄存器, 其内部RAM字节地址是99H。在物理上,
它对应着两个独立的寄存器, 一个发送寄存器, 一个接收寄存器。发送时, 就是CPU写入 SBUF的时候,51
系列单片机没有专门的启动发送状态的指令; 接收时, 就是读取SBUF的过程, 接收寄存器是双缓冲的,
以避免在接收下一帧数据之前, CPU未能及时响应接收器的中断, 没有把上一帧数据读走, 而产生两帧数据重叠的问题。
2. 串行口控制寄存器SCON
SCON用于控制和监视串行口的工作状态, 其各位定义如图 5.3 所示。相应的各位功能介绍如下:
SM0、SM1: 用于定义串行口的操作模式, 两个选择位对应 4 种模式,见表6.2。其中fOSC是振荡器频率, UART为通用异步接收和发送器的英文缩写。
SM2: 多机通信时的接收允许标志位。 在模式 2 和 3 中, 若SM2 = 1, 且接收到的第 9 位数据（RB8）是 0, 则接收中断标志（RI）不会被激活。在模式1中, 若SM2=1 且没有接收到有效的停止位, 则 RI不会被激活。 在模式 0 中, SM2 必须是 0。
综合实验六 串行口双机通信
一、实验目的
1、掌握双机通信的原理和编程方法。
2、学习8251A的使用方法
二、实验内容
1、实验原理图：
2.
如图所示，TXC和RXC分别为8251A的发送时钟和接收时钟。它由片外8253A的OUT1提供。本实验要求以查询方式进行收发。要完成本实验，需2台DVCC系列实验系统。其中一台为串行发送，一台为串行接收，在1号机上装串行发送程序，在2号机上装串行接收程序，则在1号机上键入的字符显示在2号机的显示器上。
由于本系统监控中未对8253A、8251A进行初始化，因此本实验开始必须对8253、8251进行初始化，然后才可以直接进入对串行口状态的查询。
三、程序
系统晶振是 6.0 MHz
ORG 07F0H
START:
MOV SP,#60H
mov A,#02H
MOV R0,#79H
MOV @R0,A
INC R0
MOV A,#10H
MOV @R0,A
INC R0
MOV A,#01H
MOV @R0,A
INC R0
MOV A,#03H
MOV @R0,A
INC R0
MOV A,#00H
MOV @R0,A
INC R0
MOV A,#08H
MOV @R0,A
MOV A,#7EH
MOV DPTR,#1FFFH
MOVX @DPTR,A
MOV 87H,#80H
MOV SCON,#50H ;串口 方式 1
MOV TMOD,#20H ;T1 方式 1 MOV TL1,#0F3H ;波特率 9600 的常数
学号 *********** 序号 28
单片机原理与接口技术
实验报告
实验项目序号 三
实验项目名称 串行口通信实验
姓名彭任远 专业 电子信息工程
完成时间06年5月20日 班级电信14—1BF 实验三串行口通信实验
一、实验目的
1、 掌握单片机串行口通信的应用和编写方法；
2、 进一步掌握单片机中断的应用和中断处理程序的编写方法；
3、 进一步掌握单片机内部定时/计数器的使用及编程方法。
二、实验前准备
1、 完成作业5；
2、 根据实验内容编写好相关程序，并进行Proteus仿真。
三、实验内容
实验内容为3项，其中第1、2项必做。
据图3.3电路，两个同学为一组分为甲方、乙方，所有实验都采用方式3，偶校验，波特率为2400bit/s，采用T1作波特率发生器，均采用中断发送和接收。
按键值a：按K1，a=0x01；按K2，a=0x02；按K3，a=0x04；按K4，a=0x08。
1、单向通信
向甲方连续不断地发送变量a的值，未按键，a=0x0f，按键后根据按键确定a值；并将a的值取反从P0口输出，控制D0、D1、D2、D3相应点亮。乙方接收到数据并偶校验正确后，将接收数据取反从P0口输出，控制D0、D1、D2、D3相应点亮。
2、双向通信
甲方连续不断地发送变量a的值，未按键，a=0x0f，按键后根据按键确定a值；乙方未按键不发送，按键后将a*16发送；甲乙双方都将发送数据与接收数据相或后再取反，从P0口输出控制D0—D7相应点亮。
3、间隔发送
未按键，甲方不发送数据，按键后甲方每隔50ms连续发送4个字节：0xff、a、a、a。
乙方只在收到甲方数据0xff后的3个数据并验证相同时，才将接收数据*16发送。
甲乙双方都将发送数据与接收数据相或后，从P0口输出控制D0—D7相应点亮。
四、实验原理图 实验原理图如图3.3所示：
1、MCS-51单片机的时钟周期与振荡周期之间有什么关系？一个机器周期的时序如何划分？
答：时钟周期是单片机最基本的时间单位。机器周期则是完成某一个规定操作所需的时间。一个机器周期为6个时钟周期，共12个振荡周期性，依次表示为S1P1、S1P2、„„S6P1、S6P2。
2、MCS-51内部四个并行I/O口各有什么异同？作用是什么？
答：MCS-51单片机共有四个8位双向并行的I/O端口，每个端口都包括一个锁存器、一个 输出驱动器和一个输入缓冲器。但这四个端口的功能不全相同，P0口既可作一般I/O端口使用，又可作地址/数据总线使用；P1口是一个准双向并行口，作通 用并行I/O口使用；P2口除了可作为通用I/O使用外，还可在CPU访问外部存储器时作高八位地址线使用；P3口是一个多功能口除具有准双向I/O功能 外，还具有第二功能。
3、简述MCS-51单片机的中断响应过程。
答：CPU在每个机器周期的S5P2期间顺序采样每个中断源，在下一个机器周期S6区间按优 先级顺序查询中断标志，如查询到某个中断定标志为1，将在接下来的机器周期S1期间按优先级进行中断处理，中断系统通过硬件自动将相应的中断矢量地址装入 PC，以便进入相应的中断服务程序。一旦响应中断，CPU首先置位相应的中断“优先级触发器”，然后由硬件执行一条长调用指令，把当前的PC值压入堆栈， 以保护断点，再将相应的中断服务的入口地址送入PC，于是CPU接着从中断服务程序的入口处开始执行。对于有些中断源，CPU在响应中断后会自动清除中断 标志。
4、A/D转换接口中采样保持电路的作用是什么？省略采样保持电路的前提条件是什么？
答：A/D转换接口中采样保持电路的作用是：能把一个时间边续的信号变换为时间离散的信号，并将采样信号保持一段时间。当外接模拟信号的变化速度相对于A/D转换速度来说足够慢，在转换期间可视为直流信号的情况下，可以省略采样保持电路。
