单片机串行口
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单片机原理及应用第6章80C51单片机的串行口80C51单片机是一种基于哈佛架构的8位单片机,具有强大的串行口功能。
串行口是一种通信接口,可以通过单根线传输数据。
本章将介绍80C51单片机的串行口原理及其应用。
一、80C51单片机的串行口原理80C51单片机的串行口包含两个寄存器,分别是SBUF(串行缓冲器)和SCON(串行控制寄存器)。
SBUF寄存器用来存储待发送或接收到的数据,SCON寄存器用来配置和控制串行口的工作模式。
80C51单片机的串行口有两种工作模式:串行异步通信模式和串行同步通信模式。
1.串行异步通信模式串行异步通信是指通信双方的时钟频率不同步,通信的数据按照字符为单位进行传输,字符之间有起始位、数据位、校验位和停止位组成。
80C51单片机的串行口支持标准的RS-232通信协议和非标准通信协议。
在串行异步通信模式下,SCON寄存器需要配置为相应的工作模式。
首先,需要选择串行口的工作模式。
80C51单片机支持第9位,即扩展模式,可以用来检测通信错误。
其次,需要设置波特率。
波特率是指数据每秒传输的位数,用波特率发生器(Baud Rate Generator,BRGR)来控制。
然后,需要设置起始位、数据位和停止位的配置,包括数据长度(5位、6位、7位或8位)、停止位的个数(1位或2位)。
在发送数据时,将待发送的数据通过MOV指令传送到SBUF寄存器,单片机会自动将数据发送出去。
在接收数据时,需要检测RI(接收中断)标志位,如果RI为1,表示接收到数据,可以通过MOV指令将接收到的数据读取到用户定义的变量中。
2.串行同步通信模式串行同步通信是指通信双方的时钟频率同步,在数据传输时需要时钟信号同步。
80C51单片机的串行同步通信支持SPI(串行外设接口)和I2C(串行总线接口)两种协议。
在串行同步通信模式下,SCON寄存器需要配置为相应的工作模式。
首先,需要选择串行口的工作模式。
80C51单片机支持主从模式,可以作为主设备发送数据,也可以作为从设备接收数据。
80C51单片机的串行口在单片机的世界里,80C51 单片机凭借其稳定性和广泛的应用一直占据着重要的地位。
而串行口作为 80C51 单片机的重要通信接口,发挥着至关重要的作用。
要理解 80C51 单片机的串行口,首先得知道串行通信的概念。
简单来说,串行通信就是数据一位一位地依次传输,相比并行通信,它只需要较少的数据线,这在很多场景下能大大减少硬件成本和布线难度。
80C51 单片机的串行口有 4 种工作方式,分别是方式 0、方式 1、方式 2 和方式 3。
方式 0 是同步移位寄存器输入/输出方式。
在这种方式下,数据以 8 位为一帧,低位在前,高位在后,没有起始位和停止位。
它通常用于扩展并行 I/O 口,例如外接串入并出的移位寄存器 74LS164 或并入串出的移位寄存器 74LS165。
方式 1 是 8 位异步通信方式,波特率可变。
这是最常用的串行通信方式之一。
一帧数据由 1 位起始位(低电平)、8 位数据位(低位在前)和 1 位停止位(高电平)组成。
发送和接收都是通过专门的寄存器来实现的。
方式 2 是 9 位异步通信方式,波特率固定。
一帧数据由 1 位起始位、8 位数据位、1 位可编程的第 9 位数据和 1 位停止位组成。
这种方式常用于多机通信,第 9 位数据可以作为地址/数据的标识位。
方式 3 与方式 2 类似,也是 9 位异步通信方式,但波特率可变。
串行口的波特率是一个非常关键的概念。
波特率决定了数据传输的速度。
在 80C51 单片机中,方式 0 和方式 2 的波特率是固定的,而方式 1 和方式 3 的波特率则是由定时器 T1 的溢出率来决定的。
通过设置定时器 T1 的工作方式和初值,可以得到不同的波特率,以适应不同的通信需求。
在实际应用中,要使用 80C51 单片机的串行口进行通信,还需要对相关的寄存器进行配置。
比如,串行控制寄存器 SCON 用于设置串行口的工作方式、接收/发送控制等;电源控制寄存器 PCON 中的 SMOD 位用于控制方式 1、2、3 的波特率加倍。
单片机串行口的工作原理一、引言单片机串行口是单片机与外部设备进行通信的一种重要方式。
它通过串行通信协议将数据从单片机发送到外部设备或从外部设备接收数据并传输到单片机。
本文将详细介绍单片机串行口的工作原理。
二、串行通信协议1. 串行通信概述串行通信是指在同一时间内,只有一个比特(bit)被传输的通信方式。
与之相对的是并行通信,它可以同时传输多个比特。
由于现代计算机系统中各种设备间需要大量数据交换,因此串行通信成为了广泛应用的一种通讯方式。
2. 常见的串行通信协议常见的串行通信协议有RS232、RS485、I2C和SPI等。
其中,RS232是最早广泛使用的标准,用于在计算机和调制解调器之间进行数据传输。
RS485则是一种多点连接的标准,适用于在远距离范围内进行数据传输。
I2C和SPI则主要用于芯片级别的短距离数据传输。
三、单片机串口硬件结构1. 串口芯片在单片机系统中,使用专门的UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)芯片来实现串口通信。
UART芯片包括发送和接收两个模块,可以将单片机的并行数据转换为串行数据进行传输,并将接收到的串行数据转换为单片机可以处理的并行数据。
2. 串口引脚在单片机中,通常有两个引脚用于串口通信,分别为TX(发送)和RX(接收)。
这些引脚通过芯片内部的寄存器进行控制,以实现对串口的配置和控制。
3. 波特率发生器波特率是指在单位时间内传输的比特数。
在单片机中,使用波特率发生器来控制UART芯片的工作频率,从而实现不同波特率下的数据传输。
四、单片机串口软件实现1. 串口初始化在使用单片机进行串口通信之前,需要先对串口进行初始化。
这包括设置波特率、校验位、停止位等参数,并启动UART芯片以使其准备好接收或发送数据。
2. 串口发送当需要向外部设备发送数据时,在单片机中可以通过向TX引脚写入相应的比特序列来实现。
在发送前需要检查TX缓冲区是否为空,并等待直到缓冲区为空后再进行下一次传输。
单片机串行口的工作原理1. 介绍单片机(Microcontroller,简称MCU)是一种集成了处理器、内存、输入/输出接口和定时器等功能的微型计算机系统。
串行口(Serial Port)是单片机中的一种重要的通信接口,常用于与外部设备(如计算机、传感器、显示器等)进行数据传输。
本文将详细讨论单片机串行口的工作原理,包括串行通信的基本概念、串行口工作模式以及串行通信协议等内容。
2. 串行通信的基本概念串行通信是指将数据一位一位地按照顺序发送和接收的通信方式。
与之相对的是并行通信,即同时发送多个数据位。
串行通信具有以下几个优点: - 线路简单:只需要使用一根传输数据的信号线。
- 传输距离远:串行通信可以通过调制解调器等方式延长传输距离。
- 系统成本低:相比并行通信,串行通信所需的硬件成本更低。
3. 串行口工作模式串行口工作模式可以分为同步传输和异步传输两种。
3.1 同步传输同步传输是指发送端和接收端的时钟信号保持同步,数据按照时钟周期进行传输。
同步传输的特点是数据传输速率高,传输距离长,但需要提前约定好时钟同步。
3.2 异步传输异步传输是指发送端和接收端的时钟信号不保持同步,数据通过起始位、数据位、校验位和停止位等方式进行传输。
异步传输的特点是操作简单、适用范围广,但传输速率相对较低。
4. 串行通信协议串行通信协议定义了数据的格式和传输规则,常见的串行通信协议有UART、SPI和I2C等。
4.1 UART(Universal Asynchronous Receiver Transmitter)UART是一种基于异步传输的串行通信协议,广泛应用于各种单片机和外部设备之间的通信。
UART协议的数据格式包括起始位(Start Bit)、数据位(Data Bits)、校验位(Parity Bit)和停止位(Stop Bit)等。
4.2 SPI(Serial Peripheral Interface)SPI是一种同步传输的串行通信协议,用于在单片机和外部设备之间传输数据。
单片机串行口几种工作方式的波特率单片机串行口是单片机与外部设备进行通信的重要接口之一。
在串行口通信中,波特率是一个关键参数。
波特率是指每秒钟传送的波特数量,用于衡量数据的传输速率。
单片机串行口的波特率通常选择常见的标准波特率,例如9600、19200、38400等。
单片机串行口的工作方式有多种,下面将详细介绍几种不同的工作方式下的波特率设置。
1. 同步串行口同步串行口是指在传输数据时,发送端和接收端通过一个时钟信号来同步数据的传输。
在同步串行口中,波特率的设置是固定的,因为发送端和接收端需要以相同的波特率来同步数据传输。
常见的同步串行口波特率包括115200、230400等。
2. 异步串行口异步串行口是指在传输数据时,发送端和接收端通过起始位、停止位来进行数据的同步。
在异步串行口中,波特率的设置是非常重要的,因为发送端和接收端需要以相同的波特率来正确解析数据。
常见的异步串行口波特率包括9600、19200、38400等。
3. 高速串行口随着单片机技术的进步和应用的广泛,对串行口的传输速率要求也越来越高。
高速串行口通常指的是波特率在1Mbps及以上的串行口。
高速串行口通常应用于需要大量数据传输的场景,例如高速数据采集、图像传输等。
4. 自适应波特率有些情况下,单片机需要与多种速率不同的设备通信,这就需要单片机具备自适应波特率的能力。
自适应波特率指的是单片机可以根据外部设备的对应波特率来自动调整自身的波特率。
这种方式可以极大地提高单片机的通信灵活性和适用性。
在实际应用中,程序员需要根据具体的通信需求选择合适的波特率,并在程序中进行相应的设置和配置。
还需要注意波特率的选取要与外部设备相匹配,以确保数据的正确传输和解析。
通过上述对单片机串行口几种工作方式的波特率的介绍,我们可以更好地理解单片机串行口通信中波特率的重要性以及不同工作方式下的波特率设置方法。
在实际应用中,合理选择和设置波特率将有利于提高通信的可靠性和稳定性。
单片机串行口及应用特百度单片机串行口是指单片机上的一组用于串行通信的接口。
串行通信是一种逐位传输数据的通信方式,相对于并行通信来说,占用的引脚数目较少,适用于资源有限的场合。
单片机串行口通常包括多个引脚,其中包括发送引脚(Tx),接收引脚(Rx)和时钟引脚(Clk)等。
单片机串行口的应用十分广泛,主要涉及以下几个方面:1. 与计算机通信:单片机通过串行口与计算机之间可以进行数据的传输与通信,可以用于单片机与PC进行数据的互传和控制。
在这种应用中,通过合理编程可以实现数据的双向传输,包括数据的发送和接收。
2. 控制外设:单片机可以通过串行口与外部设备进行通信和控制。
比如,单片机可以通过串行口与LCD液晶显示屏通信,控制其显示内容;通过串行口与电机驱动芯片通信,控制电机的转动;通过串行口与温湿度传感器通信,获取环境温湿度信息等。
3. 数据采集与传输:单片机可以通过串行口与各种传感器进行通信,实时采集传感器产生的数据,并通过串行口传输给其他设备进行处理。
比如,可以通过串行口与光电传感器通信,实时采集光照强度并传输给其他设备进行处理;通过串行口与压力传感器通信,实时采集压力数值并传输给其他设备进行处理。
4. 远程控制:单片机可以通过串行口与远程设备进行通信,实现对远程设备的控制。
比如,通过串行口与无线模块通信,实现对远程设备的远程开关控制;通过串行口与蓝牙模块通信,实现对蓝牙设备的远程控制等。
需要注意的是,由于单片机串行口的通信速率相对较低,一般只适合低速数据传输,对于高速数据传输,通常需要使用其他接口,如USB、以太网等。
单片机串行口在物联网、智能家居、工业控制、嵌入式系统等领域有着广泛的应用。
通过串行口的使用,可以实现信息的传输、设备的控制和数据的采集,提高系统的灵活性和可控性。
同时,单片机串行口的应用也需要深入了解串行通信的原理和相关编程知识,以保证通信的稳定和可靠性。
一、实验目的1. 理解串行通信的基本原理和常用协议。
2. 掌握单片机串行口的工作方式及其程序设计。
3. 通过实际操作,实现单片机之间的串行通信,验证通信协议的正确性。
4. 学习串行通信在实际应用中的调试和故障排除方法。
二、实验设备1. 单片机开发板(如STC89C52、AT89C51等)2. 串行通信模块(如MAX232、CH340等)3. 连接线(杜邦线、串行线等)4. 电脑(用于调试程序)5. 串口调试工具(如串口助手、PuTTY等)三、实验原理串行通信是指数据在一条线路上按位顺序传送,一次只能传送一位。
与并行通信相比,串行通信具有成本低、传输距离远、易于实现等优点。
串行通信的常见协议有RS-232、RS-485、I2C、SPI等。
本实验采用RS-232协议,通过单片机的串行口实现数据的发送和接收。
四、实验步骤1. 硬件连接将单片机的串行口(如RXD、TXD)与串行通信模块的RXD、TXD引脚相连,并通过杜邦线连接到电脑的串口。
2. 软件设计(1)编写单片机程序,实现数据的发送和接收。
(2)编写电脑端程序,用于发送和接收数据。
3. 程序调试(1)将单片机程序烧写到单片机中。
(2)在电脑端打开串口调试工具,设置波特率、数据位、停止位、校验位等参数。
(3)通过串口调试工具发送数据,观察单片机接收到的数据是否正确。
4. 实验结果分析通过实验,成功实现了单片机之间的串行通信。
在调试过程中,遇到以下问题:(1)波特率设置不正确:波特率设置错误会导致数据无法正确接收。
通过查阅相关资料,找到了正确的波特率设置方法。
(2)串行口初始化错误:串行口初始化参数设置错误会导致通信中断。
通过查阅相关资料,找到了正确的初始化方法。
(3)数据接收错误:数据接收过程中,可能出现乱码现象。
通过检查程序代码,发现是数据接收缓冲区溢出导致的。
通过调整接收缓冲区大小,解决了该问题。
五、实验总结通过本次实验,掌握了单片机串行通信的基本原理和编程方法。
单片机串行口实验报告实验总结一、实验目的本实验旨在让学生了解单片机串行口的基本原理和应用,掌握单片机串行口的编程方法,培养学生动手实践和解决问题的能力。
二、实验器材1. STC89C52单片机开发板2. 电脑串口线3. 电脑终端仿真软件Tera Term三、实验原理串行口是单片机与外部设备进行通信的重要接口之一。
串行口通信是指将数据一个位一个地传输,每个数据位之间有一个时钟脉冲来同步传输。
常见的串行通信协议有RS232、RS485、SPI等。
本实验主要涉及到RS232协议。
四、实验内容1. 实现单片机向电脑发送数据并显示。
2. 实现电脑向单片机发送数据并控制LED灯闪烁。
五、实验步骤1. 连接STC89C52单片机开发板和电脑,使用Tera Term打开串口终端。
2. 编写程序,设置单片机的串行口通信参数(波特率、数据位数、停止位数等),并利用SendData函数向电脑发送数据。
3. 在Tera Term中设置相应的串口参数,并打开“local echo”选项,以便观察单片机发送的数据。
4. 编写程序,接收电脑发送的数据,并根据接收到的数据控制LED灯闪烁。
5. 在Tera Term中输入相应的命令,向单片机发送数据,观察LED灯的闪烁情况。
六、实验结果1. 实现了单片机向电脑发送数据并显示。
2. 实现了电脑向单片机发送数据并控制LED灯闪烁。
七、实验总结本实验使我对串行口通信有了更深入的理解,掌握了单片机串行口编程方法。
同时也锻炼了我的动手能力和解决问题的能力。
在实验过程中还需要注意串口参数设置和通信协议选择等问题,加深了我对这些知识点的理解。
试验十单片机串行口与PC机通讯试验汇报㈠试验目旳1.掌握串行口工作方式旳程序设计, 掌握单片机通讯旳编制;2.理解实现串行通讯旳硬环境, 数据格式旳协议, 数据互换旳协议;3.理解PC机通讯旳基本规定。
㈡试验器材1.G6W仿真器一台2.MCS—51试验板一台3.PC机一台㈢试验内容及规定运用8051单片机串行口, 实现与PC机通讯。
本试验实现如下功能, 将从试验板键盘上键入旳字符或数字显示到PC 机显示屏上, 再将PC机所接受旳字符发送回单片机, 并在试验板旳LED上显示出来。
㈣试验环节1.编写单片机发送和接受程序, 并进行汇编调试。
2.运行PC机通讯软件“commtest.exe”, 将单片机和PC机旳波特率均设定为1200。
运行单片机发送程序, 按下不一样按键(每个按键都定义成不一样旳字符), 检查PC机所接受旳字符与否与发送旳字符相似。
将PC机所接受旳字符发送给单片机, 与此同步运行单片机接受程序, 检查试验板LED数码管所显示旳字符与否与PC机发送旳字符相似。
㈤试验框图源程序代码:ORG 0000HAJMP STARTORG 0023HAJMP SERVEORG 0050HSTART: MOV 41H,#0H ;对几种寄存地址进行初始化MOV 42H,#0HMOV 43H,#0HMOV 44H,#0HMOV SCON,#00H ;初始化串行口控制寄存器, 设置其为方式0LCALL DISPLAY ;初始化显示MOV TMOD,#20H ;设置为定期器0, 模式选用2MOV TL1, #0E6H ;设置1200旳波特率MOV TH1, #0E6HSETB TR1 ;开定期器MOV SCON,#50H ;选用方式1, 容许接受控制SETB ESSETB EA ;开中断LOOP: ACALL SOUT ;键盘扫描并发送, 等待中断SJMP LOOPSERVE JNB RI,SEND ;判断是发送中断还是接受中断, 若为发送中断则调用ACALL SIN ;发送子程序, 否则调用接受子程序RETISEND: CLR TI ;发送子程序RETISIN: CLR RI ;接受子程序MOV SCON, #00HMOV A, SBUF ;接受数据LCALL XS ;调用显示子程序RETI子程序:SOUT: CLR TI ;清发送中断标志位LCALL KEY ;调用判断按键与否按下子程序MOV A,R0 ;将按键对应旳数字存入AMOV SBUF,A ;输出按键数字给锁存RETKEY: MOV P1,#0FFH ;将P1设置为输入口MOV A, P1CPL A ;将A内值取反ANL A, #0FFHJZ KEY ;将A与FFH与后判断与否为0, 若为0则表达无按键按下跳回KEYLCALL D ;调用延时子程序消抖MOV A, P1CPL AANL A, #0FFHJZ KEYMOV B,A ;判断有按键按下, 将值赋给BKEY1: MOV A, P1CPL AANL A,#0FFHJNZ KEY1LCALL DMOV A,BJB ACC.0,PKEY1 ;依次判断A内数据每个位与否为1, 并跳JB ACC.1,PKEY2 ;转到相对应位旳子程序JB ACC.2,PKEY3JB ACC.3,PKEY4JB ACC.4,PKEY5JB ACC.5,PKEY6JB ACC.6,PKEY7JB ACC.7,PKEY8EKEY: RETPKEY1: A JMP K1PKEY2: A JMP K2PKEY3: A JMP K3PKEY4: A JMP K4PKEY5: A JMP K5PKEY6: A JMP K6PKEY7: A JMP K7PKEY8: A JMP K8K1: MOV R0,#01H ;将对应旳数据赋给R0后跳转到EKEY SJMP EKEYK2: MOV R0,#02HSJMP EKEYK3: MOV R0,#03HSJMP EKEYK4: MOV R0,#04HSJMP EKEYK5: MOV R0,#05HSJMP EKEYK6: MOV R0,#06HSJMP EKEYK7: MOV R0, #07HSJMP EKEYK8: MOV R0, #08HSJMP EKEYXS:MOV SCON,#00H ;显示子程序, 采用同步移位寄存器CLR TIMOV DPTR, #TABMOVC A,@A+DPTR ;将对应数值旳数码管显示数值送入SBUF MOV R5,#04H ;共四位需要显示MOV 41H, AMOV R0, #41HDISPLAY1: MOV A,@R0MOV SBUF, AJNB TI,$ ;与否传完了CLR TI ;清除中断标志位INC R0DJNZ R5, DISPLAY1MOV S CON, #50HRETD: ;延时子程序MOV R7, #10HDELAY1: MOV R6, #0FFHDELAY2: DJNZ R6, DELAY2DJNZ R7, DELAY1RETTAB: DB 0BBH, 09H, 0EAH, 6BHDB 59H, 73H, 0F3H, 0BHDB 0FBH本次试验中处理了怎样判断数据是发送还是接受旳问题和怎样判断数据与否发送或接受完毕旳问题, 通过试验中旳讨论和研究书上有关串行口旳内容, 我们通过中断标志位和循环很好旳处理了这个问题。
实验三串行口通信实验一、实验目的1、掌握单片机串行口的工作原理及工作方式;2、掌握单片机串行口波特率的设置方法;3、掌握单片机串行口查询方式程序的设计方法。
二、实验内容及要求1、单片机的串行口经RS-232 电平变换后和PC 机相连;2、单片机系统的晶振频率选择11.0592MHz,串行口设置为9600bps、无校验位、8 位数据位、1 位停止位(简记为N81)模式;3、单片机采用查询方式收发数据,将PC 机送来的除回车/换行之外的数据加1 后送回。
三、实验设备硬件:PC 机,nKDE-51 单片机实验教学系统;软件:Keil C51 集成开发环境,FlashMagic 单片机程序烧写软件。
四、实验原理及步骤MCS-51 串行口的结构、原理及各种工作方式参阅教材相关内容。
本实验使用串行口工作方式1,通过定时器1(T1)产生波特率时钟,通过查询串行口收发中断标志RI 和TI 来判断单片机串行口数据收发的状态。
步骤如下:1、创建新项目:Project—New Project—命名、存储—CPU类型(philips P89C52X2)2、创建新程序:编译程序—完成后保存为“.c”格式3、添加程序:Target1—Source Group—add……(程序)4、检测程序:Project—Build Target5、选择烧录程序的方式(右键点target1--opption):output—Creat Execulate:Dubug Information Browse、Creat HexDebug 右侧选择use “Keil Monitor-51 Driver”6、选择程序执行点:在Debug程序烧路后,在开始执行的程序断点上鼠标右键—Set Program Counter7、Go执行五、实验过程1. 电路连接PC 机串行口为RS-232 标准的串行接口,用-15V~-5V 表示1,+5V~+15V 表示0,而单片机的串行口为TTL 电平,+5V 表示1,0V 表示0,因此单片机的串行口不能直接和PC 机的串行口相连,必须经过电平变换才能和PC 机通信。
单片机中常见的接口类型及其功能介绍单片机(microcontroller)是一种集成了中央处理器、内存和各种外围接口的微型计算机系统。
它通常用于嵌入式系统中,用于控制和监控各种设备。
接口是单片机与外部设备之间进行数据和信号传输的通道。
本文就单片机中常见的接口类型及其功能进行介绍。
一、串行接口1. 串行通信口(USART):USART是单片机与外部设备之间进行串行数据通信的接口。
它可以实现异步或同步传输,常用于与计算机、模块、传感器等设备进行数据交换。
2. SPI(串行外围接口):SPI接口是一种全双工、同步的串行数据接口,通常用于连接单片机与存储器、传感器以及其他外围设备。
SPI接口具有较高的传输速度和灵活性,可以实现多主多从的数据通信。
3. I2C(Inter-Integrated Circuit):I2C接口是一种面向外部设备的串行通信总线,用于连接不同的芯片或模块。
I2C接口通过两条双向线路进行数据传输,可以实现多主多从的通信方式,并且占用的引脚较少。
二、并行接口1. GPIO(通用输入/输出):GPIO接口是单片机中最常见的接口之一,用于连接与单片机进行输入输出的外围设备。
通过设置相应的寄存器和引脚状态,可以实现单片机对外部设备进行控制和监测。
2. ADC(模数转换器):ADC接口用于将模拟信号转换为数字信号,常用于单片机中对模拟信号的采集和处理。
通过ADC接口,单片机可以将外部传感器等模拟信号转化为数字信号,便于处理和分析。
3. DAC(数模转换器):DAC接口用于将数字信号转换为模拟信号。
通过DAC接口,单片机可以控制外部设备的模拟量输出,如音频输出、电压控制等。
三、特殊接口1. PWM(脉冲宽度调制):PWM接口用于产生特定占空比的脉冲信号。
通过调节脉冲的宽度和周期,可以控制外部设备的电平、亮度、速度等。
PWM接口常用于控制电机、LED灯、舵机等设备。
2. I2S(串行音频接口):I2S接口用于在单片机和音频设备之间进行数字音频数据传输。
单片机原理及应用第07章串行口在单片机中,串行口是一种常见的通信接口。
串行口允许单片机与外部设备通过串行通信进行数据的传输和接收。
它常用于与计算机、显示器、键盘、传感器等设备进行数据交互。
串行口一般有两个主要的部分:发送器和接收器。
发送器负责将单片机内部的数据转换成串行数据,并通过一个引脚发送出去。
接收器负责将从外部设备接收到的串行数据转换成单片机内部的数据,供单片机进一步处理。
串行口的应用非常广泛。
以下是串行口在一些常见应用中的使用方式:1.与计算机通信:单片机可以通过串行口与计算机进行数据交互。
这种应用广泛用于传感器数据的采集、控制命令的发送等场景。
通过串行口,单片机可以将采集到的数据传输给计算机进行分析和处理,或者接收计算机发送的控制命令实现特定功能。
2.与显示器通信:串行口可以用来控制液晶显示器(LCD)。
通过发送特定的指令和数据,单片机可以控制液晶显示器显示不同的字符、图形或者动画。
这种应用广泛用于嵌入式系统中的人机交互界面,如数码相机、手机等设备。
3.与键盘通信:通过串行口,单片机可以接收来自键盘的按键数据。
这种应用广泛用于嵌入式系统中的输入设备,如电脑键盘、数字键盘等。
通过接收键盘的按键数据,单片机可以进行相应的操作,如控制电机、显示字符等。
4.与传感器通信:单片机可以通过串行口与各种传感器进行通信。
传感器可以是温度传感器、湿度传感器、光敏传感器等。
通过串行口,单片机可以获取传感器采集到的数据,并进行相应的处理和控制。
总之,串口是一种非常常见并且实用的通信接口,在单片机中得到了广泛应用。
它不仅可以实现单片机与外部设备之间数据的传输和接收,还可以用于控制和监测各种设备。
通过串口的使用,单片机可以更加灵活和方便地与外部设备进行通信,从而实现更多样化、智能化的应用。
单片机串口工作原理
串口,即串行通信口,是一种在计算机和外设之间进行数据传输的通信接口。
单片机串口是指单片机上的串行通信接口,用于实现单片机与其他设备之间的数据传输。
单片机串口的工作原理如下:
1. 串口通信协议:串口通信需要遵循一定的通信协议,常见的串口通信协议有UART、RS-232、RS-485等。
其中UART是
一种常用的串行通信协议,用于定义数据的传输格式、波特率等。
2. 数据传输方式:串口通信采用的是串行传输方式,即将数据比特依次发送或接收。
发送端将数据按照一定的格式转换为电平信号,接收端将电平信号转换为数据。
3. 通信参数:串口通信需要设置一些通信参数,包括波特率、数据位数、校验位、停止位等。
这些参数决定了数据传输的速率和精度。
4. 数据帧:数据帧是串口通信的基本数据单位,包括起始位、数据位、校验位和停止位。
发送端将数据按照数据帧格式发送,接收端按照相同的数据帧格式接收数据。
5. 通信流程:串口通信的流程包括发送方和接收方。
发送方将数据按照一定的格式发送到串口,接收方从串口接收数据并解析。
6. 中断机制:单片机串口通信常常使用中断机制来实现异步传输。
发送和接收数据时,可以通过中断方式进行处理,提高系统的实时性。
总的来说,单片机串口工作原理就是通过一定的通信协议和参数,在一个端口上实现数据的串行传输。
发送方将数据转换为电平信号发送,接收方将电平信号转换为数据接收。
通过这种方式,单片机可以和其他设备进行数据交换和通信。
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0
8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。
②方式1
10位异步通信方式。
其中,1个起始位(0),8个数据位(由低位到高位)和1个停止位(1)。
波特率由定时器T1的溢出率和SMOD位的状态确定。
一条写SBUF指令就可启动数据发送过程。
在发送移位时钟(由波特率确定)的同步下,从TxD 先送出起始位,然后是8位数据位,最后是停止位。
这样的一帧10位数据发送完后,中断标志TI置位。
在允许接收的条件下(REN=1),当RXD出现由1到O的负跳变时,即被当成是串行发送来的一帧数据的起始位,从而启动一次接收过程。
当8位数据接收完,并检测到高电乎停止位后,即把接收到的8位数据装入SBUF,置位RI,一帧数据的接收过程就完成了。
方式1的数据传送波特率可以编程设置,使用范围宽,其计算式为:
波特率=2SMOD/32×(定时器T1的溢出率)
其中,SMOD是控制寄存器PCON中的一位程控位,其取值有0和l两种状态。
显然,当SMOD =0时,波特率=1/32(定时器Tl溢出率),而当SMOD=1时,波特率=1/16(定时器T1溢出率)。
所谓定时器的溢出率,就是指定时器一秒钟内的溢出次数。
波特率的算法,以及要求一定波特率时定时器定时初值的求法,后面将详细讨论。
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串行方式1的发送和接收过程的时序见下图。
③方式2,3
11位异步通信方式。
其中,1个起始位(0),8个数据位(由低位到高位),1个附加的第9
位和1个停止住(1)。
方式2和方式3除波特率不同外,其它性能完全相同。
方式2,3的发送、接收时序见下图。
由图可见,方式2和方式3与方式l的操作过程基本相同,主要差别在于方式2,3有第9位数据。
发送时,发送机的这第9位数据来自该机SCON中的TB8,而接收机将接收到的这第9位数据送入本机SCON中的RB8。
这个第9位数据通常用作数据的奇偶检验位,或在多机通信中作为
地址/数据的特征位。
方式2和方式3的波特率计算式如下:
方式2的波特率=2SMOD/64×fosc
方式3的波特率=2SMOD/32×定时器T1的溢出率
由此可见,在晶振时钟频率一定的条件下,方式2只有两种波特率,而方式3可通过编程设置成多种波特率,这正是这两种方式的差别所在。
3.串行端口的控制寄存器
串行端口共有2个控制寄存器SCON和PCON,用以设置串行端口的工作方式、接收/发送的运行状态、接收/发送数据的特征、波特率的大小,以及作为运行的中断标志等。
关于串行口的功能及应用,在后面的串行通信实便讲解中我们还会与大家讲解。