第十九讲 单片机串行接口及其应用 教学方法: 讲授法 授课时数: 2学时 教学目的: 1、了解单片机的基础知识。 2、了解单片机的发展概况。 3、熟悉数制的转换。 教学重点： 单片机的含义及作用 教学难点: 掌握逻辑分析仪的使用方法 教学环节： 组织教学：（5分钟） 检查学生人数，强调课堂纪律和要求，自我介绍 组织教学：检查学生装人数，引导学生进入听课状态。 直接引入新课： §4-3 MCS-51单片机串行接口 一、串行通信概述 1、什么叫串行通信？ 并行、串行举生活中的例子（排横队行走，排纵队行走）说明； 引出并行通信，串行通信的概念。 P00 P01 外设1 P02 P03 单片机 RXD 外设2 TXD 2、同步通信、异步通信 提问：数字电路中移位寄存器是怎样进行移位的？ 同步——发送设备时钟等于接收设备时钟。 同步字符1 同步字符2 数据1 数据2 ··· 数据n 校验字符 校验字符 异步——发送时钟不一定等于接收时钟。 空闲位 起始位 5 ~ 8位数据 奇偶校验位 停止位 空闲位 3、串行通信方向 A B 发 单工 收 A B 发 半双工 发 收 收 A 全双工 B 发 收 收 发 4、波特率 即串行通信速率。 b/s 、 bps 举例、设有一帧信息，1个起始位、8个数据位、1个停止位，传输速率为 240个字符。求波特率。 解： （1＋8＋1）×240 = 2400 b/s = 2400波特。 5、串行通信接口 发送： 展示投影胶片 CPU D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 发送数据寄存器 SBUF（99H） 1 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 0 发送数据 发送时钟 接收： 展示投影胶片 接收时钟 0 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 1 接收数据 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 接收数据寄存器 SBUF（99H） CPU 二、MCS-51机串行接口 单片机内有：通用异步接收/发送器 UART 全双工，4种工作方式，波特率可编程设置，可中断。 1、串口的组成 从编程角度讲来看主要由以下寄存器组成。 PCON SMOD SCON SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI SBUF D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 SBUF发 SBUF收 SM0、SM1：工作方式选择位（后面再讲） SM2：多机通信控制位，常与RB8配合，决定是否激活RI REN：允许接收 TB8：发送的第九位数 RB8：接收的第九位数 TI ：中断标志 RI SMOD：波特系数选择位，0 —— 20 = 1 1 —— 21 = 2 2、串行口的工作方式 （1）方式0：同步移位寄存器方式，波特率固定为fosc / 12 RXD —— 接收发送数据 TXD —— 产生同步移位脉冲 接收/发送完，置位RI / TI ，（要求SM2 = 0） 方式0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 发送 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 接收 无起始位，无停止位 （2）方式1：8位UART，波特率为（2SMOD×T1的溢出率）/ 32 停止位 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 起始位 发送位 起始位 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 停止位 接收位 1帧信息，10位。 送RB8位 波特率可变： 2SMOD / 32 ×（T1的溢出率） 发送完置位TI。 接收完数据置位RI。 置位RI是有条件的。即： REN = 1，RI = 0 且SM2 = 0或SM2 = 1但是接收到的停止位为1。 此时，数据装载SBUF，停止位进入RB8，RI置1。 （3）方式2、方式3 ：9位UART，多机通信。 停止位 TB8 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 起始位 发送 起始位 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 TB8 停止位 接收 送RB8 方式2波特率：（固定）2SMOD / 64 × fosc 方式3波特率： 2SMOD / 32 ×（T1溢出率） 发送完数据置位TI。 接收到有效数据完毕，置位RI。 有效数据条件：REN = 1，RI = 0 且SM2 = 0或接收到第9位数据为1。 此时，数据装载SBUF，第9位数据（TB8） RB8，RI置1。 3、波特率的设置 方式0、方式2固定。 方式1，方式3可变。波特率 = 2SMOD / 32 ×（T1的溢出率） T1溢出率 = 单位时间内溢出次数 = 1 /（T1的定时时间） 而T1的定时时间t就是T1溢出一次所用的时间。此情况下，一般设T1工作在模式2（8位自动重装初值）。 N = 28－ t / T， t = （28－N）T =（28－N）×12 / fosc 所以，T1溢出率 = 1/t = fosc / 12（28－N）， 故， 波特率 = 2SMOD / 32 × fosc / 12（256－N）。 若已知波特率，则可求出T1的计数初值： y = 256－2SMOD×fosc / （波特率×32×12） 巩固新课： 例、若fosc = 6MHz，波特率为2400波特，设SMOD = 1，则定时/计数器T1的计数初值为多少？并进行初始化编程。 解：y = 256－2SMOD×fosc / （2400×32×12）= 242.98≈243 = F3H 同理，fosc = 11.0592MHz，波特率为2400，设SMOD = 0，则 y = F4H 初始化编程： MOV TMOD，#20H MOV PCON，#80H MOV TH1，#0F3H MOV TL1，#0F3H SETB TR1 MOV SCON，#50H 小结： 1、什么叫串行通信？ 2、UART叫什么？（通用异步接收/发送器） 3、单工、半双工、全双工？ 4、串口工作用到哪些寄存器？（PCON、SCON、SBUF） 5、串口有几种工作方式？ 6、波特率如何设置？（T1的计数初值如何确定） 布置作业：P141 7、9、10 版书设计 串行通信概述 1、…. 2、……. 3、 4、… 二、MCS-51机串行接口 1、…….. 2、……..  巩固新课 1、……. 2、……. 3、…….. …. 小结： 1、…….. 2、…… 作业：