MCS-51單片機內部有一個全雙工的串行通信口,即串行接收和發送緩沖器(SBUF),這兩個在物理上獨立的接收發送器,既可以接收數據也可以發送數據。但接收緩沖器只能讀出不能寫入,而發送緩沖器則只能寫入不能讀出,它們的地址為99H。這個通信口既可以用于網絡通信,亦可實現串行異步通信,還可以構成同步移位寄存器使用。如果在傳行口的輸入輸出引腳上加上電平轉換器,就可方便地構成標準的RS-232接口。下面我們分別介紹。
????[1].?基本概念
????數據通信的傳輸方式
????常用于數據通信的傳輸方式有單工、半雙工、全雙工和多工方式。
????單工方式:數據僅按一個固定方向傳送。因而這種傳輸方式的用途有限,常用于串行口的打印數據傳輸與簡單系統間的數據采集。
????半雙工方式:數據可實現雙向傳送,但不能同時進行,實際的應用采用某種協議實現收/發開關轉換。
????全雙工方式:允許雙方同時進行數據雙向傳送,但一般全雙工傳輸方式的線路和設備較復雜。
????多工方式:以上三種傳輸方式都是用同一線路傳輸一種頻率信號,為了充分地利用線路資源,可通過使用多路復用器或多路集線器,采用頻分、時分或碼分復用技術,即可實現在同一線路上資源共享功能,我們盛之為多工傳輸方式。
????[1].?基本概念
????數據通信的傳輸方式
????常用于數據通信的傳輸方式有單工、半雙工、全雙工和多工方式。
????單工方式:數據僅按一個固定方向傳送。因而這種傳輸方式的用途有限,常用于串行口的打印數據傳輸與簡單系統間的數據采集。
????半雙工方式:數據可實現雙向傳送,但不能同時進行,實際的應用采用某種協議實現收/發開關轉換。
????全雙工方式:允許雙方同時進行數據雙向傳送,但一般全雙工傳輸方式的線路和設備較復雜。
????多工方式:以上三種傳輸方式都是用同一線路傳輸一種頻率信號,為了充分地利用線路資源,可通過使用多路復用器或多路集線器,采用頻分、時分或碼分復用技術,即可實現在同一線路上資源共享功能,我們盛之為多工傳輸方式。
????串行數據通信兩種形式 ????異步通信 ????在這種通信方式中,接收器和發送器有各自的時鐘,它們的工作是非同步的,異步通信用一幀來表示一個字符,其內容如下:一個起始位,僅接著是若干個數據位,圖2是傳輸45H的數據格式。 ????同步通信 ????同步通信格式中,發送器和接收器由同一個時鐘源控制,為了克服在異步通信中,每傳輸一幀字符都必須加上起始位和停止位,占用了傳輸時間,在要求傳送數據量較大的場合,速度就慢得多。同步傳輸方式去掉了這些起始位和停止位,只在傳輸數據塊時先送出一個同步頭(字符)標志即可。 ????同步傳輸方式比異步傳輸方式速度快,這是它的優勢。但同步傳輸方式也有其缺點,即它必須要用一個時鐘來協調收發器的工作,所以它的設備也較復雜。 |
????串行數據通信的傳輸速率 ????串行數據傳輸速率有兩個概念,即每秒轉送的位數bps(Bit per second)和每秒符號數—波特率(Band rate),在具有調制解調器的通信中,波特率與調制速率有關。 ????[2].?MCS-51的串行口和控制寄存器 ????串行口控制寄存器 |
????MCS-51單片機串行口寄存器結構如圖3所示。SBUF為串行口的收發緩沖器,它是一個可尋址的專用寄存器,其中包含了接收器和發送器寄存器,可以實現全雙工通信。但這兩個寄存器具有同一地址(99H)。MCS-51的串行數據傳輸很簡單,只要向發送緩沖器寫入數據即可發送數據。而從接收緩沖器讀出數據即可接收數據。 ????此外,從圖中可看出,接收緩沖器前還加上一級輸入移位寄存器,MCS-51這種結構目的在于接收數據時避免發生數據幀重疊現象,以免出錯,部分文獻稱這種結構為雙緩沖器結構。而發送數據時就不需要這樣設置,因為發送時,CPU是主動的,不可能出現這種現象。 |
????串行通信控制寄存器 ????在上一節我們已經分析了SCON控制寄存器,它是一個可尋址的專用寄存器,用于串行數據的通信控制,單元地址是98H,其結構格式如下: |
??表1??SCON寄存器結構 | |||||||||
SCON | D7 | D6 | D5 | D4 | D3 | D2 | D1 | D0 | |
SM0 | SM1 | SM2 | REN | TB8 | RB8 | TI | RI | ||
位地址 | 9FH | 9EH | 8DH | 9CH | 9BH | 9AH | 99H | 98H |
????下面我們對各控制位功能介紹如下: ????(1).SM0、SM1:串行口工作方式控制位。 ????????SM0,SM1????工作方式 ????????????00??????方式0 ????????????01??????方式1 ????????????10??????方式2 ????????????11??????方式3 ????(2).SM2:多機通信控制位。 ????多機通信是工作于方式2和方式3,SM2位主要用于方式2和方式3。接收狀態,當串行口工作于方式2或3,以及SM2=1時,只有當接收到第9位數據(RB8)為1時,才把接收到的前8位數據送入SBUF,且置位RI發出中斷申請,否則會將接受到的數據放棄。當SM2=0時,就不管第位數據是0還是1,都難得數據送入SBUF,并發出中斷申請。 ????工作于方式0時,SM2必須為0。 ????(3).REN:允許接收位。 ????REN用于控制數據接收的允許和禁止,REN=1時,允許接收,REN=0時,禁止接收。 ????(4).TB8:發送接收數據位8。 ????在方式2和方式3中,TB8是要發送的——即第9位數據位。在多機通信中同樣亦要傳輸這一位,并且它代表傳輸的地址還是數據,TB8=0為數據,TB8=1時為地址。 ????(5).RB8:接收數據位8。 ????在方式2和方式3中,RB8存放接收到的第9位數據,用以識別接收到的數據特征。 ????(6).TI:發送中斷標志位。 ????可尋址標志位。方式0時,發送完第8位數據后,由硬件置位,其它方式下,在發送或停止位之前由硬件置位,因此,TI=1表示幀發送結束,TI可由軟件清“0”。 ????(7).RI:接收中斷標志位。 ????可尋址標志位。接收完第8位數據后,該位由硬件置位,在其他工作方式下,該位由硬件置位,RI=1表示幀接收完成。 |
????電源管理寄存器PCON ????PCON主要是為CHMOS型單片機的電源控制而設置的專用寄存器,單元地址是87H,其結構格式如下: |
??表2??PCON電源管理寄存器結構 | |||||||||
PCON | D7 | D6 | D5 | D4 | D3 | D2 | D1 | D0 | |
位符號 | SMOD | - | - | - | GF1 | GF0 | PD | IDL |
????在CHMOS型單片機中,除SMOD位外,其他位均為虛設的,SMOD是串行口波特率倍增位,當SMOD=1時,串行口波特率加倍。系統復位默認為SMOD=0。 |
????中斷允許寄存器IE ????中斷允許寄存器在前一節中已闡述,這里重述一下對串行口有影響的位ES。ES為串行中斷允許控制位,ES=1允許串行中斷,ES=0,禁止串行中斷。 |
??表3??IE中斷允許控制寄存器結構 | |||||||||
位符號 | EA | - | - | ES | ET1 | EX1 | ET0 | EX0 | |
位地址 | AFH | AEH | ADH | ACH | ABH | AAH | A9H | A8H |
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