第1讲串口工作方式1

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波特率的计算公式

现以（定时器方式2）自动加载定时初值为 例计算：
当TH1=FDH=253D时， 晶震为11.0592时，SMOD=0时 波特率=11.0592/32/12/3 =0.096M =9.6Kb 溢出率 计数个 数
常用数据传输率设置方法
定时器1 数据传输率/Hz fOSC/MHz SMOD C/T 方式 重新装入值

方式1输出时序如下：
写入SBUF TXD TI（中断标志） 起始
D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7
停止位
方式1 输入时序
REN，允许串行接收位。由软件设置 REN=1，启动串行口接收数据； REN=0，则禁止接收
RXD 位采样脉冲 RI（中断标志） 起始
D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7
X X FFH FDH FDH FAH F4H E8H 0FEEH
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通过波特率反推定时器初值

1．计算位间隔时间（即波特率的倒数）
位间隔时间（us） = 106 （us）/ 波特率（bps）

2．计算单片机机器周期：
机器周期（us）= 12 / 晶振频率（Mhz）

3．计算定时器初值：
需要指令周期个数 = 位间隔时间（us） / 指令周期 （us） 定时器初值 = 2n — 需要指令周期个数 n为定时器位数。
方式0最大：1M 方式2最大：375k 方式1、3：62.5k 19.2k 9.6k 4.8k 2.4k 1.2k 110
12 12 12 11.0592 11.0592 11.0592 11.0592 11.0592 12
X 1 1 1 0 0 0 0 0
X X 0 0 0 0 0 0 0
X X 2 2 2 2 2 2 1
单片机项目四
单片机通信
项目基本任务：双机通讯

甲方按键‘1’并向乙方发出指令，乙方播放 音乐 显示 显示
- 1
甲机
按键
- 乙机
播放 音乐
喇 叭
2
扩展任务：多机通信

拓扑：总线 协议：主从式，轮询法
图 9.23 多机通信示意图
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基本任务分解
• 甲机发送信息给乙机，乙机显示
• 单片机播放音乐
• 甲机控制乙机播放音乐


4）再隔16个接收时钟，对输入信号检测一次，把对 应的值作为D1位数据。….，直到全部数据位都输入。
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串口通信的接收过程 ：异步

5）检测校验位P（如果有的话）。
6）接收到规定的数据位个数和校验位后,通信接口电路希望收 到停止位S(逻辑1)，若此时未收到逻辑1，说明出现了错误， 在状态寄存器中置“帧错误”标志。若没有错误，对全部数据 位进行奇偶校验，无校验错时，把数据位从移位寄存器中送数 据输入寄存器。若校验错，在状态寄存器中置奇偶错标志。 8）当信号再次变为低时，开始进入下一幀的检测。
间隙任意 接 收 10100100 设 备
1 0 10100100 1 0 11100110 1
发 送 0 11100110 设 备
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异步的概念
异步通信是以字符（构成的帧）为单位 进行传输 字符与字符之间的间隙（时间间隔）是 任意的，即字符之间是异步的 同一字符内的各位是同步的

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80C51的串行口

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寄存器PCON

单片机内部有一个电源管理寄存器PCON， 这个寄存器的最低两位，IDL和PD用来设定 是否使单片机进入空闲模式和掉电模式。
B7 SMOD B6B5B4 --B3 GF1 B2 GF0 B1 PD B0 IDL

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寄存器PCON
PD:降低8051功率消耗控制位 IDL:8051芯片闲置状态操作控制位。 SMOD:双倍波特率控制位 GF1:一般用途标志。 GF0:一般用途标志。）
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●TI，发送中断标志位。在方式0时，当串 行发送第8位数据结束时，或在其它方式， 串行发送停止位的开始时，由内部硬件使TI 置1，向CPU发中断申请。在中断服务程序 中，必须用软件将其清0，取消此中断申请。 ●RI，接收中断标志位。在方式0时，当串 行接收第8位数据结束时，或在其它方式， 串行接收停止位的中间时，由内部硬件使RI 置1，向CPU发中断申请。也必须在中断服 务程序中，用软件将其清0，取消此中断申 请。
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●SM2，多机通信控制位，主要用于方式2和方式3。 当接收机的SM2=1时可以利用收到的RB8来控制是 否激活RI（RB8＝0时不激活RI，收到的信息丢弃； RB8＝1时收到的数据进入SBUF，并激活RI，进而 在中断服务中将数据从SBUF读走）。当SM2=0时， 不论收到的RB8为0和1，均可以使收到的数据进入 SBUF，并激活RI（即此时RB8不具有控制RI激活的 功能）。通过控制SM2，可以实现多机通信。 在方式0时，SM2必须是0。在方式1时，若SM2=1， 则只有接收到有效停止位时，RI才置1。 ●REN，允许串行接收位。由软件置REN=1，则启 动串行口接收数据；若软件置REN=0，则禁止接收。
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谢谢观赏
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*单片机常用11.0592M的的晶振

波特率为9600BPS每位位宽t1=1/9600s 晶振周期t2=1/11.0592/1000000S 单片机机器周期12*t2 t1/机器周期=96 即对于9600BPS的串口，单片机对其以96倍的 速率进行采样。 如果单片机晶振用的不正确，会对串口接收产 生误码。
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●TB8，在方式2或方式3中，是发送数据的 第九位，可以用软件规定其作用。可以用作 数据的奇偶校验位，或在多机通信中，作为 地址帧/数据帧的标志位。 在方式0和方式1中，该位未用。 ●RB8，在方式2或方式3中，是接收到数据 的第九位，作为奇偶校验位或地址帧/数据 帧的标志位。在方式1时，若SM2=0，则 RB8是接收到的停止位。
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波特率的计算
波特率，通信的速率，在串行通信中，收发 双方设置相同的速率。 波特率=发送接收时钟/n 同步通信，n=1，波特率等于时钟 方式0的波特率 = fosc/12 异步通信，n=16,32,64
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波特率的计算
串口方式0和方式2的波特率是固定的；而方式 1和方式3的波特率是可变的，由定时器T1的溢 出率来决定。 串行口工作方式的波特率计算公式 方式0的波特率 = fosc/12 方式2的波特率 =（2SMOD/64）·fosc 方式1的波特率 =（2SMOD/32）· （T1溢出率） 方式3的波特率 =（2SMOD/32）· （T1溢出率）
SM0
SM1
SM2
REN
TB8
RB8
TI
RI
SM0 0 0 1 1
SM1 0 1 0 1
工作方式 方式0 方式1 方式2 方式3
功能 8位同步移位 寄存器 10位UART 11位UART 11位UART
波特率 fosc/12 可变 fosc/64或 fosc/32 可变
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51串口工作方式1
帧格式：10位，其中1位起始位，8位数据位，1位 停止位。 TXD为数据发送引脚，RXD为数据接收引脚 REN:接收允许控制位，REN为1允许接收
}
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串口通信的接收过程 ：异步

1）开始通信时，信号线为空闲（逻辑1）,当检测到 由1到0的跳变时，开始对“接收时钟”计数。

2）当计到8个时钟时，对输入信号进行检测，若仍 为低电平，则确认这是“起始位”，而不是干扰信号。 3）接收端检测到起始位后，隔16个接收时钟，对输 入信号检测一次，把对应的值作为D0位数据。若为 逻辑1, 作为数据位1；若为逻辑0，作为数据位0。
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串口通信的传输格式


线路空闲时，线路的TTL电平总是高，经反向RS232的 电平总是低。一个数据的开始RS232线路为高电平， 结束时Rs232为低电平。数据总是从低位向高位一位 一位的传输。示波器读数时，左边是数据的高位。 例如，对于16进制数据55aaH，当采用8位数据位、1 位停止位传输时，它的帧结构如下： 55H=01010101B，取反后10101010B，加入一个 起始位1，一个停止位0，55H的数据格式为 0101010101, aaH=10101010B，取反后01010101B，加入一个 起始位1，一个停止位0，55H的数据格式为 37 0010101011。
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串行口方式1初始化



确定串行口工作方式（编程 SCON寄存器） void init_uart() { 开串口中断 SCON=0x50; //0101 0000, 方式1，REN=1 设置T1的工作方式（编程 ES=1; TMOD寄存 EA=1; 器）； PCON=0x80; 计算T1的初值，装载TMOD=0x20; TH1、TL1； TH1=0xfd; TL1=0xfd; 启动T1 TR1=1;
波特率与比特率




波特率表示每秒钟调制信号变化的 次数 ， 单位是： 波特 （Baud）。波特率和比特 率不总是相同的 比特率是每秒钟传输二进制代码的 位数 ， 单位是：位／秒（bps）。 对于将数字信号1或0直接用两种不同电压表示 的所谓 基带 传输，比特率和波特率是 相 同 的。 我们也经常用波特率表示数据的传输速率。
通讯的收发单片机有独立的程序，独立的时钟
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双机通讯实物


下方机按钮 控制上方机 的灯 上方机传回 数据在下方 机的灯上显 示
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串口通信软件设计

串口的工作方式1、2、3都是异步通讯 通信速率设置 发送接收数据的编程控制
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同步通信


同步通信时要建立发送方时钟对接收方 时钟的直接控制，使双方达到完全同步。 传输数据的位之间的距离均为“位间隔” 的 整数倍，同时传送的字符间无间隙， 即保持位同步关系，也保持字符同步关 系。