第13章 串行通信接口模块(SCI)
TMS320F280X串行通信接口(SCI)参考手册
TMS320F280x串行通信接口（SCI）参考手册0 概述 (2)1.1 增强SCI模块概述 (2)1.2 SCI结构特点 (5)1.2.1 SCI相关信号 (6)1.2.2 多处理器异步通信模式 (6)1.2.3 SCI可编程数据格式 (6)1.2.4 SCI多处理器通信 (7)1.2.5 空闲线多处理器模式 (8)1.2.5.1 空闲线模式操作步骤 (9)1.2.5.2 块起始信号 (9)1.2.5.3 唤醒暂时（WUT）标志 (9)1.2.5.4 块的发送开始信号 (10)1.2.5.5 接收器操作 (10)1.2.6 地址位多处理器模式 (10)1.2.7 SCI通信格式 (11)1.2.7.1 通信模式中的接收器信号 (12)1.2.7.2 通信模式中的发送器信号 (12)1.2.8 SCI中断 (13)1.2.9 SCI波特率计算 (14)1.2.10 SCI增强特征 (14)1.2.10.1 SCI FIFO描述 (14)1.2.10.2 SCI自动波特率 (16)2.1 SCI模块寄存器概述 (18)2.2 SCI通信控制寄存器（SCICCR） (18)2.3 SCI控制寄存器1（SCICTL1） (20)2.4 SCI波特率选择寄存器（SCIHBAUD，SCILBAUD） (22)2.5 SCI控制寄存器2（SCICTL2） (23)2.6 SCI接收器状态寄存器（SCIRXST） (24)2.7 接收数据缓冲寄存器（SCIRXEMU，SCIRXBUF） (26)2.7.1 仿真数据缓冲器（SCIRXEMU） (26)2.7.2 接收数据缓冲器（SCIRXBUF） (26)2.8 SCI发送数据缓冲寄存器（SCITXBUF） (27)2.9 SCI FIFO寄存器（SCIFFTX, SCIFFRX, SCIFFCT） (27)2.10 优先级控制寄存器（SCIPRI） (30)0 概述串行通信接口（SCI）是采用双线通信的异步串行通信接口，即通常所说的UART口。
串行通信接口SCI
串行通信分为同步通信和异步通信。
串行通信接口都具有发送引脚TXD和接收引脚RXD，它们是TTL平电。
如果要利用这两个引脚与外界实行异步通信，必须将TTL电平转化为RS-232电平。
SCI是一种全双工异步串行通信接口，主要用于MCU与其他计算机或设备之间的通信，几个独立的MCU也能通过SCI实现串行通信，形成网络。
从编程角度看，先设定好波特率，通信格式，是否校验，是否允许中断等。
接着发送数据时，先检查相应的标志位是否允许发送数据，如果可以，则把数据放入SCI数据寄存器即可，剩下的工作芯片自动完成：将数据从SCI数据寄存器送到发送移位寄存器，硬件驱动将发送移位寄存器里的数据按规定发送到发送引脚TXD，供对方接收。
接收时，数据逐位从接收引脚RXD进入到接收移位寄存器，当收到一个完整字节时，芯片会自动将数据送到SCI数据寄存器，并置相应的标志位，我们就可以根据标志位的情况来读取数据了。
SCIBDH:TNP[1:0]：发送窄脉冲位。
此位的设定与SCI传送的脉冲对应关系如下表：SCIBDL:SBR[12:0]：波特率设定位当IREN=0时，SCI波特率=SCI总线时钟/（16*SBR[12:0]）当IREN=1时，SCI波特率=SCI总线时钟/（32*SBR[12:1]）SCICR1:控制寄存器1（当AMAP=0时有效）LOOPS：循环模式选择位。
LOOPS=0时，为正常模式。
LOOPS=1时，为自发自收模式，在此模式下，RXD引脚与SCI内部断开，内部发送数据直接作为接收的输入，用于测试。
接收器的输入由RSRC位决定。
SCISWAI：当SCISWAI=0时，SCI可以在等待模式下工作。
当SCISWAI=1时，SCI 不可以在等待模式下工作。
RSRC：当LOOPS=1时，RSRC位决定接收移位寄存器接收数据的来源。
RSRC=1，RXD引脚与SCI模块断开，SCI用TXD引脚来发送及接收。
RSRC=0时，发送器的输出作为接收器的输入。
TMS320x280x串行通讯接口(SCI)手册
TMS320x280x, 2801x, 2804x Serial Communications Interface (SCI) Reference Guide.pdf串行通讯接口（SCI）两线异步串行接口，即UART。
支持半双工和全双工通讯。
发送或接收完成通过中断驱动或查询状态标志实现。
波特率自适应。
包含两个SCI模块：SCI-A、SCI-B。
Character——Frame中的数据位Frame——起始位+数据位+(地址位)+校验位+停止位Block——若干Frame多处理器通讯：同一时刻只能有一个处理器作为数据发送者占用串行总线。
在Block中包含一个Address字节，接收者通过鉴别该字节判断是否与自己通讯，如果不符，则后续字节不会触发中断。
直至下一Address字节到来（触发中断），方再次判断。
通过置位SLEEP可以实现只有Address字节可触发中断，当中断处理程序判别出符合的Address字节后，需手动复位SLEEP，以允许后续数据字节触发中断。
idle-line多处理器通讯机制以10位或更多位高电平作为idle time。
idle time用以区分Block。
Block内首个Frame是address。
实现步骤：1)idle time唤醒SCI模块；2)处理器将识别下一个SCI中断；3)中断处理程序对收到的address和程序预知的地址进行比较；4)如果比较结果一致，中断服务程序应使SLEEP复位，并且接收剩余的数据Frame；如果不一致，则SLEEP保持置位。
idle time的生成方法：1)制造延时。
2)将TXWAKE置位，再向SCITXBUF写入一个字节，将发送长度为11位的idle time。
address bit多处理器通讯机制每一Frame额外包含一个address位。
Block内首个Frame 的address位为1，其余Frame的address位为0。
实现步骤：1)将TXWAKE置位，向SCITXBUF写入地址字节；2)TXWAKE复位以发送剩余非地址Frame。
第7章 串行通信接口(SCI)
第7章串行通信接口(SCI)目前几乎所有的台式电脑都带有9芯的异步串行通信口，简称串行口或COM口。
有的台式电脑带有两个串行口，分别称为COM1、COM2口。
大部分的笔记本电脑也带有串行口。
随着USB接口的普及，串行口的地位逐渐变低了。
但是，作为设备间的一种简便的通信方式，在相当长的时间内，串行口还不会消失。
因为简单且常用的串行通信只需要三根线(发送线、接收线和地线)，所以，串行通信可以作为MCU与外界通信的简便方式之一。
大部分嵌入式MCU都具有串行通信接口(Serial Communication Interface，SCI)，掌握SCI的编程是学习MCU的重要内容之一。
本章从掌握规范的SCI基本编程角度讨论串行通信编程，把与芯片型号相关内容和与芯片型号无关内容区别开来，便于读者融会贯通与实际应用。
本章7.1、7.2节是与芯片无关的有关串行通信的通用基础知识，只有理解这些基础知识，才能进行串行通信的应用。
7.3、7.4节阐述GP32芯片的SCI模块的编程方法，在此基础上，重点掌握7.5节给出的编程实例。
注意，在汇编程序中，只有初始化子程序与GP32相关，收发程序在整个08系列中是通用的，在C程序中，只有初始化子程序与GP32相关，收发程序对任何芯片是通用的。
当然，要注意头文件SCI.h相关位的定义。
关于串口程序的测试，最好利用教学资料中提供的PC机方的高级语言源程序进行。
根据自己对高级语言的熟悉程度选用VB、C#、VC或其他高级语言。
实际上，掌握一门PC机方的高级语言编程对嵌入式系统开发是必要的。
7.1异步串行通信的基础知识本节简要概括了串行通信中的通常使用的相关基本概念，为学习MCU的串行接口编程做准备。
对于已经了解这方面知识的读者，可以略读本节。
7.1.1基本概念“位”(bit)是单个二进制数字的简称，是可以拥有两种状态的最小二进制值，分别用“0”和“1”表示。
在计算机中，通常一个信息单位用8位二进制表示，称为一个“字节”(byte)。
SCI
SCI(serial communication interface)串行通信接口SCI 是一个双线的异步接口，即具有接受和发送两根信号线的异步接口，一般可以看着UART(通用异步接收/发送装置)，SCI可以工作在查询和中断的方式实例：设计时使用MAX3232芯片将SCI 设计成串口RS232，那么X2812就可以和其他使用RS232接口的设备进行通信，当然也可设计成其他电平形式的串口，如RS485。
2812具有2个相同的SCI 模块，SCIA,SCIB 。
每个模块都有一个接收器和发送器，发送器和接收器都具有一个16级深度的FIFO 队列。
它们都自己独立的使能位和中断位。
工作模式：一．SCI 模块的特点1. 有两个引脚，发送SCITXD 和接收SCIRXD ，分别对应FPIOF 模块的第4位和第5位。
在编程初始化时，需要将GPIOFMUX 寄存器的第4位和第5位置1，否则这两个引脚就是通用数字I/O 口。
2. 外部晶振通过PLL 模块倍频之后产生了CPU 的系统时钟SYSCLKOUT ，经低速时钟预定标器之后输出低速外设时钟LSPCLK 提供给SCI 模块，要保证SCI 正常运行，系统控制模块必须使能SCI 时钟，只有使能了，LSPCLK 才能供给SCI 。
也就是在系统初始化函数中需要将外设时钟控制寄存器PCLKCR 的SCIAENCLK 位置1.3. SCI 具有4种错误检测标志：极性错误，超时错误，帧错误，间断检测A A ABB B单工，A 只发，B 只接半双工，A,B 都可发，同一时刻只能接收或发送全双工，任何时刻，都可发4.具有双缓冲接收和发送功能，接收缓冲寄存器位SCIRXBUF，发送缓冲寄存器为SCITXBUF。
独立的发送器和接收器使得SCI可以工作于半双工或全双工5.可以产生两个中断:SCIRXINT和SCITXINT，即接收中断和发送中断，SCI模块具有独立的发送中断使能位和接收中断使能位，发送和接收可以通过中断方式实现，也可以查询中断方式是实现6.在多处理器模式下，SCI模块具有两种唤醒方式：空闲线方式和地址位方式。
第13章 串行通信接口模块(SCI)
一条串行线上每刻只能有一个节点发送数据（发送使能控 制），但可以多个节点同时接收数据。
根据地址信息识别方法的不同，多处理器通信方式分为空
闲线模式和地址位模式。
28
13.4 SCI接口应用
13.4.1 硬件设计 标准串行总线接口
RS-232标准 半双工RS485通信 全双工RS422通信 RS-232与RS485的电平比较
30
RS-232接口的硬件连接
RS232的信号定义： TXD/RXD : 是一对数据线，TXD称发送数据输出，RXD称接收数据输入，当 两台计算机以全双工方式直接通信时，双方的这两根线应交叉连接。 GND: 所有的信号都要通过信号地线构成回路。
1～2个停止位 区分地址和数据的附加位（仅地址位模式时存在）
与RS232 格式兼容
12
SCI数据格式的配置
SCIA的通信控制寄存器
STOP BITS：指定发送时停止位个数，0－1个停止位，1－2个停止位； EVEN/ODD PARITY：奇偶校验选择， 0－奇校验， 1－偶校验； PARITY ENALBE：校验使能， 0－禁止奇偶校验，1－允许奇偶校验； LOOPBACK ENA：环路测试模式使能，1－TX数据内部送Rx，0－禁止 ADDR/IDLE MODE：多处理器模式选择，0－空闲线模式，1－地址位模式 SCICHAR2~0：数据长度选择，1～8位数据（000－111）。
发送器和接收器有独立的中断使能位(TX INT ENA、RX/BK INT、 RX ERR). 当中断被屏蔽时，但标志位仍然有效，可以反映发送 和接收状态； 发送器有一个SCITXBUF空标志(TXRDY＝1)，接收器有3个中 断标志：
SCI模块讲解
SCI模块SCI即一种通用异步通信接口UART，SCI采用异步通信方式，只需要发送和接收两根线，通信双方微处理器使用各自的时钟，适用于对另外的设备长距离的低速率通信。
在DSP中，SCI就是UART 通信。
一位一位的按顺序传送带通信方式。
F28335处理器共提供了3个SCI接口，在原有功能基础上增加了通信速率自动检测和FIFO缓冲等新功能，为了减少串口通信时CPU的开销，F28335的串口支持16级接收和发送FIFO。
SCI的接收器和发送器可以使用双级缓冲传送数据，并且SCI接收器和发送器有各自独立的中断和使能位。
为了保证数据的完整，SCI模块对接收到的数据进行间断，极性，超限和帧错误的检测。
SCI采用硬件对通信数据进行极性和数据格式检查，通过对16位的波特率控制寄存器进行编程，可以配置不同的SCI通信速率。
SCI的数据格式：ADD DAIA:仅在地址模式下使用。
作为区分数据和地址的附加位。
可以使用SCI通信控制寄存器（SCICCR）配置SCI通信采用的数据格式。
因为接收器使用帧同步，外部发送和接收器不需要使用串行同步时钟，时钟由器件本身提供。
SCI接收器的缓冲器有SCIRXBUF和SCIRXEMU两个。
这两个寄存器的内容相同，读SCIRXEMU寄存器不会对RXRDY清零，而读SCIRXBUF寄存器将对RXRDY清零。
1.普通模式信号接收。
●标志位RXENA（SCICTL1,位0）变高，使能接收器接收数据。
●数据到达SCIRXD引脚后，检测起始位。
●数据从RXSHF寄存器移位到接收缓冲器（SCIRXBUF），产生一个中断申请，标志位RXRDY（SCIRXST,位6）变高表示已接收一个新字符。
●程序读SCIRXBUF寄存器，标志位RXRDY自动被清除。
●数据的下一个字节达到SCIRXD引脚时检测启动位，然后清除。
●位RXENA变低，禁止接收器接收数据。
继续向RXSHF转载数据，但不移入到接收缓冲寄存器。
6.5_串行通信接口SCI模块080408
接收缓冲器/间断中断使 能
0
TX INT ENA
发送缓冲器中断使能控 制TXRDY标志引起的 中断
0－禁止TXRDY中断； 1－使能TXRDY中断
南京航空航天大学自动化学院DSP技术应用实验室
(4)SCI优先级控制寄存器SCIPRI 规定SCI发送和接收中断的优先级以及 SCI模块在仿真挂起时的操作.
2. SCI接收操作 ⑤接收器继续接收下一帧数据，检测起始位， 重复上述操作。 ⑥若第二帧数据尚未接收完毕（时刻6）， RXENA=0，则将这一帧数据全部接收完毕后再 停止，但RXSHF中的数据并不传送到SCIRXBUF 中。
南京航空航天大学自动化学院DSP技术应用实验室
四、 SCI操作控制
3. SCI错误处理操作
7052h
SCIHBAUD
SCI波特率选择寄存器高8位
7053h
7054h
SCILBAUD
SCICTL2
SCI波特率选择寄存器低8位
SCI控制寄存器2
保存波特率控制数据低8位
发送中断使能，接收缓冲器/ 间断中断使能，发送准备好 标志和发送空标志。 存放7个接收状态标志
7055h
SCIRXST
SCI接收状态寄存器
四种错误：间断错误、奇偶性错误、溢出错误和帧错 误 ① 数据帧错误（Framing error）：若超过一段时间 后仍收不到期待的停止位。 发生数据帧错误时，FE（SCIRXST.4）置位。 ②奇/偶校验错误（Parity error）：检测接收到的数 据中1的个数是否正确，用于有限差错检测。 发生奇偶校验错误时，PE（SCIRXST.2）置位。
南京航空航天大学自动化学院DSP技术应用实验室
2. SCI模块的主要部件
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13.3 SCI的增强功能
13.3.1 SCI的16级FIFO缓冲
复位：上电复位时，工作在标准SCI模式，禁止FIFO功能。 FIFO的寄存器SCIFFTX、SCIFFRX和SCIFFCT都被禁止。
标准SCI ：标准F24x SCI模式，TXINT/RXINT中断作为 SCI的中断源。
FIFO使能：通过将SCIFFTX寄存器中的SIFFEN位置1， 使能FIFO模式。
5
异步通信：收发双方的时钟不是同一个时钟，是由双方各自 的时钟实现数据的发送和接收。但要求双方使用同一标称频 率，允许有一定偏差。 异步通信的同步方法：要正确传输字符，准确读取每一位是 必须用各自的时钟同步的，为克服不同时钟的偏差，每个字 符都有一个起始位进行同步。 典型的异步串行通信接口：RS-232、RS-422/485、USB等
CPU SCIRXBUF RXSHF SCIRXD 地址位模式
15
每个字符6个数据位
通信过程中的发送器信号
1）TXENA＝1（SCICTL1.D1），使能发送器发送数据；
3个数据位
地址位模式
2）程序写数据到SCITXBUF寄存器，此时发送器不为空，TXRDY变低； 3）SCI发送数据到移位寄存器TXSHF后，产生中断请求，同时TXRDY变高； 4）TXRDY变高后，程序写第二个字符到SCITXBUF，随后TXRDY又变低； 5）发送完第一个字符，开始将第二个字符移位到寄存器TXSHF； 6）TXENA＝0，禁止发送数据，SCI继续完成当前字符的发送； 7）第二个字符发送完成后，发送器变空，TXEMPTY＝1。
RS-232接口电路
RS-232C标准
计算机远程通信
DTE（Data Terminal Equipment）数据终端 DCE（Data Communications Equipment）数据通信装置
机械连接：25针，9针 电气方面：采用负逻辑电平：－5V～－15V ＋5V～＋15V 规定为逻辑 “1” 规定为逻辑 “0”
LSPCLK (BRR + 1) x 8
,
BRR = 1 to 65535
SCI baud rate =
LSPCLK 16
,
BRR = 0
21
SCI的波特率计算
Baud-Select MSbyte Register (SCIHBAUD) – 0x007052
7 BAUD15 (MSB) 6 BAUD14 5 BAUD13 4 BAUD12 3 BAUD11 2 BAUD10 1 BAUD9 0 BAUD8
第13章 串行通信接口（SCI）
13.1 SCI接口特点 13.2 SCI数据格式
13.3 SCI增强功能
13.4 SCI接口应用 13.5 接收发送数据
1
计算机通信概述
计算机间或计算机与外部设备间交换信息，称为计算机通信。
计算机通信方式：1）串行通信；2）并行通信。 并行通信：各位数据都是并行传输的，它以字节（或字）为 单位与I/O设备或被控对象进行数据交换。一般包括8条数据 线，几条控制线和状态线。例如XINTF、并行打印机接口等。 特点：传输速度快；硬件开销大；只适合近距离传输。 串行通信：在一条传输线上一位一位地传送二进制信息。每 一个数据位占用一固定的时间长度。 特点：具有传输线少，成本低等优点，适合远距离传输；缺 点是速度慢。
9
SCI与CPU间的接口
CPU
两个外 部引脚
SCI模块
13个控制 寄存器 3.3V TTL 电平
只能以 16位方 式访问
10
13.2 SCI的数据格式
SCI通信中，带有格式信息的数据字符称作一帧， 数 据格式包括： 一个开始位
1～8个数据位（通常为8位）
一个奇/偶校验位或无奇偶校验位
错误标志位不能被直接清除，只能通过软件复位或系统复位来清除。
20
SCI的波特率计算
波特率：串行通信过程每秒钟传送的二进制脉冲数目，单
位: bit/s （位/秒） 串行时钟SCICLK由低速外设时钟LSPCLK和波特率选择寄 存器确定；
SCI使用16位波特率选择寄存器，可以设定为64K种波特率；
1～2个停止位 区分地址和数据的附加位（仅地址位模式时存在）
与RS232 格式兼容
12
SCI数据格式的配置
SCIA的通信控制寄存器
STOP BITS：指定发送时停止位个数，0－1个停止位，1－2个停止位； EVEN/ODD PARITY：奇偶校验选择， 0－奇校验， 1－偶校验； PARITY ENALBE：校验使能， 0－禁止奇偶校验，1－允许奇偶校验； LOOPBACK ENA：环路测试模式使能，1－TX数据内部送Rx，0－禁止 ADDR/IDLE MODE：多处理器模式选择，0－空闲线模式，1－地址位模式 SCICHAR2~0：数据长度选择，1～8位数据（000－111）。
13
SCI通信格式
1） 4个SCICLK周期的连续低电平表示有效的起始位； 2） 接收器收到1个起始位后开始接收数据； 3） 每个串行数据位占用8个SCICLK时钟周期；
4） 在随后的各位中进行三次采样(4、5、6)确定该位电平；
5）串口两端的接收/发送器分别使用各自的时钟(异步方式)。
14
通信过程中的接收器信号
SCI是一种异步串行通信接口，即通常所说的UART
SCI支持16级接收和发送FIFO，有助于减少CPU的开销 如果不使用FIFO时，SCI接收器和发送器采用两级缓冲方式 SCI可工作于半双工或全双工模式（RS485/422） 两种多处理器通信模式：空闲线与地址位多处理器模式
为保证数据的完整性，SCI模块对接收到的数据可以进行间 断、奇偶、超限和帧错误检测。
SCI的中断（续）
1、发送器中断：
1）置位TX INT ENA（SCICTL2.0）；
2）只要SCITXBUF中数据传送到TXSHF中，就会产生发送器中断； 3）该操作将TXRDY置位（SCICTL2.7），表示CPU可以继续写 数据。 2、接收器/间断中断： 如果置位RX/BK INT ENA (SCICTL2.1), 则下列条件之一产生接 收器中断： 1）SCI接收到一个完整的帧，并将RXSHF中的数据送SCIRXBUF， 就会产生接收器中断，同时将RXRDY置位（SCICTL2.6）；
CPU SCITXBUF TXSHF SCITXD
16
CPU SCITXBUF TXSHF SCITXD
CPU SCIRXBUF RXSHF SCIRXD
发送
接收
SCI通信过程可以使用中断方式或查询方式控制接收器和发送
SCI的中断
器的工作；
错误中断）
共3个中断源，发送器1个，接收器2个（接收/间断公用、接收
Baud-Select LSbyte Register (SCILBAUD) – 0x007053
7 BAUD7 6 BAUD6 5 BAUD5 4 BAUD4 3 BAUD3 2 BAUD2 1 BAUD1 0 BAUD0 (LSB)
SCI的波特率和PC串口的波特率有误差，通常波特率越高，误差越大。
6
计算机通信接口
7
F2812 SCI 通信模块
TX FIFO_0
全双工
TX FIFO_0
TX FIFO_15
TX FIFO_15
SCITXBUF
8 SCITXD SCITXD
SCITXBUF
8
TXSHF
TXSHF
RXSHF
8
SCIRXD
SCIRXD
RXSHF
8
SCIRXBUF
RX FIFO_0
SCIRXBUF
源
ห้องสมุดไป่ตู้
0 1 0 1 0 1 1 0
D0
D7
0 1 0 1 0 目的 1 1 0
01101010
源
8T
目的
T
并行通信
串行通信
串行通信技术分类
1 . 全双工方式、半双工方式和单工方式（数 据传送方向不同）
串行通信技术分类
2. 同步通信、异步通信（收发双方是否使用同一时 钟）
同步通信:发送器和接收器通常使用同一时钟源来同步。方法 是在发送器发送数据时同时包含了时钟信号，接收器利用该 时钟信号进行接收。 下一章介绍SPI，是一种同步串口。
30
RS-232接口的硬件连接
RS232的信号定义： TXD/RXD : 是一对数据线，TXD称发送数据输出，RXD称接收数据输入，当 两台计算机以全双工方式直接通信时，双方的这两根线应交叉连接。 GND: 所有的信号都要通过信号地线构成回路。
1）置RXENA＝1（SCICTL1.D0），使能接收器接收数据； 2）数据到达SCIRXD引脚后，检测起始位（SCI自动实现）； 3）数据从RXSHF寄存器移位到接收缓冲寄存器（SCIRXBUF）， 产生一个中断请求，同时接收器数据准备好标志RXRDY＝1； 4）用户程序读取SCIRXBUF寄存器，标志位RXRDY自动清零； 5）数据的下一个字符到达SCIRXD引脚，检测到起始位； 6）RXENA=0，禁止接收数据。继续向RXSHF装载数据，但不送入SCIRXBUF。
RX FIFO_0
RX FIFO_15
RX FIFO_15
SCI Device #1
SCI Device #2
13.1 SCI接口的特点
串行通信接口（SCI－Serial Communication Interface） F2812包含两个SCI接口，记做SCIA和SCIB
2）间断检测条件发生（在一个缺少的停止位后，SCIRX保持10 周期的低电平）。该操作将BRKDT置位，并产生中断。