單片機(jī)串行接口工作方式

作者：admin 來源:不詳發(fā)布時(shí)間：2018-05-08 瀏覽：9

AT89S52單片機(jī)的串行口有方式0、方式1、方式2、方式3四種工作方式。方式0主要用于擴(kuò)展并行輸入輸出口，方式1、2、3用于串行通信。對(duì)這4中工作方式的學(xué)習(xí)，主要是通過分析各個(gè)方式下的發(fā)送和接收邏輯來掌握。單片機(jī)的串行通信方式包括單片機(jī)與單片機(jī)之間的雙機(jī)或多機(jī)通信、單片機(jī)與PC機(jī)的通信等，需要留意。 一、串行口方式0：同步移位寄存器方式

串行口的工作方式0為移位寄存器輸入輸出方式，方式0發(fā)送或接收完8位數(shù)據(jù)后由硬件置位發(fā)送中斷標(biāo)志TI或接收中斷標(biāo)志RI。

1．方式0發(fā)送

串行數(shù)據(jù)從RXD引腳輸出，TXD引腳輸出移位脈沖。CPU將數(shù)據(jù)寫入發(fā)送寄存器（SBUF）時(shí)，立即啟動(dòng)發(fā)送，將8位數(shù)據(jù)以fosc/12的固定波特率從RXD輸出，低位在前，高位在后，直至最高位（D7位）數(shù)字移出后，停止發(fā)送數(shù)據(jù)和移位時(shí)鐘脈沖。

MOV SCON, #10H ; 串行口方式0

MOV A, SBUF ; 接收數(shù)據(jù)

JNB RI, $ ; 等待數(shù)據(jù)接收完畢

2．方式0接收

方式0接收前，務(wù)必先置位REN=1，允許接收數(shù)據(jù)。此時(shí)，RXD為串行數(shù)據(jù)輸入端，TXD仍為同步脈沖移位輸出端。當(dāng)RI=0和REN=1同時(shí)滿足時(shí)，就會(huì)啟動(dòng)一次接收過程。接收器以fosc/12的固定波特率接收TXD端輸入的數(shù)據(jù)。當(dāng)接收到第8位數(shù)據(jù)時(shí)，將數(shù)據(jù)移入接收寄存器，并由硬件置位RI，向CPU申請(qǐng)中斷。

MOV SCON, #00H ; 串行口方式0

MOV SBUF, A ; 將數(shù)據(jù)送出

JNB TI, $ ; 等待數(shù)據(jù)發(fā)送完畢

工作方式0一般用于對(duì)并行輸入輸出口的擴(kuò)展，如圖1所示。

圖1 方式0的應(yīng)用二、方式1：8位UART方式

當(dāng)SM0＝0、SM1＝l時(shí)，串行口選擇方式1，單片機(jī)工作于8位數(shù)據(jù)異步通訊方式（UART）。在方式1時(shí)，傳送一幀信息為10位，即1位起始位（0），8位數(shù)據(jù)位（低位在先）和1位停止位（1）。方式1的數(shù)據(jù)格式如圖2所示。

圖2 方式1的數(shù)據(jù)格式

1．方式1發(fā)送

當(dāng)CPU執(zhí)行MOV A，SBUF指令將數(shù)據(jù)寫入發(fā)送緩沖SBUF，啟動(dòng)發(fā)送。先把起始位輸出到TXD，然后把移位寄存器的輸出位送到TXD。接著發(fā)出第一個(gè)移位脈沖（SHIFT），使數(shù)據(jù)右移一位，并從左端補(bǔ)入0。此后數(shù)據(jù)將逐位由TXD端送出，而其左面不斷補(bǔ)入0。發(fā)送完一幀數(shù)據(jù)后，就由硬件置位TI。

圖3 方式1發(fā)送

2．方式1接收

當(dāng)REN=1且接收到起始位后，在移位脈沖的控制下，把接收到的數(shù)據(jù)移入接收緩沖寄存器（SBUF）中，停止位到來后，把停止位送入RB8中，并置位RI，通知CPU接收到一個(gè)字符。

圖4 方式1接收

三、方式2和方式3：9位數(shù)據(jù)異步通訊方式

當(dāng)SM0＝1、SM1＝0時(shí)，串行口選擇方式2；當(dāng)SM1＝1、SM0＝1時(shí)，串行口選擇方式3。方式2和方式3的工作原理相似，定義為9位的異步通訊接口，發(fā)送（通過TXD）和接收（通過RXD）一幀信息都是11位，1位起始位（0）、8位數(shù)據(jù)位（低位在先）、1位可編程位（即第9位數(shù)據(jù)）和1位停止位（1）。其數(shù)據(jù)格式如圖5所示。

圖5 方式2和3的數(shù)據(jù)格式

方式2和方式3唯一的差別是方式2的波特率是固定的，方式3的波特率是可變的。

1．方式2和方式3發(fā)送

當(dāng)CPU執(zhí)行一條數(shù)據(jù)寫入SUBF的指令時(shí)，啟動(dòng)發(fā)送器發(fā)送。把起始位（0）放到TXD端，經(jīng)過一位時(shí)間后，數(shù)據(jù)由移位寄存器送到TXD端，通過第一位數(shù)據(jù)，出現(xiàn)第一個(gè)移位脈沖。當(dāng)TB8的內(nèi)容移到位寄存器的輸出位置時(shí)，其左面一位是停止位“1”，再往左的所有位全為“0”。這種狀態(tài)由零檢測(cè)器檢測(cè)到后，就通知發(fā)送控制器作最后一次移位，然后置TI=1，請(qǐng)求中斷。發(fā)送過程如圖6所示。

圖6 方式2和3的發(fā)送

2．方式2和方式3接收

接收時(shí)，數(shù)據(jù)從右邊移入輸入移位寄存器，在起始位0移到最左邊時(shí)，控制電路進(jìn)行最后一次移位。當(dāng)RI=0，且SM2=0（或接收到的第9位數(shù)據(jù)為1）時(shí)，接收到的數(shù)據(jù)裝入接收緩沖器SBUF和RB8（接收數(shù)據(jù)的第9位），置RI=1，向CPU請(qǐng)求中斷。如果條件不滿足，則數(shù)據(jù)丟失，且不置位RI，繼續(xù)搜索RXD引腳的負(fù)跳變。接收的過程如圖7所示。

圖7 方式2和3的接收

四、波特率的計(jì)算

波特率反映串行口傳輸數(shù)據(jù)的速率，它取決于振蕩頻率、PCON寄存器的SCON位以及定時(shí)器的設(shè)定。在串行通訊中，收發(fā)雙方的數(shù)據(jù)傳送率（波特率）要遵循一定的約定。（http://www.diangon.com版權(quán)所有）AT89S52串行口的四種工作方式中，方式0和2的波特率是固定的，而方式1和3的波特率是可變的，由定時(shí)器的溢出率控制。

方式0為固定波特率：波特率=fosc/12

方式2可選兩種波特率：波特率=(2SMOD/64)×fosc

當(dāng)SMOD＝1時(shí)，波特率＝fosc/32；

當(dāng)SMOD＝0時(shí)，波特率＝fosc/64。

方式1、3為可變波特率，用T1作波特率發(fā)生器。

波特率=(2SMOD/32)×T1溢出率，T1溢出率為T1溢出一次所需時(shí)間的倒數(shù)。