第5章单片机串行接口技术.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第,5,章,80C51,单片机的串行接口技术,第5章,80C51单片机的串行接口技术,学习目的,（,1,）了解,通信的概念，熟悉串行通信和并行通信原理；,（,2,）理解,串行通信的,3,种制式,；,（,3,）掌握,串行通信的标准；,（,4,）掌握,80C51,串行口的通信原理和通信方法；,（,5,）熟悉,新型串行通信总线标准。,学习重点和难点,（,1,）串行,通信的原理和,数据帧格式,；,（,2,）,RS-232C,的接口标准及电气标准；,（,3,）,80C51,串行口的,通信方式,设置及,波特率,设置方法；,（,4,）,80C51,单片机间的,通信,和单片机与,PC,机的通信程序设计方法；,（,5,）,I,2,C,总线,和,SPI,总线的应用编程。,计算机通信,是将计算机技术和通信技术的相结合，完成,计算机与外部设备,或,计算机与计算机,之间的,信息交换,。可以,分为两大类：并行通信与串行通信。,并行通信,是将所传送数据的各位用多条数据线,同时,进行 发送或接收。,特点：,控制简单、传输,速度快,；由于传输线较多，长距离传送时,成本高,且接收方的各位同时接收存在困难，适合于,短距离,传输,30m,。,5.1,串行通信概述,串行通信,是将所传送数据分成,一位一位,的形式，在一条传输线上,逐位顺序的,传送。,特点,：传输线少，长距离传送时,成本低,，且可以利用电话网等现成的设备，但,速度慢,，数据的,传送控制,比并行通信,复杂,。,5.1.1,串行,通信,的分类,通常,情况下，在串行通信中根据信息传送的,格式分为：,异步串行通信,和同步串行,通信,。,同步通信方式是以,数据块,(,字符串,),的方式传送的，数据传输率高，适合高速率、大容量的数据通信，但对硬件要求较高。,异步通信中，是以,字符为单位,传送的，数据传送可靠性高，适合低速通信的场合。,1,、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,。同时传送的字符间不留间隙，即,保持位同步,关系，,也保持字符同步,关系。,在实际同步通信中，由,同一,频率的,时钟,脉冲来实现发送和接收的,同步,。在,发送时,要在数据开始处,插入,1,2,个,同步字符,，,接收端,在,检测,到同步字符后，就开始接收,任意位,的串行数据。,2,、异步通信,异步通信,是指通信的,发送与接收设备使用,各自的时钟,控制数据的发送和接收过程。,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,，但每个字符中的各位是以,相同固定,的时间传送的，即,同一字符内的各位是同步的,。,为使双方的,收发协调,，要求,发送方和接收方必须保持,相同的波特率,(Baud Rate),才能实现正确的数据传送。,波特率,是指单位时间内传送的信息量，即,每秒钟传送的二进制位数,(,亦称比特数,),，单位,是,bit/s,，即位,/,秒,波特率,=1,二进制位持续时间,异步通信,用起始位“,0”,表示字符的开始，然后,从低位,到高位逐位传送数据，最后用停止位“,1”,表示字符的,结束,。,在异步通信中，字符帧的,编码形式,起始位,：逻辑,“,0”,信号，占,1,位,;,对于,发送端,：,在,发送数据之前,向线路送一个低电平,“,0”,；用以通知接收端做好接收的准备；,不发送数据就保持为高电平“,1”,，即空闲信号。,对于接收端：不断的,检测线路,状态，若连续为“,1,”,后又检测到一个,“,0”,，则,立即,准备,接收数据,。,数据位,：逻辑“,0”,、“,1”,信号；,占,5,8,位，在数据发送时；,总是,低位,在,先,，,高位最后,。,奇偶校验位,：逻辑“,0”,或“,1”,信号，占,1,位,用于在数据传送时作,正确性,检查，通常有：,奇校验,、,偶校验和无校验,三种情况。,可作为控制位，用于判定该字符所代表的,信息,(1-,地址,或,0-,数据,等,),。,停止位,：逻辑“,1”,信号，,用于表征字符的,结束,，,该位可以时,1,、,1.5,或,2,个比特位，,在实际应用中由,用户根据需要,设定。,单 工：数据只能,单向,传送,半双工：可,分时,进行,双向,传送,方向切换,全双工：可,同时,进行,双向,传送,发送器,接收器,发送器,接收器,甲机,乙机,信号地,半双工,发送器,接收器,接收器,发送器,甲机,乙机,信号地,全双工,发送器,接收器,甲机,乙机,信号地,单工,5.1.2,串行通信制式,5.1.3,串行通信接口标准,在,单片机控制系统中，常用的串行通信接口标准有：,RS-232C,、,RS-449,、,RS-422A,、,RS-423A,、,RS-485,、,20mA,电流环,、,USB,、,IIC,及,SPI,等总线接口,标准。,1,、比特率发生器,为接受器,/,发送器提供精确的发送时钟,TXC,和接受时钟,RXC,。,从而控制发送字符与接受字符的速度。,2,、发送器,/,接收器,串,并转换,发送器：,从,CPU,接收并行数据，转换成串行数据后输出给外部设备。,接收器：,从外部设备接收串行数据，转换为并行数据后传送给,CPU,3,、电平转换或电流转换电路,-,串行接口总线,串行通信接口的组成：,1,、,RS-232C,总线,目前在,IBM PC,机上的,COM1,、,COM2,接口,就是,RS-232C,接口。,1,）,RS-232C机械特性,数据终端设备,DTE,(Data Terminal Equipment),：,在具有一定的,数据处理能力,和,数据收发能力,的设备,上使用,插座,；如,PC,机、单片机、只能仪表,数据通讯设备,DCE,（Data Communication Equipment),：在,DTE和传输线路之间提供,信号变换,和,编码,功能，并负责建立、保持和释放链路的,连接器,上使用,插头,，如Modem。,DCE设备通常是与DTE对接的，因此针脚的,分配相反,。,RS-232C总线标准设有25条信号线，常用的只有9条。因此串行口连接器分为9芯D型连接器针和25芯D型连接器两种，,DB-25,DB-9,信号名称,信号传送方向,含 义,2,3,TXD,输出,数据发送端,3,2,RXD,输入,数据接收端,4,7,RTS,输出,请求发送（计算机要求发送数据）,5,8,CTS,输入,清除发送（,MODEM,准备接收数据）,6,6,DSR,输入,数据设备准备就绪,7,5,SG,信号地,8,1,DCD,输入,数据载波检测,20,4,DTR,输出,数据终端准备就绪（计算机）,22,9,RI,输入,响铃指示,在,近距离通信,时可以通过,RS-232C,直接,将通信双方,连接,，这种方式称为“零调制解调”,，只需三,条连接线，即,“发送数据”、“接收数据”,和“信号地”,，发送方和接收方的“发送数据”、“接收数据”端,交叉连接,，传输线采用屏蔽双绞线即,可实现；,当,使用,RS-232C,进行,远距离传送,数据时，就必须配合,调制解调器（,modem,）和,电话线,进行通信,，其连接及通信原理如图,5-6,所示。,图,5-5,三线制连接原理图,图,5-6,远程串行通信原理图,2,）,RS-232C的电气特性,RS-232C标准规定了数据和控制信号的电压范围它使用,负逻辑,约,束，,因此RS-232C不能和TTL电平直接相连。,常用的电平转换器：,如 MC1488、MC1489、MAX232等,。,标准,TTL,电平,-,单片机的,电平,高电平“,1”,在,2.4V,5V,之间,低电平“,0”,在,0V,0.4V,之间,RS-232C电平,低电平“0”在+3+15V之间，,高电平“1”在-3-15V之间,，,图,5-7,MAX232,实现,TTL,电平与,RS-232,电平转换,RS-232C,逻辑电平,高电平“1”在-3-15V之间,低电平“0”在+3+15V之间,TTL,逻辑电平,高电平“,1”,在,2.4V,5V,之间,低电平“,0”,在,0V,0.4V,之间,1,、,RS-232C,总线,3,、,RS-422A,总线,传输线,驱动,器，把,逻辑电平,变换成,电位差,，完成,平衡输出,传输线,接收,器，把,电位差,变换成,逻辑,电平,，实现,差分输入,图,5-8,平衡驱动 差分传送电路,TTL,逻辑电平,“,1,”,电位差,高于,200mV,TTL,逻辑电平,“,1,”,TTL,逻辑电平,“,0,”,电位差,低于,200mV,TTL,逻辑电平,“,0,”,通常,适用于,点对点,全双工,通信,方式,需要四条线进行通信,.,5,、,RS-485,总线,RS-485,标准是,RS-422,标准的改进增强版本,RS-485,适用于,半双工通信,，仅用,一对线,进行通信，特别适用于,多个点,之间共用一对线路进行总线方式联网。,电路,结构是在平衡连接电缆两端有,终端电阻,，在平衡电缆上挂发送器、接收器和组合发收,器。能支持,32,个,.,典型,的,RS-232,到,RS422/485,转换芯片有,：,MAX485,，,SN75176,等,，它们均只需单一,+5v,电源供电即可,工作。,图,5-10 RS-485,总线接口示意图,双向仅需,2,条线,6,、,20mA,电流环串行接口,20mA电流环其原理,为,数据为逻辑,“,1”,时，回路中,有,20mA,电流流过；数据为逻辑,“,0”,时，回路中,零电流,流过。没有,20mA,电流,。,电流环串行通信接口的最大,优点是,：,低阻,传输,，对电气,噪,声不敏感,，而且易实现,光电隔离,，,因此在,长距离,通信时要比RS-232C优越得多。,TTL,逻辑,“,1,”,有,20mA,电 流 流 过,TTL,逻辑,“,1,”,TTL,逻辑,“,0,”,零电流,(,没有,20mA),流过,TTL,逻辑,“,0,”,一、,80C51的串行接口的结构,5.2,结构框图、相关,SFR,二、,80C51串行口的工作方式,5.3,每种方式的结构特点,三、,80C51串行口的,运用,串行口的初始化,5.3.4,串行口的应用编程方法,5.3.5,运用举例,5.3.1,、,5.3.3,、,5.4,、,5.5,80C51的串行接口,5.2.1 80C51的串行接口的结构,MCS-51,单片机通过,串行数据接收引脚,RXD（P3.0）和串行数据发送引脚TXD（P3.1）,与外界进行通信。,5.2,80C51的串行接口及工作方式,有两个物理上独立的,接收、发送缓冲器,SBUF,，它们占用同一地址,99H,；,接收器是,双缓冲,结构，避免数据接收过程中出现的帧重叠错误；,发送缓冲器，因为发送时,CPU,是主动的，不会产生帧重叠错误。,5.2.2 80C51,的串行接口,特殊功能寄存器,1,、数据缓冲器,SBUF,；,发送,SBUF,和接收,SBUF,共用一个地址,99H,，物理上是隔离的。,1,）,发送,SBUF,存放,待发送,的,8,位数据，,写入,SBUF,将同时,启动发送，,发送,完毕,置,发送中断,标志位,TI=1,。,发送指令：,M,O,VSBUF,，,A,2,）,接收,SBUF,存放,已接收成功,的,8,位数据，使接收中断标志,RI=1,，申请中断，供,CPU,读取。,读取串行口接收数据指令：,M,O,V A,，,SBUF,2,、串行口控制,/,状态寄存器,SC,O,N,(98H),(1)SM0 SM1,选择 工作方式 波特率,0 0,方式,0 8,位移位寄存器,f,osc,/12,0 1,方式,1 10,位,UART,T1,溢出率,x2,SMOD,/32,1 0,方式,2 11,位,UART2,SMOD,x,f,osc,/64,1 1,方式,3 11,位,UART,T1,溢出率,x2,SMOD,/32,T1,为方式,2,自动重载,的时间常数：,X=2,8,-t/T,溢出时间：,t=(2,8,-X)T=(2,8,-X)12/,f,osc,T1,溢出率,=1/t=,f,osc,/12(2,n,-X),波特率,B=(2,SMOD,/32),f,osc,/12(2,8,-X),T1,选方式,2,的,时间常数,计算：,TH1=TL1=,X,=2,8,-,f,osc,/122,SMOD,/(32B),T1,选方式,2,的,时间常数,计算：,TH1=TL1=X=2,8,-,f,osc,/122,SMOD,/(32B),在单片机的应用中，常用的晶振频率为：,12MHz,和,11.0592,MHz,。所以，选用的波特率也相对固定。常用的串行口波特率以及各参数的关系如表所示。,2,、串行口控制,/,状态寄存器,SC,O,N,(98H),(2)SM2,：,多机通讯控制位,，用于多机通讯,启动,RI,若,SM2=1,在方式,2,或方式,3,中，则接收到第,九,位数据,RB8,为,1,时，,才,将数据装入,SBUF,，并启动接收中断标志,RI=1,。否则数据将丢失,在方式,1,中，则只有接收到有效停止位,1,才启动,RI,。,若,SM2=0,则无论接收到第,九,位数据,RB8,是,1,还是,0,，,都能将数据装入,SBUF,，并且启动接收中断标志,RI=1,。,在方式,0,中，则,SM2,必须为,0,。,(3)REN,：,允许,串行口,接收,控制位,软件置位,REN=1,时,启动串行口,接收数据，,REN=0,禁止接收,数据。,(4)TB8,、,RB8,：方式,2,或,3,要发送的第,9,位数据，接收的第,9,位数据,点,点通讯：用作,SBUF,数据的,奇偶校验位,多机通讯：作为发送,地址,帧,或数据,帧的,标志，,TB8,1,，表示该发送帧为,地址,帧，,TB8,0,，表示该发送帧为,数据,帧。,2.,串行口控制,/,状态寄存器,SC,O,N,(98H),(6),TI,：,发送完一帧数据的中断标志,发送完,一帧,数据后由,硬件自动置,1,，可以向,CPU,申请中断。若允许中断，则响应中断后,必须,由,软件清,0,；,若禁止中断，则可用查询方式进行处理。,(7),RI,：,接收,一帧,有效,数据的中断标志,接收完,一帧,有效,数据后由,硬件自动置,1,，向,CPU,申请中断。若允许中断，则响应中断后,必须,由,软件清,0,；,若禁止中断，则可用查询方式进行处理。,TI,和,RI,共用一个中断源，由软件查询决定响应哪一个中断。,3.,电源控制寄存器,PCON(87H),SMOD,(PCON.7,),：,波特率加倍控制位。,SMOD=1,，,波特率加倍，,SMOD=0,，,则不加倍,5.3.1,方式0,这种方式,常用于扩展I/O口,。,在方式0下，串行口,同步,移位寄存器,的,输入输出,方式。,串行数据从RXD(P3.0)端输入或输出，同步移位脉冲由TXD(P3.1)送出,。,发送和接收均为,8,位数据，低位在先，高位在后。波特率固定为,f,osc,/12,。,5.3,80C51串行口的工作方式,5.3.2,方式1,10,位数据的,异步,通信口,多用于,双机,通信,1,.,一帧,10,位：,1,个,起始,位,(0),，,8,位,数据,位，,1,个,停止,位,(1),。,2,.RXD,：,接收数据端。,TXD,：,发送数据端。,3,.,波特率：,用,T1,作为波特率发生器，,B=(2,SMOD,/32),T1,溢出率,4,.,发送：,数据,写入,SBUF,，,随后在串行口由硬件,自动,加入起始位和停止位，构成一个完整的字符帧格式，然后在,移位脉冲,的作用下，由,TXD,端串行,输出,。一个字符帧发送完后，使,TXD,输出线维持在“,1”,状态下并将,SCON,寄存器的,TI,位置“,1”,，该位的状态可供查询或请求中断，,在再次发送数据之前，必须用软件将,TI,清零,。,4,.,发送：写入,SBUF,，,同时启动发送，一帧发送结束，,TI=1,。,接收：,REN=1,，,允许接收。,REN=1,且,RI=0,，启动接收,当,REN=1,且,RI=0,，,CPU,才开始,以所选择波特率的,16,倍,速率,采样,RXD,引脚电平信号；,若出现,负跳变,，才进入数据接收状态，先检测,起始位,，若第一位为,0,，继续,接收一帧,数据；否则，停止接收，重新采样负跳变；,当接收到有效,停止位,1,时，将移位寄存器的内容,置入,SBUF,，由硬件将,RI,置,1,、,该位的状态可供查询或请求中断，,在再次接收数据之前，必须用软件将,RI,清零,。,采样脉冲,RXD,输入数据,（,b,）,接收时序图,D,0,D,1,D,2,D,3,D,4,D,5,D,6,D,7,停止位,起始位,RI,检测,负跳变,5.3.3,方式,2,和方式,3,1,.,一帧为,11,位：,1,个起始位,(,0,),，,1,个停止位,(,1,),，,9,位数据位,2,.RXD,：,接收数据端，,TXD,：,发送数据端。,3,.,波特率：方式,2,：,B=(2,SMOD,/64),f,osc,。,方式,3,：,B=(2,SMOD,/32)T1,溢出率。,（,SBUF,中的,8,位数据,D0D7,，第,9,位是发送时为,SCON,中的,TB8,，接收时为,RB8,，常用,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,）,方式,2,和方式,3,发送：,4,.,发送,：先装入,TB8,，待发数据写入,SBUF,，,随后在串行口由硬件,自动,加入,起始位,和,停止位,并启动发送，,从由,TxD,端输出，,发送结束，,TI=1,。,接收,：,REN=1,，允许接收，就开始采样,RXD,引脚的,负跳变,。接收完一帧，若,RI=0,且第,9,位为,1(,或,SM2=0),，将接收,8,位数据装入接收,SBUF,，第,9,位,装入,RB8,，使,RI=1,；否则丢弃接收数据，不置位,RI,，继续搜索,RXD,引脚的,负跳变,。,发,送,时,序,写入,SBUF,TXD,输出,TI,RXD,输入,接,收,时,序,RI,D,0,D,1,D,2,D,3,D,4,D,5,D,6,TB,8,停止位,起始位,D,7,D,0,D,1,D,2,D,3,D,4,D,5,D,6,RB,8,停止位,起始位,D,7,检测负跳变,采样脉冲,80C51串行口的,运用,串行口的初始化,串行口的应用编程方法,；,运用举例,80C51,串行口工作方式,0,应用,80C51,串行口工作方式,2,应用,80C51,之间的通信,(,双机、多机通讯,),PC,机与,80C51,的通信,(,双机、多机通讯,),5.3.4,串行口的初始化,采用80C51进行串行通信之前必须对其进行初始化,通讯速度,的设定：波特率,的设定：,1,）确定,T1的工作方式（TMOD寄存器编程）；,2,）计算,T1的初值，装载TH1、TL1；,3,）确定,SMOD值（PCON寄存器编程）；,4,）启动,T1（TCON中的TR1位置位）；,5,）确定,串行口,工作和控制,方式（,SCON寄存器编程）；,6,）若串行口在,中断方式,工作时，进行,中断设置,（,IE、IP寄存器编程）。,5.3.5,串行口的应用编程方法,串行口的应用编程，,可依据串行,发送,/,接收,标志位（TI/RI）的状态完成,，方法有：,查询、中断,。,中断方,式,发送,的流程图,中断方,式,接收,的流程图,中断方,式,发送,和,接收,的流程图,查询,方式,接收,的流程图,查询,方式,发送,的流程图,80C51,串行口工作方式,0,应用举例：,【,例,5-1】,用,8051,串行口外接,4094,扩展,8,位,并行输出口,，驱动所连接的,8,只,LED,管循环点亮。接口,扩展如图,5-15,所,示。,图,5-15,方式,0,扩展应用仿真实例,采用查询方式：,ORG 00H,START:MOV SCON,，,#00H,；设置串行口工作方式,0,MOV A,，,#80H,；初始值,NEXT:,CLR P1.0,；允许串行输入，禁止并行输出,MOV SBUF,，,A,；启动串行发送,JNB TI,，,$,；一帧数据发送完？,CLR TI,；发送完成，清除标志位,SETB P1.0,；允许并行输出,ACALL DELAY,；延时，增加亮度,RR A,；准备下一个数据,SJMP NEXT,仿真链接,采用中断方式,采用中断方式：,ORG 0000H,LJMP START,ORG 0023H,;,串行中断入口地址,AJMP INTES,ORG 10H,START:,MOV SCON,#00H,MOV A,#80H,CLR P1.0,；允许串行输入,；禁止并行输出,SETB ES,SETB EA,MOV SBUF,A,SJMP$,INTES:CLR ES,CLR TI,;,串行中断控制,SETB P1.0,；允许并行输出,ACALL DELAY,RR A,CPL P1.0,；允许串行输入,MOV SBUF,A,SETB ES,RETI,发送,程序段：,MOV TMOD,，,#20H,；,T1,方式,2,，定时,MOV TL1,，,#DATA1,；置计数初值,MOV TH1,，,#DATA2,SETB TR1,；,启动,T1,ORL PCON,，,#80H,；置,SMOD=1,MOV SCON,，,#90H,；,串行口为方式,2,，允许接收,SM2=0,SEND:MOV A,，,#DATA,；,取待发送数据,MOV C,，,PSW.0,；,奇偶位送,CY,MOV TB8,，,C,；,奇偶标准位送,TB8,MOV SBUF,，,A ;,发送第一个数,WAIT:JBC TI,NEXT,SJMP WAIT,NEXT:,80C51,串行口工作方式,2,应用举例：,【,例,5-2】,用第,9,位数据作奇偶校验位的应用。,接收,程序段：,MOV TMOD,，,#20H,；,T1,方式,2,，定时,MOV TL1,，,#DATA1,；,置计数初值,MOV TH1,，,#DATA2,SETB TR1,；,启动,T1,ORL PCON,，,#80H,；置,SMOD=1,MOV SCON,，,#,90,H,；,串行口为方式,2,，允许接收,SM2=0,WAIT:JBC RI,RECEIVE,SJMP WAIT,RECEIVE:MOV A,SBUF,JB PSW.0,COMPER ;,接收,数据为,奇,P=1,，,转移,JB RB8,ERROR,;P,0,，RB8,1,转出错,SJMP RIGHT,;P,0,，RB8,0,正确,COMPER:JNB RB8,ERROR,;P,1,，RB8,0,转出错,；,RIGHT:,;,P,1,，RB8,1,;,正确,ERROR:,在,计算机,分布式测控,系统中，经常要利用,串行通信,方式,进行数据,传输。,80C51,单片机的串行口为,计算机间,的通信提供,了极为,便利的,条件。,5.4.1 MCS-51,双机通信技术,双,机通信也称为,点对点,通信,。,短距离通信：将,它们的串行口,直接相连,，即可实现双机,通信。,远距离通信：利用,RS-232C,或,RS-422,标准实现双机通信。,5.4.2 MCS-51,多机通信技术,多个,MCS-51,单片机之间的通信，组成,计算机网络控制系统,。,MCS-51,单片机构成的多机系统常采用,总线型主从式,结构。,所谓主从式，即在数个单片机中，有,一个是主机,，其余的是从机，从机服从主机的调度、支配。,在实际的多机应用系统中，常采用,RS-485,串行标准总线,进行数据传输。,5.4 80C51,之间的通信,5.4.1 MCS-51,双机通信技术,双机通信也称为,点对点通信,。,短距离通信：将它们的串行口,直接相连,，即可实现双机通信。如图,5-22(a),所示,远距离通信：利用,RS-232C,或,RS-422,标准实现双机通信。为了,增加通信距离,，,减少,通道及电源,干扰,，可以在通信线路上采取,光电隔离,的方法，如图,5-22(b),所示。,5.4 80C51,之间的通信,【,例,5-3】,：将系统,1,片内,RAM,中,SOURCE,开始、长度为,LEN,的数据块发送到系统,2,，并存放在片内,RAM,中,TARGET,开始的单元（系统,1,发送、系统,2,接收）。,为保证成功通信、有效，规定发,/,收双方遵守如下“,通信协议,”：,波特率,2400bps,；,系统,1,发送呼叫信号,“,C”,，询问系统,2,是否可以接收数据；,系统,2,收到呼叫信号后，,若同意接收数据则发回,“,A”,作为应答，,否则发,“,D”,表示暂不能接收数据；,系统,1,只有收到系统,2,的应答信号,“,A”,方可,发送数据,给系统,2,，否则继续向系统,2,呼叫,，直到系统,2,同意,接收。,其数据格式为：,数据格式中，“校验和”是指字节数,n,、数据,1,、,、数据,n,这（,n+1,）个字节内容的简单算术累加和。,系统,2,根据接收到的,“校验和,”判断已接收到的数据,是否正确,，,若接收,正确,，则向系统,1,回发,“,R”,信号，,否则回发,“,E”,信号。,系统,1,只有接收到,“,R”,信号才算完成发送任务，返回调用程序，,否则,继续呼叫，重新,发送,。,字节数,n,数据,1,数据,2,数据,3,数据,n,校验和,系统,1,发送子程序：,分析：定时器,T1,初始化为模式,2,，,SMOD=1,，计数初值为（设,fosc,=6MHZ,）：,使用串行口方式,1,，允许接收。,根据通信协议及控制要求，可绘制系统,1,发送控制流程图，如图,5-23,所示。,图,5-23,系统,1,发送流程图,；,R0,存放数据块首地址,；,R7,存放发送数据块的长度,；,R6,存放累加和。,MOV TMOD,#20H,；,T1,方式,2,，定时,MOV TL1,#0F3H,；置计数初值,MOV TH1,#0F3H,SETB TR1,；启动,T1,ORL PCON,#80H,；置,SMOD=1,MOV SCON,#50H;,串行口为方式,1,允许接收,SYS1_SEND,：,MOV R0,#SOURCE,；置数据块首地址,MOV R7,#LEN,；数据块长度,MOV R6,#00H,；清累加和寄存器,SYS1_CALL,：,MOV A,，,#C,；发送呼叫信号,C,MOV SBUF,，,A,WAIT1,：,JBC TI,SYS2_AGREE,；等待发送,SJMP WAIT1,SYS2_AGREE:JBC RI,TEST1,SJMP SYS2_AGREE,TEST1,：,MOV A,SBUF,；接收系统,2,应答,CJNE A,#A,SYS1_CALL,；若系统,2,不同意，继续呼叫,MOV A,R7,；发送字节长数,MOV SBUF,A,ADD A,R6,；形成累加和送,R6,MOV R6,A,；存累加和,WAIT2,：,JBC TI,，,SYS1_DATA,；等待发送,SJMP WAIT2,SYS1_DATA,：,MOVX A,，,R0,；发送一个字节数据,MOV SBUF,，,A,ADD A,，,R6,；形成累加和送,R6,MOV R6,，,A,INC R0,；修改地址指针,WAIT3,：,JBC TI,，,NEXT2,；等待发送,SJMP WAIT3,NEXT2,：,DJNZ R7,，,SYS1_DATA,；数据发送完？,MOV A,，,R6,；发送累加和,MOV SBUF,，,A,WAIT4,：,JBC TI,，,TEST2,；等待发送,SJMP WAIT4,TEST2,：,JBC RI,，,RIGHT,；等待系统,2,应答,SJMP TEST2,RIGHT,：,MOV A,，,SBUF,CJNE A,，,#R,，,SYS1_SEND,；系统,2,接收错误，重新发送,RET,；系统,2,接收正确，返回,系统,2,接收子程序：,根据通信协议及控制要求，可绘制系统,2,接收,控制流程,图,，如图,5-24,所,示。,图,5-24,系统,2,接收,控制流程图,；,R1,存放接收数据缓冲区首址,TARGET,；,R7,存放数据块长度,；,R6,存放累加和。,SYS2_RECEIVE,：,MOV TMOD,，,#20H,；定时器,T1,方式,2,，定时,MOV TL1,，,#0F3H,；置计数初值,MOV TH1,，,#0F3H,SETB TR1,；启动,T1,ORL PCON,，,#80H,；,SMOD=1,波特率加倍,MOV SCON,，,#50H,；串行口方式,1,，允许接收,MOV R1,，,#TARGET,；置目的地址指针,MOV R6,，,#00H,；校验和寄存器清零,AGREE,：,JBC RI,，,ACK,；等待接收呼叫信号,SJMP AGREE,ACK,：,MOV A,，,SBUF,CJNE A,，,#C,，,ACK_D,；是呼叫信号,C,？,MOV A,，,#,A,；向系统,1,回送同意接收信号,A,MOV SBUF,，,A,WAIT1:JBC TI,，,REC_DATA,；等待接收数据,SJMP WAIT1,ACK_D:MOV A,，,#D,；向系统,1,回送不同意信号,D,MOV SBUF,，,A,WAIT2:JBC TI,，,AGREE,；重新接收呼叫,SJMP WAIT2,REC_DATA,：,JBC RI,，,BYTE_DATA,；接收数据块长度,SJMP REC_DATA,BYTE_DATA,：,MOV A,，,SBUF,；给,长度,寄存器赋值,MOV,R7,，,A,MOV R6,，,A,；形成累加和,NEXT,：,JBC RI,，,SAVE_DATA,；接收数据,SJMP NEXT,SAVE_DATA,：,MOV A,，,SBUF,；接收数据并保存,MOV R1,，,A,INC R1,；修改地址指针,ADD A,，,R6,；形成累加和,MOV R6,，,A,DJNZ R7,，,NEXT,；数据接收完否？,WAIT3,：,JBC RI,，,REC_TATAL,；接收效验和,SJMP WAIT3,REC_TATAL,：,MOV A,，,SUBF,CJNE A,，,R6,，,REC_ERR0R,；接收正确？,MOV A,，,#R,；向系统,1,应答传送正确信号,R,MOV SBUF,，,A,WAIT4,：,JBC TI,，,RETURN,；正确，返回,SJMP WAIT4,REC_ERR0R,：,MOV A,，,#E,；向系统,1,应答传送错误信号,E,MOV SBUF,，,A,WAIT5,：,JBC TI,，,AGREE,SJMP WAIT5,RETURN,：,RET,5.4.2 MCS-51,多机通信技术,1,、硬件连接,MCS-51,单片机构成的多机系统常采用,总线型主从式,结构。,所谓,主从式，即在数个单片机中，,有一个是主机,，其余的,是从机,，从机服从主机的调度、,支配。,主机发送的信息可以送到各个从机或指定从机，各个从机发送的信息只能被主机接收，,从机与从机之间不能进行通信,。,MCS-51,单片机的串行口方式,2,和方式,3,适于这种主从式的通信结构。当然采用不同的通信标准时，还需进行相应的电平,/,电流转换，有时还要对信号进行光电隔离。在实际的多机应用系统中，常采用,RS-485,串行标准总线,进行数据传输。,串行口控制寄存器,SCON,中的,SM2,为多机通信接口控制位。串行口工作于方式,2,或,3,。,SM2,多机通信位；,TB8/RB8,地址,/,数据区分位,;,关键是,SM2,与,TB8/RB8,的关系！,若,SM,2,=1,（串口方式,2,、,3,接收时）,接收,到,的,RB8,为,1,，数据装入,SBUF,，并置,RI=1,，向,CPU,发出中断请求。,接收,到,的,RB8,为,0,，不产生中断，信息将被,丢失。,只能接收地址信息,若,SM,2,=0,，,则接收到,的,RB8,信息,无论是,0,还是,1,，,都产生,RI=1,的中断标志，接收到的数据装入,SBUF,。,既能接收地址信息，也能接收命令、数据信息。,问题,1:,多机通信时主机如何寻找从机？,问题,2:,如何区分地址和数据信息？,2,、通信协议 多机通信的过程：,所有从机的,SM2=1,，,处于只接收地址帧状态,所有同学坐着听讲,主机发地址信息，以第,9,位,TB8=1,表示发送的是地址,老师喊同学名字,从机接收到地址帧后与本机地址比较,所有同学听到名字与自己的名字比较,被寻址从机,回送地址,做应答且,SM2=0,，其它从机,SM2=1,不变,名字相符的同学站起来,(,应答，,SM2=0,，,),主机收到的地址与其发送地址,相同,时。发数据信息,(TB8=0),，对已被寻址的从机因,SM2=0,，,可以接收主机发来的信息。其余从机因,SM2=1,不理睬主机。,老师与站起的同学进行提问,课堂交流,TB8=0,.,数据通信完成或者从机收到复位命令时，被寻址的从机,SM2,置,1,回答问题完毕，或者听到请坐时，同学坐下,(SM2=1),多,机通信控制程序设计：,主机,发送的命令控制,字：,00H-,从机接收,数据,命令,，,01H-,从机发送,数据,命令,，其他,位,非法数据命令,。,主机发送的复位控制字：,FFH-,从机接收,地址命令,，,“地址”,FFH,是对所有从机都起作用的一条控制命令，命令使被寻址从机恢复,SM2=1,的状态。,从,机状态字格式：,D7,D6,D5,D4,D3,D2,D1,D0,ERR,0,0,0,0,0,TRDY,RRDY,ERR=1,：从机接收到,非法命令,；,TRDY=1,：从机,发送准备就绪,；,RRDY=1,：从机,接收准备就绪,。,主机与从机的通信协议,主机,采用,查询收发数据,方式，,主机的串口设为,方式,3,，,允许接收，并置,TB8,为,1,，,因为只有一个主机，所以主机,SCON,中的,SM2,不置,1,，,故控制字为,11,0,1,1,000B,，即,D8H,从机,采用,中断,方式接收数据，采用查询方式发送数据，以确保及时收到主机的通信信息。,从机的串口设为,方式,3,，,允许接收，并置,TB8,为,1,，,SCON,中的,SM2,置,1,，,故控制字为,11,1,1,1,000B,，即,F8H,从机通信程序流程图,主机通信程序流程图,主机,主程序：,START,：,MOV TMOD,，,#20H,；,定时器,T1,方式,2,MOV TH1,，,#0F3H,；,定时器,T1,初值,MOV TL1,，,#0F3H,；,波特率为,2400bps,（,fosc=6M,）,SETB TR1,；,启动,T1,工作,MOV SCON,，,#,0D8H,；,串行口方式,3,，允许接收,ORL,PCON,，,#80H,；,SMOD=1,波特率加倍,MOV R0,，,#SOURCE1,；,发送数据块首址送,R0,MOV R1,，,#TARGET1,；,接收数据块首址送,R1,MOV R2,，,#SLAVE,；,被寻址从机地址送,R2,MOV R3,，,#00H/01H,；,00H,，从机接收命令；,01H,，从机发送命令,MOV R4,，,#LEN1,；,发送数据块长度送,R4,MOV R5,，,#LEN2,；,接收数据块长度送,R5,ACALL HOST_COMM,；,调用主机通信子程序,SJMP,；,等待,ORG 0000H,LJMP START,ORG 0023H,LJMP SINTSBV,；转入从机中断服务程序,START:MOV SP,，,#30H,MOV TMOD,，,#20H,；定时器,T1,方式,2,MOV TH1,，,#0F3H,；定时器,T1,初值,MOV TL1,，,#0F3H,；波特率为,2400bps,（,fosc,=6M,）,SETB TR1,；启动,T1,工作,MOV SCON,#0F8H,；串行口为方式,3,，允许接收，,SM2=1,，,TB8=1,ORL PCON,，,#80H,；,SMOD=1,波特率加倍,MOV R0