嵌入式學(xué)習(xí)筆記11——51單片機(jī)之中斷串口通信

2. 異步通信

1. 異步通信是以字符（構(gòu)成的幀）為單位進(jìn)行傳輸，字符與字符之間的間隙（時(shí)間間隔）是任意的，但每個(gè)字符中的各位是以固定的時(shí)間傳送的。
2. 異步通信的數(shù)據(jù)格式：
   格式中的校驗(yàn)位通常有3種方式獲得：（1）奇偶校驗(yàn)：奇校驗(yàn)——數(shù)據(jù)中的“1”的個(gè)數(shù)與校驗(yàn)位“1”的個(gè)數(shù)之和應(yīng)為奇數(shù)；偶校驗(yàn)——數(shù)據(jù)中的“1”的個(gè)數(shù)與校驗(yàn)位“1”的個(gè)數(shù)之和應(yīng)為偶數(shù)。（2）代碼和校驗(yàn)：發(fā)送方將所發(fā)數(shù)據(jù)塊求和（或各字節(jié)異或），產(chǎn)生一個(gè)字節(jié)的校驗(yàn)字符（校驗(yàn)和）附加到數(shù)據(jù)塊末尾。接收方接收數(shù)據(jù)同時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)塊（校驗(yàn)字節(jié)外）求和（或各字節(jié)異或），將所得的結(jié)果與發(fā)送方的“校驗(yàn)和”進(jìn)行比較。（3）循環(huán)冗余校驗(yàn)。

3. 串行通信的傳輸方向

（1）單工是指數(shù)據(jù)傳輸僅能沿一個(gè)方向，不能實(shí)現(xiàn)反向傳輸。（如遙控器）（2）半雙工是指數(shù)據(jù)傳輸可以沿兩個(gè)方向，但需要分時(shí)進(jìn)行。（如對(duì)講機(jī)） （3）全雙工是指數(shù)據(jù)可以同時(shí)進(jìn)行雙向傳輸。

4. 比特率是每秒鐘傳輸二進(jìn)制代碼的位數(shù)，單位是位/秒（bps）。傳輸速率越大，傳輸距離越小。

5. 串行通信接口標(biāo)準(zhǔn)

（1）RS-232C（25針，比較老了；或者9針）

我們通常用到的是TXD、RXD和SGND。RS-232C的缺點(diǎn)是傳輸速率最高為20Kbps，傳輸距離不超過15米；要求收發(fā)雙方共地，通信距離較大時(shí)，收發(fā)雙方的地電位差別較大，在信號(hào)地上將有比較大的地電流并產(chǎn)生壓降；抗干擾能力差。

（2）針對(duì)RS232C的缺點(diǎn)，提出了RS422A接口。其傳輸速率90Kbps時(shí)，傳輸距離可達(dá)1200米，抗干擾能力強(qiáng)。—

（3）RS-485是RS422A的變型：RS-422A用于全雙工，而RS-485用于半雙工。傳輸距離可達(dá)1200米，傳輸速率可達(dá)1Mbps。一般是一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的通信接口。普通的PC機(jī)一般不帶RS485接口，因策要使用RS-232C/RS-485轉(zhuǎn)換器。

6. 51單片機(jī)的串行口

6. 串行口的控制寄存器

SCON是一個(gè)特殊功能寄存器，用以設(shè)定串行口的工作方式、接收/發(fā)送控制以及設(shè)置狀態(tài)標(biāo)志。

（1）SM0和SM1為工作方式選擇位，可選擇4種工作方式：

圖中，fosc為晶振頻率。 常用的是方式1。

（2）SM2，多機(jī)通信控制位，主要用于方式2和方式3。當(dāng)接收機(jī)的SM2=1時(shí)，可以利用收到的RB8來控制是否激活RI（RB8=0時(shí)不激活RI，收到的信息丟棄；RB8=1時(shí)收到的數(shù)據(jù)進(jìn)入SBUF，并激活RI，進(jìn)而在中斷服務(wù)中將數(shù)據(jù)從SBUF中讀走）。當(dāng)SM2=0時(shí)，不論收到的RB8為0還是1，均可以使收到的數(shù)據(jù)進(jìn)入SBUF，并激活RI。在方式0時(shí)，SM2必須是0。在方式1時(shí)，如果SM2=1，則只有接收到有效停止位時(shí)，RI才置1；若SM2=0，則RB8是接收到的停止位。

（3）REN，允許串行接收位。由軟件置REN=1，則啟動(dòng)串行口接收數(shù)據(jù)；若軟件置REN=0，則禁止接收。

（4）TB8，在方式2或方式3中，是發(fā)送數(shù)據(jù)的第九位，可用軟件規(guī)定其作用?？梢杂米鲾?shù)據(jù)的奇偶校驗(yàn)位，或在多機(jī)通信中，作為地址幀/數(shù)據(jù)幀的標(biāo)志位。在方式0和方式1中，該位未用。

（5）RB8，在方式2或方式3中，是接收到數(shù)據(jù)的第九位，作為奇偶校驗(yàn)位或地址幀/數(shù)據(jù)幀的標(biāo)志位。在方式1時(shí)，若SM2=0，則RB8是接收到的停止位。

（6）TI，發(fā)送中斷標(biāo)志位。串行發(fā)送停止位的開始時(shí)，由內(nèi)部硬件使TI置1，向CPU發(fā)中斷申請(qǐng)。在中斷服務(wù)程序中，必須用軟件將TI清0，取消此中斷申請(qǐng)。

（7）RI，接收中斷標(biāo)志位。串行接收停止位的中間時(shí)，由內(nèi)部硬件使RI置1，向CPU發(fā)中斷申請(qǐng)。在中斷服務(wù)程序中，必須用軟件將RI清0，取消此中斷申請(qǐng)。

7. PCON中有一位SMOD（PCON.7，波特率倍增位）與串行口工作有關(guān)。在串行口方式1~3時(shí)，波特率與SMOD有關(guān)，當(dāng)SMOD=1時(shí)，波特率提高一倍。復(fù)位時(shí)，SMOD=0。

8. 方式1輸出的時(shí)序圖：

9.方式1輸入的時(shí)序圖：

10. 波特率的計(jì)算

在串行通信中，收發(fā)雙方對(duì)發(fā)送或接收數(shù)據(jù)的速率要有約定，否則就會(huì)出現(xiàn)亂碼。其中方式0和方式2的波特率固定，而方式1和方式3的波特率是可變的，由定時(shí)器T1的溢出率來決定。

11. 串口的使用

（1）確定T1的工作方式（編程TMOD寄存器）

（2）計(jì)算T1的初始值，裝載TH1、TL1

（3）啟動(dòng)T1（編程TCON中的TR1位）

（4）確定串行口控制（編程SCON寄存器、還有PCON中的SMOD位）

（5）設(shè)置IE寄存器，打開EA和ES位。

（6）寫中斷服務(wù)程序，記住軟件清零RI、TI。

12. 示例程序

unsigned char a,flag;

void main()

{

while(1)

{

if(flag)

{

ES=0;

flag=0;

SBUF=a;

while(!TI);//等待數(shù)據(jù)發(fā)送完，發(fā)完時(shí)硬件自動(dòng)將TI置1

TI=0;

ES=1;

}

}

}

void serial() interrupt 4

{

a=SBUF;

P1=a;

RI=0;

flag=1;

}