第11課 串口通信

圖2 方式1的數(shù)據(jù)幀格式
在寫程序時,需看懂?dāng)?shù)據(jù)發(fā)送和接收的時序圖,分別如圖3、圖4所示。數(shù)據(jù)發(fā)送時使用的是單片機的TXD(P31)引腳,接收時使用的單片機的RXD(P30)引腳,這里我們結(jié)合這兩個引腳對時序進(jìn)行分析。

圖3 方式1發(fā)送時的時序圖

圖4 方式1數(shù)據(jù)接收時的時序圖
首先我們單片機如何發(fā)送和接收一個數(shù)據(jù)。
發(fā)送時,數(shù)據(jù)從TXD(P31)端輸出,當(dāng)TI=0時,執(zhí)行數(shù)據(jù)寫入發(fā)送緩沖器SBUFF指令時,就啟動了串行口數(shù)據(jù)的發(fā)送指令。啟動發(fā)送后,串行口自動在起始位清0,而后是8位數(shù)據(jù)位和1位停止位,一幀數(shù)據(jù)是10位。數(shù)據(jù)依次從TXD端發(fā)出,一幀數(shù)據(jù)發(fā)送完畢,使TXD端的輸出線維持在1狀態(tài)下,并將SCON寄存器中的TI置1,以便查詢數(shù)據(jù)是否發(fā)送完畢或作為發(fā)送中斷請求信號。TI必須由軟件清0。
接收時,數(shù)據(jù)從RXD(P30)端輸入,SCON的REN位應(yīng)處于允許接收狀(REN=1)。在此前提下,串行口采樣RXD端,當(dāng)采樣從1向0的狀態(tài)跳變時,就認(rèn)定是接收一起始位。隨后在移位脈沖的控制下,把接收到的數(shù)據(jù)位移入寄存器中,直接停止位到來之后把停止位送入RB8中,并置位中斷標(biāo)志位RI,通知CPU從SBUF取走接收到的一個字符。
(2)波特率的設(shè)定
工作方式1的波特率是可變,波特率的產(chǎn)生與定時器1有關(guān),其產(chǎn)生的電路如圖4所示。

圖4 方式1的波特率產(chǎn)生電路
以定時器T1作為波特率發(fā)生器使用,其值由定時器1的計數(shù)溢出率來決定,其公式為:

其中,T1溢出率為一次定時時間的倒數(shù),即:

上式中,X為計數(shù)器的初值,M由定時器T1的工作方式所決定,即M=8、13或16,當(dāng)定時器1作波特率發(fā)生器使用時,一般選用工作方式。之所以選擇工作方式2,是因為它具有自動加載功能,可以避免通過程序的反復(fù)裝入初值所引起的定時誤差,使波特率更加穩(wěn)定。因此,對于定時器T1的工作方式2,其溢出率又可簡化為:

此時,波特率為:

因此計數(shù)初值X的值為;

例如,設(shè)兩機通信的波特率為2400波特,若晶振頻率為12MHZ,串行口工作在方式1,用定時器T1作為波特率發(fā)生器,先定時器工作在方式2(要禁止T1中斷,以免產(chǎn)生不必要的中斷帶來的頻率誤差)。
若SMOD=1,則計數(shù)值X的值為:

若SMOD=1,則計數(shù)值X的值為:

5程序舉例
在具體操作前,需對與串行口相關(guān)的寄存器作一些設(shè)置,主要用來設(shè)置跟波特率產(chǎn)生相關(guān)的定時器1、串行口工作方式以及中斷的一些設(shè)置,具體如下
(1)確定定時器的工作方式
(2)計算定時器的初值
(3)啟動定時器
(4)設(shè)置SCON寄存器
(5)中斷設(shè)置
例1 串口發(fā)送程序
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