第11課 串口通信

圖2 方式1的數據幀格式
在寫程序時,需看懂數據發送和接收的時序圖,分別如圖3、圖4所示。數據發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,這里我們結合這兩個引腳對時序進行分析。

圖3 方式1發送時的時序圖

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

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

其中,T1溢出率為一次定時時間的倒數,即:

上式中,X為計數器的初值,M由定時器T1的工作方式所決定,即M=8、13或16,當定時器1作波特率發生器使用時,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裝入初值所引起的定時誤差,使波特率更加穩定。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:

因此計數初值X的值為;

例如,設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作為波特率發生器,先定時器工作在方式2(要禁止T1中斷,以免產生不必要的中斷帶來的頻率誤差)。
若SMOD=1,則計數值X的值為:

若SMOD=1,則計數值X的值為:

5程序舉例
在具體操作前,需對與串行口相關的寄存器作一些設置,主要用來設置跟波特率產生相關的定時器1、串行口工作方式以及中斷的一些設置,具體如下
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