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串行通讯实验

串行通讯实验. 长春理工大学 生命科学技术学院 生物医学工程系. 串行通讯实验. 实验目的 实验设备 实验原理 实验内容 参考程序. 一、实验目的. 了解 MCS-51 单片机串行口（ UART ）的结构、 PC 及串行通讯的基本要求、串行通讯的原理和数据交换过程 ； 掌握单片机与单片机间以及单片机与 PC 机间进行串行通讯的编程方法 ；. 二、实验设备. PC 机 2 台，仿真器 2 台， +5V 电源，电路板 2 块，示波器 1 台 。. 三、实验原理.

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串行通讯实验

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  1. 串行通讯实验 长春理工大学 生命科学技术学院 生物医学工程系

  2. 串行通讯实验 • 实验目的 • 实验设备 • 实验原理 • 实验内容 • 参考程序

  3. 一、实验目的 • 了解MCS-51单片机串行口（UART）的结构、PC及串行通讯的基本要求、串行通讯的原理和数据交换过程 ； • 掌握单片机与单片机间以及单片机与PC机间进行串行通讯的编程方法 ；

  4. 二、实验设备 • PC机2台，仿真器2台，+5V电源，电路板2块，示波器1台 。

  5. 三、实验原理 • 80C51的串行接口是全双工的，它能做通用异步接收器/发送器（UART）用，也能做同步移位寄存器用。在做UART使用时，相关的寄存器要有SBUF、SCON，还要设定PCON中的SMOD位。 • SBUF是数据发送缓冲器和接收缓冲器，逻辑上用同一个地址，物理上是分开的。SCON是串行口控制寄存器，其中，SM0和SM1位是工作方式选择位，决定四种工作方式，方式0对应的是移位寄存器输入输出方式，方式1对应8位的UART，方式2和方式3对应9位的

  6. 三、实验原理 UART，还支持主从方式的多级通讯；SM2位允许方式2和方式3的多级通讯；REN是串行接收控制位；TB8、RB8是方式2和方式3的第9位数据；TI、RI是发送中断和接收中断的标志位。在串行通讯方式1和方式3中，通讯的波特率是可设的，满足下式：

  7. 三、实验原理 式中SMOD是PCON中的一位。 • 四种串行通讯的具体内容请阅读有关的参考手册，在此只简要介绍方式1。在方式1状态下，串口为8位异步通讯接口，一帧数据为10位：一个起始位（0），8位数据（低位在先）和1位停止位（1），波特率可变，按前所述公式设计，通讯数据格式如图4.1所示。发送时，一条以SUBF为目的的寄存器的指令可以启动发送，发送结束后，申请中断。只有RI=0时接收才能保证数据不丢失。

  8. 三、实验原理 图3.4.1   异步串行通讯数据格式

  9. 三、实验原理 • PC机的串行通讯口是借助通用异步接收发送器8250（或16C550等）实现的，在TURBOC等环境下，都提供了相应的函数或软件接口，使用时只要调用这些软件即可。在本实验中应注意的是，串行通信的方式和波特率应与单片机的有关设置一致。另外，PC机的串行通讯口是标准的RS232电平，而80C51使用的是CMOS电平，二者在连接时应有必要的电平转换，在本实验中，电平转换采用MAX232芯片。另外，在距离较远的应用场合，可采用调制解调器。

  10. 四、实验内容 为计算方便，本节实验中均使11.0592MHz的晶振 • 1. 单片机之间串行通讯实验 将甲乙两台仿真器串行口的发送端与对方接收端连接，即甲机的TXD与乙机的RXD相连，甲机的RXD与乙机的TXD相连，并实现双机共地。假设甲机为发送机，乙机为接收机，甲机的一组数据通过串行通讯到乙机，乙机接收数据，并将这组数据存入乙机内部一段连续的空间内，并传回给甲机，甲机也存内RAM的一段空间内。

  11. 四、实验内容 图 3.4.2  电平转换电路

  12. 四、实验内容 • 2. 单片机与PC机之间串行通讯 图3.4.2是单片机串行口电平转换电路，通过此电路使串行接口具有RS232电平，并与PC机的串行口连接。用户通过PC机键盘输入一串数字（小于255，且数字间以空格隔开），PC机收到结束符（255）后，将数字存入数组，等待发送触发命令（空格键）。每按一下空格键触发一位数据传输，每位数据传输过程为：PC机通过串口将数字传给单片机，单片机收到后回传这个数字，并存入自己内部一段连续的空间中，PC机接到回传数据后显示出来，直接传输完结束符（255），实验结束。

  13. 五、参考程序 • 1. 单片机之间串行通讯实验 图3.4.3和图3.4.4分别给出了单片机与单片机通讯中发送端和接收端对应的软件流程

  14. 五、参考程序 4.3单片机-单片机通讯发送端程序流程  图4.4 单片机-单片机通接收端流程图

  15. 发送端汇编程序 ：  ORG    0000H            LJMP    MAIN            ORG    0100 H MAIN：   MOV    TMOD, #20            MOV    TH1, #0F4H           MOV    TL1, #0F4H            MOV    SCON, #50H            MOV    PCON, #00H            SETB    TR1            CLR    T1 SEND:    MOV    R3, #00H            MOV    R0, #30H SE1:    MOV    A, R3            MOV    DPTR, #TABLE            MOVC    A,@A+DPTR

  16. 发送端汇编程序 MOV    SBUF, A SE5:    JBC    TI, SE2           SJMP    SE5 SE2:    JBC    RI, SE3           SJMP    SE2 SE3:    MOV    A, SBUF           MOV    @R0 A           INC    R0           INC    R 3           DJNZ    R1, SE1 HERE:    SJMP    HERE TABLE:   DB    10H, 11H, 12H, 13H,14H,15H,16H,17H           DB    18H, 19H, 1AH, 1BH, 1CH, 1DH, 1EH, 1FH

  17. 接收端汇编程序 ORG    0000H           LJMP    MAIN          ORG     0100H MAIN:   MOV    TMOD, #20H          MOV    TH1, #0F4H          MOV    TL1, #0F4H          MOV    SCON, #50H          MOV    PCON, #00H          MOV    R1, #10H          SETB    TR1          CLR     RI

  18. 接收端汇编程序 RECE:   MOV     R0, #30H RE:    JBC     RI, RE2          SJMP    RE RE2:    MOV    A, SBUF          MOV    @R0, A          MOV    SBUF RE3:    JBC     TI, RE4          SJMP    RE3 RE4:    INC     R0          DJNZ    R1, RE HERE:   SJMP    HERE

  19. 单片机汇编程序 图4.5  PC 机－单片机通讯PC机软件流程           图4.6  PC机－单片机通讯单片机软件流程

  20. 单片机汇编程序： ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0100H MAIN: MOV TMOD, #20H MOV TH1, #0F4H MOV TL1, #0F4H MOV SCON, #050H MOV PCON, #00H MOV R1, #10H SETB TR1 L2: JBC RI, L1 SJMP L2 L1: MOV A, SBUF JZ RECE JNZ MAIN

  21. 单片机汇编程序： RECE: MOV R0, #20H MOV SBUF, A REX: JBC TI, RE1 SJMP REX RE1: NOP RE: JBC TI, RE2 SJMP RE RE2: MOV A, SBUF MOV @R0, A MOV SBUF, A RE3: JBC TI, RE4 SJMP RE3 RE4: CJNE @R0, #0FFH, RE5 LJMP MAIN RE5: INC N0 LJMP RE

  22. 谢谢 长春理工大学 生命科学技术学院 生物医学工程系

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