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项目五 串行口对信号灯的控制与实现

项目五 串行口对信号灯的控制与实现. 任务一 串行口对信号灯的控制与实现. 任务二 串行通信对信号灯的控制与实现. 任务一 串行口对信号灯的控制与实现. （ 1 ）硬件设备： 单片机开发系统、 PC 机等；. （ 2 ）电路原理：电路原理如下图所示。. （ 3 ）任务目的. 1 ）理解通信含义； 2 ）掌握串行通信实现要求及应用； 3 ）进一步掌握定时器 / 计数器的应用。. （ 4 ）任务要求. 利用单片机的方式 0 实现 8 位 LED 灯的流水控制。. （ 5 ）查询方式程序清单. ORG 0000H

sally
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项目五 串行口对信号灯的控制与实现

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  1. 项目五 串行口对信号灯的控制与实现 任务一 串行口对信号灯的控制与实现 任务二 串行通信对信号灯的控制与实现

  2. 任务一 串行口对信号灯的控制与实现 （1）硬件设备：单片机开发系统、PC机等； （2）电路原理：电路原理如下图所示。

  3. （3）任务目的 1）理解通信含义； 2）掌握串行通信实现要求及应用； 3）进一步掌握定时器/计数器的应用。 （4）任务要求 利用单片机的方式0实现8位LED灯的流水控制。

  4. （5）查询方式程序清单 ORG 0000H MOV SCON，#00H ；设定串行口工作于方式0 MOV A，#0FEH ；最右边一位LED先亮 OUT： MOV SBUF，A ；启动串行口 JNB TI，OUT ；查测串行输出结束否 CLR TI ；清TI标志位，为下次做准备 ACALL DELAY ；调延时 RL A ；左移至下一位LED SJMP OUT ；循环 END （延时子程序省略）

  5. （6）中断方式的程序清单 ORG 0000H LJMP MAIN ；调主程序 ORG 0023H ；串行口中断入口地址 AJMP PS0 ORG 2000H ；主程序 MAIN: MOV SCON，#00H ；串行口工作于方式0 MOV A，#0FEH ；最右边一位LED先亮 SETB ES ；允许串行口中断 SETB EA ；总中断允许 MOV SBUF，A ；启动串行口

  6. HERE： SJMP HERE ；等待中断 PS0： CLR TI ；清TI标志位，为下次做准备 ACALL DELAY ；调延时 RL A ；左移至下一位LED MOV SBUF，A ；再一次串行输出 RETI END 实现上述控制需要哪些新的知识？

  7. … 1. 串行通信基础知识 （1） 什么是串行通信? 通信方式 微机 微机 微机 微机 GND GND 串行通信 并行通信 数据的各个位同时传送 数据一位一位顺序传送

  8. 1. 串行通信基础知识 串行通信优、缺点 串行通信优点: 节省传输线,特别是数据位数很多和远距离数据传送时,这一优点更为突出。 串行通信缺点: 传送速度比并行通信慢。

  9. 数据····· 同步字符SYNC 数据 数据 A站 发收 发收 B站 A站 B站 发 收 B站 A站 发收 发收 异步方式字符R波形 （2） 串行通信分类与制式 同步通信 串行通信 异步通信 单工制式 串行的通信制式 半双工制式 全双工制式

  10. 2. MSC-51的串行接口 (1)概述 • 有一个可编程全双工串行通信接口（UART) (Universal Asychronous Receiver/Transmitter) • 管脚：TXD（P3.1）、RXD（P3.0） • 可同时发送、接收数据(Transmit/Receive) • 有四种工作方式，帧格式有8、10、11位。 • 波特率(Baud rate)可设置 波特率：每秒钟传送二进制数码的位数，也叫比特数，单位为b/s，即位/秒。

  11. (2) MSC-51串行口结构 A MSC-51串行口结构框图 返回

  12. (3)MSC-51串行口寄存器 • SBUF——串行口数据缓冲器 • 共两个：一个发送寄存器SBUF，一个接收SBUF，二者共用一个地址99H。 • SCON——串行口控制寄存器 • PCON——电源及波特率选择寄存器

  13. SBUF(99H)用来存放将要发送和接收到的数据。 执行指令 MOV SUBF，A 表示将累加器A中数据写入发送缓冲寄存器，同时启动串行口发送操作。 执行指令 MOV A， SUBF 表示将接收到的数据从接收缓冲寄存器读出数据送累加器A。 链接结构图

  14. 串行口控制寄存器SCON SCON (98H) 多机通信 1：允许 0：不允许 接收控制 1：允许 0：不允许 接收中断标志 接收数据第9位 发送中断标志 发送数据第9位 工作方式控制

  15. (3)MSC-51串行口寄存器 电源及波特率选择寄存器PCON PCON (87H) 方式1、2、3的波特率选择位 SOMD=1,波特率加倍

  16. (4)MSC-51串行口工作方式

  17. ① 工作方式0 在方式0下，串行口为8位同步移位寄存器输入/输出方式，常用于扩展I/O接口。 数据格式如下：

  18. 在方式0下，波特率固定为系统振荡频率的1/12，即：在方式0下，波特率固定为系统振荡频率的1/12，即： 方式0的波特率＝fosc/12

  19. TXD (P3.1) 发送SBUF（99H） fosc ÷12 TXD (P3.2) 输入移位寄存器 串行口方式0波特率的产生

  20. 串行口扩展并行输出口（发送操作） 扩展并行输出口

  21. 串行口扩展并行输入口（接收操作） RI＝0的条件，执行SETB REN 启动接收。

  22. 实例1. 串行口对信号灯的控制与实现 （1）电路原理：电路原理如下图所示。 请想一想：为什么？如何编写控制程序？

  23. （2）查询方式程序清单 ORG 0000H MOV SCON，#00H ；设定串行口工作于方式0 MOV A，#0FEH ；最右边一位LED先亮 OUT： MOV SBUF，A ；启动串行口 JNB TI，$ ；查测串行输出结束否 CLR TI ；清TI标志位，为下次做准备 ACALL DELAY ；调延时 RL A ；左移至下一位LED SJMP OUT ；循环 END （延时子程序省略）

  24. （3）中断方式的程序清单 ORG 0000H LJMP MAIN ；调主程序 ORG 0023H ；串行口中断入口地址 AJMP PS0 ORG 2000H ；主程序 MAIN: MOV SCON，#00H ；串行口工作于方式0 MOV A，#0FEH ；最右边一位LED先亮 SETB ES ；允许串行口中断 SETB EA ；总中断允许 MOV SBUF，A ；启动串行口

  25. HERE： SJMP HERE ；等待中断 PS0： CLR TI ；清TI标志位，为下次做准备 ACALL DELAY ；调延时 RL A ；左移至下一位LED MOV SBUF，A ；再一次串行输出 RETI END 你懂了吗？

  26. 课堂练习 (1)上例中如何实现对LED灯的高、低4位闪 烁的控制。 (2)LED灯的控制状态还可以改变为其它方式吗？

  27. 思考 举一实例：通过使用串行口扩展 74LS165芯片实现并行输入。

  28. (4)MSC-51串行口工作方式 ② 工作方式1 方式1为10位异步通信接口，真正用于串行发送或接收。TXD和RXD分别用于发送与接收数据。 一帧数据格式为：

  29. 发送操作 当TI=0时，执行数据写入发送缓冲器SBUF指令，就启动了串行口数据的发送操作。 MOV SBUF, A 启动发送后，数据依次从TXD端发出，一帧数据发送完毕，由硬件置位TI。

  30. 接收操作 当RI=0，同时 REN=1（由软件置位）。RXD端由1变为0（起始位），启动接收。8位数据进入缓冲器SBUF，且置RI=1。 MOV A, SBUF

  31. ③ 工作方式2、3 方式2和方式3均以11位数据为一帧，附加位第9位（D8）由软件置1或清0。发送时在TB8中，接收时送RB8中。 其一帧数据格式为：

  32. 方式2的波特率，当SMOD＝0时，波特率为fosc的1/64；当SMOD＝1时，则波特率为fosc的1/32。即方式2的波特率，当SMOD＝0时，波特率为fosc的1/64；当SMOD＝1时，则波特率为fosc的1/32。即 方式2的波特率＝

  33. 串行口方式1和方式3的波特率由定时器T1的溢出率与SMOD位的值同时决定。即串行口方式1和方式3的波特率由定时器T1的溢出率与SMOD位的值同时决定。即 T1溢出率 方式1、方式3的波特率＝ 其中，T1溢出率为一次定时时间的倒数，即 T1溢出率＝ 其中，X为计数器初始值，M＝8、13、16。

  34. 例1. 设两机通信的波特率为2400波特，若fosc＝6MHZ，串行口工作在方式1，试计算定时器T1的初始值X。 解：用定时器T1作波特率发生器时，通常选定时器工作在方式2，但要禁止T1中断，以免产生不必要的中断带来频率误差。

  35. 若SMOD＝0，则X＝249.49≈250＝0FAH；若SMOD＝1，则X＝242.98≈243＝0F3H。若SMOD＝0，则X＝249.49≈250＝0FAH；若SMOD＝1，则X＝242.98≈243＝0F3H。

  36. 任务二 串行通信对信号灯的控制与实现 （1）任务目的： 1）理解通信含义； 2）掌握串行通信实现要求及应用； 3）进一步掌握定时器/计数器的应用。 （2）任务要求： 利用单片机的通信方式实现对信号灯的控制 。

  37. VCC VCC R 1 8 × 4 . 7 K 8 × 4 . 7 K R 2 U 1 U 2 VD 1 S 1 P 1 . 7 P 1 . 0 S 2 VD 2 P 1 . 6 P 1 . 1 S 3 VD 3 P 1 . 5 P 1 . 2 S 4 VD 4 P 1 . 4 P 1 . 3 S 5 VD 5 P 1 . 3 P 1 . 4 S 6 VD 6 P 1 . 2 P 1 . 5 P 3 . 1 TXD TXD P 3 . 1 VD 7 S 7 P 1 . 1 P 1 . 6 P 3 . 0 RXD RXD P 3 . 0 VD 8 S 8 P 1 . 0 P 1 . 7 GND GND 8051 8051 （3）电路原理：串行口方式1的双机异步通信

  38. （4）通信程序： 甲机发送程序 ORG 0000H LJMP STA ORG 0030H STA： MOV SP， #70H ；设置堆栈 MOV SCON, #50H ；设置串口工作方式1 MOV TMOD, #20H ；设置计数器1工作方式2 MOV TH1, #0E6H ；波特率为1200 MOV TL1, #0E6H ； SETB TR1 ：启动定时器1计时 MOV P1, #0FFH

  39. RD-K: MOV A, P1 ；读入开关状态 MOV SBUF, A ；发送数据 WAIT: JBC T1,RD-K ；判断发送完成否？发送完成转移 AJMP WAIT ；等待发送完成 END

  40. 乙机接收程序 ORG 0000H LJMP STA1 ORG 0100H STA1： MOV SP， #70H ；设置堆栈 MOV SCON, #50H ；设置串口工作方式1 MOV TMOD, #20H ；设置计数器1工作方式2 MOV TH1, #0E6H ；波特率为1200 MOV TL1, #0E6H ； SETB TR1 ；启动定时器1计时

  41. JSHOU: JB RI,KZ-LED ；判断是否接收到数据？有转移 JMP JSHOU ；等待接收 KZ-LED: MOV A ,SBUF ；接收数据送A MOV P1,A ；输出数据P2口 CLR RI ；清除RI AJMP JSHOU END

  42. （5） 控制过程的实现 1）通过双机通信实现对信号灯的控制。 2）掌握单片机串行接口的基本应用。

  43. 异步通讯 例2. 设计一个发送程序，将片内RAM中的30H～3FH单元中的数据串行发送。串行口设定为工作方式2，TB8控制位作奇偶校验位。 ⑴ 分析题意 根据串行口工作方式2的特点，在数据写入SBUF之前，应先将数据的奇偶标志P写入SCON中的TB8，因此发送数据的第9位便可作奇偶校验用。

  44. 开始 建立地址指针R0 设置计数器R7初值 取数据送A 奇偶校验位送TB8 启动发送 N TI=1？ Y 清TI位 修改地址指针：（R0）+1 N （R7）-1=0？ Y 结束 ⑵ 发送程序流程图

  45. ⑶　查询方式的程序清单 ORG 1000H MAIN： MOV SCON，#80H ；设工作方式2 MOV PCON，#80H ；取波特率 MOV R0，#30H ；首地址30H送R0 MOV R7，#10H ；设置计数器初值为16 LOOP：MOV A，@R0 ；取数据并建立奇偶标志 MOV C，P ；取奇偶校验标志 MOV TB8，C ；奇偶标志送TB8 MOV SBUF，A ；发送数据

  46. HERE： JBC TI，CONT ；清中断标志转下一数据 AJMP HERE ；等待中断标志TI变1 CONT： INC R0 DJNZ R7，LOOP ；未发送完，继续 SJMP $ END

  47. 动手做： (1)通过串行口实现对信号灯的控制。 (2)双机通信实现数据传送。

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