嵌入式學習筆記11——51單片機之中斷串口通信

2. 異步通信

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

3. 串行通信的傳輸方向

（1）單工是指數(shù)據(jù)傳輸僅能沿一個方向，不能實現(xiàn)反向傳輸。（如遙控器）（2）半雙工是指數(shù)據(jù)傳輸可以沿兩個方向，但需要分時進行。（如對講機） （3）全雙工是指數(shù)據(jù)可以同時進行雙向傳輸。

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

5. 串行通信接口標準

（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，收發(fā)雙方的地電位差別較大，在信號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RS232C的缺點，提出了RS422A接口。其傳輸速率90Kbps時，傳輸距離可達1200米，抗干擾能力強。—

（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1200米，傳輸速率可達1Mbps。一般是一點對多點的通信接口。普通的PC機一般不帶RS485接口，因策要使用RS-232C/RS-485轉(zhuǎn)換器。

6. 51單片機的串行口

6. 串行口的控制寄存器

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

（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，多機通信控制位，主要用于方式2和方式3。當接收機的SM2=1時，可以利用收到的RB8來控制是否激活RI（RB8=0時不激活RI，收到的信息丟棄；RB8=1時收到的數(shù)據(jù)進入SBUF，并激活RI，進而在中斷服務中將數(shù)據(jù)從SBUF中讀走）。當SM2=0時，不論收到的RB8為0還是1，均可以使收到的數(shù)據(jù)進入SBUF，并激活RI。在方式0時，SM2必須是0。在方式1時，如果SM2=1，則只有接收到有效停止位時，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)的奇偶校驗位，或在多機通信中，作為地址幀/數(shù)據(jù)幀的標志位。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，作為奇偶校驗位或地址幀/數(shù)據(jù)幀的標志位。在方式1時，若SM2=0，則RB8是接收到的停止位。

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

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

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

8. 方式1輸出的時序圖：

9.方式1輸入的時序圖：

10. 波特率的計算

在串行通信中，收發(fā)雙方對發(fā)送或接收數(shù)據(jù)的速率要有約定，否則就會出現(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）計算T1的初始值，裝載TH1、TL1

（3）啟動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）設置IE寄存器，打開EA和ES位。

（6）寫中斷服務程序，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)完時硬件自動將TI置1

TI=0;

ES=1;

}

}

}

void serial() interrupt 4

{

a=SBUF;

P1=a;

RI=0;

flag=1;

}