RS232串行通讯相关之令狐采学创编.docx

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RS232串行通讯相关之令狐采学创编

RS232串行通信相关

一．

欧阳光明（2021.03.07）

二．异步串行通讯数据格式：

一帧异步通讯的数据格式主要包含一下几个部分：

（1）起始位：

起始位以一位低电平开始，表示发送端开始发送一帧数据。

（2）数据位：

数据位即要传递的数据信息，一般低位在前，高位在后，数据位长度一般为5~10位，常见为8位。

（3）奇偶校验位：

用于校验数据的正确性，可用奇校验，或偶校验。

（4）停止位：

用于向接收端表示一帧信息已经发送完毕，长度一般为1~2位。

（5）空闲位：

空闲位一般用高电平表示，用于通知接受端等待数据传输。

图一.串行通信数据格式

三．波特率：

在异步通信（收发设备各自使用自己的时钟）中，除了规定好数据传输格式外，还要有规定好的波特率：

1波特=1bps（位/秒）

在系统设计中，需根据通信需求选择波特率：

例，设计的数据传输率为300字节每秒，而每帧数据长度为11位，需要的波特率如下：

300帧/秒*11位/帧=3300位/秒=3300bps

四．RS232接口设计：

1.RS232接口定义：

（1）载波检测（DCD）

（2）接受数据（RXD）√

（3）发出数据（TXD）√

（4）数据终端准备好（DTR）

（5）信号地线（SG）√

（6）数据准备好（DSR）

（7）请求发送（RTS）

（8）清除发送（CTS）

（9）振铃指示（RI）

2.RS232接口针脚：

图二.RS232接头针脚定义

五．51的串行口通信：

3.串行口控制寄存器SCON（98H）：

（1）SM0，SM1：

用于设置串口的工作方式，进行工作方式的选择；

（2）SM2：

多机通信控制位，应用于方式2与方式3中；

六．在方式0中，SM2应为0；

●在方式1处于接收时，若SM2=1，则只有收到有效的停止位后，RI置1；

●在方式2，3处于接收方式时：

SM2=0，收到RB8（0或1）既可使收到的数据进入SBUF，也可以激活RI。

SM2=1，收到的RB8＝0时，收到的信息丢弃，不激活RI；若收到的RB8＝1时，收到的数据进入SBUF，并激活RI，进而在中断服务中将数据从SBUF读走。

（3）REN：

允许串行接收位；

REN=0，禁止串行接收；

REN=1，允许串行接收。

（4）TB8：

在方式2,3中，是发送机要发送的第九位数据；

●可做奇偶校验位，由软件置位或复位。

●在多机通信中，可作为区别地址帧或数据帧的标识位，一般约定地址帧时，TB8为1，数据帧时，TB8为0。

（5）RB8：

在方式2，3中，接收来自发送机的第9位数据（TB8）；

（6）TI：

发送中断标志，发送一帧结束，TI=1，必须软件清零；

（7）RI：

接收中断标志，接收一帧结束，RI=1，必须软件清零。

4.电源功能寄存器PCON（87H）：

SMOD，波特率倍增位，在方式1、2、3时，波特率与SMOD有关：

●SMOD=1时，波特率提高一倍；

●复位时，SMOD=0。

5.串行口的四种工作方式：

（1）方式0：

8位同步移位寄存器（用于I/O扩展）；为同步工作方式，不能用于双机通信，只能与外界的同步移位寄存器配套进行工作；如果想进行异步串行通信，只能使用方式1,2,3进行。

使用方式0实现数据的移位输入输出时，实际上是把串行口变成为并行口使用。

串行口作为并行输出口使用时，要有“串入并出”的移位寄存器（例如CD4094或74LS164、74HC164等）配合。

●一帧8位，无起、停位。

●RXD：

数据输入/输出端。

●TXD：

同步脉冲输出端，每个脉冲对应一个数据位。

●波特率B=fosc/12，如:

fosc=12MHz,B=1MHz,每位数据1微秒。

●发送过程：

写入SBUF（启动发送），一帧发送完，TI=1。

●接收过程：

REN=1且RI=0，启动接收，一帧接收完，RI=1。

方式0发送时序

方式0接收时序

图三方式0串口通信电路连接

（2）方式1:

10位数据的异步通信

●一帧10位：

起位+8位数据位+停位。

●波特率：

用T1作波特率发生器，B=（2SMOD/32）×T1溢出率。

●发送：

写入SBUF（启动发送），一帧发送完，TI=1。

●接收：

REN=1，RI=0且停止位为1（或SM2=0），将接收数据装入SBUF，停止位装入RB8，并使RI=1；否则丢弃接收数据，不置位RI。

图四方式1传输数据帧格式

方式1发送数据帧时序

方式1接收数据帧时序

（3）方式2，3：

11位数据的异步通讯

●一帧11位：

起位+9位数据位+停位。

●第9位数据位在TB8/RB8中，常作校验位或多机通讯标识位

●波特率：

方式2：

B=（2SMOD/64）×fosc。

方式3：

B=（2SMOD/32）×T1溢出率

●发送：

先填写TB8，写入SBUF（启动发送），发送完TI=1。

●接收：

REN=1，RI=0且第9位为1（或SM2=0），将接收数据装入SBUF，第9位装入RB8，使RI=1；否则丢弃接收数据，不置位RI。

图五方式2,3传输数据帧格式

方式2,3发送数据帧时序

方式2,3接收数据帧时序

6.波特率的计算：

7.串口初始化的具体步骤：

●串口初始化的一般步骤包括：

●确定T1的工作方式（编程TMOD寄存器）；

●计算T1的初值，装载TH1、TL1；

●启动T1（编程TCON中的TR1位）；

●确定串行口控制（编程SCON寄存器）；

●串行口在中断方式工作时，还要进行中断设置（编程IE、IP寄存器）。

8.51串口通信相关例程：

（1）串口初始化，晶振为11.0592M，方式1，波特率300－57600。

voidInitCom（unsignedcharBaudRate）

{

unsignedcharTHTL;

switch（BaudRate）

{

case1:

THTL=64;break;//波特率300

case2:

THTL=160;break;//600

case3:

THTL=208;break;//1200

case4:

THTL=232;break;//2400

case5:

THTL=244;break;//4800

case6:

THTL=250;break;//9600

case7:

THTL=253;break;//19200

case8:

THTL=255;break;//57600

default:

THTL=208;

}

SCON=0x50;//串口方式1,允许接收

TMOD=0x20;//定时器1定时方式2

TCON=0x40;//设定时器1开始计数

TH1=THTL;

TL1=THTL;

PCON=0x80;//波特率加倍控制,SMOD位

RI=0;//清收发标志

TI=0;

TR1=1;//启动定时器

}

（2）向串口输出一个字符（非中断方式）voidComOutChar（unsignedcharOutData）

{

SBUF=OutData;//输出字符

while（!

TI）;//空语句判断字符是否发完

TI=0;//清TI

}（3）向串口输出一个字符串（非中断方式）

voidComOutStr（unsignedchar*Str）

{

while（*Str!

=0x00）//判断是否到了字符串的尾部

{

SBUF=*Str;//输出字符

while（!

TI）;//空语句判断字符是否发完

TI=0;//清TI

Str++;//字符串指针加一

}

}

（4）从串口接收一个字符（非中断方式）unsignedcharComInChar（）

{

unsignedcharInData;

while（!

RI）;//空语句判断字符是否收完

InData=SBUF;//保存COM缓冲字符

RI=0;//清RI

return（InData）;//返回收到的字符

}

（5）从串口接收一个定长字符串（非中断方式，只用于字符需有一个的idata字符串数组）//如unsignedchar*Str;

//unsignedchari[]="abcd";

//InHandStr=&i;

voidComInStr（unsignedchar*Str）

{

while（*Str!

=0x00）//判断是否到了字符串的尾部

{

while（!

RI）;//空语句判断字符是否收完

*Str=SBUF;//保存字符

RI=0;//清RI

Str++;//字符串指针加一

}

}

（6）向串口输出一个回车换行voidComOutEnter（void）

{

SBUF=0x00;

while（!

TI）;

TI=0;

SBUF=0x0A;

while（!

TI）;

TI=0;

}

7.51串口通信初始化程序自动生成（自动生成初始化程序，复制即可）：

（1）下载链接：

（2）软件运行界面：

8.串口工作在工作方式0例程：

（1）电路原理图：

基本电路有51单片机和74LS164组成，51的RXD接164的AB管脚，TXD接164的CLK管脚，P32接164的CLEAR管脚。

电路实现的功能是51通过串口发送0至255的数值，164通过译码，将收到的数值并行通过LED进行输出。

基本51的串口工作方式0，也仅用于如下的这种工作方式。

（2）驱动程序：

#include"reg51.h"

#defineucharunsignedchar

sbitP32=P3^2;

voidMode0_init（）;

voidMode0_work（）;

voiddelay（）;

voidmain（）

{

Mode0_init（）;

Mode0_work（）;

}

voidMode0_init（）

{

SCON=0x00;//SM0，SM1都为0，设定串口工作方式为0

ES=0;//禁止串口中断

P32=0;//P20的设置及输出时序是为了对74LS164进行寄存器清零

P32=1;

}

voidMode0_work（）

{

uchark=0;

while

（1）

{

for（k=0;k<=255;k++）

{

SBUF=k;

while（!

TI）//等待数据传送完毕。

一帧数据传送完毕后，TI自动变为1，

{}

TI=0;

delay（）;//设置的延时函数

if（k==255）

k=0;

}

}

}

voiddelay（）

{

uchari=0;

ucharj=0;

for（i=0;i<250;i++）

for（j=0;j<250;j++）;

}

9.串口工作在工作方式1例程：