中职劳动版《单片机应用技术（C语言）》课题5 任务4 主从呼叫器课件

任务4 主从呼叫器 1．了解串行通信的基本概念及通信方式。 2．掌握串口不同工作方式下波特率的计算。 3．掌握串口中断初始化及服务程序的编写。 4．能够设计并制作主从呼叫器控制系统。 工业控制中，用户常常使用单片机的串口通信功能实现与上位机的信息交换。本任务通过设计一套主从呼叫器（包含主机、从机两部分）来演示单片机的串口通信过程。 主机 从机 其具体控制要求为： 1．主机一台，安装在主控室；从机一台，放置在被控室中。 2．从机设置四个呼叫键，通过按键可使从机向主机发送呼叫信号，主机利用一位数码管显示从机呼叫号，当从机有呼叫信号时指示灯点亮，并且向主机发送键值。 3．主机监视人员看到从机的呼叫信号后，可按下回应键，向从机回送信号并灭从机呼叫指示灯，告知从机已收到呼叫信号，并关闭主机上的显示信息。 一、通信的基本概念 并行通信示意图 串行通信示意图 计算机与外部设备或计算机与计算机之间的信息交换称为通信，通信可分为并行通信和串行通信两种基本方式。 二、串行通信的基本方式 1．异步通信 ✤ 起始位：位于数据帧的开头，占1位，为0（低电平），表示发送端开始发送一帧数据。 ✤ 有效数据位：紧跟起始位后，低位在前，高位在后，数据位共8位。 ✤ 奇偶校验位：紧跟数据位后，占1位，视有效数据位中1的个数是奇数还是偶数由系统自动确定（偶数—0，奇数—1）。 ✤ 停止位：位于数据帧的末尾，占一位，为1（高电平），表示一帧数据发送完毕。 2．同步通信 同步通信则要求发送设备和接收设备使用完全相同的时钟频率，使双方达到完全同步。同步通信以一串字符为一个传送单位，字符间不加标识位，在一串字符开始时用同步字符标识，硬件要求高，通信双方须严格同步。 同步通信的传输速率高（可达56KB/s或更高），但需要保证发送设备和接收设备的完全同步，因此硬件设备比较复杂。异步通信速度比较慢，但是设备简单，使用方便，对通信设备要求较低（收、发设备的时钟基本同步即可），可远距离传输数据，应用较广。 3．数据通信形式 串行通信中的数据通信形式有三种，分别为单工通信、半双工通信、全双工通信。 ✤ 单工通信：通信双方，一方只能发送，另一方只能接收，传送方向是单一的。 ✤ 半双工通信：通信双方只有一根传输线（共地），但任何一方都可以发送，当一方发送时，另一方只能接收。 ✤ 全双工通信：需要通信双方连接两条传输线（共地），一条是将数据从甲方送到乙方，另一条是从乙方送到甲方，允许双向同时发送。51系列单片机的串行通信属于全双工通信方式。 三、单片机双机异步通信系统 四、串口控制相关寄存器 1．串行数据缓冲器（SBUF） SBUF是串行口缓冲寄存器，包括发送寄存器和接收寄存器，以便能以全双工方式进行通信。在逻辑上，SBUF只有一个，它既表示发送寄存器，又表示接收寄存器，具有同一个单元地址99H。但在物理结构上，则有两个完全独立的SBUF，一个是发送缓冲寄存器SBUF，另一个是接收缓冲寄存器SBUF。 指令： SBUF = ACC //启动一次数据发送， //可向SBUF再发送下一个数 指令： ACC = SBUF //完成一次数据接收， //SBUF可再接收下一个数 2．串行口控制寄存器（SCON） SCON （98H） 位地址 9FH 9EH 9DH 9CH 9BH 9AH 99H 98H 位符号 SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI ✤ SM0、SM1 ——串行口工作方式选择位。 SM0 SM1 工作方式 功 能 说 明 波 特 率 0 0 方式0 移位寄存器（用于I/O口扩展） 0 1 方式1 10位UART（8位数据） 波特率可变 （由T1溢出率确定） 1 0 方式2 11位UART（9位数据） 或 1 1 方式3 11位UART（9位数据） 波特率可变 （由T1溢出率确定） ✤ SM2 —— 在方式2、3时，用作多机主—从串行通信时的控制位。 ✤ REN —— 允许串行口接收控制位（相当于串行通信的开关）。 REN =0 禁止串行口接收由RXD（P3.0）口输入的串行数据。 REN =1 允许串行口接收由RXD（P3.0）口输入的串行数据。 ✤ TB8 —— 在方式2、3时，是发送的第9位数据，需要时由软件置位或复位。 ✤ RB8 —— 在方式2、3时，是接收到的第9位数据；在方式1时，RB8是接收到的停止位；方式0时，不