6.3-89C51单片机串行接口的结构及设置（教案）-《单片机技术与应用》同步教学-（化学工业出版社）

教案 编号：PTzZ-169 流水号：168 （首页）共 4页 课程 《单片机技术与应用》 一体化 理论 章节（课题）及内容 89C51单片机串行接口的结构及设置 班级日期 中职 2024.04 授课方式 讲授与任务驱动相结合 课时 1 作业题数 1 拟用时间 40分钟 教学目标 使学生理解以下理论知识： · 了解89C51单片机串行接口的基本结构和功能。 · 掌握串行接口的工作模式和设置方法。 · 学会使用串行接口进行简单的数据传输 教学资源准备 多媒体设备 课本教材 学生练习素材 教学重点 1. 89C51单片机串行接口的基本结构和功能。 2. 串行接口的工作模式（串行发送/接收模式）。 3. 串行接口的设置方法（波特率设置、工作模式设置等）。 教学难点 1. 串行接口的工作原理和时序控制。 2. 波特率的计算和设置。 教学方法 讲授法、任务驱动法、演示法、体验探究法等。 1. 讲授法：通过讲解89C51单片机串行接口的相关知识，引导学生理解其原理和应用。 2. 案例分析法：通过分析具体的串行通信应用案例，帮助学生理解串行接口在实际应用中的作用。 3. 实践法：通过编程实践，让学生亲身体验串行接口的设置和使用过程，提高学生的动手能力。 授课教师： 审阅签名： 教学过程 教学活动内容 时间分配教学方法 课前导入 1. 提问：在单片机系统中，串行通信有什么优势？ 2. 引出89C51单片机串行接口的概念，简要介绍其在单片机系统中的作用。 2分钟 讲授新课 练习指导 89C51单片机是Intel公司推出的一款8位单片机，其串行接口（Serial Interface，通常简称为串口或UART）是该单片机的重要外设之一，用于与其他设备进行串行数据通信。 **基本结构**： 89C51单片机的串行接口主要由以下几个部分组成： 1. **串行数据输入/输出（SI/SO）引脚**：分别是串行数据输入引脚（SI）和串行数据输出引脚（SO）。SI用于接收外部设备发送的数据，SO用于向外部设备发送数据。 2. **串行控制寄存器（SCON）**：用于控制串行接口的工作模式、接收/发送状态等。SCON寄存器中的各位定义了串行接口的工作方式和控制功能。 3. **波特率发生器**：用于产生串行通信所需的波特率时钟。89C51单片机使用定时器1或定时器2作为波特率发生器，通过设置定时器的初值和工作模式来产生所需的波特率。 4. **发送/接收缓冲器**：分别为发送缓冲器（SBUF）和接收缓冲器（SBUF）。发送缓冲器用于暂存待发送的数据，接收缓冲器用于暂存接收到的数据。 5. **中断控制**：串行接口具有自己的中断源，可以通过设置中断允许寄存器（IE）来控制串行中断的使能。 **功能**： 1. **串行数据传输**：支持全双工通信，即可以同时进行发送和接收操作。 2. **多种工作模式**：支持四种工作模式，包括同步移位寄存器模式和三种异步通信模式，以满足不同的通信需求。 3. **波特率可调**：通过设置定时器来调整波特率，支持多种波特率。 4. **中断驱动**：支持串行中断，允许在数据接收或发送完成时产生中断，便于程序控制。 5. **软件控制**：所有的串行接口操作都可以通过软件控制，包括初始化、发送、接收和中断处理等。 89C51单片机的串行接口广泛应用于各种嵌入式系统和智能设备中，用于实现与其他设备的数据交换和控制。 **串行接口的工作模式**： 89C51单片机的串行接口支持四种工作模式，主要通过设置串行控制寄存器（SCON）中的SM0和SM1两位来选择。 1. **模式0**：同步移位寄存器输入/输出模式。在这种模式下，串行接口作为一个同步移位寄存器使用，数据以帧的形式同步移入或移出。帧格式由8位数据位和两个额外的位（TB8/RB8）组成，用于发送/接收第9位数据。这种模式通常用于与外部移位寄存器或其他同步设备通信。 2. **模式1**：8位异步通信模式。这是最常见的异步通信模式，用于与大多数串行设备通信。数据帧由10位组成，包括1位起始位（0）、8位数据位和1位停止位（1）。波特率由定时器1或定时器2的溢出率决定。 3. **模式2和模式3**：这两种模式都是9位异步通信模式。它们与模式1类似，但数据帧中包含一个额外的第9位（TB8/RB8），这个额外的位可以用作奇偶校验位或其他目的。模式2和模式3的区别在于波特率的产生方式：模式2使用定时器2作为波特率发生器，而模式3使用定时器1。 **串行接口的设置方法**： 1. **初始化串行接口**：在开始使用