串行通信原理与应用

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,串,行,行,通,通,信,信,原,原,理,理,及,及,应,应,用,用,让,计,计,算,算,机,机,相,相,互,互,通,通,信,信,！,！,HOW,？,？,什,么,么,是,是,通,通,信,信,两,个,个,设,设,备,备,之,之,间,间,交,交,换,换,数,数,据,据,的,的,过,过,程,程,我,我,们,们,称,称,之,之,为,为,通,通,信,信,单,工,工,双,工,工,A,B,通,信,信,的,的,方,方,式,式,从,同,同,时,时,传,传,输,输,的,的,数,数,据,据,位,位,数,数,来,来,分,分,为,为,：,：,1,、,、,并,并,行,行,通,通,信,信(Parrel),2,、,、,串,串,行,行,通,通,信,信(Serial),串,并,并,行,行,方,方,式,式,各,各,自,自,特,特,点,点,速度,价格,距离,并行,串行,相,对,对,快,快,相,对,对,慢,慢,短,远,贵,廉,价,价,如,何,何,并,并,行,行,通,通,信,信,（,（,有,有,时,时,间,间,再,再,讲,讲,）,）,DB0-DB7WRRDCSALE,信,信,号,号,等,等,举,例,例,：,：,内,内,存,存,的,的,写,写,数,数,据,据,过,过,程,程,（,（,两,两,部,部,分,分,）,）,。,。,通,过,过,时,时,序,序,图,图,让,让,学,学,生,生,明,明,白,白,CLK,A15:0,ALE,WR,Phase2,Phase1,Address,D7:0,Data,如何串,行,行通信,就用极少的,数,数据线就能实,现,现数据,通,通信，,那,那么是,如,如何实,现,现的呢,？,？,桢的概,念,念：起,始,始位，,数,数据位,，,，速率(波特,率,率)，,应,应答位,或,或停止,位,位。,举例说,明,明,串行通,信,信桢格,式,式,常见的,串,串行通,信,信协议,名称,特点,USART,USB,I,2,C,CAN,用途,PC与MCU,PC与MCU,MCU之间,MCU之间,特点,简单,快，可靠,简单,复杂，可靠,USART,PC与MCU,简单,USART,特点,支持同,步,步串行,通,通信和,异,异步串,行,行通信,支持全,双,双工,桢格式,可,可编程,串行输,出,出原理,串行输,入,入原理,PIC,的,的USART,结,结构,起始位 数据 停止位,接收,发送,起,始,位,停,止,位,起,始,位,TXEN,0,1,1,1,TXIF,接收缓冲寄存器,波特率发生器,RCIF,8,8,SPEN,1,0,波特率发生器,SPEN,发送缓冲寄存器,1 发送移位寄存器 0,1 接收移位寄存器 0,停,止,位,（教材89页）图3-9 USART异步传送模式结构原理及时序图,串行通,信,信时必,须,须要考,虑,虑的问,题,题,硬件如,何,何连接,？,？传,输,输速度,是,是多少,？,？通,信,信格式,是,是什么,样,样的？,要,要发,送,送或接,收,收的数,据,据放在,哪,哪里？,如,如何,判,判断发,送,送或接,收,收完毕,？,？,MCU,通,通过UART,与,与PC,连,连接图,5V,代,代表1,0V,代,代表0,+12V,代,代表1,12V 代,表,表 0,TX,PC,MAX232,电平转,换,换器,12V/-12V,+5V/0V,RX,寄存器,设,设置,PORTC:TXDTransmitter,PORTC:RXDReceiver,RXSTA:1,b7,b6,b5,b4,B3,b2,b1,b0,SPEN,RX9,SREN,CREN,ADDEN,FERR,OERR,RX9D,b7,SPEN,考虑传,输,输速率,问,问题,可能出,现,现设备,之,之间的,主,主频不,同,同的情,况,况，为,了,了解决,这,这个问,题,题，两,个,个设备,之,之间必,须,须协商,通,通信速,率,率。,对于UART,而,而言，,传,传输速,率,率是两,个,个设备,之,之间预,先,先协商,好,好的，,通,通过设,置,置相应,寄,寄存器,来,来实现,。,。,传输速,率,率相关,寄,寄存器,及,及标志,位,位,波特率,发,发生寄,存,存器：SPBPG（99H,）,）,高波特,率,率标志,位,位：BRGHTXSTA,同步收,发,发标志,位,位：SYNCTXSTA,常用SPBPG的值,：,：当主,频,频是4Mhz,时,时，,速,速度希,望,望采用9600bps进行,异,异步通,信,信,则SPBRG=25,，,，BRGH1，SYNC,0,串行通,信,信格式,图,图,相关寄,存,存器有,两,两个：,TXSTA：,发,发送,控,控制寄,存,存器,RCSTA：,接,接收控,制,制寄存,器,器,TXSTA(98H),:发送,控,控制寄,存,存器,7,6,5,4,3,2,1,0,0,TX9,TXEN,SYNC,0,BRGH,0,TX9D,功能：,控,控制UART发送,数,数据的,格,格式,TXSTA(98H),:发送,控,控制寄,存,存器,7,6,5,4,3,2,1,0,0,TX9,TXEN,SYNC,0,BRGH,0,TX9D,9位发,送,送使能,发送使,能,能,同步模,式,式使能,高波特,率,率使能,发送位,第,第9位,无用位,，,，清0,TXSTA(98H),:发,送,送控,制,制寄,存,存器,7,bit6,bit5,bit4,3,bit2,bit1,bit0,CSRC,TX9,TXEN,SYNC,-,BRGH,TRMT,TX9D,思考,题,题：,我,我想,让,让PIC,的,的USART,模,模块,采,采用8位,数,数据,位,位发送,数,数据,，,，异步,方,方式，高速,状,状态，请,问,问TXSTA,该,该设,定,定何,值,值？,TXSTA=0b00100100;,RCSTA：,接,接收,控,控制,寄,寄存,器,器,bit7,6,5,4,SPEN,RX9,SREN,CREN,3,bit2,bit1,bit0,ADDEN,FERR,OERR,RX9D,功能,：,：,控,控,制,制UART接,收,收数,据,据的,格,格式,和,和状,态,态,RCSTA：,接,接收,控,控制,寄,寄存,器,器,bit7,6,5,4,3,bit2,bit1,bit0,SPEN,RX9,0,CREN,0,FERR,OERR,RX9D,串口,使,使能,9位,使,使能,连续,接,接收,使,使能,桢格,式,式错,溢出,错,错,接收,的,的第9位,未用,，,，置0,思考,题,题：,我,我想,让,让PIC,的,的USART,模,模块,在,在异步,方,方式下采,用,用8位,数,数据,位,位接,收,收数据,，,，请,问,问RCSTA,该,该设,定,定何,值,值？,RCSTA=0b10010000;,要发,送,送或,接,接收,的,的数,据,据放,在,在哪,里,里？,要发,送,送的,数,数据,放,放在TXREG里,收到,的,的数,据,据放,在,在RCREG,里,里,TXREG和RCREG都,在,在0,体,体中,TXREG=,A,;,charvar=RCREG;,如何,判,判断,发,发送,成,成功,？,？,对于,发,发送,而,而言,，,，当,一,一个,字,字节,发,发送,完,完毕,后,后PIR1的TXIF标志,位,位会被自,动,动置1，通,过,过判断,此,此位就可得,知,知数,据,据发,送,送是,否,否完,毕,毕，当TXREG被,赋,赋值后，TXIF,自,自动,被,被清,空,空。,思考,题,题：如何,用,用程,序,序判,断,断是,否,否发,送,送成,功,功？,7,6,5,4,3,2,1,0,TXIF,PIR1:,if(PIR1&0b00010000)!=0),/TXIF=1，本次发送成功,/发下一个数据或结束发送,如何,判,判断,接,接收,完,完毕,？,？,对于,接,接收,而,而言,，,，当,接,接收,到,到一,个,个字,节,节后PIR1的RCIF标志,位,位会置1，通,过,过判断,此,此位,可,可得,知,知是,否,否收,到,到一,个,个数,据,据，当RCREG被,读,读取后，RCIF,自,自动,被,被清,空,空。,思考,题,题：如何,用,用程,序,序判,断,断是,否,否接,收,收完,毕,毕？,7,6,5,4,3,2,1,0,RCIF,PIR1:,if(PIR1&0b00100000)!=0),/RCIF=1,说明收到一个数据,/把收到的数据读走。,例题1,电路,图,图如,上,上图,通,通,过,过PIC16F877,向,向PC的COM1,不,不停,的,的发,送,送字,符,符A,要,求,求波,特,特率,为,为9600bps8,位,位数,据,据位,，,，无,奇,奇偶,校,校验,位,位，,一,一位,停,停止,位,位，,无,无数,据,据流,控,控，,请,请编,程,程实,现,现。,流程,图,图,初始化串行口,TXREG,A,PIR1的TXIF位1,TXREG,A,TRUE,FALSE,程序,源,源代,码,码,MAIN(),RCSTA=0b10010000;,SPBRG=25;,TXSTA=0b00100100;,TXREG=,A,;,while(1),if(PIR1&0b00010000)!=0),TXREG=,A,;,/串口使能,接收使能,/9600bps4MHz,/发送字符A,/发送使能，高波特率,/发送完毕吗？,/再发送一个字符A,/死循环，循环发送,例题2,电路,图,图如,上,上图,用,用,超,超级,终,终端,软,软件,通,通过PC,的,的COM1向PIC发,送,送一,个,个字,符,符(,由,由键,盘,盘输,入,入),MCU,收,收到,后,后把,此,此字,符,符加,一,一后,回,回传,给,给PC。,要求,波,波特,率,率为9600bps，8位,数,数据,位,位，,无,无奇,偶,偶校,验,验位,，,，一,位,位停,止,止位,，,，无,数,数据,流,流控,，,，请,编,编程,实,实现,。,。,流程,图,图,初始化串行口,PIR1的RXIF位1,TXREG=RCREG,1;,程序,源,源代,码,码,MAIN(),RCSTA=0b10010000;,SPBRG=25;,TXSTA=0b00100100;,while(1),if(PIR1&0b00100000)!=0),TXREG=RCREG+1;,/串口使能,接收使能,/9600bps4MHz,/发送使能，高波特率,/接收完毕吗？,/把收到的字符1后发送,/死循环，循环发送,作业,PIC16F877的,主,主频,为,为4Mhz，,通,通过MAX232,与,与PC的COM1,正,正确,相,相连,，,，编,程,程实,现,现PC通,过,过超,级,级终,端,端发,给,给MCU,一,一个,字,字符,串,串（,以,以r结,尾,尾）,，,，MCU,收,收到,此,此字,符,符串,把,把此,串,串长,度,度反,馈,馈给PC,，,，而,后,后循,环,环此,过,过程,，,，通,信,信方,式,式为,：,：波,特,特率9600bps，8位,数,数据,位,位，,奇,奇偶,校,校验,位,位无,，,，1,位,位停,止,止位,，,，数,据,据流,控,控制,为,为无,。,。,