单片机串口通信实验报告.docx
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单片机串口通信实验报告
信息工程学院实验报告课程名称:
单片机原理及接口
绩:
成实验项目名称:
串口通信实验实验时间:
2017.5
指导老师(签名):
:
的一、实验目
.了解什么是串口,串口的作用等。
12、了解串口通信的相关概念3、利用keil软件,熟悉并掌握中串口通信的使用4、通过实验,熟悉串口通信程序的格式,串口通信的应用等
理实验原二、1、串口通信概念:
单片机应用与数据采集或工业控制时,往往作为前端机安装在工业现场,远离主机,现场数据采用串行通信方式发往
主机进行处理,以降低通信成本,提高通信可靠性。
如下图所示。
2、串口数据通信方式及特点
★数据通信方式有两种:
并行通信与串行通信
★并行通信:
所传送数据的各位同时发送或接收,
数据有多少位就需要多少根数据线。
特点:
速度快,成本高,适合近距离传输
如计算机并口,打印机,8255。
★串行通信:
所传送数据的各位按顺序一位一位
地发送或接收。
只需一根数据,一根地线,共2根
特点:
成本低,硬件方便,适合远距离通信,
传输速度低。
串行通信与并行通信示意图如下:
3、串行通信基本格式
①单工通信:
数据只能单向传送。
②半双工通信:
通信是双向的,但每一时刻,数据流通的方向是单向的。
③全双工通信:
允许数据同时在两个方向流动,即通信双方的数据发送和接收是同时进行的。
4、异步串行通信/同步串行通信
①异步串行通信:
异步串行通信采用如下的帧结构:
起始位+8位数据位+停止位或起始位+9位数据位+停止位
其中:
起始位为低电平,停止位为高电平。
优点:
硬件结构简单
缺点:
传输速度慢
②同步串行通信:
在同步通信中,发送方在数据或字符开始处就用同步字符(常约定1~2个字节)指示一帧的开始,由时钟来实现发送端和接收端同步,接收方一旦检测到与规定的同步字符符合,下面就连续按顺序传送若干个数据,最后发校验字节。
见下图:
5、串行通信过程与UART
基本的计算机异步串行通信系统中,两台计算机之间通过三根信号线TxD、RxD和GND连接起来,TxD与GND构成发送线路,RxD与GND构成接收线路。
一台计算机的TxD、RxD线分别与另一台计算机的RxD、TxD线相连。
组帧、线路检测、采样判决、串并转换、由于在串行通信过程中的并串转换、无法处理其它工以至大量时间,CPUCPU拆帧、发送和接收等操作需消耗。
(通用异步串行通信接收发送器)UART作,因而开发出专用于处理异步串行通信发送和接收工作的芯片.
CPU只需将要发送的一个字节数据交给UART,其它发送工作由UART自动完成,当UART将一帧数据发送完毕,会通知CPU已发送完,可提交下一个字节。
UART自动监测线路状态并完成数据接收工作,当接收到一个字节数据后,UART会通知CPU来读取。
采用UART后,CPU的负担大大减轻了。
6、MCS—51的串行通信接口
MCS-51单片机内部集成有一个UART,用于全双工方式的串行通信,可以同时发送、接收数据。
它有两个互相独立的接收、发送缓冲器,这两个缓冲器同名SBUF,共用一个地址号(99H)。
发送SBUF:
只能写,不能读;SBUF=a;
接收SBUF:
只能读,不能写。
a=SBUF;
串行接口有四种工作方式,有的工作方式时其波特率是可变的。
用户可以用软件编程的方法在串行控制寄存器SCON中写入相应的控制字就可改变串行口的工作方式。
串行口结构图如下:
串行通信的传送过程说明:
甲方发送时,CPU执行指令SBUF=A启动了发送过程,数据并行送入SBUF,在发送时钟shift的控制下由低位到高位一位一位发送,乙方在接收时钟shift的控制下由低位到高位顺序进入移位寄存器SBUF,甲方一帧数据发送完毕,置位发送中断标志TI,该位可作为查询标志(或引起中断),CPU可再发送下一帧数据。
乙方一帧数据到齐即接收缓冲器满,置位接收中断标志RI,该位可作为查询标志(或引起接收中断),通过A=SBUFCPU将这帧数据并行读入。
由上述可知:
1.甲、乙方的移位时钟频率应相同,即应具有相同的波特率,否则会造成数据丢失。
2.发送方是先发数据再查标志,接收方是先查标志再收数据。
通信过程图如下:
7、串行接口的控制寄存器:
串行接口的控制寄存器有两个,串行控制寄存器SCON和能改变波特率的特殊功能寄存器PCON。
其作用如下:
(1)SCON,字节地址98H,(可位寻址)
SCON用于确定串行通道的操作方式和控制串行通道的某些功能。
也可用于发送和接收第九个数据位(TB8、RB8),并有接收和发送中断标志(RI及TI)位。
SCON各位的意义如下:
此处,SM0、SM1指定了串行通信的工作方式,若设振荡器频率为fosc,则规定如下图:
SM2:
在方式2、3时,多机通信的控制位。
方式0:
SM2=0;
方式1:
①若SM2=0,只要接收到8位数据,就激发中断标志(RI=1);
②若SM2=1,则只有在接收到有效停止位时才能激发中断标志(RI=1),否则接收数据无效,且RI仍为0。
8、串行口波特率计算方式:
9、串行口的波特率有两种方式:
固定波特率和可变波特率
10、串行通信编程方式:
查询方式和中断方式。
查询方式:
查TI或Ri是否为“1”。
中断方式:
如果预先开了中断,当TI、RI为“1”,会自动产生中断。
。
RI或Ti注意:
两种方式中当发送或接受数据后都要注意清.
查询方式发送程序:
(先发后查)
发送一个数据→查询TI→发送下一个数据
查询方式接收程序:
(先查后收)
查询RI→读入一个数据→查询RI→读下一个数据
中断方式发送程序:
发送一个数据→等待中断,在中断中再发送下一个数据。
中断方式接收程序:
等待中断,在中断中再接收一个数据。
查询方式发送流程图以及接收流程图:
中断方式发送流程图以及接收流程图如下:
三、实验内容与步骤
实验内容:
1,验证开发板例程中的电脑通过串口助手发送数据给开发板,单片机收到后返回电脑的例子。
2,、修改例程,实现上课串口例子中,第一个发送字符串的程序。
四、实验结果及分析:
程序如下:
#include
#include
档牡猠嵛尽陈玮老师最帅;
chara=0,b=0;
voidmain()
{
TMOD=0x20;
SCON=0x50;
PCON=0x80;
TH1=0xf3;
TL1=0xf3;
TR1=1;
ET1=0;
a=strlen(s);
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